Potencia de un punto respecto de una circunferencia (1ºBach)

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(Centro radical de tres circunferencias)
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-==Potencia de un punto a una circunferencia==+==Potencia de un punto respecto de una circunferencia==
-{{Tabla75|celda2=[[Imagen:potencia_punto.jpg|center|250px]]+{{Tabla75|celda2=[[Imagen:potencia_punto.png|center|thumb|250px|La potencia de P respecto de C es d<sup>2</sup> - r<sup>2</sup>]]
|celda1= |celda1=
{{Caja_Amarilla|texto= {{Caja_Amarilla|texto=
-Se llama '''potencia''' del punto <math>P(p_1,p_2)\,</math> respecto a la circunferencia <math>C\,</math> de centro <math>O(a,b)\,</math> y radio <math>r\,</math> al número+Se llama '''potencia''' del punto <math>P(p_1,p_2)\,</math> respecto de la circunferencia <math>C\,</math> de centro <math>O(a,b)\,</math> y radio <math>r\,</math> al número
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{{Caja|contenido=<math>\mathcal{P}_C(P)=d(P,O)^2-r^2=(p_1 -a)^2+(p_2-b)^2-r^2</math>}} {{Caja|contenido=<math>\mathcal{P}_C(P)=d(P,O)^2-r^2=(p_1 -a)^2+(p_2-b)^2-r^2</math>}}
- +}}
{{p}} {{p}}
-Observa que la potencia de <math>P\,</math> respecto a <math>C\,</math> es el valor numérico de la expresión del lado izquierdo de la ecuación de la circunferencia:+{{Teorema|titulo=Proposición|enunciado=
 +Dada la circunferencia de centro <math>O(a,b)\;</math> y radio <math>r\;</math>, cuya ecuación sabemos que viene dada por:
<center><math>(x-a)^2+(y-b)^2-r^2=0\,</math></center> <center><math>(x-a)^2+(y-b)^2-r^2=0\,</math></center>
 +
 +La potencia de un punto <math>P(p_1,p_2)\;</math> respecto de esta circunferencia, coincide con el valor numérico que resulta de sustituir las coordenadas del punto en la expresión del lado izquierdo de esa ecuación.
 +
 +|demo=Es inmediato a partir de la definición de potencia de un punto respecto de una circunferencia.
}} }}
 +}}
 +{{p}}
 +{{Ejemplo|titulo=Ejemplo: ''Potencia de un punto respecto de una circunferencia''|enunciado=Calcula la potencia del punto P(6,4) respecto de la circunferencia de centro O(0,0) y radio r=3.
 +|sol=La ecuación de la circunferencia es:
 +
 +<center><math>(x-0)^2+(y-0)^2-3^2=0\,</math></center>
 +
 +que simplificada queda:
 +
 +<center><math>x^2+y^2-9=0\,</math></center>
 +
 +Sustituyendo las coordenadas de P(6,4) en el lado izquierdo de la ecuación, tenemos:
 +
 +<center><math>\mathcal{P}_C(P)=6^2+4^2-9=43\,</math></center>
 +
 +Comprueba el resultado en la siguiente escena:
 +{{p}}
 +{{Geogebra_enlace
 +|descripcion=En esta escena podrás ver como se calcula la potencia de un punto respecto de una circunferencia.
 +|enlace=[https://ggbm.at/G9EZyng4 Potencia de un punto respecto de una circunferencia]
 +}}
 +{{p}}
}} }}
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{{p}} {{p}}
-{{AI2|titulo=Actividad interactiva: ''Potencia de un punto respecto a una circunferencia''|cuerpo=+{{Geogebra_enlace
-{{ai_cuerpo+|descripcion=En esta escena podrás ver como se comprueba la proposición anterior.
-|enunciado='''Actividad 1:''' En la siguiente escena vamos a calcular la potencia del punto P(6,4) respecto de la circunferencia de centro O(0,0) y radio r=3.+|enlace=[https://ggbm.at/pbttbgzY Potencia de un punto respecto de una circunferencia. Distintos enfoques.]
-|actividad=Calcula en tu cuaderno cuanto vale la potencia de ese punto respecto a la circunferencia y comprueba los resultados en la escena.+
