Równanie okręgu — wzór, środek i promień, przykłady i zadania
Okrąg o środku S=(a,b) i promieniu r ma równanie (x−a)2+(y−b)2=r2: współrzędne środka wchodzą do nawiasów ze znakami przeciwnymi, a po prawej stronie stoi kwadrat promienia.
Równanie okręgu S=(a,b) — środek okręgu, r — promień
(x−a)2+(y−b)2=r2
Kwadrat promienia ze środka i punktu na okręgu S — środek, P — punkt leżący na okręgu; do równania wystarczy r2, bez pierwiastkowania
r2=∣SP∣2
Wzór na równanie okręgu
Okrąg o środku S=(a,b) i promieniu r ma równanie (x−a)2+(y−b)2=r2: współrzędne środka wchodzą do nawiasów ze znakami przeciwnymi, a po prawej stronie stoi kwadrat promienia. Każde zadanie z okręgiem sprowadza się do trzech ruchów: odczytać S i r, znaleźć brakujące r2 jako kwadrat odległości, podstawić punkt.
Jak wyznaczyć równanie okręgu — przykłady
S=(2,−3), r=4: (x−2)2+(y+3)2=16
(x+1)2+(y−5)2=7: środek (−1,5), promień 7 (nie 7)
środek S=(1,2), punkt P=(4,6) na okręgu: r2=∣SP∣2=32+42=25
Na maturze: równanie okręgu jest na karcie wzorów — pilnuj znaków w nawiasach i tego, że po prawej stronie jest r2 (typowa pułapka w zadaniach P/F: „promień jest równy 5”, gdy równanie kończy się =5). Gdy dana jest średnica albo środek i punkt, nie pierwiastkuj — do równania wystarczy r2. O liczbie punktów wspólnych z osią decyduje porównanie odległości środka od osi (∣b∣ dla Ox, ∣a∣ dla Oy) z promieniem, a środek okręgu opisanego na trójkącie prostokątnym to środek przeciwprostokątnej.
Przykłady krok po kroku
Każdy przykład to inny typ zadania z tego tematu: najpierw sposób, potem zadanie rozwiązane krok po kroku.
Przykład 1 Równanie okręgu ze środka i promienia
Podstawiasz środek (a, b) ze znakami przeciwnymi i kwadrat promienia r do potęgi 2 do wzoru (x − a) do potęgi 2 + (y − b) do potęgi 2 = r do potęgi 2.
Zadanie Okrąg O ma środek S=(−4,1) i promień 3. Zapisz równanie okręgu O.
1Wzór (x−a)2+(y−b)2=r2 wymaga środka (a,b) i promienia: a=−4, b=1, r=3.
2Współrzędne środka wchodzą ze znakiem przeciwnym: a=−4 daje (x−(−4))2=(x+4)2, a b=1 daje (y−1)2.
3Po prawej stronie stoi kwadrat promienia, nie promień: r2=32=9.
4Równanie: (x+4)2+(y−1)2=9.
Odpowiedź: (x+4)2+(y−1)2=9
Przykład 2 Środek i promień okręgu z równania
Z równania (x − a) do potęgi 2 + (y − b) do potęgi 2 = r do potęgi 2 odczytujesz środek (a, b) ze znakami przeciwnymi i promień r = prawastrona, także gdy nie jest ona kwadratem liczby całkowitej.
Zadanie Okrąg O jest określony równaniem (x+3)2+(y−1)2=18. Podaj środek i promień okręgu O.
1Porównuję z (x−a)2+(y−b)2=r2: (x+3)=(x−(−3)), więc a=−3; (y−1) daje b=1. Środek S=(−3,1).
2Prawa strona to r2=18, więc r=18 — nie 18.
3Upraszczam pierwiastek: 18=9⋅2=32.
4Środek S=(−3,1), promień r=32.
Odpowiedź: S=(−3,1), r=32
Przykład 3 Równanie okręgu ze średnicy
Środek okręgu to środek średnicy AB, a r do potęgi 2 to kwadrat odległości środka od A — bez pierwiastkowania.
Zadanie W kartezjańskim układzie współrzędnych (x,y) odcinek o końcach A=(−2,5) i B=(4,−3) jest średnicą okręgu O. Wyznacz równanie okręgu O.
1Środek okręgu to środek średnicy: S=(2−2+4,25+(−3))=(1,1).
2Promień to odległość S od A, ale do równania potrzebny jest tylko r2: r2=∣SA∣2=(−2−1)2+(5−1)2=9+16=25.
3Sprawdzenie inną drogą: ∣AB∣2=62+82=100, więc r2=4100=25 — zgadza się.
4Równanie: (x−1)2+(y−1)2=25.
Odpowiedź: (x−1)2+(y−1)2=25
Przykład 4 Równanie okręgu ze środka i punktu na okręgu
Gdy znasz środek S i punkt P na okręgu, liczysz r do potęgi 2 = |SP| do potęgi 2 z różnic współrzędnych i od razu wstawiasz je do równania.
Zadanie Okrąg O o środku S=(3,−2) przechodzi przez punkt P=(1,1). Wyznacz równanie okręgu O.
1Środek jest dany, brakuje promienia. Promień to odległość ∣SP∣, ale w równaniu potrzebny jest tylko r2 — pierwiastkowanie jest zbędne.
2r2=∣SP∣2=(1−3)2+(1−(−2))2=(−2)2+32=4+9=13.
3Podstawiam a=3, b=−2 ze znakami przeciwnymi i r2=13: (x−3)2+(y+2)2=13.
