國三上📐 空間與形狀
兩圓的位置關係
Relative Positions of Two Circles
公式
比較連心線長 d 與 R+r、R−r
把兩圓心的距離跟半徑和、半徑差比一比,五種位置關係就分出來了。
白話解釋
判斷兩圓的關係,只需要三個數:**連心線長 d**(兩圓心的距離)、**半徑和 R+r**、**半徑差 |R−r|**。
由遠到近共五種: **d > R + r**:**外離**(分開,沒有交點) **d = R + r**:**外切**(碰到一點,各在對方外面) **|R−r| < d < R+r**:**相交**(兩個交點) **d = |R−r|**:**內切**(碰到一點,一個在另一個裡面) **d < |R−r|**:**內含**(完全包住,沒有交點)
記憶方式:**d 從大變小**,兩圓就從分開 → 外切 → 相交 → 內切 → 內含,是一個連續的過程。想像一個圓慢慢往另一個圓靠近,順序就出來了。
**公切線的數量**跟位置關係一一對應,也是常考點: 外離 4 條、外切 3 條、相交 2 條、內切 1 條、內含 0 條。 同樣是隨著距離變近而遞減,不必分開背。
**相切時**(不論內外切),**切點必定在連心線上**——這是解切圓題的關鍵,看到相切就把兩圓心和切點連起來,它們三點共線。
**相交時**,連心線會**垂直平分公共弦**。這條性質可以搭配弦心距的直角三角形來求公共弦長。
什麼時候用
判斷兩圓關係、求公切線條數、齒輪與滾動問題、圓的軌跡。
最容易錯的地方
- 內切與內含的條件搞混。
- 半徑差忘記取絕對值。
- 以為相切一定是外切。
例題 · 3 題
先自己算,再看解答——這樣才有效。
- 1
兩圓半徑 5 和 3,圓心距 8,兩圓的關係是?(填外離、外切或相交)
- 2
兩圓半徑 5 和 3,圓心距 2,兩圓的關係是?(填內切或內含)
- 3
兩圓外離時,公切線有幾條?