Trang chủ › Cẩm nang học tập › Cẩm nang kiến thức

Tổng hợp kiến thức vị trí tương đối của hai đường tròn

schedule.svg

Thứ hai, 18/11/2024 10:07 AM

Tác giả: Admin Hoclagioi

Vị trí tương đối của hai đường tròn là kiến thức quan trọng để xét các tính chất của 2 đường tròn này có mối quan hệ gì với nhau. Hãy cùng gia sư online Học là Giỏi khám phá các trường hợp cơ bản về vị trí tương đối của hai đường tròn này nhé.

Mục lục [Ẩn]

Vị trí tương đối của hai đường tròn

Vị trí tương đối của hai đường tròn

Hai đường tròn sẽ có 3 vị trí tương đối cơ bản và được chia làm 3 trường hợp sau đây:

Trường hợp 1: Hai đường tròn (O;R) và (O′;r) với (R>r) cắt nhau.

Trường hợp 1: Hai đường tròn (O;R) và (O′;r) với (R>r) cắt nhau.

Trong trường hợp này, hai đường tròn có hai điểm chung. Đường nối hai tâm O và O′ chính là đường trung trực của đoạn thẳng nối hai điểm chung A và B.

Điều kiện để hai đường tròn cắt nhau được biểu diễn bằng bất đẳng thức sau:

R − r < OO′ < R + r

Trường hợp 2: Hai đường tròn tiếp xúc nhau

1. Hai đường tròn tiếp xúc trong tại A:
Hai đường tròn (O;R) và (O′;r) với R>r tiếp xúc trong tại điểm A.

Hai đường tròn tiếp xúc trong tại A

Trong trường hợp này, điểm A nằm trên đường nối tâm của hai đường tròn, đồng thời khoảng cách giữa hai tâm O và O′ thỏa mãn:

OO′=R−r

2. Hai đường tròn tiếp xúc ngoài tại A:
Hai đường tròn (O;R) và (O′;r) với R>r tiếp xúc ngoài tại điểm A.

Hai đường tròn tiếp xúc ngoài tại A

Lúc này, điểm A cũng nằm trên đường nối tâm, và khoảng cách giữa hai tâm được xác định bởi:

OO′=R+r

Trường hợp 3: Hai đường tròn không giao nhau

1. Hai đường tròn nằm ngoài nhau:
Hai đường tròn (O;R) và (O′;r) với R>r không có điểm chung và nằm ngoài nhau. Trong trường hợp này, khoảng cách giữa hai tâm thỏa mãn:

Hai đường tròn nằm ngoài nhau

OO′>R+r

2. Hai đường tròn chứa nhau:
Khi một đường tròn nằm hoàn toàn bên trong đường tròn còn lại và không có điểm chung, khoảng cách giữa hai tâm thỏa mãn:

Hai đường tròn chứa nhau

OO′<R−r

3. Hai đường tròn đồng tâm:
Nếu hai đường tròn có chung tâm, khoảng cách giữa hai tâm bằng không:

Hai đường tròn đồng tâm

OO′=0

Ta có bảng tổng hợp sau:

Vị trí tương đối của hai đường tròn (O;R) và (O′;r) với R>rSố điểm chungHệ thức giữa d và R,r

Hai đường tròn cắt nhau

2R−r<d<R+r

Hai đường tròn tiếp xúc nhau

1 

- Tiếp xúc ngoài

1d=R+r

- Tiếp xúc trong

1d=R−r

Hai đường tròn không giao nhau

0 

- Nằm ngoài nhau

0d>R+r

- Một đường tròn chứa hoàn toàn đường tròn kia

0d<R−r

- Hai đường tròn đồng tâm

0d=0

Tính chất của đường nối tâm

Đường nối tâm đóng vai trò là trục đối xứng của hình được tạo bởi hai đường tròn. Từ đó, có thể suy ra:

- Khi hai đường tròn tiếp xúc nhau, tiếp điểm luôn nằm trên đường nối tâm.

