Как вписать прямоугольник в окружность

Прямоугольник. Онлайн калькулятор

С помощю этого онлайн калькулятора можно найти сторону, периметр, диагональ прямоугольника, радиус описанной вокруг прямоугольника окружности и т.д.. Для нахождения незвестных элементов, введите известные данные в ячейки и нажмите на кнопку «Вычислить». Теоретическую часть и численные примеры смотрите ниже.

Определение 1. Прямоугольник − это параллелограмм, у которого все углы прямые (Рис.1).

Как вписать прямоугольник в окружность

Можно дать и другое определение прямоугольника.

Определение 2. Прямоугольник − это четырехугольник, у которого все углы прямые.

Свойства прямоугольника

Так как прямоугольник является параллелограммом, то все свойства параллелограмма верны и для прямоугольника.

  • 1. Стороны прямоугольника являются его высотами.
  • 2. Все углы прямоугольника прямые.
  • 3. Квадрат диагонали прямоугольника равен сумме квадратов его соседних двух сторон.
  • 4. Диагонали прямоугольника равны.
  • 5. Около любого прямоугольника можно описать окружность, при этом диаметр описанной окружности равна диагонали прямоугольника.

Длиной прямоугольника называется более длинная пара его сторон.

Шириной прямоугольника называется более короткая пара его сторон.

Диагональ прямоугольника

Определение 3. Диагональ прямоугольника − это отрезок, соединяющий две несмежные вершины прямоугольника.

Как вписать прямоугольник в окружность

На рисунке 2 изображен диагональ d, который является отрезком, соединяющим несмежные вершины A и C. Прямоугольник имеет две диагонали.

Для вычисления длины диагонали воспользуемся теоремой Пифагора:

Как вписать прямоугольник в окружность
Как вписать прямоугольник в окружность.(1)

Из равенства (1) найдем d:

Как вписать прямоугольник в окружность.(2)

Пример 1. Стороны прямоугольника равны Как вписать прямоугольник в окружность. Найти диагональ прямоугольника.

Решение. Для нахождения диаметра прямоугольника воспользуемся формулой (2). Подставляя Как вписать прямоугольник в окружностьв (2), получим:

Как вписать прямоугольник в окружность

Ответ: Как вписать прямоугольник в окружность

Окружность, описанная около прямоугольника

Определение 4. Окружность называется описанной около прямоугольника, если все вершины прямоугольника находятся на этой окружности (Рис.3):

Как вписать прямоугольник в окружность

Формула радиуса окружности описанной около прямоугольника

Выведем формулу вычисления радиуса окружности, описанной около прямоугольника через стороны прямоугольника.

Нетрудно заметить, что радиус описанной около прямоугольника окружности равна половине диагонали (Рис.3). То есть

( small R=frac )(3)

Подставляя (3) в (2), получим:

( small R=frac<large sqrt> )(4)

Пример 2. Стороны прямоугольника равны Как вписать прямоугольник в окружность. Найти радиус окружности, описанной вокруг прямоугольника.

Решение. Для нахождения радиуса окружности описанной вокруг прямоугольника воспользуемся формулой (4). Подставляя Как вписать прямоугольник в окружностьв (4), получим:

Как вписать прямоугольник в окружность
Как вписать прямоугольник в окружность

Ответ: Как вписать прямоугольник в окружность

Периметр прямоугольника

Определение 5. Периметр прямоугольника − это сумма всех его сторон. Обозначается периметр латинской буквой P.

Периметр прямоугольника вычисляется формулой:

Как вписать прямоугольник в окружность(5)

где ( small a ) и ( small b ) − стороны прямоугольника.

Пример 3. Стороны прямоугольника равны Как вписать прямоугольник в окружность. Найти периметр прямоугольника.

Решение. Для нахождения периметра прямоугольника воспользуемся формулой (5). Подставляя Как вписать прямоугольник в окружностьв (5), получим:

Как вписать прямоугольник в окружность

Ответ: Как вписать прямоугольник в окружность

Формулы сторон прямоугольника через его диагональ и периметр

Выведем формулу вычисления сторон прямоугольника, если известны диагональ ( small d ) и периметр ( small P ) прямоугольника. Заметим: чтобы прямоугольник существовал, должно удовлетворяться условие ( small frac P2>d ) (это следует из неравенства треугольника).

