دائرة: الفرق بين النسختين

[نسخة منشورة][نسخة منشورة]
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
لا ملخص تعديل
لا ملخص تعديل
سطر 93:
=== المصطلحات الرئيسة ===
 
يُرمز للدائرة التي مركزها <math>O</math> ونصف قطرها <math>r</math><ref group="ملاحظة">يُشتَرط لنصف قطر الدائرة <math>r</math>أن يكون [[عدد حقيقي|عدداً حقيقيَّاً]] [[عدد موجب|موجباً]].</ref> رياضيَّاً بالرمزبالرموز: «<math>C(O, r)</math>» و«<math>\odot C</math>» وأحياناًأو يُكتَفى بذكر «الدائرة <math>O</math>» للإشارة إليها.<ref name=":3" /><div style="text-align: center;"><nowiki/>
{| class="wikitable"
!المصطلح
سطر 110:
|طول مسار المحل الهندسي لنقطة مُتحرّكة في مستوٍ تبعد بعداً ثابتاً عن المركز.<ref name=":1" />
|'''مح'''
|[[ط (رياضيات)|'''<math>CC_O</math>''']]<ref group="ملاحظة">ويُقرأ مُحيط الدَّائرة <math>O</math>.</ref>
|-
|'''المساحة'''
سطر 123:
|-
|[[قطر (هندسة)|'''قطر''']]
|وتر مار بمركز الدائرة. ويتكون من نصفَي قطْرين يقعان على استقامة واحدة.
|'''ق'''
|'''<math>d</math>'''
سطر 133:
=== أجزاء الدائرة ===
{| class="wikitable"
!الجزء
!المصطلح
!التّعريف / الملاحظات
!الترميز العربي
سطر 278:
|}[[ملف:Diameter Subtended By Circle Inscribed Angle.gif|تصغير|الزاوية المُحيطيّة للقطر قائمة.|181x181px]]
==== الزاوية المركزية والزَّاوية المُحيطيَّة ====
{| class="wikitable"
|+حالات الزاوية المحيطية
!الحالة الأولى
!الحالة الثَّانية
!الحالة الثَّالثة
|-
|
|
|
|-
|يقع مركز الدَّائرة على أحد ضلعي الزَّاوية المُحيطية
|يقع مركز الدَّائرة داخل منطقة الزَّاوية المُحيطيَّة
|يقع مركز الدَّائرة خارج الزَّاوية المُحيطيَّة
|}
 
* الزاوية المركزية تُساوي ضعفَ الزاوية المُحيطية المُشتركة معها على القوس نفسه.
السطر 292 ⟵ 306:
وتُساوي نصف قياس القوس الذي تحصره.
 
==== القوسالأقواس ====
{| class="wikitable"
|+الأقواس وقياساتها
!القوس
!التعريف
!قياسه
!صورة
|-
|القوس الأصغر
|القوس الأقصر الذي يصل بين نقطتين على الدَّائرة
|يُساوي قياس الزَّاوية المركزية المُقابلة له، ويقل قياسه عن 180.
|
|-
|القوس الأكبر
|القوس الأطول الذي يصل بين نقطتين على الدَّائرة
|
|
|-
|نصف الدَّائرة
|قوس تقع نقطتا طرفيه على قطر الدَّائرة
|
|
|}
إذا كانت <math>A, B</math>نقطتين مختلفتين على دائرة <math>C(O,r)</math>فإنهما يقسمان الدائرة إلى قوسين: قوس أصغر <math>\widehat{AB}</math>: وهو مجموعة النقاط الناتجة عن تقاطع الدائرة مع نقاط الزاوية المركزية <math>\angle AOB</math> الداخلية، والقوس الأكبر <math>\widehat{AB}</math>وهو متمم القوس الأصغر للدائرة كاملةً، النقطتان <math>A, B</math>هما طرفا كل من القوس <math>\widehat{AB}</math>والوتر <math>\overline{AB}</math>وبالإمكان التعبير عن القوس بالتعبير: القوس <math>\widehat{AB}</math> يواجه الوتر <math>\overline{AB}</math>. لاحظ أنَّ إذا كانت <math>A, B</math>نقطتين متقابلتين قطريَّاً، فإن كلاً من القوسين المقابلين لهما يُسمَّى نصف دائرة، وأن كل قطر يُحدد نصفين للدائرة.<ref name=":3" />
 