4Sprawdzenie: dla P=(1,1) lewa strona to (1−3)2+(1+2)2=4+9=13 — punkt spełnia równanie.
Odpowiedź: (x−3)2+(y+2)2=13
Przykład 5 Czy punkt leży na okręgu
Podstawiasz współrzędne punktu do lewej strony równania i porównujesz wynik z r do potęgi 2: równe — punkt leży na okręgu, inne — nie.
Zadanie Dany jest okrąg O: (x+2)2+(y−1)2=25 oraz punkty A=(1,5) i B=(3,−1). Który z tych punktów leży na okręgu O?
1Punkt leży na okręgu, gdy jego współrzędne spełniają równanie — podstawiam je do lewej strony i porównuję z r2=25.
2Dla A=(1,5): (1+2)2+(5−1)2=9+16=25 — równe 25, więc A leży na okręgu.
3Dla B=(3,−1): (3+2)2+(−1−1)2=25+4=29=25 — B nie leży na okręgu (29>25, więc B jest na zewnątrz koła).
4Na okręgu leży tylko punkt A.
Odpowiedź: tylko A
Przykład 6 Punkty wspólne okręgu z osiami układu
Porównujesz odległość środka od osi (|b| dla Ox, |a| dla Oy) z promieniem: mniejsza — 2 punkty wspólne, równa — styczność, większa — brak.
Zadanie Dany jest okrąg O: (x−3)2+(y+2)2=9. Ile punktów wspólnych ma okrąg O z osią Ox, a ile z osią Oy?
1Odczytuję środek S=(3,−2) i promień r=9=3.
2Odległość środka od osi Ox to ∣b∣=∣−2∣=2. Ponieważ 2<3=r, oś Ox przecina okrąg w dwóch punktach.
3Odległość środka od osi Oy to ∣a∣=3. Ponieważ 3=r, okrąg jest styczny do osi Oy — dokładnie jeden punkt wspólny, (0,−2).
4Z osią Ox: 2 punkty wspólne, z osią Oy: 1 punkt wspólny.
Odpowiedź: Ox: 2 punkty, Oy: 1 punkt (styczność)
Najczęstsze błędy
Promień równy prawej stronie równania: z (x+1)2+(y−5)2=7 wychodzi r=7, nie 7.
Złe znaki środka. Współrzędne środka wchodzą do nawiasów ze znakami przeciwnymi: (x+1)2 oznacza pierwszą współrzędną −1.
Wpisanie r zamiast r2 po prawej stronie: okrąg o promieniu 3 ma po prawej stronie 9.
Niepotrzebne pierwiastkowanie. Gdy dana jest średnica albo środek i punkt, do równania wystarczy r2 policzone jako kwadrat odległości.
Sprawdź się na zadaniach
Rozwiąż samodzielnie, a potem sprawdź odpowiedź i rozwiązanie krok po kroku.
Zadanie 1
W kartezjańskim układzie współrzędnych (x,y) dany jest okrąg O o środku S=(−2,5) i promieniu 4. Okrąg O jest określony równaniem
Rozwiązanie krok po kroku
1 Promień jest równy 4. Ile wynosi r2? → 16
Zadanie 2
W kartezjańskim układzie współrzędnych (x,y) dany jest okrąg O o równaniu (x+2)2+(y−6)2=13. Promień okręgu O jest równy
Zadanie 3
W kartezjańskim układzie współrzędnych (x,y) odcinek o końcach A=(2,−3) oraz B=(8,5) jest średnicą okręgu O. Okrąg O jest określony równaniem
Rozwiązanie krok po kroku
1r2=∣SA∣2=(2−5)2+(−3−1)2. Ile to wynosi? → 25
Zadanie 4
W kartezjańskim układzie współrzędnych (x,y) punkt P=(1,−1) leży na okręgu O o środku w punkcie S=(−3,1). Okrąg O jest określony równaniem
Rozwiązanie krok po kroku
1 Różnica odciętych punktów P=(1,−1) i S=(−3,1): 1−(−3)=? → 4
2 Różnica rzędnych: −1−1=? → -2
3 Ile wynosi r2=42+(−2)2? → 20
Zadanie 5
W kartezjańskim układzie współrzędnych (x,y) dany jest okrąg O o równaniu (x+3)2+(y−4)2=10. Do okręgu O należy punkt
Rozwiązanie krok po kroku
1 Ile wynosi 12+32? → 10
2 Dla porównania: ile wynosi lewa strona dla (0,4), czyli (0+3)2+(4−4)2? → 9
Zadanie 6
W kartezjańskim układzie współrzędnych (x,y) dany jest okrąg O o równaniu (x+4)2+(y−1)2=16. Wskaż zdanie prawdziwe.
Rozwiązanie krok po kroku
1 Jaka jest odległość środka od osi Oy, czyli ∣a∣? → 4
2 Jaka jest odległość środka od osi Ox, czyli ∣b∣? → 1
Zadanie egzaminacyjnearkusz CKE · zadanie 28
W kartezjańskim układzie współrzędnych (x,y) dany jest okrąg O o środku S=(−1,2) i promieniu 3.
Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.
Diagnoza jest bezpłatna, a na start wystarczą imię i klasa — bez adresu e-mail. To test w Compass —
platformie diagnostyczno-adaptacyjnej z AI (35 pytań, zwykle 15–30 minut), który pokaże, które
tematy matury podstawowej już umiesz, a które trzeba powtórzyć. E-mail podajesz po teście, jeśli chcesz zapisać wynik
i dostać lekcje i zadania dobrane do niego.