Konu anlatımı
Düzlemde sabit bir noktaya eşit uzaklıktaki noktaların kümesine çember denir; sabit nokta merkez, sabit uzaklık yarıçaptır. Çember ile iç bölgesinin birleşimine daire denir. Bu yüzden uzunluk çembere, alan ise daireye aittir: yarıçapı r olan çemberin uzunluğu 2πr, dairenin alanı πr²'dir.
Bu sayfada çemberin elemanlarını ve doğruyla durumlarını, kirişlerin özelliklerini, çemberde açıları, teğetin özelliklerini, üçgenin iç teğet çemberini, çevre, yay uzunluğu ve alan hesaplarını göreceksin. Yayların ölçüsünü derece cinsinden, gören merkez açıyla aynı değerde kullanıyoruz. Her başlığın ayrıntısı alt başlıklarda yer alıyor.
Elemanlar ve doğruyla durumlar
Çemberin iki noktasını birleştiren doğru parçasına kiriş, merkezden geçen kirişe çap denir; çap yarıçapın iki katıdır ve en uzun kiriştir. Çemberin iki noktası arasında kalan parçasına yay denir. Merkezin bir doğruya uzaklığı h olsun: h < r ise doğru çemberi iki noktada keser ve kesen adını alır, h = r ise çembere bir noktada değer ve teğet adını alır, h > r ise çemberle ortak noktası yoktur.
Kirişin özellikleri
Merkezden bir kirişe inen dikme kirişi ortalar; kirişin orta dikmesi de merkezden geçer. Uzunluğu c olan ve merkeze uzaklığı d olan kiriş için r² = d² + (c/2)² olur. Eşit kirişler merkeze eşit uzaklıktadır; merkeze daha yakın olan kiriş daha uzundur.
Çemberde açılar
Köşesi merkezde olan merkez açının ölçüsü gördüğü yayın ölçüsüne eşittir. Köşesi çember üzerinde olan çevre açının ölçüsü gördüğü yayın yarısıdır; bu yüzden çapı gören çevre açı 90°'dir ve aynı yayı gören çevre açılar eştir. Teğet-kiriş açısı da gördüğü yayın yarısıdır. Kirişlerin çemberin içinde kesişmesiyle oluşan iç açı gördüğü iki yayın toplamının yarısı; kesenlerin ya da teğetlerin çemberin dışında kesişmesiyle oluşan dış açı ise gördüğü yayların farkının yarısıdır.
Teğet ve iç teğet çember
Teğet, değme noktasındaki yarıçapa diktir. Çemberin dışındaki bir noktadan çizilen iki teğet parçasının uzunlukları eşittir. Bir üçgenin üç kenarına teğet olan iç teğet çemberin merkezi, iç açıortayların kesişim noktasıdır; m(A) = 90° olan bir üçgende bu çemberin yarıçapı (b + c − a)/2'dir.
Çevre, yay ve alan
Yarıçapı r olan çemberin uzunluğu 2πr, dairenin alanı πr²'dir. Merkez açısı α olan yayın uzunluğu 2πr·α/360°, aynı merkez açılı daire diliminin alanı πr²·α/360° olur. Aynı merkezli, yarıçapları R ve r olan iki çember arasında kalan halkanın alanı π(R² − r²)'dir.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Yarıçapı 13 cm olan bir çemberde, merkeze uzaklığı 5 cm olan kirişin uzunluğu kaç santimetredir?
Çözüm. Merkezden kirişe inen dikme kirişi ortalar ve yarıçap, merkeze uzaklık ve kirişin yarısı bir dik üçgen oluşturur. Kirişin yarısı √(13² − 5²) = 12 cm'dir. Kirişin uzunluğu 2·12 = 24 cm olur.
Örnek 2. Çemberin dışındaki bir P noktasından çizilen iki kesenden biri çemberi önce A, sonra B noktasında; öbürü önce C, sonra D noktasında kesiyor. AC yayı 30°, BD yayı 110° olduğuna göre m(APC) kaç derecedir?
Çözüm. P çemberin dışında olduğu için APC açısı bir dış açıdır. Dış açının ölçüsü, kolları arasında kalan uzak yay ile yakın yayın farkının yarısıdır: m(APC) = (110° − 30°)/2 = 40°.
Örnek 3. Merkezine uzaklığı 17 cm olan bir P noktasından, yarıçapı 8 cm olan çembere bir teğet çiziliyor. Teğet parçasının uzunluğu kaç santimetredir?
Çözüm. Teğet, değme noktasındaki yarıçapa diktir; bu yüzden merkez, P ve değme noktası bir dik üçgen oluşturur ve hipotenüs |PO| = 17 cm'dir. Teğet parçası √(17² − 8²) = √225 = 15 cm bulunur.
Örnek 4. Yarıçapı 4 cm ve merkez açısı 135° olan daire diliminin alanı ve yay uzunluğu kaçtır?
Çözüm. Dilim, dairenin 135/360 = 3/8'idir. Alan π·4²·3/8 = 6π cm², yay uzunluğu 2π·4·3/8 = 3π cm olur. Kontrol: alan, yay uzunluğu ile yarıçapın çarpımının yarısına da eşittir: 3π·4/2 = 6π.
Sık yapılan hatalar
- Çevre açıyı gördüğü yaya eşit almak; çevre açı yayın yarısıdır.
- Kirişin yarısı yerine tamamını Pisagor teoremine koymak.
- Dış açıda yayların toplamını almak; dış açı yayların farkının yarısıdır.
- Teğetin değme noktasındaki yarıçapa dik olduğunu kullanmayı unutmak.
- Çevre ile alan bağıntılarını karıştırmak: 2πr uzunluk, πr² alandır.
- Merkezden kirişe inen dikme kirişi ortalar: r² = d² + (c/2)².
- Merkez açı gördüğü yaya, çevre açı ve teğet-kiriş açısı yayın yarısına eşittir.
- İç açı iki yayın toplamının, dış açı iki yayın farkının yarısıdır.
- Teğet yarıçapa diktir; dış noktadan çizilen teğet parçaları eşittir.
- Yay uzunluğu 2πr·α/360°, dilim alanı πr²·α/360°'dir.