Çember denklemi, analitik geometrinin temel taşlarından biridir. Bir çemberin merkezini ve yarıçapını kullanarak, o çember üzerindeki tüm noktaların koordinatlarını belirleyebiliriz. Şimdi, bu bilgiyi pratiğe dökelim ve çeşitli örneklerle çember denklemini nasıl uygulayacağımızı görelim.
En temel senaryo, çemberin merkezinin koordinatları (h, k) ve yarıçapı (r) verildiğinde çember denklemini yazmaktır. Genel denklem şöyledir:
(x - h)² + (y - k)² = r²
Örnek 1: Merkezi (2, -3) ve yarıçapı 4 birim olan çemberin denklemini bulun.
Çözüm:
h = 2, k = -3 ve r = 4 değerlerini genel denklemde yerine koyalım:
(x - 2)² + (y - (-3))² = 4²
(x - 2)² + (y + 3)² = 16
Bu, aradığımız çember denklemidir.
Bazen, çemberin merkezi ve çember üzerindeki bir nokta verilir. Bu durumda, yarıçapı bulmak için iki nokta arasındaki uzaklık formülünü kullanırız.
Örnek 2: Merkezi (1, 2) olan ve (4, 6) noktasından geçen çemberin denklemini bulun.
Çözüm:
Öncelikle yarıçapı bulalım. Yarıçap, merkez ile çember üzerindeki nokta arasındaki uzaklıktır:
r = √((4 - 1)² + (6 - 2)²) = √(3² + 4²) = √25 = 5
Şimdi, h = 1, k = 2 ve r = 5 değerlerini genel denklemde yerine koyalım:
(x - 1)² + (y - 2)² = 5²
(x - 1)² + (y - 2)² = 25
Bu, aradığımız çember denklemidir.
Bazen çember denklemi genel formda verilir: x² + y² + Dx + Ey + F = 0. Bu durumda, denklemi standart forma dönüştürerek merkezi ve yarıçapı bulabiliriz.
Örnek 3: x² + y² - 4x + 6y - 12 = 0 denklemiyle verilen çemberin merkezini ve yarıçapını bulun.
Çözüm:
Denklemi tamamkareye tamamlayarak standart forma dönüştürelim:
(x² - 4x) + (y² + 6y) = 12
(x² - 4x + 4) + (y² + 6y + 9) = 12 + 4 + 9
(x - 2)² + (y + 3)² = 25
Şimdi denklemi standart formda yazdık. Buradan, merkez (2, -3) ve yarıçap r = √25 = 5 olarak bulunur.
Bir çember, eksenlere teğet olabilir. Bu durumda, merkezin koordinatları ve yarıçap arasında özel bir ilişki vardır.
Örnek 4: Merkezi 2. bölgede olan ve her iki eksene de teğet olan bir çemberin yarıçapı 3 birimdir. Bu çemberin denklemini bulun.
Çözüm:
Merkez 2. bölgede olduğundan, h negatif ve k pozitiftir. Ayrıca, her iki eksene de teğet olduğundan |h| = |k| = r = 3'tür. Dolayısıyla, merkez (-3, 3)'tür.
Denklem:
(x + 3)² + (y - 3)² = 3²
(x + 3)² + (y - 3)² = 9
Bu örnekler, çember denkleminin farklı senaryolarda nasıl kullanıldığını göstermektedir. Pratik yaparak ve farklı türde sorular çözerek, bu konuyu daha iyi anlayabilirsiniz.