円 (数学)

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  円周 C
  直径 D
  半径 R
  中心または原点 O
種類円錐曲線
対称性群O(2)
面積πR2

: circle2 

 1[1][2]



 (circumference) 調 (disk) 

 : Origin: CenterC[3]


: 

[]

[]


22 A, B ABAB22 π  r( radius) 2πr πr 2

2  (arc) 

2  (major arc) (minor arc) 

2  

2 A, B ABA͡B   ABP APB 

O2 A, B  OA, OB AB (sector) O-A͡B  BOA AB

ABAB (segment) 

[]


ABABOPAPB ABABP AOB ABAB:

O4 A, B, C, D  ABCD OO ABCD 


1 (tangent) 

AO2 S, T  AS, AT ATBAT = APB 

61910[]

2[]

2

[]


2 A, B

(一)AB : BA2

(二)AB1 : AB

(三)22 : 222

(四)21 : AB

(五)2 : 2

[]

33

(一)2(AB)C2(ACBC)AB

(二)33

[]


2

2



(一)

(二)1

(三)2

(四)123

(五)224


円の方程式[編集]

半径 r ≔ 1, 中心 (a, b) ≔ (1.2, −0.5) の円

解析幾何学において、(a, b) を中心とする半径 r の円は

  (x, y)  (a, b)  (x, y)  r |x  a|, |y  b| 

 

α, β, γ, δ  α  0 
と書けば、上記の方程式は
 x2, y2xy :

ρ < 0 [4] (imaginary circle) 

ρ = 0  f(x, y) = 0  O (a, b) [5] (point circle) 

ρ > 0 f(x, y) = 0  O r ρ  (real circle)

α = 0  f(x, y) = 0 a, b, ρ  

別の表示法[編集]

ベクトル表示
中心の位置ベクトルを c とし、円上の任意の点の位置ベクトルを x とすると、これら二点間の距離は、ベクトルのユークリッドノルム ‖ • ‖ ≔ ‖ • ‖2: (x, y) ↦ x2 + y2 を用いて、‖ xc ‖ と書けるから、半径 r の円の方程式は
  c (a, b), x (x, y)  



(a, b)  r 
  θ  (a, b)  (x, y) x-

  t r x-t 

[]




 (xi, yi) (i = 1, 2, 3)  
という形に表すことができる。これは行列式を用いて
と表すこともできる。

射影平面[編集]

射影平面上の円の方程式は、円上の任意の点の斉次座標英語版を(埋め込み (x, y) ↦ [x : y : 1] のもとで) [x : y : z] と書くとき、その一般形を

 

[]


 (r, θ)  (r0, φ) r0 φ x- ρ  
 

 r= ρ (θ )  r= 0  θ 

  ρ  r0 

 r
  ± 

[]


 c r 
と書ける。これは本質的に円のベクトル方程式と同じものである(複素数平面における複素数の加法および実数倍は、成分表示された平面ベクトルの加法および実数倍と同一であり、複素数の絶対値はユークリッドノルムと同一視できる)。極形式を考えれば、|z − c| = r という条件は、z − c = rexp() (θ は任意) と同値であることがわかる(これは上記の媒介変数表示に対応する)。

複素数の積に関して |z|2 = zz が成り立つことに注意すれば、この方程式は実数 p, q および複素数 g を用いて

 


[]


 PP  (a, b),  rP  (x1, y1)  (x1  a)x + (y1  b)y = c (x1, y1)  c 
または
の形に書ける。y1b ならばこの接線の傾きは
であるが、これを陰函数微分法を用いて求めることもできる。


   (x, y)  (dx, dy)  

[]



九点円の定理[編集]

三角形の

それぞれの頂点から対辺に下ろした垂線の足(3つ)
辺の中点(3つ)
頂点と垂心を結んだ線分の中点(3つ)

は全て同一円上にある。この円のことを九点円と呼ぶ。

六点円の定理[編集]


6

パスカルの定理[編集]


6P1P6 P1P2 P4P5 Q1P2P3 P5P6 Q2P3P4 P6P1 Q3 Pi Pj Rij 3R12R45, R23R56, R34R61 1

[]



一般化[編集]

球面・超球面[編集]


3n n + 1 n Sn 1

円錐曲線[編集]


22

距離円、ノルム円[編集]

異なる p に対する p-ノルム単位円を図示したもの。

「定点からの距離が一定である点全体の成す集合」として円を定義するならば、定義に用いる「距離」の定義を変えれば異なる形状の「円」を考えることができるということになる。p-ノルム英語版の誘導する距離は

で与えられる。ユークリッド幾何学における通常のユークリッド距離:
p = 2 の場合である。


L1- p= 1 45° r 2r  2r 41 ,  

L- r 2r L1 L 

[]


:

 0  0 

 a, b > 0  n b = a n= 2 




[]


 R w1 w2








脚注[編集]

出典[編集]

  1. ^ デジタル大辞泉【半径】[1]
  2. ^ 精選版 日本国語大辞典【半径】[2]
  3. ^ もっと数学の世界、「原点はオー!」
  4. ^ 精選版 日本国語大辞典『虚円』 - コトバンク
  5. ^ ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典『点円』 - コトバンク

参考文献[編集]

関連項目[編集]

特別な名称のある円[編集]

外部リンク[編集]

  • Weisstein, Eric W. "Circle". mathworld.wolfram.com (英語).
  • circle in nLab
  • circle - PlanetMath.(英語)
  • Definition:Circle at ProofWiki
  • Ivanov, A.B. (2001), “Circle”, in Hazewinkel, Michiel, Encyclopedia of Mathematics, Springer, ISBN 978-1-55608-010-4, https://www.encyclopediaofmath.org/index.php?title=Circle