- Khi hai đường tròn cắt nhau, đường nối tâm chính là đường trung trực của dây chung giữa hai đường tròn.

Tiếp tuyến chung của hai đường tròn

Tiếp tuyến chung của hai đường tròn là đường thẳng tiếp xúc với cả hai đường tròn đó.

Ví dụ: Khi hai đường tròn (O) và (O′) cắt nhau, sẽ tồn tại hai tiếp tuyến chung, ký hiệu là d1 và d2​ (như hình minh họa).

Khi hai đường tròn (O) và (O′) cắt nhau, sẽ tồn tại hai tiếp tuyến chung, ký hiệu là d1 và d2​

Bài tập vị trí tương đối của hai đường tròn

Để nắm rõ kiến thức cơ bản trên thì phải luyện tập thường xuyên với các dạng bài tập. Dưới đây là các dạng cơ bản và nâng cao mà bạn có thể tham khảo.

Bài tập cơ bản

Bài 1: Cho đường tròn tâm O, bán kính R. Chọn một điểm A bất kỳ trên đường tròn (O). Vẽ một đường tròn khác có đường kính là đoạn OA. Xác định vị trí tương đối của hai đường tròn này.

Cho đường tròn tâm O, bán kính R. Chọn một điểm A bất kỳ trên đường tròn (O). Vẽ một đường tròn khác có đường kính là đoạn OA. Xác định vị trí tương đối của hai đường tròn này.

Giải

Gọi O′ là tâm của đường tròn có đường kính OA. Khi đó:

O′ là trung điểm của đoạn OA.

Bán kính của đường tròn (O′) được tính là:

R=OA2=R2.R' = \frac{OA}{2} = \frac{R}{2}.

Đoạn nối tâm giữa hai đường tròn (O) và (O′) có độ dài:

d=OO=OA2=R2.d = OO' = \frac{OA}{2} = \frac{R}{2}.

Ta nhận thấy rằng:

RR=RR2=R2=d.R - R' = R - \frac{R}{2} = \frac{R}{2} = d.

Do đó, hai đường tròn (O) và (O′) tiếp xúc trong tại điểm A.

Bài 2: Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho hai điểm A(−1;1) và B(3;0). Lần lượt vẽ hai đường tròn (A;r) và (B;r′).

Khi r=3 và r′=1, xác định vị trí tương đối của hai đường tròn.

Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho hai điểm A(−1;1) và B(3;0). Lần lượt vẽ hai đường tròn (A;r) và (B;r′).

Giải

Tính khoảng cách giữa hai tâm
Đoạn nối tâm AB có độ dài:

d=AB=(3(1))2+(01)2=(4)2+(1)2=16+1=17.d = AB = \sqrt{(3 - (-1))^2 + (0 - 1)^2} = \sqrt{(4)^2 + (-1)^2} = \sqrt{16 + 1} = \sqrt{17}.

Tính tổng bán kính
Tổng hai bán kính của hai đường tròn là:

r+r′=3+1=4.
Từ kết quả trên:

d=17>r+r=4.d = \sqrt{17} > r + r' = 4.

Điều này cho thấy hai đường tròn không giao nhau. Vì d>r+r′, hai đường tròn (A) và (B) nằm ngoài nhau.

Bài tập nâng cao

Bài 3: Cho hai đường tròn (O;R) và (O′;R) cắt nhau tại hai điểm M và N. Biết OO′=24cm và MN=10cm. Tính bán kính R.

Cho hai đường tròn (O;R) và (O′;R) cắt nhau tại hai điểm M và N. Biết OO′=24cm và MN=10cm.

Giải

Gọi I là giao điểm của OO′ và MN. Vì OM=ON=O′M=O′N=R, nên tứ giác OMO′N là hình thoi.

Do đó, OO′⊥MN tại điểm I, và I là trung điểm của các đoạn OO′ và MN.

