SMSprawna Matura
BlogTematyArkusze
SMSprawna Matura
contact@sprawnamatura.pl+48 502 856 472
BlogTematyArkuszeTabliceFAQKontaktDla partnerów
Wykup dostęp

© 2026 Sprawna Matura · OUTOFPLACE POLAND SP. Z O.O.

NIP: 7182173789 · KRS: 0001163427 · REGON: 541259259

Żabia 4, 18-400 Łomża, Polska

VisaMastercardBLIKApple PayPrzelewy24
RegulaminPolityka prywatności
  1. Strona główna
  2. ›Blog
  3. ›Geometria analityczna
  4. ›Jak wyznaczyć równanie stycznej do okręgu - warunek styczności i zadania matura
Rozwiązanie zadania·Geometria analityczna

Jak wyznaczyć równanie stycznej do okręgu - warunek styczności i zadania matura

26 maja 2026·16 min czytania

Styczna do okręgu wraca na maturze regularnie. Pojawia się w zadaniach z geometrii analitycznej, w pytaniach z parametrem, w zadaniach łączonych z trójkątem prostokątnym, a od formuły 2023 weszła też na maturę podstawową w prostych poleceniach typu "sprawdź, czy prosta jest styczna". To jeden z tych tematów, w których raz dobrze przerobiony schemat zwraca się przez całą sesję maturalną, a potem jeszcze na studiach.

Wbrew pozorom temat nie jest trudny. Wszystko sprowadza się do jednej prostej obserwacji geometrycznej: styczna to prosta, która dotyka okręgu w dokładnie jednym punkcie, a w tym punkcie jest prostopadła do promienia. Z tej obserwacji wyciągniesz wszystkie warunki i wzory, które będą ci potrzebne. W tym poradniku pokażę ci trzy równoważne sposoby sprawdzania styczności, wyprowadzę wzór na styczną w punkcie, a potem przerobimy razem pięć zadań w stylu maturalnym - od najłatwiejszego po zadanie z parametrem i styczne z punktu zewnętrznego.

Czym jest styczna do okręgu

Styczna do okręgu to prosta, która ma z okręgiem dokładnie jeden punkt wspólny. Ten punkt nazywamy punktem styczności. Geometrycznie wygląda to tak, że prosta "muska" okrąg z zewnątrz - nie wchodzi do środka, nie odchodzi od niego.

W stosunku do okręgu prosta może być w trzech sytuacjach:

Jeśli odległość środka okręgu od prostej jest większa niż promień, prosta nie ma z okręgiem żadnego punktu wspólnego. Mówimy wtedy, że prosta jest rozłączna z okręgiem.

Jeśli odległość środka od prostej jest mniejsza niż promień, prosta przecina okrąg w dwóch punktach. Taką prostą nazywamy sieczną.

Jeśli odległość środka od prostej jest dokładnie równa promieniowi, prosta dotyka okręgu w jednym punkcie. To jest styczna.

Te trzy przypadki ułożysz w jeden warunek: porównaj d(S,l)d(S, l)d(S,l) z rrr. I to jest punkt wyjścia do wszystkich zadań.

Kluczowa własność: w punkcie styczności promień okręgu jest prostopadły do stycznej. Jeżeli środek okręgu to SSS, a punkt styczności to PPP, to wektor SP⃗\vec{SP}SP jest prostopadły do prostej stycznej. Z tej własności wynikają wszystkie wzory na styczną, które poniżej wyprowadzimy.

Trzy warunki styczności - znajomy każdej rozwiązanej maturalnej

Prostą lll i okrąg ooo o środku SSS i promieniu rrr nazywamy stycznymi, gdy spełniony jest dowolny z poniższych warunków. Wszystkie trzy są równoważne, więc używasz tego, który w danym zadaniu jest szybszy.

Warunek 1 - odległość:
d(S,l)=rd(S, l) = rd(S,l)=r

Odległość środka okręgu od prostej jest dokładnie równa promieniowi. To najczęściej używany warunek na maturze, bo wzór na odległość punktu od prostej jest na karcie wzorów CKE i nie musisz go pamiętać.

Warunek 2 - delta = 0:
Po wstawieniu równania prostej do równania okręgu dostajesz równanie kwadratowe z jednym rozwiązaniem - czyli delta = 0.

Warunek 3 - jeden punkt wspólny:
Układ równań prosta-okrąg ma dokładnie jedno rozwiązanie. To w sumie ta sama informacja co warunek 2, ale można ją sprawdzić bez pisania delty (np. graficznie albo przez parametryzację).

