➗ Matematyka ✓ Zweryfikowane

Okrąg i koło — różnice, wzory i kąty

Szybka odpowiedź

Okrąg to zbiór punktów oddalonych o ten sam promień od środka, czyli sama linia. Koło obejmuje dodatkowo wnętrze tej linii, dlatego ma pole, a okrąg długość.

Okrąg i koło to dwa różne obiekty, choć w mowie potocznej używa się ich zamiennie. Poniżej różnica, wzory i najważniejsze twierdzenia.

Okrąg a koło

  • Okrąg — sama linia, zbiór punktów w równej odległości od środka
  • Koło — okrąg wraz z wnętrzem

Konsekwencja praktyczna: okrąg ma długość, koło ma pole. Obręcz roweru to okrąg, a moneta koło.

reklama AdSense — prostokąt 336×280

Wzory

  • Długość okręgu — L = 2πr = πd
  • Pole koła — P = πr²
  • Długość łuku — l = 2πr · (α/360°)
  • Pole wycinka — P = πr² · (α/360°)

Dwa ostatnie wzory to po prostu odpowiednia część całości — ułamek α/360 mówi, jaką część pełnego obrotu obejmuje wycinek.

Elementy okręgu

  • Promień — od środka do okręgu
  • Cięciwa — odcinek łączący dwa punkty okręgu
  • Średnica — najdłuższa cięciwa, przechodzi przez środek
  • Styczna — prosta mająca dokładnie jeden punkt wspólny z okręgiem
  • Sieczna — prosta przecinająca okrąg w dwóch punktach

Styczna jest zawsze prostopadła do promienia poprowadzonego do punktu styczności. To zależność potrzebna w większości zadań o stycznych.

Kąt środkowy i wpisany

Kąt środkowy ma wierzchołek w środku okręgu, wpisany na samym okręgu.

Kluczowe twierdzenie: kąt wpisany jest dwa razy mniejszy od środkowego opartego na tym samym łuku. Wszystkie kąty wpisane oparte na tym samym łuku są przy tym równe.

Twierdzenie Talesa o kącie

Szczególny przypadek powyższego: kąt wpisany oparty na średnicy zawsze wynosi 90 stopni.

Ma to praktyczne zastosowanie — pozwala wykreślić kąt prosty bez ekierki oraz sprawdzić, czy trójkąt jest prostokątny. Jeśli wierzchołek trójkąta leży na okręgu, a przeciwległy bok jest średnicą, kąt przy tym wierzchołku musi być prosty.

Wzajemne położenie okręgów

Dwa okręgi mogą znajdować się względem siebie w pięciu położeniach, a rozstrzyga o tym porównanie odległości środków z sumą i różnicą promieni. Gdy odległość przewyższa sumę promieni, okręgi są rozłączne zewnętrznie. Gdy równa się sumie, są styczne zewnętrznie i mają jeden punkt wspólny.

Przy odległości mieszczącej się między różnicą a sumą promieni okręgi przecinają się w dwóch punktach. Równość z różnicą promieni oznacza styczność wewnętrzną, a odległość mniejsza od różnicy — położenie jednego okręgu wewnątrz drugiego bez punktów wspólnych. Ten sam schemat pozwala rozstrzygnąć położenie prostej względem okręgu, porównując odległość środka od prostej z promieniem.

Liczba π

Stosunek obwodu okręgu do jego średnicy jest zawsze taki sam, niezależnie od wielkości — ta stała to π, w przybliżeniu 3,14159.

Jest liczbą niewymierną, więc jej rozwinięcie dziesiętne nigdy się nie kończy ani nie powtarza. W praktyce inżynierskiej wystarcza kilka miejsc po przecinku — do obliczenia obwodu Ziemi z dokładnością do centymetra potrzeba około dziesięciu cyfr.

Najczęstsze pytania

Czym różni się okrąg od koła?
Okrąg to sama linia, a koło obejmuje też wnętrze. Dlatego okrąg ma długość, a koło pole.
Jak obliczyć długość okręgu i pole koła?
Długość ze wzoru 2πr, a pole ze wzoru πr². Dla łuku i wycinka mnożymy dodatkowo przez ułamek α/360.
Jaka jest zależność między kątem środkowym a wpisanym?
Kąt wpisany jest dwa razy mniejszy od środkowego opartego na tym samym łuku.
Ile wynosi kąt oparty na średnicy?
Zawsze 90 stopni. Pozwala to sprawdzić, czy trójkąt jest prostokątny, i wykreślić kąt prosty bez ekierki.
Czym jest liczba π?
Stosunkiem obwodu okręgu do średnicy, jednakowym dla każdego okręgu. To liczba niewymierna o nieskończonym rozwinięciu.

Masz inne pytanie?

Tryb:
✅ Odpowiedź

Przydatne przy tym temacie

Podobne zadania