- +
- +
-<center><iframe>+
-url=http://maralboran.org/web_ma/descartes/Geometria/potencia_punto_circunf/Potencia_4.html+
-width=490+
-height=410+
-name=myframe+
-</iframe></center>+
-<center>[http://maralboran.org/web_ma/descartes/Geometria/potencia_punto_circunf/Potencia_4.html '''Click''' aquí si no se ve bien la escena]</center>+
- +
- +
-'''Ejercicios:'''+
-#Calcula la potencia del punto P(-1,1) respecto de la circunferencia de centro O(-2,3) y radio 4.+
-#Calcula la potencia del punto P(0,7) respecto de la circunferencia de centro O(0,2) y radio 5.+
- +
-Comprueba los resultados en la escena anterior.+
- +
}} }}
 +{{p}}
 +{{Video_enlace_fonemato
 +|titulo1=Potencia de un punto respecto a una circunferencia
 +|duracion=12'18"
 +|sinopsis=Videotutorial.
 +|url1=https://www.youtube.com/watch?v=8Hs_z3lP7Ns&index=9&list=PLB24E929026DE6E16
}} }}
{{p}} {{p}}
==Posición relativa de un punto respecto de una circunferencia== ==Posición relativa de un punto respecto de una circunferencia==
-{{Tabla75|celda2=[[Imagen:circpuntos.jpg|center|180px]]+{{Tabla75|celda2=[[Imagen:circpuntos.png|center|thumb|'''A''' es exterior, '''B''' pertenece y '''C''' es interior a la circunferencia]]
|celda1= |celda1=
{{Caja_Amarilla|texto=Dada una circunferencia de centro <math>O\,</math> y radio <math>r\,</math>, un punto <math>P\,</math>,del plano puede ser: {{Caja_Amarilla|texto=Dada una circunferencia de centro <math>O\,</math> y radio <math>r\,</math>, un punto <math>P\,</math>,del plano puede ser:
Línea 88: Línea 103:
*'''Interior''' a la circunferencia: si <math>d(P,O)<r\,</math> *'''Interior''' a la circunferencia: si <math>d(P,O)<r\,</math>
}} }}
-En el dibujo de la derecha: A es exterior, B pertenece y C es interior a la circunferencia. 
}} }}
{{p}} {{p}}
Línea 104: Línea 118:
{{Ejemplo {{Ejemplo
|titulo=Ejemplo: ''Posición relativa de un punto respecto a una circunferencia'' |titulo=Ejemplo: ''Posición relativa de un punto respecto a una circunferencia''
-|enunciado=:Halla la posición relativa del punto <math>P(7,-4)\,</math> respecto a la circunferencia <math>C: x^2+y^2-8x+3y+12=0\,</math>.+|enunciado=Halla la posición relativa del punto <math>P(7,-4)\,</math> respecto a la circunferencia <math>C: x^2+y^2-8x+3y+12=0\,</math>.
|sol=Calculemos la potencia de <math>P(7,-4)\,</math> respecto a la circunferencia <math>C: x^2+y^2-8x+3y+12=0\,</math>: |sol=Calculemos la potencia de <math>P(7,-4)\,</math> respecto a la circunferencia <math>C: x^2+y^2-8x+3y+12=0\,</math>:
Línea 111: Línea 125:
}} }}
{{p}} {{p}}
- +{{Geogebra_enlace
-==Eje radical de dos circunferencias==+|descripcion=En esta escena podrás ver como es la posición relativa de un punto y una circunferencia y qué relación tiene con la potencia del punto respecto de la circunferencia.
-{{Caja_Amarilla|texto=Se llama '''eje radical''' de dos circunferencias no concéntricas (*), al lugar geométrico de los puntos del plano que tienen la misma potencia respecto a ambas circunferencias.+|enlace=[https://ggbm.at/ZF5FQHyy Posición relativa de un punto y una circunferencia]
}} }}
{{p}} {{p}}
-(*) El lugar geométrico de los puntos con igual potencia respecto de dos circunferencias concéntricas es otra circunferencia concéntrica.+==Eje radical de dos circunferencias==
 +{{Caja_Amarilla|texto=Se llama '''eje radical''' de dos circunferencias al lugar geométrico de los puntos del plano que tienen la misma potencia respecto de ambas circunferencias.