يُعبِّرُ مصطلح «قياس القوس» إلى قياس الزاوية المركزية التي تحصر القوس، وباعتبار أن الدائرة قوساً مُتَّصِلَ الطَّرفَينِ فإن قياسها بالدرجات <math>360^\circ</math>. من ذلك فإن قياس الأقواس الناتجة عن قطع زاوية مركزية لدائرتين متحدتي المركز لهما القياس نفسه؛ لاشتراكهما في قياس الزاوية المركزية. ويتطابق قوسان من دائرة واحدة إذا وفقط إذا كان لهما القياس نفسه.<ref name=":3" />
 
===== طول القوس =====
إذا كان طول القوس يساوي <math>\ell</math>، فإنَّ النسبة بين طول القوس إلى مُحيط الدَّائرة يُساوي نسبة قياس القوس إلى قياس الدَّائرة كاملةً.
 
<math>\frac {l} {C_O} =\frac {l} {2\pi r} = \frac {\theta^\circ} {360^\circ} \Leftrightarrow \ell = \pi r \cdot \frac {\theta^\circ} {180^\circ}</math>
 
===== التّطابق في الأقواس =====
 
* في الدَّائرة نفسها أو في الدَّوائر المُتطابقة يتطابق قوسان إذا وفقط إذا تطابقت الزاويتان المركزيَّتان المتقابلتان معهما.
 
* مبرهنة: أطوال أوتار الدائرة الواحدة تتساوى إذا وفقط إذا تساوت قياسات أقواسهما المتناظرة.<ref name=":3" />
السطر 306 ⟵ 351:
* مبرهنة: الوتر الأكبر يبعد بعداً عن مركز الدائرة أقل من بعد الوتر الأصغر.
 
{| class="wikitable"
=== الأوتار والمستقيمات ===
|+الدَّائرة وعلاقات الزَّوايا
!موقع رأس الزَّاوية
!نماذج
!قياس الزَّاوية
|-
|على مركز الدَّائرة
|
|قياس القوس المقابل نفسه
|-
|على الدَّائرة
|
|نصف قياس القوس المقابل
|-
|داخل الدَّائرة
|
|نصف مجموعي قياسي القوس المقابل للزاوية والقوس المقابل للزاوية التي تقابلها بالرأس
|-
|خارج الدَّائرة
|
|نصف الفرق المطلق بين قياسي القوسين المقابلين لها
|}
 
=== المُستقيمات ===
تُصنَّف المستقيمات بالنسبة لدائرةٍ ما حسب عدد نقاط تقاطعها معها:
{| class="wikitable"
السطر 335 ⟵ 403:
|
|}
==== الأوتار ====
 
* طول أي وتر داخل الدائرة لا يزيد عن <math>2r</math>.<ref name=":3" />
السطر 370 ⟵ 438:
==== المستقيمات المارَّة ====
المستقيم المار هو مستقيم لا يمس ولا يقطع الدائرة في أي نقطة. عند كون المسافة بين المركز والمستقيم أقل من نصف القطر، فإنه لا يكون للدائرة والخط المستقيم أي نُقاط مشتركة. وفي هذه الحالة يُسمّى '''بالمستقيم المار''' أو '''المستقيم العابر'''.<ref name=":3" />
 
=== التطابق ===
=== قوُّة النُّقطة ===
تُعرف الدَّائرة على أنها مُطابقةٌ إلى دائرةٍ أُخرى إذا وفقط إذا تطابقت أنصاف أقطارهما.<ref name=":3" />
{| class="wikitable"
|+قوة النُّقطة
!الاسم
!النص
!صورة
|-
|نظرية قِطَع الوتر
|إذا تقاطع وتران في دائرة فإن حاصل ضرب طولي جزأي الوتر الأول يساوي حاصل ضرب طولي جزأي الوتر الثاني
|
|-
|نظرية القاطع
|إذا رسم قاطعان لدائرة من نقطة خارجها، فإن حاصل ضرب طول القاطع الأول في طول الجزء الخارجي منه، يساوي حاصل ضرب طول القاطع الثاني في طول الجزء الخارجي منه.
|
|-
|نظرية
|إذا رسم مماس وقاطع لدائرة من نقطة خارجها فإن مربع طول المماس يساوي حاصل ضرب ول القاطع في طول الجزء الخارجي منه.
|
|}
 
