Een cirkel wordt gevormd door alle punten die op een afstand r (= de straal) van middelpunt M liggen.
In bovenstaand plaatje is M = (3, 2) en is r = 5.
Als we kijken naar een (willekeurig) punt P op de cirkel, dan is
- de horizontale afstand van M tot P = | Px - Mx | = |MQ| = a in het plaatje, en is
- de verticale afstand van M tot P = | Py - My | = |PQ| = b.
Omdat a en b loodrecht op elkaar staan, is hoek MQP = 90°, en is MQP (geel) een rechthoekige driehoek.
Dan geldt volgens de stelling van Pythagoras:
a^2 + b^2 = r^2
ofwel (met bovenstaande resultaten):
(Px - Mx)^2 + (Py-My)^2 = r^2
Niet alleen voor P, maar voor alle punten (x, y) op de cirkel moet dus gelden:
(x - Mx)^2 + (y-My)^2 = r^2
en dit is de algemene vergelijking voor een cirkel met middelpunt M en straal r.
In jouw vraagstuk is M = de oorsprong = (0, 0) en is r = 3.
Dit geeft:
(x - 0)^2 + (y-0)^2 = 3^2
ofwel
x^2 + y^2 = 9
Alle punten met afstand 3 tot de oorsprong voldoen aan deze vergelijking,
en alle punten die aan deze vergelijking voldoen hebben afstand 3 tot de oorsprong.
De lijnen die we zoeken moeten dus raken aan deze cirkel.