Окружность через две вершины треугольника

Окружность через две вершины треугольника

Окружность проходит через вершины B и C треугольника ABC и пересекает AB и AC в точках C1 и B1 соответственно.

а) Докажите, что треугольник ABC подобен треугольнику AB1C1.

б) Найдите радиус данной окружности, если ∠A = 45°, B1C1 = 6 и площадь треугольника AB1C1 в восемь раз меньше площади четырёхугольника BCB1C1.

Окружность через две вершины треугольника

Четырёхугольник BCB1C1 вписан в окружность, поэтому

Окружность через две вершины треугольника

Окружность через две вершины треугольника

Следовательно, треугольники ABC и AB1C1 подобны по двум углам.

б) Площадь треугольника AB1C1 в восемь раз меньше площади четырёхугольника BCB1C1, поэтому площадь треугольника ABC в девять раз больше площади треугольника AB1C1 и коэффициент подобия этих треугольников равен 3. Пусть Окружность через две вершины треугольникатогда Окружность через две вершины треугольникаНайдём BB1 по теореме косинусов:

Окружность через две вершины треугольника

Окружность через две вершины треугольника

Теперь по теореме синусов из треугольника ABB1 получаем:

Окружность через две вершины треугольника

Но Окружность через две вершины треугольникапоскольку синусы смежных углов равны. Получаем

Окружность через две вершины треугольника

Теперь находим радиус окружности, описанной около треугольника BB1C:

Окружность через две вершины треугольника

Ответ: Окружность через две вершины треугольника

Критерии оценивания выполнения заданияБаллы
Имеется верное доказательство утверждения пункта a) и обоснованно получен верный ответ в пункте б)3
Получен обоснованный ответ в пункте б)

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

2
Имеется верное доказательство утверждения пункта а)

при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки,

Содержание
  1. Треугольник вписанный в окружность
  2. Определение
  3. Формулы
  4. Радиус вписанной окружности в треугольник
  5. Радиус описанной окружности около треугольника
  6. Площадь треугольника
  7. Периметр треугольника
  8. Сторона треугольника
  9. Средняя линия треугольника
  10. Высота треугольника
  11. Свойства
  12. Доказательство
  13. Тема: «Применение конструкций треугольник-окружность в решении задач геометрии»
  14. «Управление общеобразовательной организацией: новые тенденции и современные технологии»
  15. Основные конструкции……………………………………………….….…14
  16. 2.1 Треугольник и описанная окружность………………………….….….14
  17. 2.2 Частные случаи: прямоугольный, равнобедренный и равносторонний треугольник ………………………………………………………….……. 15
  18. Треугольник и вписанная (вневписанная) окружность……….………17
  19. Введение
  20. 1. Вспомогательные конструкции и их свойства
  21. 1.1 Треугольник и секущая, теорема Менелая
  22. 1.4 Окружность и касательная, окружность и секущая. Теоремы о свойствах секущих
  23. 2. Основные конструкции
  24. 2.1 Треугольник и описанная окружность
  25. 2.2 Частные случаи: прямоугольный, равнобедренный и равносторонний треугольник
  26. 2.3 Треугольник и вписанная (вневписанная) окружность
  27. 🌟 Видео

Видео:Геометрия Дан квадрат, две вершины которого лежат на окружности радиуса R, две другие - наСкачать

Геометрия Дан квадрат, две вершины которого лежат на окружности радиуса R,  две другие - на

Треугольник вписанный в окружность

Окружность через две вершины треугольника

Видео:Окружность вписанная в треугольник и описанная около треугольника.Скачать

Окружность вписанная в треугольник и описанная около треугольника.

Определение

Треугольник, вписанный в окружность — это треугольник, который
находится внутри окружности и соприкасается с ней всеми тремя вершинами.

На рисунке 1 изображена окружность, описанная около
треугольника
и окружность, вписанная в треугольник.

ВD = FC = AE — диаметры описанной около треугольника окружности.

O — центр вписанной в треугольник окружности.

Окружность через две вершины треугольника

Видео:Всё про углы в окружности. Геометрия | МатематикаСкачать

Всё про углы в окружности. Геометрия  | Математика

Формулы

Радиус вписанной окружности в треугольник

r — радиус вписанной окружности.

  1. Радиус вписанной окружности в треугольник,
    если известна площадь и все стороны:

Радиус вписанной окружности в треугольник,
если известны площадь и периметр:

Радиус вписанной окружности в треугольник,
если известны полупериметр и все стороны:

Радиус описанной окружности около треугольника

R — радиус описанной окружности.

  1. Радиус описанной окружности около треугольника,
    если известна одна из сторон и синус противолежащего стороне угла:

Радиус описанной окружности около треугольника,
если известны все стороны и площадь:

Радиус описанной окружности около треугольника,
если известны все стороны и полупериметр:

Площадь треугольника

S — площадь треугольника.