Khi đó:

IM=MN2=5cm, IO=OO2=12cm.IM = \frac{MN}{2} = 5 \, \text{cm}, \quad IO = \frac{OO'}{2} = 12 \, \text{cm}.

Áp dụng định lý Pythagoras trong tam giác vuông MIO, ta có:

R=OM=IM2+IO2=52+122=25+144=169=13cm.R = OM = \sqrt{IM^2 + IO^2} = \sqrt{5^2 + 12^2} = \sqrt{25 + 144} = \sqrt{169} = 13 \, \text{cm}.

Vậy, bán kính của các đường tròn là R=13cm.

Bài 4: Cho hai đường tròn (O;R) và (O′;R′) tiếp xúc ngoài tại điểm A. Kẻ tiếp tuyến chung ngoài MN, trong đó M thuộc đường tròn (O) và N thuộc đường tròn (O′). Biết R=9cm và R′=4cm. Tính độ dài đoạn MN.

Cho hai đường tròn (O;R) và (O′;R′) tiếp xúc ngoài tại điểm A. Kẻ tiếp tuyến chung ngoài MN, trong đó M thuộc đường tròn (O) và N thuộc đường tròn (O′). Biết R=9cm và R′=4cm.

Giải

Ta có:

OO′=OA+O′A=9+4=13cm.

Kẻ đường OH⊥OM tại điểm H. Vì vậy, tứ giác O′NMH là hình chữ nhật, dẫn đến:

MH=O′N=4cm,MN=O′H.

Do đó:

OH=OM−MH=9−4=5cm.

Áp dụng định lý Pythagoras trong tam giác vuông OO′H, ta tính được:

MN=OH=OO2OH2=13252=16925=144=12cm.MN = O'H = \sqrt{OO'^2 - OH^2} = \sqrt{13^2 - 5^2} = \sqrt{169 - 25} = \sqrt{144} = 12 \, \text{cm}.

Vậy độ dài đoạn MN là 12cm.

Bài tập tự luyện

Bài 5: Cho hai đường tròn (O;R) và (O′;r) tiếp xúc nhau tại A. Vẽ một cát tuyến qua A cắt hai đường tròn lần lượt tại B và C.
Chứng minh: Các tiếp tuyến tại B và C song song với nhau.

Bài 6:Cho hai đường tròn (O;5cm) và (O′;5cm) cắt nhau tại A và B. Biết OO′=8cm.
Tính độ dài AB.

Bài 7: Cho góc vuông xOy. Lấy hai điểm I và K lần lượt trên các tia Ox và Oy. Vẽ đường tròn (I;OK), cắt tia Ox tại M (I nằm giữa O và M). Vẽ đường tròn (K;OI), cắt tia Oy tại N (K nằm giữa O và N).

a) Chứng minh: Hai đường tròn (I) và (K) luôn cắt nhau.
b) Tiếp tuyến tại M của đường tròn (I) và tiếp tuyến tại N của đường tròn (K) cắt nhau tại C.
Chứng minh: Tứ giác OMCN là hình vuông.
c) Gọi giao điểm của hai đường tròn là A và B.
Chứng minh: Ba điểm A,B,C thẳng hàng.
d) Giả sử I và K di động trên các tia Ox và Oy sao cho OI+OK=a không đổi.
Chứng minh: Đường thẳng AB luôn đi qua một điểm cố định.

Kết luận

Vị trí tương đối của hai đường tròn là một trong những chủ đề quan trọng trong hình học lớp 9. Trung tâm gia sư online Học là Giỏi hy vọng bạn đã nắm được lý thuyết và sẵn sàng đối mặt với các bài toán khó hơn trong tương lai về vị trí tương đối này nhé.

 

Chủ đề:

Đăng ký học thử ngay hôm nay

Để con học sớm - Ôn sâu và nhận ưu đãi học phí!

