Окружность с центром на оси ординат касается прямой x = 5 и проходит через точку A (4; 2). Определите координаты центра окружности, если известно, что окружность лежит только в I и IV четвертях.
Пусть центр окружности имеет координаты ( (0, r) ), где ( r ) — радиус окружности. Окружность касается прямой ( x = 5 ), поэтому расстояние от центра окружности до этой прямой равно радиусу. Поскольку центр окружности находится на оси ординат, его координаты имеют вид ( (0, y) ).
Расстояние от точки ( (0, y) ) до прямой ( x = 5 ) вычисляется как:
[ \text{Расстояние} = |0 - 5| = 5 ]
Это расстояние должно равняться радиусу ( r ):
[ r = 5 ]
Теперь, поскольку окружность проходит через точку ( A(4, 2) ), мы можем использовать уравнение окружности, чтобы найти ( y ). Уравнение окружности имеет вид:
[ (x - 0)^2 + (y - r)^2 = r^2 ]
Подставим в него точку ( A(4, 2) ):
[ (4 - 0)^2 + (2 - y)^2 = 5^2 ]
Теперь осчитаем:
[ 16 + (2 - y)^2 = 25 ]
Упростим уравнение:
[ (2 - y)^2 = 25 - 16 ] [ (2 - y)^2 = 9 ]
Теперь извлечем корень:
[ 2 - y = 3 \quad \text{или} \quad 2 - y = -3 ]
Решая первое уравнение:
[ 2 - y = 3 \quad \Rightarrow \quad y = -1 ]
А теперь второе уравнение:
[ 2 - y = -3 \quad \Rightarrow \quad y = 5 ]
Итак, у нас есть два возможных значения для ( y ): ( -1 ) и ( 5 ). Однако, задача говорит о том, что окружность лежит только в I и IV четвертях, следовательно, ( y ) должно быть положительным.
Пусть центр окружности имеет координаты ( (0, r) ), где ( r ) — радиус окружности. Окружность касается прямой ( x = 5 ), поэтому расстояние от центра окружности до этой прямой равно радиусу. Поскольку центр окружности находится на оси ординат, его координаты имеют вид ( (0, y) ).
Расстояние от точки ( (0, y) ) до прямой ( x = 5 ) вычисляется как:
[
\text{Расстояние} = |0 - 5| = 5
]
Это расстояние должно равняться радиусу ( r ):
[
r = 5
]
Теперь, поскольку окружность проходит через точку ( A(4, 2) ), мы можем использовать уравнение окружности, чтобы найти ( y ). Уравнение окружности имеет вид:
[
(x - 0)^2 + (y - r)^2 = r^2
]
Подставим в него точку ( A(4, 2) ):
[
(4 - 0)^2 + (2 - y)^2 = 5^2
]
Теперь осчитаем:
[
16 + (2 - y)^2 = 25
]
Упростим уравнение:
[
(2 - y)^2 = 25 - 16
]
[
(2 - y)^2 = 9
]
Теперь извлечем корень:
[
2 - y = 3 \quad \text{или} \quad 2 - y = -3
]
Решая первое уравнение:
[
2 - y = 3 \quad \Rightarrow \quad y = -1
]
А теперь второе уравнение:
[
2 - y = -3 \quad \Rightarrow \quad y = 5
]
Итак, у нас есть два возможных значения для ( y ): ( -1 ) и ( 5 ). Однако, задача говорит о том, что окружность лежит только в I и IV четвертях, следовательно, ( y ) должно быть положительным.
Таким образом, мы получаем:
[
y = 5
]
Таким образом, координаты центра окружности:
[
(0, 5)
]
Ответ: координаты центра окружности: ( (0, 5) ).