W praktyce w 80 procentach zadań szybciej jest porównać odległość z promieniem. Drugi warunek przydaje się głównie wtedy, gdy interesuje cię nie tylko sama styczność, ale i punkt styczności - bo dostajesz go automatycznie po rozwiązaniu układu.

Wzór na styczną w punkcie - dwie wersje

To jest ten wzór, który MUSISZ zapamiętać. Albo umieć wyprowadzić w trzy linijki, co jest pewniejsze - bo wyprowadzenie z prostopadłości promienia nie wymaga niczego poza iloczynem skalarnym.

Okrąg o środku w początku układu

Jeśli mamy okrąg x2+y2=r2x^2 + y^2 = r^2x2+y2=r2 i punkt P(x0,y0)P(x_0, y_0)P(x0​,y0​) leżący na nim, to równanie stycznej w PPP ma postać:

x⋅x0+y⋅y0=r2x \cdot x_0 + y \cdot y_0 = r^2x⋅x0​+y⋅y0​=r2

Sposób zapamiętania: w równaniu okręgu zamieniasz jeden czynnik xxx na x0x_0x0​ i jeden czynnik yyy na y0y_0y0​. Czyli x2x^2x2 traktujesz jak x⋅xx \cdot xx⋅x i jeden xxx zamieniasz na x0x_0x0​. Identycznie dla y2y^2y2. Po polsku: "podwajasz, dzielisz na pół, zostawiasz indeks zero przy jednym z czynników". Brzmi dziwnie, ale działa.

Okrąg o dowolnym środku

Jeśli okrąg ma postać (x−a)2+(y−b)2=r2(x-a)^2 + (y-b)^2 = r^2(x−a)2+(y−b)2=r2 i punkt P(x0,y0)P(x_0, y_0)P(x0​,y0​) leży na nim, to styczna w PPP ma równanie:

(x0−a)(x−a)+(y0−b)(y−b)=r2(x_0 - a)(x - a) + (y_0 - b)(y - b) = r^2(x0​−a)(x−a)+(y0​−b)(y−b)=r2

Ta sama zasada: bierzesz lewą stronę równania okręgu i jeden czynnik (x−a)(x-a)(x−a) zamieniasz na (x0−a)(x_0 - a)(x0​−a), jeden czynnik (y−b)(y-b)(y−b) na (y0−b)(y_0 - b)(y0​−b).

UWAGA: ten wzór NIE jest na karcie wzorów CKE. Musisz go znać sam albo umieć wyprowadzić z warunku prostopadłości promienia. Większość uczniów go zapomina, więc warto sobie wyrobić wyprowadzenie do automatu.

Wyprowadzenie w 3 linijkach

Niech S(a,b)S(a, b)S(a,b) to środek okręgu, a P(x0,y0)P(x_0, y_0)P(x0​,y0​) - punkt styczności. Wektor promienia w punkcie PPP to:
SP⃗=[x0−a,y0−b]\vec{SP} = [x_0 - a, y_0 - b]SP=[x0​−a,y0​−b]

Styczna w PPP jest do tego wektora prostopadła. Punkt Q(x,y)Q(x, y)Q(x,y) leży na stycznej wtedy i tylko wtedy, gdy wektor PQ⃗=[x−x0,y−y0]\vec{PQ} = [x - x_0, y - y_0]PQ​=[x−x0​,y−y0​] jest prostopadły do SP⃗\vec{SP}SP. Z iloczynu skalarnego wynika warunek:

(x0−a)(x−x0)+(y0−b)(y−y0)=0(x_0 - a)(x - x_0) + (y_0 - b)(y - y_0) = 0(x0​−a)(x−x0​)+(y0​−b)(y−y0​)=0

Po rozwinięciu i wykorzystaniu, że PPP leży na okręgu (czyli (x0−a)2+(y0−b)2=r2(x_0-a)^2 + (y_0-b)^2 = r^2(x0​−a)2+(y0​−b)2=r2), dostajemy wzór wyżej. Trzy linijki, koniec.

Przykład 1: Styczna do okręgu w punkcie - środek w (0,0)

Treść: Wyznacz równanie stycznej do okręgu x2+y2=25x^2 + y^2 = 25x2+y2=25 w punkcie P(3,4)P(3, 4)P(3,4).

Krok 1: Sprawdź, czy punkt leży na okręgu.
Wzór na styczną w punkcie działa TYLKO, gdy punkt jest faktycznie na okręgu. Podstawiamy: 32+42=9+16=253^2 + 4^2 = 9 + 16 = 2532+42=9+16=25. Zgadza się, PPP leży na okręgu.