Bài viết liên quan

Tổng hợp đề ôn tập hè lớp 5 lên 6 môn toán có chọn lọc
schedule

Thứ sáu, 16/5/2025 09:20 AM

Tổng hợp đề ôn tập hè lớp 5 lên 6 môn toán có chọn lọc

Đối với các bạn học sinh chuẩn bị lên lớp 6, việc ôn tập hè lớp 5 lên 6 môn toán giúp nhớ lại chương trình học cũ, tự tin bước vào cấp học quan trọng tiếp theo. Hôm nay gia sư online Học là Giỏi cung cấp kho đề ôn luyện đa dạng để hỗ trợ các em củng cố kiến thức vững chắc trong quá trình học tập nhé.

Kinh nghiệm chọn gia sư toán lớp 11 tại Hà Nội phù hợp nhất
schedule

Thứ tư, 7/5/2025 08:59 AM

Kinh nghiệm chọn gia sư toán lớp 11 tại Hà Nội phù hợp nhất

Nhiều học sinh luôn gặp khó khăn với chương trình toán nâng cao và thiếu các phương pháp học hiệu quả khi vào lớp 11. Vì vậy, việc tìm gia sư toán lớp 11 tại Hà Nội trở thành giải pháp tối ưu giúp học sinh nắm chắc kiến thức và cải thiện thành tích học tập. Gia sư online Học là Giỏi sẽ giúp bạn hiểu cách lựa chọn gia sư toán lớp 11 tại Hà Nội sao cho phù hợp nhất.

Tại sao cần tìm gia sư toán lớp 10 tại Hà Nội?
schedule

Thứ tư, 7/5/2025 07:52 AM

Tại sao cần tìm gia sư toán lớp 10 tại Hà Nội?

Lựa chọn gia sư toán lớp 10 tại Hà Nội giúp con kịp thời tháo gỡ những vướng mắc trong quá trình học, đồng thời tạo tiền đề vững chắc để con tự tin trước những thử thách học tập. Trong bài viết dưới đây, Gia sư online Học là Giỏi sẽ chỉ cho các bậc phụ huynh cách tìm gia sư toán lớp 10 tại Hà Nội sao cho phù hợp nhất nhé.

Làm thế nào để chọn gia sư toán lớp 7 tại Hà Nội?
schedule

Thứ hai, 5/5/2025 10:27 AM

Làm thế nào để chọn gia sư toán lớp 7 tại Hà Nội?

Với học sinh lớp 7, toán học là nền tảng của các môn học liên quan đến tính toán và cũng là bước đệm cho những kỳ thi quan trọng sau này. Gia sư online Học là Giỏi sẽ chia sẻ cách chọn gia sư toán lớp 7 tại Hà Nội trong bài viết dưới đây nhé.

Bí quyết cách học giỏi toán mọi học sinh cần biết
schedule

Thứ hai, 28/4/2025 06:51 AM

Bí quyết cách học giỏi toán mọi học sinh cần biết

Toán học luôn là một môn học quan trọng trong chương trình giáo dục và cả trong cuộc sống hàng ngày. Tuy nhiên, không phải ai cũng dễ dàng nắm vững được các kiến thức và kỹ năng cần thiết để học giỏi môn toán. Hãy cùng gia sư online Học là Giỏi cung cấp những cách học giỏi toán đơn giản, giúp bạn tự tin và thành công trong việc học tập.

Mẹo học bảng nhân 5 cực dễ hiểu cho học sinh tiểu học
schedule

Thứ sáu, 25/4/2025 07:16 AM

Mẹo học bảng nhân 5 cực dễ hiểu cho học sinh tiểu học

Bảng nhân 5 là một phần không thể thiếu trong hệ thống bảng cửu chương hỗ trợ học sinh ghi nhớ và vận dụng phép nhân với số 5 một cách nhanh chóng. Hôm nay gia sư online Học là Giỏi sẽ cùng bạn khám phá chi tiết bảng nhân 5 nhé.

message.svg zalo.png