รูปวงกลม

รูปวงกลม
	วงกลม เส้นรอบวง C เส้นผ่านศูนย์กลางD รัศมี R จุดศูนย์กลาง O
ชนิด	ภาคตัดกรวย
กรุปสมมาตร	O(2)
พื้นที่	πR2

รูปวงกลมเป็นรูปร่างที่ประกอบไปด้วยจุดทุกจุดบนระนาบที่มีระยะห่างจากจุด ๆ จุดหนึ่งเป็นระยะคงที่ ระยะห่างนั้นเรียกว่ารัศมี

เส้นรอบวง คือเส้นรอบรูปของรูปวงกลม ส่วนโค้ง (arc) คือส่วนหนึ่งที่เชื่อมต่อกันของเส้นรอบวง คอร์ด (chord) คือส่วนของเส้นตรงที่มีจุดปลายทั้งสองบรรจบอยู่บนเส้นรอบวง เส้นผ่านศูนย์กลาง คือคอร์ดที่ลากผ่านจุดศูนย์กลาง มีความยาวเป็นสองเท่าของรัศมี และเป็นคอร์ดที่ยาวที่สุดในรูปวงกลม

รูปวงกลมเป็นเส้นโค้ง (curve) แบบปิดที่แบ่งระนาบออกเป็นพื้นที่ภายในกับพื้นที่ภายนอก พื้นที่ภายในรูปวงกลมเรียกว่า จาน (disk)

รูปวงกลมเป็นกรณีพิเศษของรูปวงรีที่มีโฟกัส (focus) อยู่ที่จุดเดียวกันนั่นคือจุดศูนย์กลาง นอกจากนี้รูปวงกลมยังเป็นภาคตัดกรวยที่เกิดจากการตัดด้วยระนาบที่ตั้งฉากกับแกนของทรงกรวย เป็นต้น

ในเรขาคณิตแบบยุคลิด และจุดที่กำหนดเรียกว่าจุดศูนย์กลาง สามจุดใด ๆ ที่ไม่อยู่บนเส้นตรงเดียวกัน จะสามารถวาดรูปวงกลมผ่านทั้งสามจุดได้เพียงวงเดียว

ผลการวิเคราะห์

ในระนาบ x-y ของระบบพิกัดคาร์ทีเซียน รูปวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ (a, b) และมีรัศมีเท่ากับ r หน่วย คือเซตของจุดทุกจุดบน (x, y) ที่ทำให้

(x-a)^{2}+(y-b)^{2}=r^{2}\,\!

สมการดังกล่าวคล้อยตามทฤษฎีบทพีทาโกรัสที่ใช้บนจุดทุกจุดบนรูปวงกลม ถ้าหากรูปวงกลมมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ (0, 0) ดังนั้นสูตรนี้สามารถลดรูปเหลือเพียง

x^{2}+y^{2}=r^{2}\,\!

เมื่อแสดงในรูปสมการอิงตัวแปรเสริม (x, y) สามารถเขียนได้โดยใช้ฟังก์ชันตรีโกณมิติ ไซน์และโคไซน์ ดังนี้

x=a+r\cos {t}\,\!

y=b+r\sin {t}\,\!

โดยที่ t เป็นตัวแปรเสริม หมายถึงค่าของมุม ที่รังสีจากจุดศูนย์กลางไปยัง (x, y) ทำมุมกับแกน x นอกจากนั้น ในพิกัดแบบสเตอริโอกราฟ รูปวงกลมสามารถวาดได้จากสมการต่อไปนี้

x=a+r{\frac {2t}{1+t^{2}}}

-< -...-

y=b+r{\frac {1-t^{2}}{1+t^{2}}}

ในพิกัดเอกพันธุ์ (homogeneous coordinates) ภาคตัดกรวยที่เป็นรูปวงกลมในแต่ละระนาบคือ

ax^{2}+ay^{2}+2b_{1}xz+2b_{2}yz+cz^{2}=0\,\!

ภาคตัดกรวยใด ๆ จะสามารถพิสูจน์ได้ว่าเป็นรูปวงกลม ก็ต่อเมื่อจุด I(1: i: 0) และจุด J(1: −i: 0) วางอยู่บนระนาบของภาคตัดกรวยนั้น ซึ่งทั้งสองจุดนี้เรียกว่า จุดเชิงวงกลม ณ อนันต์ (circular point at infinity)

สมการของรูปวงกลมในระบบพิกัดเชิงขั้วคือ

r^{2}-2rr_{0}\cos(\theta -\varphi )+r_{0}^{2}=a^{2}\,\!

ดูเพิ่ม

บทความเรขาคณิตนี้ยังเป็นโครง คุณสามารถช่วยวิกิพีเดียได้โดยการเพิ่มเติมข้อมูล