  1. Площадь треугольника вписанного в окружность,
    если известен полупериметр и радиус вписанной окружности:

Площадь треугольника вписанного в окружность,
если известен полупериметр:

Площадь треугольника вписанного в окружность,
если известен высота и основание:

Площадь треугольника вписанного в окружность,
если известна сторона и два прилежащих к ней угла:

Площадь треугольника вписанного в окружность,
если известны две стороны и синус угла между ними:

[ S = fracab cdot sin angle C ]

Периметр треугольника

P — периметр треугольника.

  1. Периметр треугольника вписанного в окружность,
    если известны все стороны:

Периметр треугольника вписанного в окружность,
если известна площадь и радиус вписанной окружности:

Периметр треугольника вписанного в окружность,
если известны две стороны и угол между ними:

Сторона треугольника

a — сторона треугольника.

  1. Сторона треугольника вписанного в окружность,
    если известны две стороны и косинус угла между ними:

Сторона треугольника вписанного в
окружность, если известна сторона и два угла:

Средняя линия треугольника

l — средняя линия треугольника.

  1. Средняя линия треугольника вписанного
    в окружность, если известно основание:

Средняя линия треугольника вписанного в окружность,
если известныдве стороны, ни одна из них не является
основанием, и косинус угламежду ними:

Высота треугольника

h — высота треугольника.

  1. Высота треугольника вписанного в окружность,
    если известна площадь и основание:

Высота треугольника вписанного в окружность,
если известен сторона и синус угла прилежащего
к этой стороне, и находящегося напротив высоты:

[ h = b cdot sin alpha ]

Высота треугольника вписанного в окружность,
если известен радиус описанной окружности и
две стороны, ни одна из которых не является основанием:

Видео:Две окружности | Резерв досрока ЕГЭ-2019. Задание 16. Профильный уровень | Борис Трушин |Скачать

Две окружности | Резерв досрока ЕГЭ-2019. Задание 16. Профильный уровень | Борис Трушин |

Свойства

  • Центр вписанной в треугольник окружности
    находится на пересечении биссектрис.
  • В треугольник, вписанный в окружность,
    можно вписать окружность, причем только одну.
  • Для треугольника, вписанного в окружность,
    справедлива Теорема Синусов, Теорема Косинусов
    и Теорема Пифагора.
  • Центр описанной около треугольника окружности
    находится на пересечении серединных перпендикуляров.
  • Все вершины треугольника, вписанного
    в окружность, лежат на окружности.
  • Сумма всех углов треугольника — 180 градусов.
  • Площадь треугольника вокруг которого описана окружность, и
    треугольника, в который вписана окружность, можно найти по
    формуле Герона.

Видео:№17 Лемма о трезубце | Вписанная и вневписанная окружности | Это будет на ЕГЭ 2024 по математикеСкачать

№17 Лемма о трезубце | Вписанная и вневписанная окружности | Это будет на ЕГЭ 2024 по математике

Доказательство

Около любого треугольника, можно
описать окружность притом только одну.

Окружность через две вершины треугольника

окружность и треугольник,
которые изображены на рисунке 2.

окружность описана
около треугольника.

  1. Проведем серединные
    перпендикуляры — HO, FO, EO.
  2. O — точка пересечения серединных
    перпендикуляров равноудалена от
    всех вершин треугольника.
  3. Центр окружности — точка пересечения
    серединных перпендикуляров — около
    треугольника описана окружность — O,
    от центра окружности к вершинам можно
    провести равные отрезки — радиусы — OB, OA, OC.

окружность описана около треугольника,
что и требовалось доказать.

Подводя итог, можно сказать, что треугольник,
вписанный в окружность
— это треугольник,
в котором все серединные перпендикуляры
пересекаются в одной точке, и эта точка
равноудалена от всех вершин треугольника.

Видео:Вершины треугольника делят окружность на три дуги, длины которых относятся как 3:4:11Скачать

Вершины треугольника делят  окружность на три дуги, длины которых относятся как 3:4:11

Тема: «Применение конструкций треугольник-окружность в решении задач геометрии»

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Видео:7 класс Атанасян. Вся геометрия за 100 минут. Треугольник, окружность, задачи на построениеСкачать

7 класс Атанасян. Вся геометрия за 100 минут. Треугольник, окружность, задачи на построение

«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Департамент образования города Москвы

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ОТКРЫТОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Факультет повышения квалификации

слушателя факультета повышения квалификации

педагогических кадров отделения «Математика»

Ивакина Нелля Павловна

Тема: «Применение конструкций треугольник-окружность в решении задач геометрии»

Заведующий кафедрой математики

к.ф.-м.н. Ященко Иван Валериевич

«04» апреля 2014г.