 +}}
{{p}} {{p}}
{{Ejemplo {{Ejemplo
|titulo=Ejemplo: ''Eje radical de dos circunferencias'' |titulo=Ejemplo: ''Eje radical de dos circunferencias''
-|enunciado=:Halla el eje radical de las circunferencias:+|enunciado=Halla el eje radical de las circunferencias:
-::<math>C_1: x^2+y^2-6x+4y-11=0\,</math>+:<math>C_1: x^2+y^2-6x+4y-11=0\,</math>
-::<math>C_2: x^2+y^2+8x-2y-1=0\,</math>.+:<math>C_2: x^2+y^2+8x-2y-1=0\,</math>.
-|sol=Igualando la potencia de un punto genérico <math>P(x,y)\,</math> respecto a cada circunferencia, tenemos:+|sol=Igualando la potencia de un punto genérico <math>P(x,y)\,</math> respecto de cada circunferencia, tenemos:
<center><math>x^2+y^2-6x+4y-11=x^2+y^2+8x-2y-1\,</math></center> <center><math>x^2+y^2-6x+4y-11=x^2+y^2+8x-2y-1\,</math></center>
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}} }}
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-{{Teorema|titulo=Proposición|enunciado=:El eje radical es una recta perpendicular a la recta determinada por los dos centros de las circunferencias.+{{Teorema|titulo=Proposición|enunciado=El eje radical de dos circunferencias no concéntricas es una recta perpendicular a la recta determinada por los dos centros de las circunferencias.
-|demo=Dadas las circunferencias C: \; x^2+y^2+Ax+By+C=0 y C': \; x^2+y^2+A'x+B'y+C'=0, su eje radical se obtiene igualando los mienbros de la izquierda:+|demo=Dadas las circunferencias de ecuaciones:
 +::<math>C: \; x^2+y^2+Ax+By+C=0</math>
 +::<math>C': \; x^2+y^2+A'x+B'y+C'=0</math>,
 +{{p}}
 +con <math>A \ne A'</math> y/o <math>B \ne B'</math>, para que no sean concéntricas.
-<center><math>x^2+y^2+Ax+By+C=x^2+y^2+A'x+B'y+C'</math></center>+Su eje radical se obtiene igualando los miembros de la izquierda de cada ecuación:
 +{{p}}
 +<center><math>x^2+y^2+Ax+By+C=x^2+y^2+A'x+B'y+C'\,</math></center>
 +{{p}}
 +Simplificando los términos al cuadrado y pasando todos los términos al lado izquierdo de la ecuación, tenemos:
 +{{p}}
 +<center><math>(A-A')x+(B-B')y+(C-C')=0\,</math></center>
 +{{p}}
 +que es la ecuación implícita de una recta con vector normal {{sube|porcentaje=+10%|contenido=<math>\overrightarrow{n}(A-A',B-B')\,</math>}}.
-Simplificando los términos al cuadrado y bpasando todos los términos al lado izquierdo de la ecuación, tenemos:+La recta que une los <math>Escribe aquí una fórmula</math>c<math>Escribe aquí una fórmula</math>entros <math>O(-\cfrac{A}{2},-\cfrac{B}{2})</math> y <math>O'(-\cfrac{A'}{2},-\cfrac{B'}{2})</math> de las circunferencias, tiene vector director
 +{{p}}
 +<center><math>\overrightarrow{OO'}=(-\cfrac{A}{2},-\cfrac{B}{2})-(-\cfrac{A'}{2},-\cfrac{B'}{2})=(\cfrac{A'-A}{2},\cfrac{B'-B}{2})</math></center>
-<center><math>(A-A')x+(B-B')y+(C-C')=0</math></center>+que es paralelo al vector normal del eje radical {{sube|porcentaje=+30%|contenido=<math>\overrightarrow{n}\,</math>}}.
-que es la ecuación implícita de una recta con vector normal <math>(A-A',B-B')\,</math>.+Por tanto, el vector {{sube|porcentaje=+40%|contenido=<math>\overrightarrow{OO'}</math>}} es perpendicular al eje radical.
-La recta que une los centros <math>O(-\cfrac{A}{2},-\cfrac{B}{2})</math> y <math>O'(-\cfrac{A'}{2},-\cfrac{B'}{2})</math> de las circunferencias, tiene vector director+----
-\overrightarrow{OO'}=(-\cfrac{A}{2},-\cfrac{B}{2})-(-\cfrac{A'}{2},-\cfrac{B'}{2})=(\cfrac{A'-A}{2},\cfrac{B'-B}{2}})+Dadas dos circunferencias concéntricas, como <math>O=O' \rightarrow A=A' \, ; \, B=B'</math>, entonces sus ecuaciones serán:
- +::<math>C: \; x^2+y^2+Ax+By+C=0</math>
-que es paralelo al vector normal del eje radical <math>(A-A',B-B')\,</math>.+::<math>C': \; x^2+y^2+Ax+By+C'=0 \qquad (C \ne C')</math>,
- +{{p}}
-Por tanto, el vector <math>\overrightarrow{OO'}</math> es perpendicular al eje radical. +su eje radical se obtiene igualando los miembros de la izquierda de cada ecuación:
 +{{p}}
 +<center><math>x^2+y^2+Ax+By+C=x^2+y^2+Ax+By+C'\,</math></center>
 +{{p}}
 +Simplificando los términos al cuadrado y pasando todos los términos al lado izquierdo de la ecuación, tenemos:
 +{{p}}
 +<center><math>C-C'=0\,</math></center>
 +{{p}}
 +que es absurdo, puesto que <math>C \ne C'</math>, y por tanto no tiene solución.
}} }}
{{p}} {{p}}
===Construcción geométrica del eje radical=== ===Construcción geométrica del eje radical===
{{Teorema_sin_demo|titulo=Construcción geométrica del eje radical|enunciado= {{Teorema_sin_demo|titulo=Construcción geométrica del eje radical|enunciado=
-*Si las circunferencias son exteriores, el eje radical se puede determinar trazando una perpendicular que pase por el punto medio (M en la figura) del segmento determinado por los puntos de contacto de la tangente a las circunferencias (puntos T1 y T2 en la figura).+*Si las circunferencias son '''exteriores''', el eje radical se puede determinar trazando una perpendicular que pase por el punto medio (M en la figura) del segmento determinado por los puntos de contacto de la tangente a las circunferencias (puntos T1 y T2 en la figura).
-*Si las circunferencias son tangentes, el eje radical contiene el punto de intersección de ambas circunferencias y es perpendicular a la recta determinada por los centros de las circunferencias.+*Si las circunferencias son '''tangentes''', el eje radical contiene el punto de intersección de ambas circunferencias y es perpendicular a la recta determinada por los centros de las circunferencias.
-*Si las circunferencias son secantes, el eje radical contiene los puntos de intersección de las circunferencias, puesto que ambos tienen potencia nula respecto de las circunferencias.+*Si las circunferencias son '''secantes''', el eje radical contiene los puntos de intersección de las circunferencias, puesto que ambos tienen potencia nula respecto de las circunferencias.
-*Si una de las circunferencias es interior, se puede obtener el eje radical trazando una circunferencia auxiliar secante a las circunferencias dadas ('''a''' en la figura). El punto de intersección de los ejes radicales auxiliares (C en la figura) tiene igual potencia respecto a las circunferencias dadas, por tanto, el eje radical será la recta que contiene al punto C y es perpendicular a la recta determinada por los centros de las circunferencias iniciales. (Se debe elegir la circunferencia auxiliar de tal forma que los ejes radicales auxiliares se corten dentro del papel del dibujo).+*Si una de las circunferencias es '''interior''', se puede obtener el eje radical trazando una circunferencia auxiliar secante a las circunferencias dadas ('''a''' en la figura). El punto de intersección de los ejes radicales auxiliares (C en la figura) tiene igual potencia respecto a las circunferencias dadas, por tanto, el eje radical será la recta que contiene al punto C y es perpendicular a la recta determinada por los centros de las circunferencias iniciales. (Se debe elegir la circunferencia auxiliar de tal forma que los ejes radicales auxiliares se corten dentro del papel del dibujo).
