El círculo es en realidad la parte interior de la circunferencia, es decir, el área cerrada dentro del marco del círculo.
A continuación se muestran algunos ejemplos de diferentes circunferencias. La parte coloreada en cada una de las circunferencias representa el círculo:
El círculo es la parte interior, la que está coloreada (Verde, azul, anaranjado). La circunferencia es solamente el contorno, aquí de color negro.
A menudo, mientras vayas avanzando en los estudios, deberás calcular el área del círculo o el perímetro de la circunferencia (en los siguientes artículos veremos cómo se hace). El área del círculo es la región que está delimitada por la circunferencia (por el contorno). El perímetro de la circunferencia es la longitud del contorno del círculo.
Cuando hablamos de área debemos decir área del círculo y no área de la circunferencia, aunque es cierto que a veces se usa por error y, por lo tanto, tal vez te cruces con la expresión «área de la circunferencia».
Ejemplo:
Hemos dibujado un punto rojo para cada una de las ilustraciones. En la ilustración de la derecha el punto está dentro del área del círculo. También podemos decir que se encuentra dentro del perímetro de la circunferencia.
En la ilustración del medio el punto está fuera del área del círculo. También podemos decir que se encuentra fuera del perímetro de la circunferencia. En la ilustración de la izquierda el punto rojo está sobre el perímetro de la circunferencia.
Otros términos fundamentales: centro, radio, cuerda y diámetro
Centro
El centroes el punto interior que equidista a todos los puntos del perímetro. Por lo general este punto se señala con la letra O.
En estas ilustraciones el centro de la circunferencia está marcado con un punto negro:
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Ejercicio 1
Dado que el radio de un círculo es 5 cm, la longitud del diámetro es 10 cm
El radio es la distancia que hay entre el centro de la circunferencia y cualquier otro punto del perímetro. Se señala con la letra R mayúscula o r minúscula del siguiente modo:
Veremos que, intuitivamente, cuanto más grande sea el área del círculo y del perímetro, más grande será la longitud del radio. A continuación aprenderemos más peculiaridades de la relación entre ellos.
Cuerda
Una cuerda es una línea recta que une dos puntos del perímetro de la circunferencia. Podemos trazar una cantidad infinita de cuerdas en cualquier circunferencia. Nota que la cuerda no tiene que atravesar el centro de la circunferencia necesariamente. Por ejemplo, observa las cuerdas en la siguiente ilustración:
¿Sabes cuál es la respuesta?
Ejercicio 1
¿En cuál de los círculos está el punto marcado en el círculo y no sobre la circunferencia?
El diámetro de la circunferencia es la cuerda que pasa exactamente por el centro. Es decir, es la línea recta que une dos puntos del perímetro atravesando el centro de la circunferencia. Se suele señalar con la letra D. Se ve así:
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Una empresa constructora ofreció dos carpas para el jardín de infantes
Los círculos son idénticos en cada carpa y forman agujeros.
¿Cuál carpa generará más sombra?
Solución
La sombra depende del área de la carpa:
S1=7⋅8−4⋅π(22)2=
56−4π(22)2=43.44
S2=9⋅20−3⋅π(23)2=
9⋅20−3π(23)2=
9⋅20−6.75π=158.805
Respuesta
B
Preguntas de repaso
¿Qué es un círculo?
Un círculo es aquella parte que está encerrada en una línea curva llamada circunferencia, en la siguiente imagen el círculo es la parte que está de color azul.
Comprueba que lo has entendido
Ejercicio 1
¿En cuál de los círculos está el punto marcado en el círculo y no sobre la circunferencia?
¿Cuál es la diferencia entre círculo y circunferencia?
El circulo es la parte que está adentro de la circunferencia, y la circunferencia es la línea que rodea al círculo, veamos la diferencia con la siguiente imagen.
¿Cuáles son las partes de un círculo?
Un círculo está conformado por un centro, un radio, un diámetro y por una circunferencia.
¿Crees que podrás resolverlo?
Ejercicio 1
¿En cuál de los círculos se dibuja el radio del segmento?
Un radio es una línea recta que conecta el centro del círculo con un punto del mismo círculo.
Por tanto la respuesta es incorrecta, ya que hay infinitos radios.
Respuesta
Falso
Ejercicio #2
Un círculo tiene la siguiente ecuación: x2−8ax+y2+10ay=−5a2
El punto O es su centro y está en el segundo cuadrante (a=0)
Usa el método de completar el cuadrado para encontrar el centro del círculo y su radio en términos de a.
