PR15

Okrąg w układzie współrzędnych — klucz maturalny, poziom rozszerzony

PriorytetA+najwyższy zwrot z nauki
Częstotliwość5/7arkuszy 2020–2026
Punkty w arkuszuśr. 3,6 pkt (0–6)
Formy zadańotwarte 5–6 pkt — okrąg i prosta, dwa okręgi, styczne, średnica z punktów przecięcia
🔑 Sygnał: Postać kanoniczna → $S$, $r$. Styczność: $d=r$. Dwa okręgi: odejmij równania.

🎯 Co musisz umieć

  • przechodzić między postaciami $(x-a)^2+(y-b)^2=r^2$ i $x^2+y^2-2ax-2by+c=0$,
  • badać położenie prostej względem okręgu (odległość środka od prostej) i wyznaczać punkty wspólne,
  • wyznaczać styczne (także przechodzące przez punkt zewnętrzny),
  • badać wzajemne położenie dwóch okręgów i wyznaczać wspólną cięciwę (odejmowanie równań).

🔍 Jak rozpoznać zadanie

  • „prosta jest styczna do okręgu” → $d(S,\ \text{prosta})=r$,
  • „okręgi przecinają się w punktach $A$ i $B$” → odejmij równania: prosta $AB$,
  • „środek okręgu leży na prostej…, okrąg przechodzi przez $A$ i $B$” → symetralna $AB$.

📘 Teoria w pigułce

  • $x^2+y^2-2ax-2by+c=0$ to okrąg o środku $(a,b)$, gdy $r^2=a^2+b^2-c\gt 0$.
  • Prosta i okrąg: $d\lt r$ — dwa punkty wspólne, $d=r$ — styczna, $d\gt r$ — rozłączne ($d$ — odległość środka od prostej).
  • Dwa okręgi: $|S_1S_2|=r_1+r_2$ — styczne zewnętrznie; $|r_1-r_2|\lt |S_1S_2|\lt r_1+r_2$ — przecinają się; $|S_1S_2|=|r_1-r_2|$ — styczne wewnętrznie.
  • Odjęcie równań dwóch przecinających się okręgów daje równanie prostej przez oba punkty wspólne.
  • Styczna przez punkt zewnętrzny $P$: prosta $y-y_P=m(x-x_P)$ i warunek $d(S,l)=r$ (sprawdź też prostą pionową $x=x_P$).

∑ Najważniejsze wzory

$(x-a)^2+(y-b)^2=r^2$
$r^2=a^2+b^2-c$
$d=\dfrac{|Ax_0+By_0+C|}{\sqrt{A^2+B^2}}$
$|S_1S_2|=r_1+r_2$ (styczne zewn.)

⚙️ Algorytm krok po kroku

  1. Doprowadź okrąg do postaci kanonicznej — odczytaj $S$ i $r$.
  2. Prosta–okrąg: podstaw prostą do równania okręgu (punkty) lub policz $d(S,l)$ (położenie, styczność).
  3. Dwa okręgi: odejmij równania → prosta; wróć do jednego okręgu → punkty.
  4. Sprawdź otrzymane punkty w obu równaniach.

⚠️ Najczęstsze pułapki

ŹleDobrzeDlaczego
✗ $x^2+y^2-4x+6y-12=0$: $S=(-2,3)$✓ $S=(2,-3)$$-2ax$ ⇒ $a=2$
✗ $r=25$✓ $r^2=25$, $r=5$prawa strona to kwadrat promienia
✗ styczne tylko w postaci $y=mx+b$✓ sprawdź prostą $x=x_P$pionowa styczna
✗ odejmowanie równań bez sprawdzenia✓ podstaw punkty do obu okręgówkontrola rachunków

✍️ Przykład wzorcowy typ zadania 8 z matury 2025

Okręgi $\mathcal O_1:\ x^2+y^2=25$ oraz $\mathcal O_2:\ (x-7)^2+(y-1)^2=25$ przecinają się w punktach $A$ i $B$. Wyznacz współrzędne tych punktów i długość wspólnej cięciwy.