}} }}
[[Imagen:Radical axis.png|center]] [[Imagen:Radical axis.png|center]]
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-{{AI2|titulo=Actividad interactiva: ''Eje radical de dos circunferencias''|cuerpo=+{{Geogebra_enlace
-{{ai_cuerpo+|descripcion=En esta escena podrás ver representado el eje radical de dos circunferencias.
-|enunciado='''Actividad 1:''' En la siguiente escena puedes ver como es el eje radical de dos circunferencias.+|enlace=[https://ggbm.at/vhG5RRxm Eje radical]
-|actividad=Obtén el eje radical en los casos de circunferencias secantes, tangentes, exteriores o interiores. Varía los valores de los parámetros y observa cómo es el eje radical en cada caso.+
- +
- +
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-url=http://maralboran.org/web_ma/descartes/Geometria/potencia_punto_circunf/Potencia_5.html+
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-<center>[http://maralboran.org/web_ma/descartes/Geometria/potencia_punto_circunf/Potencia_5.html '''Click''' aquí si no se ve bien la escena]</center>+
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 +{{Video_enlace_fonemato
 +|titulo1=Eje radical
 +|duracion=12'49"
 +|sinopsis=Videotutorial.
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 +}}
 +{{Video_enlace_8cifras
 +|titulo1=Eje radical (construcción)
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 +|sinopsis=Construcción con regla y compás del eje radical de dos circunferencias que no se cortan (2 métodos).
}} }}
{{p}} {{p}}
Línea 197: Línea 237:
Como <math>C_R\,</math> pertenece a <math>E_{1-2}\,</math>, <math>C_R\,</math> tiene la misma potencia respecto a <math>C_1\,</math> y <math>C_2\,</math>. Y por pertenecer a <math>E_{2-3}\,</math>, <math>C_R\,</math> tiene la misma potencia respecto a <math>C_2\,</math> y <math>C_3\,</math>. Como <math>C_R\,</math> pertenece a <math>E_{1-2}\,</math>, <math>C_R\,</math> tiene la misma potencia respecto a <math>C_1\,</math> y <math>C_2\,</math>. Y por pertenecer a <math>E_{2-3}\,</math>, <math>C_R\,</math> tiene la misma potencia respecto a <math>C_2\,</math> y <math>C_3\,</math>.
-Por tanto, <math>C_R\,</math> tiene la misma potencia respecto a las tres circunferencias.+Por tanto, <math>C_R\,</math> tiene la misma potencia respecto de las tres circunferencias.
}} }}
}} }}
 +{{Geogebra_enlace
 +|descripcion=En esta escena podrás ver representado el centro radical de tres circunferencias.
 +|enlace=[https://ggbm.at/XKTy4aqs Centro radical]
 +}}
 +{{p}}
 +{{Video_enlace_fonemato
 +|titulo1=Centro radical
 +|duracion=6'36"
 +|sinopsis=Videotutorial.
 +|url1=https://www.youtube.com/watch?v=JTp3GnmC8VA&list=PLB24E929026DE6E16&index=11
 +}}
 +{{Video_enlace_8cifras
 +|titulo1=Centro radical (construcción)
 +|duracion=6´41"
 +|url1=https://www.youtube.com/watch?v=rSd2nvLnfQQ&list=PLpbLLqs33gImdgH1VukvltgyXK1lFPsqX&index=7
 +|sinopsis=Construcción con regla y compás del centro radical de tres circunferencias (2 métodos).
 +}}
 +{{p}}
 +==Ejercicios propuestos==
 +{{ejercicio
 +|titulo=Ejercicios propuestos: ''Potencia de un punto respecto de una circunferencia''
 +|cuerpo=
 +(Pág. 221)
 +
 +[[Imagen:red_star.png|12px]] 6, 7
 +
 +}}
 +{{p}}
[[Categoría: Matemáticas]][[Categoría: Geometría]] [[Categoría: Matemáticas]][[Categoría: Geometría]]