=== النقاط ===
السطر 424 ⟵ 510:
هو منطقة المستوى التي تحصرها الدّائرة. ويعرَّف رياضيَّاً:<ref name=":3" /><math>C(O,r) \cup Int ~ C(O,r) = \left\{\mathrm{P} \in E ~ : ~ \overline{\mathrm{OP}} \le r \right\}</math>
 
== العلاقات بينأزواج الدَّوائر ==
 
=== المماسَّات المُشتَرَكَة والمُستقيمات الخاصَّة ===
{| class="wikitable"
!التصنيف
السطر 432 ⟵ 516:
!الترميز العربي
!التّرميز اللاتيني
!
|-
|دائرتان متباعدتان
|مماسٌ مشتركٌ داخليّ
|دائرتان لا تشتركان في أي نقطةٍ
|
|
|-
|دائرتان متماسَّتان
|دائران تمسان مستقيماً في نقطةٍ مشتركةٍ
|
| rowspan="2" |
|-
|دائرتان متماسَّتان خارجيَّاً
|مَماسٌ مشتركٌ خارجيّ
|دائرتان متماسَّتان يقع مركز كلِّ منهُما خارج مُحيط الأخرى
|
|-
|دائرتان متماسَّتان داخِليَّاً
|خطُّ المركزين
|دائرتان متماسَّتان يقع مركز إحداهما في قرص الأخرى
|قطعة مستقيمة تصل بين مركزي دائرتين
|
|
|-
|دائرتان متقاطعتان
|وتر مُشترك
|أعلى عدد ممكن من التقاطعات بين دائرتين هو تقاطعان.
|وتر طرفاه هما نقطتا تقاطع دائرتين
|
|
|-
|دائرتان متحدتان مركزيَّاً
|دائرتان يشتركان في المركز نفسه.
|
|
|-
|دائرتان متطابقتان
|تُعرف الدَّائرة على أنها مُطابقةٌ إلى دائرةٍ أُخرى إذا وفقط إذا تطابقت أنصاف أقطارهما.<ref name=":3" />
|
|
|-
|دائرتان مُنطَبقتان
|دائرتان متحدتان مركزياً لهما الشعاع نفسه.
|
|
|}
 
==== خطدائرتان المركزينمتقاطعتان ====
 
=== الاتحاد المركزي ===
* خط المركزين لدائرتين متقاطعتين عموديّ على وترهما المُشترك ويُنصِّفه.
{{مفصلة|اتحاد مركزي}}
 
==== التَّماسالتطابق ====
=== المماسَّات المُشتَرَكَة والمُستقيمات الخاصَّة ===
{| class="wikitable"
!التصنيف
السطر 464 ⟵ 570:
!
|-
|مماسٌ مشتركٌ داخليّ
|دائرتان متباعدتان
|دائرتان لا تشتركان في أي نقطةٍ
|
|
| rowspan="4" |
|-
|دائرتان متماسَّتان
|دائران تمسان مستقيماً في نقطةٍ مشتركةٍ
|
| rowspan="2" |
|-
|مَماسٌ مشتركٌ خارجيّ
|نقطة التُّماس
|نقطة تماس الدائرتين المُتماسَّتين
|
|-
|خطُّ المركزين
|دائرتان متماسَّتان خارجيَّاً
|قطعة مستقيمة تصل بين مركزي دائرتين
|دائرتان متماسَّتان يقع مركزهما خارج مُحيط الأخرى
|
|-
|وتر مُشترك
|دائرتان متماسَّتان داخِليَّاً
|وتر طرفاه هما نقطتا تقاطع دائرتين
|دائرتان متماسَّتان يقع مركز إحداهما في قرص الأخرى
|
|
|}
 
==== خط المركزين ====
 
* خط المركزين لدائرتين متقاطعتين عموديّ على وترهما المُشترك ويُنصِّفه.
 