Solución Paso a Paso
Recordemos que la ecuación de un círculo con su centro en O(xo,yo) y su radio R es:
(x−xo)2+(y−yo)2=R2Ahora, veamos la ecuación del círculo dado:
x2−8ax+y2+10ay=−5a2 Intentaremos reorganizar esta ecuación para que coincida con la ecuación del círculo, o en otras palabras, nos aseguraremos de que en el lado izquierdo esté la suma de dos expresiones binomiales al cuadrado, una para x y otra para y.
Haremos esto utilizando el método de "completar el cuadrado":
Recordemos la fórmula corta para elevar un binomio al cuadrado:
(c±d)2=c2±2cd+d2Trataremos por separadola parte de la ecuación relacionada con x en la ecuación (subrayada):
x2−8ax+y2+10ay=−5a2
Aislaremos estos dos términos de la ecuación y los trataremos por separado.
Presentaremos estos términos en una forma similar a la forma de los dos primeros términos en la fórmula abreviada (elegiremos la forma de resta de la fórmula del binomio al cuadrado ya que el término en la primera potencia con el que estamos tratando es8ax, que tiene un signo negativo):
x2−8ax↔c2−2cd+d2↓x2−2↓⋅x⋅4a↔c2−2↓cd+d2Observa que en comparación con la fórmula corta (que está en el lado derecho de la flecha azul en el cálculo anterior), en realidad estamos haciendo la comparación:
{x↔c4a↔d Por lo tanto, si queremos obtener una forma de binomio al cuadrado de estos dos términos (subrayados en el cálculo), necesitaremos agregar el término(4</span><spanclass="katex">a)2, pero no queremos cambiar el valor de la expresión, y por lo tanto también restaremos este término de la expresión.
Es decir, agregaremos y restaremos el término (o expresión) que necesitamos para "completar" la forma del binomio al cuadrado,
En el siguiente cálculo, el "truco" está resaltado (dos líneas bajo el término que agregamos y restamos de la expresión),
A continuación, pondremos la expresión en la forma de binomio al cuadrado la expresión apropiada (resaltada con colores) y en la última etapa simplificaremos la expresión:
x2−2⋅x⋅4ax2−2⋅x⋅4a+(4a)2−(4a)2x2−2⋅x⋅4a+(4a)2−16a2↓(x−4a)2−16a2Resumamos los pasos que hemos dado hasta ahora para la expresión con x.
Haremos esto dentro de la ecuación dada:
x2−8ax+y2+10ay=−5a2x2−2⋅x⋅4a+(4a)2−(4a)2+y2+10ay=−5a2↓(x−4a)2−16a2+y2+10ay=−5a2Continuaremos y haremos lo mismo para las expresiones con y en la ecuación resultante:
(Ahora elegiremos la forma de adición de la fórmula del binomio al cuadrado ya que el término en la primera potencia con el que estamos tratando 10ay tiene un signo positivo)
(x−4a)2−16a2+y2+10ay=−5a2↓(x−4a)2−16a2+y2+2⋅y⋅5a=−5a2(x−4a)2−16a2+y2+2⋅y⋅5a+(5a)2−(5a)2=−5a2↓(x−4a)2−16a2+y2+2⋅y⋅5a+(5a)2−25a2=−5a2↓(x−4a)2−16a2+(y+5a)2−25a2=−5a2(x−4a)2+(y+5a)2=36a2En el último paso, movemos los números libres al segundo lado y combinamos términos semejantes.
Ahora que la ecuación del círculo dado está en la forma de la ecuación general del círculo mencionada anteriormente, podemos extraer fácilmente tanto el centro del círculo dado como su radio:
En el último paso, nos aseguramos de obtener la forma exacta de la ecuación general del círculo, es decir, donde solo se realiza resta dentro de las expresiones al cuadrado (enfatizado con una flecha)
Por lo tanto, podemos concluir que el centro del círculo está en:O(xo,yo)↔O(4a,−5a) y extraer el radio del círculo resolviendo una ecuación simple:
R2=36a2/→R=±6a
Recuerda que el radio del círculo, por su definición, es la distancia entre cualquier punto del diámetro y el centro del círculo. Como es positivo, debemos descalificar una de las opciones que obtuvimos para el radio.
Para hacer esto, utilizaremos la información restante que no hemos usado aún, que es que el centro del círculo dado O está en el segundo cuadrante.
Es decir:
O(x_o,y_o)\leftrightarrow x_o<0,\hspace{4pt}y_o>0 (O en palabras: el valor de x del centro del círculo es negativo y el valor de y del centro del círculo es positivo)