Revisión actual

Tabla de contenidos

Potencia de un punto respecto de una circunferencia

Se llama potencia del punto P(p_1,p_2)\, respecto de la circunferencia C\, de centro O(a,b)\, y radio r\, al número

\mathcal{P}_C(P)=d(P,O)^2-r^2=(p_1 -a)^2+(p_2-b)^2-r^2

ejercicio

Proposición


Dada la circunferencia de centro O(a,b)\; y radio r\;, cuya ecuación sabemos que viene dada por:

(x-a)^2+(y-b)^2-r^2=0\,

La potencia de un punto P(p_1,p_2)\; respecto de esta circunferencia, coincide con el valor numérico que resulta de sustituir las coordenadas del punto en la expresión del lado izquierdo de esa ecuación.

La potencia de P respecto de C es d2 - r2
Aumentar
La potencia de P respecto de C es d2 - r2

ejercicio

Ejemplo: Potencia de un punto respecto de una circunferencia


Calcula la potencia del punto P(6,4) respecto de la circunferencia de centro O(0,0) y radio r=3.

ejercicio

Proposición


Sea P(p_1,p_2)\, un punto del plano y una circunferencia C\,. Sean r_1\, úna recta que corta a C en dos puntos: A\, y A'\, y sea r_2\, otra recta que corta a C\, en otros dos puntos: B\, y B'\,. Entonces se cumple que:

\overline{PA} \cdot \overline{PA'}=\overline{PB} \cdot \overline{PB'}=| \mathcal{P}_C(P) |

Posición relativa de un punto respecto de una circunferencia

Dada una circunferencia de centro O\, y radio r\,, un punto P\,,del plano puede ser:

  • Exterior a la circunferencia: si d(P,O)>r\,
  • Perteneciente a la circunferencia: si d(P,O)=r\,
  • Interior a la circunferencia: si d(P,O)<r\,
A es exterior, B pertenece y C es interior a la circunferencia
Aumentar
A es exterior, B pertenece y C es interior a la circunferencia

ejercicio

Proposición


Dada una circunferencia C\, y un punto P\, del plano:

  • Si el punto es exterior a la circunferencia: \mathcal{P}_C(P)>0
  • Si el punto pertenece a la circunferencia: \mathcal{P}_C(P)=0
  • Si el punto es interior a la circunferencia: \mathcal{P}_C(P)<0

ejercicio

Ejemplo: Posición relativa de un punto respecto a una circunferencia


Halla la posición relativa del punto P(7,-4)\, respecto a la circunferencia C: x^2+y^2-8x+3y+12=0\,.

Eje radical de dos circunferencias

Se llama eje radical de dos circunferencias al lugar geométrico de los puntos del plano que tienen la misma potencia respecto de ambas circunferencias.

ejercicio

Ejemplo: Eje radical de dos circunferencias


Halla el eje radical de las circunferencias:

C_1: x^2+y^2-6x+4y-11=0\,
C_2: x^2+y^2+8x-2y-1=0\,.

ejercicio

Proposición


El eje radical de dos circunferencias no concéntricas es una recta perpendicular a la recta determinada por los dos centros de las circunferencias.

Construcción geométrica del eje radical

ejercicio

Construcción geométrica del eje radical


  • Si las circunferencias son exteriores, el eje radical se puede determinar trazando una perpendicular que pase por el punto medio (M en la figura) del segmento determinado por los puntos de contacto de la tangente a las circunferencias (puntos T1 y T2 en la figura).
  • Si las circunferencias son tangentes, el eje radical contiene el punto de intersección de ambas circunferencias y es perpendicular a la recta determinada por los centros de las circunferencias.
  • Si las circunferencias son secantes, el eje radical contiene los puntos de intersección de las circunferencias, puesto que ambos tienen potencia nula respecto de las circunferencias.
  • Si una de las circunferencias es interior, se puede obtener el eje radical trazando una circunferencia auxiliar secante a las circunferencias dadas (a en la figura). El punto de intersección de los ejes radicales auxiliares (C en la figura) tiene igual potencia respecto a las circunferencias dadas, por tanto, el eje radical será la recta que contiene al punto C y es perpendicular a la recta determinada por los centros de las circunferencias iniciales. (Se debe elegir la circunferencia auxiliar de tal forma que los ejes radicales auxiliares se corten dentro del papel del dibujo).

Centro radical de tres circunferencias

Centro radical de tres circunferencias es el punto del plano que tiene igual potencia respecto de las tres circunferencias.

ejercicio

Cálculo del centro radical de tres circunferencias


Para determinar el eje radical de tres circunferencias, se halla la intersección del eje radical de una pareja de circunferencias con el eje radical de otro par de circunferencias.

Ejercicios propuestos

ejercicio

Ejercicios propuestos: Potencia de un punto respecto de una circunferencia


(Pág. 221)

6, 7

Herramientas personales
* AVISO: Para que te funcionen los applets de Java debes usar Internet Explorer y seguir las instrucciones de la Ayuda del menu de la izquierda