г. Москва – 2014г.

Вспомогательные конструкции и их свойства…………………………… 5

Треугольник и секущая, теорема Менелая ……………………………5

Треугольник и точка, теорема Чевы …………………………………. 7

Вписанный угол. Теорема синусов …………………………….………9

Окружность и касательная, окружность и секущая. Теоремы о свойствах секущих …………………………………………….….……11

Видео:Математика | 5 ЗАДАЧ НА ТЕМУ ОКРУЖНОСТИ. Касательная к окружности задачиСкачать

Математика | 5 ЗАДАЧ НА ТЕМУ ОКРУЖНОСТИ. Касательная к окружности задачи

Основные конструкции……………………………………………….….…14

Видео:Геометрия Вершины треугольника делят описанную около него окружность на три дуги, длины которыхСкачать

Геометрия Вершины треугольника делят описанную около него окружность на три дуги, длины которых

2.1 Треугольник и описанная окружность………………………….….….14

Видео:Вершины треугольника делят окружность на три дуги, длины которых относятся как 6:13:17Скачать

Вершины треугольника делят окружность на три дуги, длины которых относятся как 6:13:17

2.2 Частные случаи: прямоугольный, равнобедренный и равносторонний треугольник ………………………………………………………….……. 15

Видео:65 Вписанная окружность и окружность, проходящая через две вершины и центр вписанной окружностиСкачать

65 Вписанная окружность и окружность, проходящая через две вершины и центр вписанной окружности

Треугольник и вписанная (вневписанная) окружность……….………17

Задачи для самостоятельного решения. ………………………….………21

Список использованной литературы …………………………………………23

Видео:Изогонали угла. Радиус описанной окружности и высота, проведенные из одной вершины треугольника.Скачать

Изогонали угла. Радиус описанной окружности и высота, проведенные из одной вершины треугольника.

Введение

При решении многих задач планиметрии возникают различные конфигурации, в которых участвуют треугольник и окружность. Знание наиболее распространенных комбинаций и их свойств позволяет получать короткие и красивые решения сложных на первый взгляд задач. К таким конструкциям в первую очередь относятся «треугольник и описанная окружность», «треугольник и вписанная окружность», которые довольно подробно изучаются в школьном курсе, в меньшей степени изучаются конструкции «треугольник и вневписанная окружность», «треугольник и окружность, проходящая через две его вершины», «треугольник и окружность, касающаяся двух его сторон» и другие.

Взгляд на планиметрию через призму конструкций дает учащимся возможность по-новому посмотреть на хорошо знакомый материал и связать его с новыми знаниями, укрепив их через практическое применение к решению задач.

Предлагаемые темы рассчитаны на школьников 10-11 классов, при подготовке к сдаче ЕГЭ (выполнения заданий С4).

Цель данных занятий:

познакомить старшеклассников с различными конструкциями, в которых участвуют треугольник и окружность и свойствами этих конструкций,

научить находить эти конструкции в ходе исследования условий задачи и применять нужные свойства для получения решения.

Требования к уровню усвоения содержания предмета

Старшеклассники должны знать:

основные конструкции, описанные выше и связанные с ними факты и теоремы,

ряд вспомогательных конструкций: «треугольник и секущая», «окружность и касательная», «треугольник и точка», «окружность и секущая» и их свойства.

Старшеклассники должны уметь:

определять, какие конструкции возникают в геометрических задачах,

применять подходящие свойства этих конструкций для поиска решения.

Видео:Геометрия. 7 класс. Урок 9 "Окружность проходящая через вершины треугольника"Скачать

Геометрия. 7 класс. Урок 9 "Окружность проходящая через вершины треугольника"

1. Вспомогательные конструкции и их свойства

В этой части мы рассмотрим некоторые важные конфигурации, в которых участвуют треугольник, окружность, прямая или угол.

Видео:Окружность, вписанная в треугольник. ДВЕ В ОДНОМ!Скачать

Окружность, вписанная в треугольник. ДВЕ В ОДНОМ!

1.1 Треугольник и секущая, теорема Менелая

Секущей будем называть прямую, которая пересекает некоторую геометрическую фигуру: треугольник, окружность, угол и т.п. Иногда удобно брать не только точки пересечения фигуры и секущей, но и некоторые дополнительные точки: например, точку пересечения прямой, на которой лежит сторона треугольника и секущей.

Окружность через две вершины треугольника
Рассмотрим секущую треугольника. К ней относится одна замечательная теорема: теорема Менелая, которая связывает отношения длин отрезков, на которые секущая делит стороны треугольника.

Теорема Менелая. Пусть Окружность через две вершины треугольника пересечен прямой, не параллельной стороне А C и пересекающей две его стороны А B и ВС соответственно в точках C 1 и А1, а прямую А C в точке B 1 тогда

Окружность через две вершины треугольника(1)

Справедлива также обратная теорема Менелая.