Krok 2: Zastosuj wzór x⋅x0+y⋅y0=r2x \cdot x_0 + y \cdot y_0 = r^2x⋅x0​+y⋅y0​=r2.
Tu x0=3x_0 = 3x0​=3, y0=4y_0 = 4y0​=4, r2=25r^2 = 25r2=25. Wstawiam:
3x+4y=253x + 4y = 253x+4y=25 Krok 3: Doprowadź do postaci wymaganej w zadaniu.
Jeśli polecenie chce postaci kierunkowej:
y=−34x+254y = -\frac{3}{4}x + \frac{25}{4}y=−43​x+425​
Jeśli postaci ogólnej: 3x+4y−25=03x + 4y - 25 = 03x+4y−25=0.

Odpowiedź: 3x+4y−25=03x + 4y - 25 = 03x+4y−25=0, czyli y=−34x+254y = -\frac{3}{4}x + \frac{25}{4}y=−43​x+425​.

Sprawdzenie: wektor promienia SP⃗=[3,4]\vec{SP} = [3, 4]SP=[3,4]. Wektor kierunkowy stycznej z postaci kierunkowej to [1,−34][1, -\frac{3}{4}][1,−43​], czyli po przemnożeniu przez 4 - [4,−3][4, -3][4,−3]. Iloczyn skalarny: 3⋅4+4⋅(−3)=12−12=03 \cdot 4 + 4 \cdot (-3) = 12 - 12 = 03⋅4+4⋅(−3)=12−12=0. Prostopadłość zachowana, czyli styczna policzona poprawnie.

Przykład 2: Sprawdź, czy prosta jest styczna (warunek odległości)

Treść: Sprawdź, czy prosta y=−x+6y = -x + 6y=−x+6 jest styczna do okręgu (x−1)2+(y−2)2=8(x-1)^2 + (y-2)^2 = 8(x−1)2+(y−2)2=8. Jeśli nie, wyjaśnij jakie ma położenie względem okręgu.

Krok 1: Wyciągnij dane.
Okrąg ma środek S(1,2)S(1, 2)S(1,2) i promień r=8=22r = \sqrt{8} = 2\sqrt{2}r=8​=22​.
Prosta: y=−x+6y = -x + 6y=−x+6. Zamieniam na postać ogólną: x+y−6=0x + y - 6 = 0x+y−6=0. Współczynniki: A=1A = 1A=1, B=1B = 1B=1, C=−6C = -6C=−6.

Krok 2: Policz odległość środka od prostej.
d(S,l)=∣A⋅xS+B⋅yS+C∣A2+B2=∣1⋅1+1⋅2−6∣1+1=∣−3∣2=32=322d(S, l) = \frac{|A \cdot x_S + B \cdot y_S + C|}{\sqrt{A^2 + B^2}} = \frac{|1 \cdot 1 + 1 \cdot 2 - 6|}{\sqrt{1 + 1}} = \frac{|-3|}{\sqrt{2}} = \frac{3}{\sqrt{2}} = \frac{3\sqrt{2}}{2}d(S,l)=A2+B2​∣A⋅xS​+B⋅yS​+C∣​=1+1​∣1⋅1+1⋅2−6∣​=2​∣−3∣​=2​3​=232​​ Krok 3: Porównaj z promieniem.
Aby porównanie było czytelne, sprowadzam oba wyrażenia do tego samego mianownika:
r=22=422,d=322r = 2\sqrt{2} = \frac{4\sqrt{2}}{2}, \quad d = \frac{3\sqrt{2}}{2}r=22​=242​​,d=232​​

Widać, że d<rd < rd<r. Skoro odległość środka od prostej jest mniejsza niż promień, prosta przecina okrąg w dwóch punktach.

Odpowiedź: prosta nie jest styczna do okręgu, jest sieczną.

Wskazówka egzaminacyjna: w treści CKE pytanie zwykle brzmi "wykaż, że prosta jest styczna" albo "uzasadnij, że prosta jest styczna". Wystarczy pokazać d(S,l)=rd(S, l) = rd(S,l)=r i napisać to wprost. Nie musisz liczyć punktu styczności, chyba że zadanie tego wymaga.

Przykład 3: Wyznacz parametr, dla którego prosta jest styczna

Treść: Wyznacz wartości parametru kkk, dla których prosta y=kx+5y = kx + 5y=kx+5 jest styczna do okręgu x2+y2=4x^2 + y^2 = 4x2+y2=4.

Krok 1: Warunek styczności = odległość od środka równa promieniowi.
Środek S(0,0)S(0, 0)S(0,0), promień r=2r = 2r=2. Prosta w postaci ogólnej: kx−y+5=0kx - y + 5 = 0kx−y+5=0, czyli A=kA = kA=k, B=−1B = -1B=−1, C=5C = 5C=5.

Krok 2: Wstaw środek do wzoru na odległość.
d(S,l)=∣k⋅0+(−1)⋅0+5∣k2+1=5k2+1d(S, l) = \frac{|k \cdot 0 + (-1) \cdot 0 + 5|}{\sqrt{k^2 + 1}} = \frac{5}{\sqrt{k^2 + 1}}d(S,l)=k2+1​∣k⋅0+(−1)⋅0+5∣​=k2+1​5​ Krok 3: Przyrównaj do promienia.
5k2+1=2\frac{5}{\sqrt{k^2 + 1}} = 2k2+1​5​=2 Krok 4: Rozwiąż równanie.
Mnożę obustronnie przez k2+1\sqrt{k^2 + 1}k2+1​ (jest dodatnie, więc znak nierówności by się nie zmienił):
5=2k2+15 = 2\sqrt{k^2 + 1}5=2k2+1​
Dzielę przez 2:
52=k2+1\frac{5}{2} = \sqrt{k^2 + 1}25​=k2+1​
Podnoszę do kwadratu (obie strony nieujemne, więc rozwiązań obcych nie będzie):
254=k2+1\frac{25}{4} = k^2 + 1425​=k2+1
k2=254−1=214k^2 = \frac{25}{4} - 1 = \frac{21}{4}k2=425​−1=421​
k=±212k = \pm\frac{\sqrt{21}}{2}k=±221​​

Odpowiedź: k=212k = \frac{\sqrt{21}}{2}k=221​​ lub k=−212k = -\frac{\sqrt{21}}{2}k=−221​​.

Dlaczego dwie wartości? Punkt (0,5)(0, 5)(0,5) (przecięcie prostej z osią OYOYOY gdy x=0x = 0x=0) jest poza okręgiem (bo 5>2=r5 > 2 = r5>2=r). Z punktu zewnętrznego do okręgu można poprowadzić dokładnie dwie styczne. Symetria względem osi OYOYOY tłumaczy znak ±\pm±.

Przykład 4: Dwie styczne z punktu zewnętrznego

Treść: Wyznacz równania stycznych do okręgu x2+y2=5x^2 + y^2 = 5x2+y2=5 przechodzących przez punkt A(3,1)A(3, 1)A(3,1).

Krok 1: Sprawdź, czy punkt jest poza okręgiem.
32+12=10>5=r23^2 + 1^2 = 10 > 5 = r^232+12=10>5=r2. Punkt AAA leży poza okręgiem, więc istnieją dwie styczne.

Krok 2: Zapisz pęk prostych przechodzących przez AAA.
Każda prosta przez punkt (oprócz pionowej) ma równanie:
y−1=m(x−3)⇔mx−y+1−3m=0y - 1 = m(x - 3) \quad \Leftrightarrow \quad mx - y + 1 - 3m = 0y−1=m(x−3)⇔mx−y+1−3m=0
Współczynniki postaci ogólnej: Al=mA_l = mAl​=m, Bl=−1B_l = -1Bl​=−1, Cl=1−3mC_l = 1 - 3mCl​=1−3m. Krok 3: Warunek styczności.
Środek S(0,0)S(0, 0)S(0,0), promień r=5r = \sqrt{5}r=5​. Odległość:
d(S,l)=∣m⋅0−0+1−3m∣m2+1=∣1−3m∣m2+1d(S, l) = \frac{|m \cdot 0 - 0 + 1 - 3m|}{\sqrt{m^2 + 1}} = \frac{|1 - 3m|}{\sqrt{m^2 + 1}}d(S,l)=m2+1​∣m⋅0−0+1−3m∣​=m2+1​∣1−3m∣​
Warunek d=rd = rd=r:
∣1−3m∣m2+1=5\frac{|1 - 3m|}{\sqrt{m^2 + 1}} = \sqrt{5}m2+1​∣1−3m∣​=5​ Krok 4: Podnieś obustronnie do kwadratu i uporządkuj.
(1−3m)2=5(m2+1)(1 - 3m)^2 = 5(m^2 + 1)(1−3m)2=5(m2+1)
1−6m+9m2=5m2+51 - 6m + 9m^2 = 5m^2 + 51−6m+9m2=5m2+5
4m2−6m−4=0/:24m^2 - 6m - 4 = 0 \quad / : 24m2−6m−4=0/:2
2m2−3m−2=02m^2 - 3m - 2 = 02m2−3m−2=0 Krok 5: Policz deltę.
Δ=9+16=25\Delta = 9 + 16 = 25Δ=9+16=25, Δ=5\sqrt{\Delta} = 5Δ​=5:
m1=3−54=−12,m2=3+54=2m_1 = \frac{3 - 5}{4} = -\frac{1}{2}, \quad m_2 = \frac{3 + 5}{4} = 2m1​=43−5​=−21​,m2​=43+5​=2

Krok 6: Zapisz oba równania.
Dla m1=−12m_1 = -\frac{1}{2}m1​=−21​: y−1=−12(x−3)y - 1 = -\frac{1}{2}(x - 3)y−1=−21​(x−3), czyli y=−12x+52y = -\frac{1}{2}x + \frac{5}{2}y=−21​x+25​.
Dla m2=2m_2 = 2m2​=2: y−1=2(x−3)y - 1 = 2(x - 3)y−1=2(x−3), czyli y=2x−5y = 2x - 5y=2x−5.

Odpowiedź: styczne to y=−12x+52y = -\frac{1}{2}x + \frac{5}{2}y=−21​x+25​ oraz y=2x−5y = 2x - 5y=2x−5.

Dlaczego dwa współczynniki? Z punktu zewnętrznego można narysować dokładnie dwie styczne (intuicja: jedną "z góry", drugą "z dołu"). Dwa rozwiązania na mmm to odzwierciedlenie tej geometrii. Gdyby punkt leżał na okręgu, równanie kwadratowe miałoby jedno rozwiązanie. Gdyby leżał wewnątrz okręgu, delta byłaby ujemna i stycznych nie byłoby wcale.

Przykład 5: Styczna równoległa do danej prostej

Treść: Wyznacz równania prostych stycznych do okręgu (x−2)2+(y+1)2=9(x-2)^2 + (y+1)^2 = 9(x−2)2+(y+1)2=9, równoległych do prostej y=2x−7y = 2x - 7y=2x−7.

Krok 1: Z równoległości wyznacz współczynnik kierunkowy stycznej.
Prosta y=2x−7y = 2x - 7y=2x−7 ma współczynnik kierunkowy m=2m = 2m=2. Każda prosta równoległa też ma m=2m = 2m=2, więc szukane styczne mają postać:
y=2x+by = 2x + by=2x+b
czyli w postaci ogólnej 2x−y+b=02x - y + b = 02x−y+b=0. Niewiadomą jest tylko wyraz wolny bbb. Krok 2: Warunek styczności.
Środek S(2,−1)S(2, -1)S(2,−1), promień r=3r = 3r=3. Odległość:
d(S,l)=∣2⋅2+(−1)⋅(−1)+b∣4+1=∣4+1+b∣5=∣5+b∣5d(S, l) = \frac{|2 \cdot 2 + (-1) \cdot (-1) + b|}{\sqrt{4 + 1}} = \frac{|4 + 1 + b|}{\sqrt{5}} = \frac{|5 + b|}{\sqrt{5}}d(S,l)=4+1​∣2⋅2+(−1)⋅(−1)+b∣​=5​∣4+1+b∣​=5​∣5+b∣​
Warunek d=rd = rd=r:
∣5+b∣5=3\frac{|5 + b|}{\sqrt{5}} = 35​∣5+b∣​=3 Krok 3: Rozwiąż równanie z wartością bezwzględną.
∣5+b∣=35|5 + b| = 3\sqrt{5}∣5+b∣=35​
Stąd dwa przypadki:
5+b=35∨5+b=−355 + b = 3\sqrt{5} \quad \lor \quad 5 + b = -3\sqrt{5}5+b=35​∨5+b=−35​
b=35−5∨b=−35−5b = 3\sqrt{5} - 5 \quad \lor \quad b = -3\sqrt{5} - 5b=35​−5∨b=−35​−5

Odpowiedź: y=2x+35−5y = 2x + 3\sqrt{5} - 5y=2x+35​−5 oraz y=2x−35−5y = 2x - 3\sqrt{5} - 5y=2x−35​−5.

Każda prosta z pęku równoległego ma dwie styczne do okręgu - jedną "powyżej", drugą "poniżej" okręgu. Te dwie styczne są równoległe do siebie i odległe o 2r2r2r (czyli o średnicę).

Wariant z prostopadłością: gdyby polecenie brzmiało "styczne prostopadłe do prostej y=2x−7y = 2x - 7y=2x−7", to wystarczyłoby zamiast m=2m = 2m=2 wziąć m=−12m = -\frac{1}{2}m=−21​ (warunek prostopadłości prostych: m1⋅m2=−1m_1 \cdot m_2 = -1m1​⋅m2​=−1) i powtórzyć cały schemat.

Postać ogólna okręgu - jak nie zgubić środka

Często okrąg w zadaniu nie jest podany w wygodnej postaci kanonicznej, tylko jako x2+y2+Dx+Ey+F=0x^2 + y^2 + Dx + Ey + F = 0x2+y2+Dx+Ey+F=0. Wtedy zanim cokolwiek policzysz, musisz wyciągnąć środek i promień.

Wzory na środek i promień z postaci ogólnej:
S(−D2,−E2),r=D24+E24−FS\left(-\frac{D}{2}, -\frac{E}{2}\right), \quad r = \sqrt{\frac{D^2}{4} + \frac{E^2}{4} - F}S(−2D​,−2E​),r=4D2​+4E2​−F​

UWAGA na znaki. Środek to S(−D/2,−E/2)S(-D/2, -E/2)S(−D/2,−E/2), NIE S(D,E)S(D, E)S(D,E). Najczęstszy błąd na maturze.

Druga metoda - sprowadzenie do postaci kanonicznej przez uzupełnienie do kwadratu:
x2+Dx=(x+D2)2−D24x^2 + Dx = \left(x + \frac{D}{2}\right)^2 - \frac{D^2}{4}x2+Dx=(x+2D​)2−4D2​

To samo dla yyy. Po przegrupowaniu wszystko po lewej stronie - i wynik widać od razu.

Przykład: okrąg x2+y2−4x+6y−3=0x^2 + y^2 - 4x + 6y - 3 = 0x2+y2−4x+6y−3=0.
Uzupełniam do kwadratu:
(x2−4x+4)+(y2+6y+9)−4−9−3=0(x^2 - 4x + 4) + (y^2 + 6y + 9) - 4 - 9 - 3 = 0(x2−4x+4)+(y2+6y+9)−4−9−3=0
(x−2)2+(y+3)2=16(x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 16(x−2)2+(y+3)2=16
Środek S(2,−3)S(2, -3)S(2,−3), promień r=4r = 4r=4. I dopiero teraz możesz liczyć styczne.

Styczna do okręgu w punkcie - drugi sposób (bez wzoru)

Niektóre podręczniki nie podają wzoru (x0−a)(x−a)+(y0−b)(y−b)=r2(x_0 - a)(x - a) + (y_0 - b)(y - b) = r^2(x0​−a)(x−a)+(y0​−b)(y−b)=r2. Wtedy stosujesz schemat oparty na prostopadłości promienia, który zawsze działa.

Schemat:

Krok 1: Policz wektor promienia SP⃗=[x0−a,y0−b]\vec{SP} = [x_0 - a, y_0 - b]SP=[x0​−a,y0​−b].

Krok 2: Wektor kierunkowy stycznej musi być prostopadły do SP⃗\vec{SP}SP. Wystarczy zamienić współrzędne miejscami i jednej zmienić znak: v⃗=[−(y0−b),x0−a]\vec{v} = [-(y_0 - b), x_0 - a]v=[−(y0​−b),x0​−a] lub v⃗=[y0−b,−(x0−a)]\vec{v} = [y_0 - b, -(x_0 - a)]v=[y0​−b,−(x0​−a)].

Krok 3: Zapisz równanie prostej przechodzącej przez PPP o wektorze kierunkowym v⃗\vec{v}v. Najprościej parametrycznie albo z postaci kierunkowej: y−y0=m(x−x0)y - y_0 = m(x - x_0)y−y0​=m(x−x0​), gdzie mmm wyciągasz z wektora kierunkowego.

Przykład: okrąg x2+y2=25x^2 + y^2 = 25x2+y2=25, punkt P(3,4)P(3, 4)P(3,4).
Promień: SP⃗=[3,4]\vec{SP} = [3, 4]SP=[3,4]. Wektor prostopadły: v⃗=[−4,3]\vec{v} = [-4, 3]v=[−4,3] (lub [4,−3][4, -3][4,−3]).
Współczynnik kierunkowy stycznej: m=3−4=−34m = \frac{3}{-4} = -\frac{3}{4}m=−43​=−43​.
Równanie: y−4=−34(x−3)y - 4 = -\frac{3}{4}(x - 3)y−4=−43​(x−3), czyli po uporządkowaniu 3x+4y=253x + 4y = 253x+4y=25.

Wynik ten sam co ze wzoru xx0+yy0=r2x x_0 + y y_0 = r^2xx0​+yy0​=r2, tylko liczone "ręcznie". Wybierasz metodę, która ci leży lepiej.

Typowe pułapki i błędy na maturze

Pułapka 1: Stosowanie wzoru xx0+yy0=r2x x_0 + y y_0 = r^2xx0​+yy0​=r2 dla punktu, który NIE leży na okręgu. Wzór działa tylko jeśli punkt jest faktycznie na okręgu. Dla punktu zewnętrznego musisz iść przez pęk prostych i warunek odległości.

Pułapka 2: Pomijanie modułu w liczniku odległości punktu od prostej. ∣AxS+ByS+C∣|A x_S + B y_S + C|∣AxS​+ByS​+C∣ MUSI być w wartości bezwzględnej, inaczej dostaniesz odległość ujemną - a takiej nie ma.

Pułapka 3: Mylenie środka okręgu w postaci ogólnej. x2+y2+Dx+Ey+F=0x^2 + y^2 + Dx + Ey + F = 0x2+y2+Dx+Ey+F=0 ma środek S(−D/2,−E/2)S(-D/2, -E/2)S(−D/2,−E/2), nie S(D/2,E/2)S(D/2, E/2)S(D/2,E/2). Sprawdź ten znak dwa razy.

Pułapka 4: Pomijanie prostej pionowej w pęku przez punkt zewnętrzny. Zapis y−y0=m(x−x0)y - y_0 = m(x - x_0)y−y0​=m(x−x0​) nie obejmuje prostych pionowych x=x0x = x_0x=x0​. W większości zadań to nie ma znaczenia, ale czasem jedna ze stycznych jest właśnie pionowa - wtedy z pęku wyjdą tylko jedno rozwiązanie na mmm, a drugiej stycznej trzeba domyślić się ręcznie.

Pułapka 5: Niesprawdzanie liczby stycznych. Z punktu wewnątrz okręgu nie da się poprowadzić stycznej. Z punktu na okręgu - dokładnie jedna. Z punktu poza okręgiem - dokładnie dwie. Jeśli wynik kłóci się z tym, zrób krok wstecz i sprawdź dane.

Pułapka 6: Złe podnoszenie do kwadratu obu stron równania z modułem. ∣A∣=B|A| = B∣A∣=B (gdzie B≥0B \geq 0B≥0) jest równoważne A=BA = BA=B lub A=−BA = -BA=−B. Czasem uczniowie zapominają o tym drugim przypadku i tracą połowę rozwiązań.

Pułapka 7: Mylenie warunku styczności prostych z warunkiem styczności okręgów. Dla dwóch okręgów styczność zewnętrzna to ∣SS1∣=r+r1|SS_1| = r + r_1∣SS1​∣=r+r1​, styczność wewnętrzna to ∣SS1∣=∣r−r1∣|SS_1| = |r - r_1|∣SS1​∣=∣r−r1​∣. Inny temat, inne wzory.

Pułapka 8: Zapomnienie sprawdzenia wyniku. Po policzeniu stycznej zawsze warto wsadzić punkt styczności do równania prostej i okręgu - oba mają być spełnione. Kosztuje 30 sekund, ratuje 2-4 punkty.

Co musisz umieć - checklista

Definicja stycznej i podstawowa własność: w punkcie styczności promień jest prostopadły do stycznej.

Trzy warunki styczności: odległość środka od prostej równa promieniowi, delta układu równa zeru, jeden punkt wspólny.

Wzór na styczną w punkcie dla okręgu o środku w (0, 0): xx0+yy0=r2x x_0 + y y_0 = r^2xx0​+yy0​=r2.

Wzór na styczną w punkcie dla okręgu o dowolnym środku: (x0−a)(x−a)+(y0−b)(y−b)=r2(x_0 - a)(x - a) + (y_0 - b)(y - b) = r^2(x0​−a)(x−a)+(y0​−b)(y−b)=r2.

Schemat wyznaczania stycznych z punktu zewnętrznego: zapisz pęk prostych przez punkt, warunek odległości od środka, równanie kwadratowe na mmm, dwa rozwiązania.

Schemat wyznaczania stycznej równoległej lub prostopadłej do danej prostej: ustal współczynnik kierunkowy z warunku równoległości albo prostopadłości, podstaw do pęku z niewiadomym wyrazem wolnym, warunek odległości.

Wzór na odległość punktu od prostej - musi być w pamięci. Karta wzorów go ma, ale szybciej działa, gdy go znasz.

Postać ogólna okręgu i sprowadzenie do kanonicznej (uzupełnienie do kwadratu).

Sprawdzenie, czy punkt leży wewnątrz, na, czy poza okręgiem - porównanie wartości lewej strony równania okręgu z r2r^2r2.

Podsumowanie

Wszystkie zadania o stycznej do okręgu sprowadzają się do trzech wzorów: równania okręgu, równania prostej i odległości punktu od prostej. Reszta to algebra. Najczęstszy schemat na maturze to: zapisz pęk prostych przez dany punkt, przyrównaj odległość środka do promienia, rozwiąż równanie kwadratowe na współczynnik kierunkowy. To są te same trzy kroki, niezależnie od tego, co jeszcze jest w zadaniu.

Jeśli punkt z polecenia leży NA okręgu, dostajesz prezent - jest jedna styczna i liczysz ją ze wzoru xx0+yy0=r2x x_0 + y y_0 = r^2xx0​+yy0​=r2 (po odpowiednim przesunięciu dla okręgu nie w (0, 0)). Jeśli punkt jest poza okręgiem, są dwie styczne i liczysz je z pęku. Jeśli punkt jest wewnątrz okręgu, stycznej nie ma w ogóle - prosta przez punkt wewnętrzny zawsze przecina okrąg w dwóch punktach.

Po tym poradniku rzuć okiem na inne tematy z geometrii analitycznej, które łączą się ze stycznymi: równanie okręgu, równanie prostej przez dwa punkty, odległość między punktami, kąt między prostymi. Wszystkie one prędzej czy później wracają w zadaniach łączonych. Jeśli przed tobą jest matura poprawkowa w sierpniu, w planie powtórek do poprawki ten temat warto wpisać na pierwszą połowę przygotowań - styczne do okręgu pojawiają się w arkuszach CKE z zaskakującą regularnością.

W naszej pełnej bazie zadań z geometrii analitycznej znajdziesz dziesiątki zadań CKE ze stycznymi - klikaj numery zadań i ćwicz, aż schemat sam wskoczy ci do głowy. Trzy zadania z każdej kategorii (na okręgu, z punktu zewnętrznego, z parametrem) wystarczą, żebyś nigdy więcej nie zawahał się na maturze.

Ćwicz: Geometria analityczna
Zadanie 1Zadanie 2Zadanie 3Zadanie 4Zadanie 5

Przestań szukać, zacznij ćwiczyć

Masz tu wszystko czego potrzebujesz do matury. Prawdziwe zadania CKE z rozwiązaniami krok po kroku, filmy i śledzenie postępu. Jednorazowo, bez subskrypcji.

2438

zadań CKE

2000+

rozwiązań

1537

filmów

Załóż darmowe kontoPrzećwicz to zadanie

Powiązane artykuły

Rozwiązanie zadania

Jak obliczyć odległość między dwoma punktami - wzór, wyprowadzenie i zadania matura

Wzór euklidesowy krok po kroku, wyprowadzenie z twierdzenia Pitagorasa i sześć rozwiązanych przykładów: trójkąt prostokątny, punkt równoodległy, równanie okręgu. Wszystko, co musisz umieć na maturze z geometrii analitycznej.

Rozwiązanie zadania

Jak obliczyć iloczyn skalarny wektorów - wzór, kąt między wektorami i zadania maturalne

Wzór na iloczyn skalarny wektorów, warunki prostopadłości i równoległości, kąt między wektorami. 6 rozwiązanych zadań maturalnych krok po kroku.

Rozwiązanie zadania

Jak obliczyć kąt między wektorami i prostymi - wzory i zadania maturalne krok po kroku

Jak obliczyć kąt między wektorami? Wzór przez iloczyn skalarny, kąt między prostymi, kąt nachylenia prostej. 6 rozwiązanych zadań maturalnych krok po kroku.

Spis treści

  1. Czym jest styczna do okręgu
  2. Trzy warunki styczności - znajomy każdej rozwiązanej maturalnej
  3. Wzór na styczną w punkcie - dwie wersje
  4. Okrąg o środku w początku układu
  5. Okrąg o dowolnym środku
  6. Wyprowadzenie w 3 linijkach
  7. Przykład 1: Styczna do okręgu w punkcie - środek w (0,0)
  8. Przykład 2: Sprawdź, czy prosta jest styczna (warunek odległości)
  9. Przykład 3: Wyznacz parametr, dla którego prosta jest styczna
  10. Przykład 4: Dwie styczne z punktu zewnętrznego
  11. Przykład 5: Styczna równoległa do danej prostej
  12. Postać ogólna okręgu - jak nie zgubić środka
  13. Styczna do okręgu w punkcie - drugi sposób (bez wzoru)
  14. Typowe pułapki i błędy na maturze
  15. Co musisz umieć - checklista
  16. Podsumowanie