📊 Ślad w prawdziwych arkuszach CKE

RokZadaniaPktCzego dotyczyło
20260 pktbrak (zad. 9 — proste, klucz PR14)
2025zad. 85 pktdwa okręgi przecinające się w $A$ i $B$ — wspólna cięciwa, dalsze obliczenia
2024zad. 115 pktśrodek okręgu na prostej $y=x+1$, promień $\sqrt5$, styczne przez punkt $A$
2023zad. 136 pktprosta przecina parabolę w $A$, $B$; $AB$ średnicą okręgu
20220 pktbrak zadania z tego klucza
2021zad. 104 pktpromień okręgu i punkt styczności prostej przez $A$, $B$
2020zad. 125 pktprosta przecina okrąg; obraz okręgu w jednokładności

✍️ Trening: 10 zadań w formacie maturalnym

Zadania zamknięte sprawdzają się po kliknięciu odpowiedzi (jedna próba). W otwartych porównaj swoje rozwiązanie z wzorcowym i wystaw samoocenę według schematu punktowania — wynik zapisze się na koncie.

PR15.1odpowiedź krótka★★ 0–2 pkt🔗

Wyznacz środek i promień okręgu $x^2+y^2-4x+6y-12=0$.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 2 pkt
PR15.2odpowiedź krótka★★ 0–2 pkt🔗

Wyznacz wszystkie $m$, dla których równanie $x^2+y^2-2x+4y+m=0$ opisuje okrąg.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 2 pkt
PR15.3otwarte★★ 0–3 pkt🔗

Wyznacz równanie okręgu o środku $S=(3,-1)$ stycznego do prostej $4x-3y+10=0$.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 3 pkt
PR15.4otwarte★★ 0–3 pkt🔗

Wyznacz punkty wspólne okręgu $x^2+y^2=25$ i prostej $y=x+1$ oraz długość wyznaczonej przez nie cięciwy.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 3 pkt
PR15.5otwarte★★ 0–4 pkt🔗

Zbadaj wzajemne położenie okręgów $\mathcal O_1:\ (x-1)^2+(y-2)^2=4$ i $\mathcal O_2:\ (x-4)^2+(y-6)^2=9$. Jeśli są styczne, wyznacz punkt styczności.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 4 pkt
PR15.6otwarte★★ 0–4 pkt🔗

Okręgi $x^2+y^2=10$ oraz $(x-4)^2+(y-2)^2=10$ przecinają się w punktach $A$ i $B$. Wyznacz współrzędne tych punktów i równanie prostej $AB$.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 4 pkt
PR15.7otwarte★★ 0–3 pkt🔗

Wyznacz równanie okręgu przechodzącego przez punkty $A=(0,0)$, $B=(6,0)$, $C=(0,8)$.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 3 pkt
PR15.8otwarte★★★ 0–5 pkt🔗

Wyznacz równania stycznych do okręgu $x^2+y^2=5$ przechodzących przez punkt $P=(3,1)$.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 5 pkt
PR15.9otwarte★★ 0–4 pkt🔗

Środek okręgu leży na prostej $y=x+1$, a okrąg przechodzi przez punkty $A=(1,0)$ i $B=(3,2)$. Wyznacz równanie tego okręgu.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 4 pkt
PR15.10otwarte★★★ 0–6 pkt🔗

Prosta $y=x+2$ przecina parabolę $y=x^2$ w punktach $A$ i $B$. Odcinek $AB$ jest średnicą okręgu $\mathcal O$. Wyznacz równanie okręgu $\mathcal O$ oraz punkty jego przecięcia z osią $Oy$.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 6 pkt
Zacznij dziś

Zacznij naukę już dziś
— to nic nie kosztuje

Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.

🚀 Załóż konto za darmo → 📄 Przeglądaj arkusze ✉️ Napisz do nas