Теорема, обратная теореме Менелая. В треугольнике АВС точки А1, В1, С1 принадлежат прямым ВС, АС, АВ соответственно, тогда если

Окружность через две вершины треугольника,

Упражнение 1. Докажите теорему Менелая. (Указание: опустите на секущую перпендикуляры из вершин треугольника и рассмотрите пары получившихся подобных прямоугольных треугольников. Заменив в (1) отношения гипотенуз на отношения соответствующих катетов и выполнив сокращения, получите нужный результат.)

Упражнение 2. Докажите теорему, обратную теореме Менелая. (Указание: воспользуйтесь методом «от противного». Предположите, что, например, точка A 1 не лежит на секущей. Тогда секущая пересечет сторону BC в некоторой точке A 2, для которой выполнена прямая теорема Менелая. Далее самостоятельно получите противоречие.)

РОкружность через две вершины треугольникаешение

Построим треугольник DEF , где D , E , F – середины сторон, AB , AC и BC соответственно.

Окружность через две вершины треугольника

(по теореме Менелая)

Значит, по обратному утверждению теоремы Менелая точки K , L и M лежат на одной прямой, что и требовалось доказать.

1.2 Треугольник и точка, теорема Чевы

Второй интересной конструкцией, которую мы рассмотрим, является треугольник, у которого три отрезка, проведенных из вершин на противоположные стороны или их продолжения, пересекаются в одной точке.

Свойства этой конструкции описывает теорема Чевы.

ТОкружность через две вершины треугольника
еорема Чевы.
В произвольном треугольнике АВС на сторонах ВС, СА, АВ или их продолжениях взяты соответственно точки А1, В1, С1. Если прямые АА1, ВВ1, СС1 пересекаются в некоторой внутренней точке Z треуголь­ника АВС то выполнено условие

Окружность через две вершины треугольника. (2)

Так же, как и в случае теоремы Менелая, для теоремы Чевы справедливо обратное утверждение.

Теорема, обратная теореме Чевы. Если в произвольном треугольнике АВС на сторонах ВС, СА, АВ или их продолжениях взяты соответственно точки А1, В1, С1, для которых выполнено условие

Окружность через две вершины треугольника,

то прямые АА1, ВВ1, СС1 пересекаются в одной точке.

Упражнение 4. Докажите теорему Чевы. (Указание: попробуйте записать условие теоремы Менелая для треугольников ABB 1 и B 1 BC и секущих CC 1 и AA 1, а затем исключите из этих равенств «лишние» отрезки.)

Упражнение 5. Докажите теорему, обратную теореме Чевы. (Указание: вновь используйте метод доказательства «от противного».)

Упражнение 6. Решите задачу. На медиане СМ треугольника АВС дана точка Р, через которую проведены прямые АР и ВР, пересекающие стороны ВС и АС треугольника в точках А1 и В1 соответственно. Докажите, что если АА1 равно ВВ1, то данный треугольник равнобедренный.

РОкружность через две вершины треугольникаешение.

По теореме Чевы

Окружность через две вершины треугольника

Окружность через две вершины треугольника

Окружность через две вершины треугольника

Окружность через две вершины треугольника

Окружность через две вершины треугольника

Если АА1 = ВВ1, то эта трапеция равнобокая, то есть АВ1 = А1В.

Тогда по теореме Чевы В1С = А1С,

а значит АС = АВ1 + В1С = А1С + А1В = ВС, то есть ∆АВС равнобедренный.

1.3 Вписанный угол. Теорема синусов

Свойства угла, вписанного в окружность, подробно изучаются в школьном курсе геометрии. Тем не менее, эта конструкция достойна отдельного упоминания, так как из нее можно получить очень полезное доказательство теоремы синусов.

Теорема о вписанном угле. Величина угла, вписанного в окружность, равна половине величины центрального угла, опирающегося на ту же дугу.

Теорема синусов. В произвольном треугольнике отношения длин сторон треугольника к синусам противолежащих углов есть постоянная величина, равная диаметру описанной вокруг этого треугольника окружности.

Окружность через две вершины треугольника

Упражнение 7. Докажите теорему синусов. (Указание: воспользуйтесь рисунком и выразите длину хорды (стороны треугольника) через радиус окружности и величину центрального угла.)

Упражнение 8. Решите задачу. В треугольнике АВС Окружность через две вершины треугольника , АВ =4, ВС =3, точки А 1 , В 1 , С 1 – основания высот треугольника АВС. Найдите радиус окружности, описанной вокруг треугольника А В 1 С 1.

РОкружность через две вершины треугольникаешение.