Чтобы найти стороны прямоугольника запишем формулу Пифагора и формулу периметра прямоугольника:

Как вписать прямоугольник в окружность(6)
Как вписать прямоугольник в окружность(7)

Из формулы (7) найдем ( small b ) и подставим в (6):

Как вписать прямоугольник в окружность(8)
Как вписать прямоугольник в окружность(9)

Упростив (4), получим квадратное уравнение относительно неизвестной ( small a ):

Как вписать прямоугольник в окружность(10)

Вычислим дискриминант квадратного уравнения (10):

Как вписать прямоугольник в окружностьКак вписать прямоугольник в окружность(11)

Сторона прямоугольника вычисляется из следующих формул:

Как вписать прямоугольник в окружность(12)

После вычисления ( small a ), сторона ( small b ) вычисляется или из формулы (12), или из (8).

Примечание. Легко можно доказать, что

( frac

>d ; ⇒ ; P>2cdot d ; ⇒ ) ( small P^2>4 cdot d^2 ; ⇒ ; 4d^2-P^2 2d .) Следовательно выполняется неравенство (*).

Пример 4. Диагональ прямоугольника равна Как вписать прямоугольник в окружность, а периметр равен Как вписать прямоугольник в окружность. Найти стороны прямоугольника.

Решение. Для нахождения сторон прямоугольника воспользуемся формулами (11), (12) и (8). Найдем сначала дискриминант ( small D ) из формулы (11). Для этого подставим Как вписать прямоугольник в окружность, Как вписать прямоугольник в окружностьв (11):

Как вписать прямоугольник в окружность

Подставляя значения Как вписать прямоугольник в окружностьи Как вписать прямоугольник в окружностьв первую формулу (12), получим:

Как вписать прямоугольник в окружность

Найдем другую сторону ( small b ) из формулы (8). Подставляя значения Как вписать прямоугольник в окружностьи Как вписать прямоугольник в окружностьв формулу, получим:

Как вписать прямоугольник в окружность

Ответ: Как вписать прямоугольник в окружность, Как вписать прямоугольник в окружность

Признаки прямоугольника

Признак 1. Если в параллелограмме диагонали равны, то этот параллелограмм является прямоугольником.

Признак 2. Если квадрат диагонали параллелограмма равен сумме квадратов его смежных сторон, то этот параллелограмм является прямоугольником.

Признак 3. Если углы параллелограмма равны, то этот параллелограмм является прямоугольником.

Радиус описанной окружности прямоугольника

Как известно, прямоугольником является четырехугольник с прямыми углами. Противоположные углы прямоугольника в сумме составляют 180°, соответственно, вокруг него можно описать одну окружность, при этом, вершины прямоугольника должны быть расположены на этой окружности. Центр прямоугольника и описанной вокруг него окружности размещен в месте пересечения диагоналей. Диагонали прямоугольника равны. Если известны стороны прямоугольника, можно рассчитать величину диагоналей по теореме Пифагора. Диагональ прямоугольника является в то же время и диаметром описанной окружности. R описанной окружности представляет половину диагонали прямоугольника и рассчитывается путем извлечения квадратного корня из суммы квадратов его сторон деленный на 2 или как половина его диагонали:

Как вписать прямоугольник в окружностьКак вписать прямоугольник в окружность

d — диагональ;
a, b — величины сторон прямоугольника.

Если известны стороны прямоугольника или диагонали, можно быстро найти R описанной окружности с помощью калькулятора.

Свойства вписанного в круг прямоугольника

Геометрия периметр вписанного в круг прямоугольника.

Мы продолжаем находить свойства геометрических фигур с помощью перпендикулярных друг другу прямых. Мы уже нашли новое прочтение теоремы Пифагора,формулу площади треугольника
и площади круга.
Сегодня будем говорить о свойствах четырехугольника вписанного в круг.
Простейший вариант (Рис. 1) перпендикулярные прямые проходят через центр круга и прямоугольник это вписанный квадрат.
По теореме Пифагора нетрудно вычислить, что

СУММА СТОРОН КВАДРАТА РАВНА УДВОЕННОМУ КВАДРАТУ ДИАМЕТРА.
Далее ( Рис 2 ) . сумма квадратов сторон стремится к квадрату диаметра.

Поделиться или сохранить к себе: