Чтобы составить уравнение касательной к окружности в заданной точке, сначала нужно определить центр и радиус окружности. Уравнение окружности дано в общем виде:
[ x^2 + y^2 - 4x - 6y + 8 = 0. ]
Сначала преобразуем его к стандартному виду уравнения окружности:
[ (x - a)^2 + (y - b)^2 = r^2, ]
где ((a, b)) — центр окружности, а (r) — её радиус.
Для этого нужно выполнить процесс выделения полного квадрата для (x) и (y):
- Сгруппируем однотипные члены:
[ (x^2 - 4x) + (y^2 - 6y) = -8. ]
- Выделим полный квадрат:
Для (x^2 - 4x):
- Найдем половину коэффициента при (x), возведем в квадрат: ((-4/2)^2 = 4).
- Добавим и вычтем это значение:
[ x^2 - 4x = (x^2 - 4x + 4) - 4 = (x - 2)^2 - 4.]
Для (y^2 - 6y):
- Найдем половину коэффициента при (y), возведем в квадрат: ((-6/2)^2 = 9).
- Добавим и вычтем это значение:
[ y^2 - 6y = (y^2 - 6y + 9) - 9 = (y - 3)^2 - 9.]
Теперь подставим выделенные квадраты в уравнение:
[ (x - 2)^2 - 4 + (y - 3)^2 - 9 = -8. ]
[ (x - 2)^2 + (y - 3)^2 = 5. ]
Таким образом, уравнение окружности в стандартном виде:
[ (x - 2)^2 + (y - 3)^2 = 5. ]
Центр окружности ((a, b) = (2, 3)), радиус (r = \sqrt{5}).
Теперь найдем уравнение касательной в точке (A(3, 5)).
Для окружности уравнение касательной в точке ((x_1, y_1)) на окружности имеет вид:
[ (x_1 - a)(x - a) + (y_1 - b)(y - b) = r^2. ]
Подставляем значения:
(x_1 = 3), (y_1 = 5), (a = 2), (b = 3), (r^2 = 5).
[ (3 - 2)(x - 2) + (5 - 3)(y - 3) = 5. ]
[ 1(x - 2) + 2(y - 3) = 5. ]
Раскрываем скобки:
[ x - 2 + 2y - 6 = 5. ]
[ x + 2y - 8 = 5. ]
Переносим все в левую часть:
[ x + 2y - 13 = 0. ]
Это и есть уравнение касательной к окружности в точке (A(3, 5)).