* نقطة التماس لدائرتين تقع على خط المركزين أو على امتداده.
السطر 530 ⟵ 634:
[[ملف:Circle center a b radius r.svg|thumb|دائرة شعاعها <math>r=1</math>، ومركزها <math>(a, b)</math> مساوٍ إلى <math>(1.2, -0.5)</math>.]]
 
في [[نظام إحداثي ديكارتي|النظام الإحداثي الديكارتي]]، إذا كانت النقطة <math>C(a, b)</math> هي مركزٌ لدائرة <math>C(a, b)</math> نصف قطرها <math>r</math>، والنقاطوالنُّقطة <math>P(x, y)</math> مُتغيّرة على مُحيط الدائرة، فإن من تعريف الدائرة أن البُعد بين النقطتين <math>C, P</math> هو بُعدٌ ثابت مُساوٍ إلى <math>r</math>، وبذلك تُستنتج مُعادلة تمثيل الدائرة في النظام الإحداثي بالشكل الآتي:<ref name=":2" />
:<math>
\left(x - a \right)^2 + \left( y - b \right)^2=r^2
السطر 555 ⟵ 659:
 
<math display="block">(x-x_1)(x-x_2)+(y-y_1)(y-y_2)=0</math>
 
==== مركز الدَّائرة المُحيطة لمثلث ====
 
=== الإحداثيات القطبية ===
في [[نظام إحداثي قطبي|النظام الإحداثي القطبي]]، المعادلة القطبية للدائرة التي نصف قطرها <math>r</math> ومركزها عن النقطة <math>R(a_1,\theta_1)</math> يُمكن الحصول عليها باستخدام قانون جيب تمام الزاوية للمثلث <math>ORP</math>، حيث أن النقطة <math>P(a, \theta)</math> تُعبّر عن أي نقطة على الدائرة، على الصورة:<ref name=":2" />
السطر 587 ⟵ 694:
في عام 1882، أُثبت أن هذه المهمة مستحيلة، نتيجة ل[[مبرهنة ليندمان-ويرستراس]] التي تُبرهن على أن [[ط (رياضيات)|π]] [[عدد متسام]] بدلا من أن يكون مجرد [[عدد جبري|عدد جبري غير جذري]] (عدد جبري هو عدد يكون [[جذر دالة|جذرا]] [[متعددة الحدود|لمتعددة حدود]] عواملها كلها [[عدد كسري|أعداد كسرية]]).
 
في عام 1882، أُثبت أن هذه المهمة مستحيلة، نتيجة ل[[مبرهنة ليندمان-ويرستراس]] التي تُبرهن على أن [[ط (رياضيات)|π]] [[عدد متسام]] بدلا من أن يكون مجرد [[عدد جبري|عدد جبري غير جذري]] (عدد جبري هو عدد يكون [[جذر دالة|جذرا]] [[متعددة الحدود|لمتعددة حدود]] عواملها كلها [[عدد كسري|أعداد كسرية]]).
== التطبيقات ==
 
== الطبيعة ==
== في التقنية ==
<gallery mode="packed" heights="160">
<gallery mode="nolines" heights="190">
ملف:Toghrol Tower looking up.jpg|[[برج طغرل]] من الدّاخل.
ملف:Steam locomotive driving wheel.jpg
ملف:Tycho crater on the Moon.jpg|فوّهة تايكو، واحدة من الأمثلة المتعددة التي تظهر فيها الدوائر في الطبيعة.
</gallery>
ملف:Steam locomotive driving wheel.jpg|تّقنيَّاً، الشّكل الدائري [[عجلة|للعجلة]] يُمكّنها من الحركة [[دوران|الدّورانية]] أو الدَّحرجة.
 
== في العمارة ==
<gallery mode="nolines" heights="190">
ملف:Paris 9 - Printemps cupola (1).jpg
</gallery>
== في الطَّبيعةِ ==
 
* الشكل الكامل لقوس المطر هو دائرة كاملة، ويُسمَّى الجُزءُ الَّذي يُمكنُ رؤيتهُ منها فوق الأفق قوساً.
<gallery mode="nolines" heights="190">
ملف:Tycho crater on the Moon.jpg|فوهة على القمر.
</gallery>