Для сокращенной записи введем обозначение ∟АВС = β. Получаем ∟А В1С1 = β и ∟С В1А1 = β. Следовательно, ∟А1В1С1 = 2 β. По теореме синусов, радиус описанной окружности ∆ А1В1С1 равен

Окружность через две вершины треугольника .

По условию, Окружность через две вершины треугольникаОкружность через две вершины треугольника , чтобы найти R, остается вычислить А 1 В 1 С 1 . Окружность через две вершины треугольника Найдем АС по теореме косинусов:

АС 2 =АВ 2 +ВС 2 -2АВ ·ВС· Окружность через две вершины треугольника , АС 2 =4 2 +3 2 -2·4·3· Окружность через две вершины треугольника = 17, АС = Окружность через две вершины треугольника . Значит А 1 С 1 = Окружность через две вершины треугольника и окончательно получаем:

Окружность через две вершины треугольника

Ответ: Окружность через две вершины треугольника

Видео:Окружность проходит через вершины  A  и  C  треугольника ABC ... ОГЭ, геометрия, часть 11Скачать

Окружность проходит через вершины  A  и  C  треугольника ABC ... ОГЭ, геометрия, часть 11

1.4 Окружность и касательная, окружность и секущая. Теоремы о свойствах секущих

Вспомогательная конструкция «окружность – секущая» часто встречается в разных задачах. Более того, она связана с важным понятием «степень точки относительно окружности».

Окружность через две вершины треугольника

Мы рассмотрим только несколько конструкций, которые для удобства собраны на одном чертеже.

Перечислим некоторые их свойства.

Свойство 1. Длины отрезков касательных, проведенных к одной окружности из одной точки M равны ( MT 2 = MO 2 — R 2 ).

Свойство 2. Произведения отрезков двух секущих к одной окружности равны ( MA MB = MC MD ).

Свойство 3. Произведение отрезков внешней секущей равно квадрату отрезка касательной, проведенной из той же точки ( MA MB = MT 2 = MO 2 — R 2 ).

Далее рассмотрим случай, когда точка расположена внутри окружности.

Свойство 4. (аналог свойства 2) Произведения отрезков двух секущих к одной окружности равны ( MA MB = MC MD ).

СОкружность через две вершины треугольника
войство 5. (аналог свойства 3)
Произведение отрезков внутренней секущей равно разности квадратов радиуса и расстояния от точки до центра окружности ( MA MB = R 2 — MO 2 ).

Упражнения 9-13. Докажите свойства 1-5.

Упражнение 14. Решите задачу. В окружности радиуса 17 проведена хорда АВ длины 30. Точка С лежит на хорде АВ так, что АС:ВС = 1:3. Найдите радиус окружности, касающейся данной окружности и касающейся хорды АВ в точке С.

Решение. 1). Пусть О –центр данной окружности радиуса 17, а r – искомый радиус окружности, касающийся данной окружности и касающийся ее хорды АВ в точке С. Возможны лишь два случая расположения этой окружности:

а) окружность и точка О лежат по одну сторону от хорды АВ.

б) окружность и точка О лежат по разные стороны от хорды АВ.

2) Пусть точке Р – центр окружности, радиус которой мы ищем, а точка К – точка касания этой окружности с данной. Точка РК = СР = r , СР АВ.

Т Окружность через две вершины треугольника

ак как точка касания двух окружностей принадлежит прямой, соединяющей их центры, то точки О, Р, К лежат на одной прямой. Поэтому ОК = ОР + РК, ОР = ОК – РК = 17 – r .

Из треугольника СРО по теореме косинусов имеем:

ОР 2 =СР 2 +СО 2 -2СР·СО· cos ∟ОСР

289 – 34r = CO 2 — 2r· СО ·cos∟ ОСР

r Окружность через две вершины треугольника

= (289 – СО 2 ) : (34 — 2·СО· cos ∟ОСР) (*)
Пусть М – середина хорды АВ, тогда ОМ АВ, и из ∆СОМ и ∆ВОМ имеем: СО 2 = СМ 2 + ОМ 2 ,

ОМ 2 = ВО 2 — ВМ 2 = 17 2 -15 2 = 64 ⇒ СО 2 = СМ 2 + 64.

Так как АС = 1/3ВС , то АС = 1/4 АВ = 15/2, СМ = АМ – АС = 15 – 15/2 = 15/2.

Итак СО 2 = (15/2) 2 + 64 = 481/4.

Поскольку ∟ОСР = 90 о — ∟ОСМ, то СО· cos ∟ОСР = СО· sin ∟ОСМ = ОМ = 8

Итак, r = (289 – 481/4) : (34 — 2·8) = 75/8

∟ ОСР = Окружность через две вершины треугольника90 о + ∟ОСМ, поэтому получаем

r = (289 – СО 2 ) : (34 + 2·СО· cos ∟ОСР) =

Ответ: 27/8 или 75/8

Видео:ЕГЭ задание 16 Внутреннее касание двух окружностейСкачать

ЕГЭ задание 16 Внутреннее касание двух окружностей

2. Основные конструкции

В этой части мы рассмотрим основные конструкции, которые образуют треугольник и окружность.

Видео:Построить описанную окружность (Задача 1)Скачать

Построить описанную окружность (Задача 1)

2.1 Треугольник и описанная окружность

Центр описанной окружности лежит на пересечении серединных перпендикуляров к сторонам треугольника.

У остроугольного треугольника эта точка находится внутри, у прямоугольного – на середине гипотенузы, а у тупоугольного – вне треугольника.

Упражнение 15. Докажите, что если два треугольника имеют общую сторону, то прямая, проходящая через центры описанных окружностей этих треугольников делит такую сторону пополам (проходит через середину стороны).

Из теоремы о вписанном угле следует, что из центра описанной окружности каждая сторона видна под углом, в два раза большем, чем противолежащий угол треугольника. Используйте это свойство для решения следующего упражнения.

Упражнение 16. Выразить стороны треугольника через его углы и радиус описанной окружности.

Упражнение 17. Докажите для произвольного треугольника следующую формулу: Окружность через две вершины треугольника, здесь a , b и c – стороны, R – радиус описанной окружности, S – площадь треугольника. (Указание: используйте выражение для стороны c из предыдущего упражнения и формулу для площади треугольника Окружность через две вершины треугольника.)

Видео:Вписанные и описанные окружности. Вебинар | МатематикаСкачать

Вписанные и описанные окружности. Вебинар | Математика

2.2 Частные случаи: прямоугольный, равнобедренный и равносторонний треугольник

Как уже отмечалось выше, у прямоугольного треугольника центр описанной окружности лежит на середине гипотенузы. Отсюда следует, что радиус описанной вокруг прямоугольного треугольника окружности равен половине его гипотенузы.

Справедлива также следующая теорема.

Теорема. Если радиус описанной окружности некоторого треугольника равен половине длины одной из его сторон, то этот треугольник – прямоугольный.

Упражнение 18. Докажите теорему. (Указание: покажите, что центр описанной окружности лежит на середине стороны треугольника, и найдите синус противоположного угла с помощью теоремы синусов.)

Окружность через две вершины треугольника
Рассмотрим теперь равнобедренный треугольник. Так как высота, проведенная к основанию такого треугольника, одновременно является серединным перпендикуляром и биссектрисой, то центр описанной окружности лежит на высоте (или ее продолжении).

Упражнение 19. Выразите отношение радиуса описанной окружности равнобедренного треугольника к его высоте через угол при вершине этого треугольника.

Рассмотрим, наконец, равносторонний или правильный треугольник. В этом треугольнике высоты являются медианами, биссектрисами и серединными перпендикулярами. Поэтому центр описанной окружности совпадает с точкой пересечения медиан.

Окружность через две вершины треугольника

Так как точка пересечения медиан делит каждую из них в отношении 2 к 1 считая от вершины, то радиус описанной окружности равен двум третьим от высоты. Таким образом, Окружность через две вершины треугольника, где a – сторона треугольника.

Упражнение 20. Выразите высоту, сторону и площадь равностороннего треугольника через радиус описанной окружности.

Видео:№973. Даны координаты вершин треугольника ABC: А (4; 6), В (-4; 0), С (-1; -4). Напишите уравнениеСкачать

№973. Даны координаты вершин треугольника ABC: А (4; 6), В (-4; 0), С (-1; -4). Напишите уравнение

2.3 Треугольник и вписанная (вневписанная) окружность

Окружность через две вершины треугольника
Центр вписанной окружности лежит на пересечении биссектрис внутренних углов треугольника. Радиус этой окружности и точки касания можно определить, опустив перпендикуляр из центра на сторону. Довольно распространенной является такая ошибка: за точку касания окружности и стороны принимают точку пересечения стороны и биссектрисы.

Рассмотрим некоторые свойства вписанного треугольника.

ПОкружность через две вершины треугольника
усть x , y , z – отрезки, на которые точки касания вписанной окружности делят стороны треугольника. Эти отрезки можно выразить через стороны треугольника, решив следующую систему уравнений:

Окружность через две вершины треугольника

Окружность через две вершины треугольника

Упражнение 21. Докажите, что отрезки, соединяющие вершины треугольника с точками касания вписанной окружности, лежащими на противоположных сторонах, пересекаются в одной точке.

Упражнение 22. Решите задачу. В треугольнике АВС: АВ = 12, АС = 9,

ВС = 6. На прямой ВС взята точка D так, что В D : D С = 1 :7. В треугольнике А D С и А D В вписаны окружности, касающиеся прямой А D в точках Е и F . Найдите длину отрезка EF .

Решение. Так как BD CD , то возможны только два случая расположения точки D на прямой BC .

а) Точка D лежит на отрезке ВС.

б) Точка D лежит на продолжении стороны ВС за точку В.

Окружность через две вершины треугольника

Из соотношения ВD : DС = 1 :7 имеем:

В случае а) BD = 1/8 BC = 3/4, CD = 7 BD = 21/4.

В случае б) BD = 1/7 DC , BC = 6/7 DC ⇒ BD = 1/6 BC = 1, CD = 7 BD = 7.

Получаем DF = (AD+BD-AB)/2, DE = (AD+CD-AC)/2.

Таким образом, EF = DE — DF , EF = ( CD – AC – BD + AB )/2.

В случае а) EF = (21/4 – 9 — 3/4 + 12)/2 = 1/2·15/2 = 15/4

В случае б) EF = (7 – 9 – 1 + 12)/2 = 9/2

Ответ: 3,75 или 4,5.

Если вписанные окружности всем хорошо знакомы, то вневписанными встречаются реже. Поясним, чем они отличаются от вписанных.

Итак, центр вневписанной окружности лежит вне треугольника. Это точка пересечения биссектрис одного внутреннего и двух внешних углов треугольника.

Вневписанная окружность касается одной стороны и продолжений двух других сторон треугольника. Для треугольника существует три вневписанных окружности. (На рисунке изображены вписанная и вневписанная окружности. Хорошо видно, что точки касания этих окружностей со стороной треугольника не совпадают.)

Упражнение 23. Выразите длины отрезков касательных, проведенных из вершин треугольника к вневписанной окружности, через длины сторон этого треугольника. (Указание: используйте метод, который был применен к вписанной окружности.)

Окружность через две вершины треугольника

Найдем выражения для радиусов вписанной и вневписанных окружностей. Начнем со случая вписанной окружности. « Разрежем» треугольник на три треугольника так, как показано на рисунке. Каждый из них имеет высоту, равную радиусу вписанной окружности. Сумма площадей трех треугольников равна площади большого:

Окружность через две вершины треугольника.

Отсюда легко получить формулу для вычисления радиуса вписанной окружности:

Окружность через две вершины треугольника.

Радиусы вневписанных окружностей можно получить аналогично. Представим площадь треугольника ABC так:

Окружность через две вершины треугольника.

Окружность через две вершины треугольника

Далее применим те же рассуждения, что и ранее. В результате получим следующую формулу:

Окружность через две вершины треугольника.

Упражнение 24. Докажите, что прямые, соединяющие вершины треугольника с точками касания сторон или продолжений сторон этого треугольника с вневписанной окружностью, пересекаются в одной точке. (Указание: используйте теорему Чевы.)

3 Задачи для самостоятельного решения.

1. Две окружности внешне касаются в точке А, ВС — их общая внешняя касательная. Доказать, что Окружность через две вершины треугольника.

2. Две окружности пересекаются в точках А и В. Точки А и В лежат по разные стороны от прямой l , которая пересекает окружности соответственно в точках С, D, Е и М. Доказать, что сумма углов DBE и САМ равна 180°.

3. Две окружности пересекаются в точках А и В. Прямые l 1 и l 2 параллельны, причем l 1 проходит через точку А и пересекает окружности в точках Е и К, а l 2 про­ходит через точку В и пересекает окружности в точках М и Р. Доказать, что четырехугольник ЕКМР — параллелограмм.

4. Из точки М проведены к окружности с центром в точке О касательные МА и МВ. Прямая l касается окружности в точке С и пересекает МА и МВ соответственно в точках D и Е. Доказать, что: а) периметр треугольника MDE не зависит от Выбо­ра точки С; б) угол DOE не зависит от выбора точки С.

5. Точки А, В, С и D делят окружность на части, отношение которых 1 : 3 : 5 : 6. Найти углы между касательными к окружности, проведенными в точках А, В, С и D.

6. Две равные окружности внешне касаются друг друга и третьей окружности, радиус которой равен 8 см. Отрезок, соединяющий точки касания двух равных ок­ружностей с третьей, равен 12 см. Найти радиусы равных окружностей.

7. Общая хорда двух пересекающихся окружностей равна а и служит для одной окружности стороной правильного вписанного шестиугольника: а для другой ­вписанного квадрата. Найти расстояние между центрами окружностей.

8. Две окружности радиусами, и R касаются внешним образом. Найти дли­ну их общей внешней касательной.

9. Две окружности радиусами r и R касаются внешним образом. Прямая 1 пересекает окружности в точках А, В, С и D так, что АВ = ВС = CD. Найти AD.

10. Две окружности, радиусы которых относятся как 1 : 3, касаются внешним образом, длина их общей внешней касательной Окружность через две вершины треугольникасм. Найти периметр фигуры, образованной внешними касательными и внешними дугами окружностей.

11. Из внешней точки к окружности проведены секущая длиной 48 см и каса­тельная, длина которой составляет Окружность через две вершины треугольникаот внутреннего отрезка секущей. Найти ра­диус окружности, если известно, что секущая удалена от центра на расстояние 24 см.

12. Общая внешняя касательная двух внешне касающихся окружностей составляет с линией центров угол а. Найти отношение радиусов.

13. Из точки А, расположенной вне круга с центром О, проведены секущие АВС и АМК (В и М — ближайшие к А точки окружности, лежащие на секущих). Найти ВС, если известно, что Окружность через две вершины треугольникаи секущая АМК проходит через центр окружности.

14. Две окружности пересекаются в точках А и В. Через точку А проведены отрезки АС и AD, каждый из которых, являясь хордой одной окружности, касается другой окружности. Доказать, что АС 2 . BD = AD 2 . B С.

15. АВ и CD — взаимно перпендикулярные пересекающиеся хорды окружно­сти радиуса R. Доказать, что АС 2 + BD 2 = 4R 2 .

16. Доказать, что сумма квадратов расстояний от точки М, взятой на диаметре окружности, до концов любой из параллельных этому диаметру хорд есть для дан­ной окружности постоянная величина.

17. Две окружности внешне касаются в точке С, АВ — их общая внешняя ка­сательная. Найти радиусы, если АС = 8 см, ВС = 6 см.

18. Окружности радиусами R и Окружность через две вершины треугольникакасаются внешним образом. Из центра мень­шей окружности под углом 30° к линии центров проведен отрезок длиной 2R. Найти длины тех частей отрезка, которые лежат вне окружностей.

19. Окружности радиусами а и b имеют внутреннее касание b ), причем центр большей окружности лежит вне меньшей окружности. Хорда АВ большей окружности касается меньшей окружности и образует с общей касательной к окруж­ностям угол Окружность через две вершины треугольника. Найти АВ.

20. В правильном треугольнике АВС на сторонах АВ и АС взяты точки М и К так, что АМ : МВ = 2 : 1, АК : КС = 1 : 2. Доказать, что отрезок КМ равен радиусу окружности, описанной около треугольника АВС.

Список использованной литературы

Атанасян Л.С., Бутузов В.Ф., Кадомцев С.Б. Геометрия. 10-11 классы: учеб. Для общеобразоват. учреждений: базовый и профил. уровни– 18-е изд. – М.: Просвещение, 2009. – 255 с.

Гусев В.А., Кожухов И.Б., Прокофьев А.А. Геометрия. Полный справочник. – М.: Махаон, 2006. – 320 с.

Лаппо Л.Д., Филонов А.Н. Математика. Экспресс-курс подготовки к ЕГЭ: учебное пособие. – М.: Издательство «Экзамен», 2004. – 96с.

Мальцев Д.А. Математика. Все для ЕГЭ 2011. Часть 1: учебно-методическое пособие. – Ростов н/Д: Издатель Мальцев Д.А.; М.: НИИ школьных технологий, 2010. – 221 с.

Мельникова Н.Б. Геометрия: Дидакт. Метериалы для 10-11 кл. общеобразоват. Учреждений. – 2-е изд. –М.: Мнемозина, 1999. – 272 с.

Полонский В.Б., Рабинович Е.М., Якир М.С. Учимся решать задачи по геометрии. Учеб.-метод. пособие. – К. «Магистр», 1996, – 256 стр.

Потоскуев Е.В., Звавич. Л.И. Геометрия. 10 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений с углубл. и профильным изучением математики /– 3-е изд. – М.: Дрофа, 2005. – 223 с.

Потоскуев Е.В., Звавич. Л.И. Геометрия. 11 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений с углубл. и профильным изучением математики – 3-е изд. – М.:Дрофа, 2003. – 368 с.

Прасолов В.В. Задачи по планиметрии: Учебное пособие. – 5-е изд., испр. И доп. –М.: МЦНМО: ОАО «Московские учебники», 2006. – 640с.

Прокофьев А.А. Пособие по геометрии для подготовительных курсов (планиметрия). – 4-е изд. перераб. и доп. – М.:МИЭТ, 2007, 232 стр.

Шарыгин И.Ф. Геометрия. 10-11 классы: учеб. Для общеобразоват. заведений. – М.: Дрофа, 1999. – 208 с

Шарыгин И.Ф. Сборник задач по геометрии. 5000 задач с ответами / И.Ф.

🌟 Видео

Окружность данного радиуса, проходящей через две заданные точкиСкачать

Окружность данного радиуса, проходящей через две заданные точки
Поделиться или сохранить к себе: