Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Вписанные и описанные многоугольники — формулы, свойства и примеры с решением

Содержание:

Рассмотрим вопрос о взаимном расположении прямой и окружности. Ранее уже отмечалось, что возможны три случая взаимного расположения прямой и окружности:

  1. прямая имеет только две общие точки с окружностью;
  2. прямая имеет только одну общую точку с окружностью;
  3. прямая не имеет общих точек с окружностью.

Если прямая имеет две общие точки с окружностью, то она называется секущей.

Видео:Вписанные и описанные четырехугольники. Практическая часть. 9 класс.Скачать

Вписанные  и описанные четырехугольники. Практическая часть. 9 класс.

Понятие о вписанных и описанных многоугольниках

Взаимное расположение окружности со (О, R) с центром в точке О радиуса R и прямой I характеризуется соотношением между расстоянием d(0, I) от центра О окружности до прямой I и радиусом R окружности. Докажем это.

1) Прямая I имеет только две общие точки с окружностью, если расстояние от центра окружности до прямой I меньше радиуса окружности, т. е. Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Пусть прямая I не проходит через центр О окружности и расстояние Решение задач многоугольники вписанные в окружность. Обозначим OF Решение задач многоугольники вписанные в окружность— перпендикуляр, проведенный из точки О к прямой I, тогда OF = m. Пусть точки А и В лежат на прямой I

так, что Решение задач многоугольники вписанные в окружность. Докажем, что точки А и В принадлежат окружности.

Действительно, так как по теореме Пифагора

Решение задач многоугольники вписанные в окружностьРешение задач многоугольники вписанные в окружность

Таким образом, точки А и В — общие точки прямой и окружности. Докажем, что других общих точек прямая I и окружность Решение задач многоугольники вписанные в окружностьне имеют.

Предположим, что существует еще одна точка X — общая для окружности и прямой. Тогда центр окружности О равноудален от точек А, В, и X, а значит, он лежит на серединных перпендикулярах Решение задач многоугольники вписанные в окружностьк отрезкам АВ и ВХ, т. е. О — точка перессечения серединных перпендикуляровРешение задач многоугольники вписанные в окружность. Но так какРешение задач многоугольники вписанные в окружность,. Получили противоречие. Значит, наше предположение не верно и других общих точек прямой и окружности нет.

Если прямая I проходит через центр О окружности, т. е. d(0, Z) = 0, то она пересекает окружность в двух точках, которые являются концами диаметра, лежащего на этой прямой.

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

2) Прямая I имеет только одну общую точку с окружностью, если расстояние от центра окружности до прямой I равно радиусу окружности, т. е. если d(0, I) = R.

Пусть расстояние от центра окружности до прямой I равно радиусу окружности, а точка F — основание перпендикуляра, проведенного из центра окружности к прямой I (рис. 2). Тогда OF = R, а значит, точка F лежит на окружности. Других общих точек прямая и окружность не имеют. Действительно, для любой точки X прямой I, не совпадающей с точкой F, выполняется условие ОХ > OF, OF = R, так; как наклонная ОХ больше перпендикуляра OF.

Следовательно, точка X не лежит на окружности.

3) Прямая I не имеет общих точек с окружностью, если расстояние от центра О окружности до прямой I больше радиуса окружности, т. е. если d(0, I) > R.

Пусть расстояние от центра О окружности до прямой I больше радиуса R. Обозначим буквой F основание перпендикуляра, проведенного из центра О окружности к прямой I (рис. 3). Тогда OF = d(0, I), d(0, I) > R.

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Для любой точки X прямой выполняется условие Решение задач многоугольники вписанные в окружность, следовательно, точка X не лежит на окружности. Таким образом, в случае Решение задач многоугольники вписанные в окружностьпрямая и окружность не имеют общих точек.

Касательная к окружности

Рассмотрим случай, когда прямая и окружность имеют единственную общую точку. Прямая, имеющая единственную общую точку с окружностью, имеет специальное название — касательная.

Определение. Касательной к окружности называется прямая, которая имеет с окружностью только одну общую точку.

Единственная общая точка прямой и окружности называется точкой касания прямой и окружности.

Если прямая I имеет единственную общую точку А с окружностью, то говорят, что прямая I касается окружности в точке А.

Теорема 1 (о свойстве касательной). Касательная к окружности перпендикулярна радиусу этой окружности, проведенному в точку касания.

1) Пусть прямая I касается окружности Решение задач многоугольники вписанные в окружностьДокажем, что Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

2) Предположим, что это не так. Тогда радиус ОА является наклонной к прямой I. Перпендикуляр, проведенный из точки О к прямой I, меньше наклонной ОА, следовательно, расстояние от центра окружности до прямой

меньше радиуса. Значит, прямая и окружность имеют две общие точки, что противоречит условию. Таким образом, прямая I перпендикулярна радиусу ОА.

Рассмотрим следствия из данной теоремы.

Пусть через точку А проведены две прямые, касающиеся окружности Решение задач многоугольники вписанные в окружностьТогда отрезки АВ и АС называются отрезками касательных, проведенными из точки А (рис. 5).

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Следствие 1. Отрезки касательных к окружности, проведенные из одной точки, равны.

1) Пусть АВ и АС — отрезки касательных, проведенные из точки А (рис. 5). Для доказательства равенства АВ = АС рассмотрим треугольники АВО и АСО.

2) По свойству касательной Решение задач многоугольники вписанные в окружностьи Решение задач многоугольники вписанные в окружность, т. е. треугольники АВО и АСО — прямоугольные.

3)Решение задач многоугольники вписанные в окружность, так как АО — общая гипотенуза, а катеты О В и ОС равны как радиусы окружности. Отсюда следует, что АВ =АС.

Следствие 1 доказано.

Из равенства треугольников АВО и АСО вытекает также, что Решение задач многоугольники вписанные в окружность. Таким образом, получим еще одно следствие.

Следствие 2. Отрезки касательных к окружности, проведенные из одной точки, составляют равные углы с прямой, проходящей через эту точку и центр окружности.

Теперь докажем признак, который позволяет устанавливать, в каком случае прямая касается окружности. Оказывается, для этого достаточно установить, что прямая перпендикулярна радиусу и проходит через его конец, лежащий на окружности.

Теорема 2 (признак касательной). Если прямая перпендикулярна радиусу окружности и проходит через его конец, лежащий на окружности, то она касается этой окружности.

1) Пусть прямая I проходит через точку А окружности и перпендикулярна радиусу О А (рис. 6). Для доказательства того, что прямая I касается окружности, достаточно доказать, что она имеет с этой окружностью единственную общую точку.

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

2) Так как точка А лежит на окружности и прямая I проходит через точку А, то А — общая точка прямой I и окружности.

3) Других общих точек прямая I и окружность не имеют. Действительно, для любой точки Решение задач многоугольники вписанные в окружностьотрезок ОХ является наклонной, так как по условию Решение задач многоугольники вписанные в окружностьСледовательно, ОХ > ОА, т. е. точка X не принадлежит окружности.

Таким образом, точка А — единственная общая точка прямой I и окружности, а, значит, прямая I — касательная к окружности.

Пример №1

Через точку А, находящуюся от центра О окружности на расстоянии 10 см, проведены две касательные АВ и АС, где Б и С — точки касания. Вычислите площадь Решение задач многоугольники вписанные в окружностьчетырехугольника АВОС, если АВ + АС = = 16 см ( рис. 7).

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Решение:

1) Площадь четырехугольника АВОС равна сумме площадей треугольников АВО и АСО.

2) По свойству касательной Решение задач многоугольники вписанные в окружностьРешение задач многоугольники вписанные в окружность. Прямоугольные треугольники АВО и АСО равны по гипотенузе и катету (АО — общая, ОВ = ОС). Значит,

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

3) Отрезки касательных к окружности, проведенные из одной точки, равны. Следовательно, АВ=АС = 8 см. Теперь, применив теорему Пифагора, вычислимРешение задач многоугольники вписанные в окружностьРешение задач многоугольники вписанные в окружность

Таким образом, Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Ответ: Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Пример №2

Точка F — середина основания ВС равнобедренного треугольника АБС. Докажите, что прямая ВС является касательной к окружности Решение задач многоугольники вписанные в окружность(рис. 8, а, б).

Решение задач многоугольники вписанные в окружностьРешение задач многоугольники вписанные в окружность

Доказательство.

1) Прямая ВС проходит через конец F радиуса окружности Решение задач многоугольники вписанные в окружность. Для доказательства того, что ВС является касательной, достаточно доказать, что Решение задач многоугольники вписанные в окружность

2) В равнобедренном треугольнике AВС отрезок AF — медиана, проведенная к его основанию. Следовательно, Решение задач многоугольники вписанные в окружностьТаким образом, по признаку касательной прямая ВС касается окружности Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Что и требовалось доказать.

Пример №3

Точка А лежит вне окружности Решение задач многоугольники вписанные в окружностьПостройте прямую, которая касается окружности и проходит через точку А.

1) Пусть прямая I, проходящая через точку А и касающаяся окружности Решение задач многоугольники вписанные в окружность, построена. Точка В — точка касания. Тогда по свойству касательной OB LAB (рис. 9, а). Следовательно, для построения искомой касательной необходимо построить точку В на окружности Решение задач многоугольники вписанные в окружностьтак, что Решение задач многоугольники вписанные в окружность.

2) Рассмотрим окружность coj, диаметром которой является отрезок АО, т. е. Решение задач многоугольники вписанные в окружностьПусть В и С — точки пересечения окружностей Решение задач многоугольники вписанные в окружностьи Решение задач многоугольники вписанные в окружность(рис. 9, б). Заметим, что Решение задач многоугольники вписанные в окружность, как углы при основании равнобедренных треугольников ВО,О и ВО,А соответственно. Так как Решение задач многоугольники вписанные в окружность, то Решение задач многоугольники вписанные в окружностьЗначит, Решение задач многоугольники вписанные в окружность, т. е.Решение задач многоугольники вписанные в окружность. Аналогично доказывается, чтоРешение задач многоугольники вписанные в окружность. Отсюда по признаку

касательной к окружности следует, что прямые АВ и АС являются касательными. Теперь понятна последовательность необходимых построений.
Решение задач многоугольники вписанные в окружность

1) Проводим отрезок О А, соединяющий центр О данной окружности и точку А (рис. 10, а).

2) Строим середину Решение задач многоугольники вписанные в окружностьотрезка ОА: Решение задач многоугольники вписанные в окружностьТочки F и Е — точки пересечения окружностей Решение задач многоугольники вписанные в окружность

гдеРешение задач многоугольники вписанные в окружность(рис. 10, б).

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

3) Строим окружность Решение задач многоугольники вписанные в окружность(рис. 10, в) и точки Б, С — точки пересечения данной и построенной окружностей.

4) Прямые АВ и АС — искомые касательные к данной окружности.

Доказательство. По построению Решение задач многоугольники вписанные в окружностьи Решение задач многоугольники вписанные в окружность(см. задачу № 251 учебного пособия «Геометрия, 7»), т. е. АВ1ОВ и АС 1ОВ. Следовательно, по признаку касательной АВ и АС — касательные.

Взаимное расположение двух окружностей

Рассмотрим вопрос о взаимном расположении двух окружностей в плоскости. Возможны следующие случаи взаимного расположения двух различных окружностей:

1) окружности не имеют общих точек (в этом случае говорят, что они не пересекаются (рис. 11, а ));

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

2) окружности имеют две общие точки (в этом случае говорят, что окружности пересекаются (рис. 11, б));

3) окружности имеют только одну общую точку, и одна из окружностей лежит внутри круга, ограниченного другой окружностью (в этом случае говорят, что они касаются внутренним образом (рис. 12, а ));

4) окружности имеют только одну общую точку, и ни одна из окружностей не лежит внутри круга, ограниченного другой окружностью (в этом случае говорят, что они касаются внешним образом, (рис. 12, б)).

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Пример №4

Докажите, что если две окружности Решение задач многоугольники вписанные в окружностьи Решение задач многоугольники вписанные в окружностькасаются внешним образом, то расстояние между их центрами равно сумме их радиусов, т. е.Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Доказательство.

1) Пусть окружности Решение задач многоугольники вписанные в окружностькасаются внешним образом в точке А (рис. 13, а).

2) Докажем, что точка А лежит на отрезке Решение задач многоугольники вписанные в окружностьДопустим, что точка А не лежит на отрезке Решение задач многоугольники вписанные в окружностьЗаметим, что в случае внешнего касания точка А не может лежать на продолжении отрезка Решение задач многоугольники вписанные в окружностьПусть точка касания А не лежит на отрезке Решение задач многоугольники вписанные в окружность(рис. 13, б). Тогда Решение задач многоугольники вписанные в окружность

3) Пусть F — точка, симметричная точке А относительно прямой Решение задач многоугольники вписанные в окружность. Тогда Решение задач многоугольники вписанные в окружность, а значит, точка F принадлежит каждой окружности. Таким образом, окружности Решение задач многоугольники вписанные в окружностьимеют две общие точки А и F, что противоречит условию их касания. Следовательно, точка касания А лежит на отрезке Решение задач многоугольники вписанные в окружностьРешение задач многоугольники вписанные в окружностьРешение задач многоугольники вписанные в окружность

4) Докажем, что Решение задач многоугольники вписанные в окружностьТочка А лежит на отрезке Решение задач многоугольники вписанные в окружностьзначит, Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Справедливо и обратное утверждение.

Пример №5

Докажите, если расстояние между центрами двух окружностей, лежащих в плоскости, равно сумме их радиусов, то такие окружности касаются внешним образом.

1) Пусть даны две окружности Решение задач многоугольники вписанные в окружностьи известно, что Решение задач многоугольники вписанные в окружностьДокажем, что окружности касаются внешним образом.

2) На отрезкеРешение задач многоугольники вписанные в окружностьрассмотрим точку А такую, что Решение задач многоугольники вписанные в окружностьТогда Решение задач многоугольники вписанные в окружность. Таким образом, точка А принадлежит каждой из данных окружностей.

3) Докажем, что окружности не имеют других общих точек. Действительно, на прямой Решение задач многоугольники вписанные в окружностьтаких точек нет. Предположим, что существует точка X вне прямой Решение задач многоугольники вписанные в окружностьпринадлежащая каждой окружности. Тогда Решение задач многоугольники вписанные в окружностьи Решение задач многоугольники вписанные в окружностьВ треугольнике Решение задач многоугольники вписанные в окружностьдлина стороныРешение задач многоугольники вписанные в окружностьравна сумме длин сторон Решение задач многоугольники вписанные в окружность, что невозможно.

4) Таким образом, предположение о существовании еще одной точки, принадлежащей окружностям Решение задач многоугольники вписанные в окружностьи Решение задач многоугольники вписанные в окружность, приводит к противоречию. Следовательно, других общих точек, кроме точки А, не существует, т. е. окружности касаются.

5) Докажем, что окружности касаются внешним образом. Для любой точки F окружностиРешение задач многоугольники вписанные в окружностьвыполняется условие Решение задач многоугольники вписанные в окружностьТаким образом, либо точка F лежит вне окружности Решение задач многоугольники вписанные в окружностькогда Решение задач многоугольники вписанные в окружность, либо эта точка принадлежит обеим окружностям, если Решение задач многоугольники вписанные в окружностьНо в этом случае точка F есть точка А касания окружностей. Следовательно, окружность Решение задач многоугольники вписанные в окружностьрасположена вне части плоскости, ограниченной окружностью Решение задач многоугольники вписанные в окружность. Аналогично можно доказать, что окружность Решение задач многоугольники вписанные в окружностьрасположена вне части плоскости, ограниченной окружностью Решение задач многоугольники вписанные в окружность. Теперь доказано, что окружности Решение задач многоугольники вписанные в окружностьи Решение задач многоугольники вписанные в окружностькасаются внешним образом.

Пример №6

Докажите, что две окружности касаются внутренним образом тогда и только тогда, когда расстояние между их центрами равно модулю разности их радиусов.

Другими словами, если окружности Решение задач многоугольники вписанные в окружностькасаются внутренним образом, то Решение задач многоугольники вписанные в окружностьИ наоборот, если выполняется равенство Решение задач многоугольники вписанные в окружность, то окружности касаются внутренним образом.

Пример №7

Две окружности с центрами в точках О и К, радиусы которых равны 16 см и 9 см соответственно, касаются внешним образом в точке С. К окружностям проведена общая касательная АВ, где точки А и В — точки касания.

Общая касательная, проведенная через точку С, пересекает касательную АВ в точке Т (рис. 14, а). Вычислите длину отрезка СТ.

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Решение:

Для решения задачи воспользуемся тем, что отрезки касательных, проведенные к окружности из одной точки, равны, а радиусы, проведенные в точку касания, перпендикулярны касательной. Учтем также, что окружности касаются внешним образом, а значит, расстояние между их центрами равно сумме их радиусов.

1) Так как отрезки касательных к окружности, проведенные из одной точки, равны, то ТС = ТА = ТВ, т. е. Решение задач многоугольники вписанные в окружность. Значит, нам необходимо вычислить длину отрезка АВ.

2) Так как окружности касаются внешним образом, то ОК = ОС + СК = 16 + 9 = 25 (см).

3) Рассмотрим четырехугольник ODBK. Пусть Решение задач многоугольники вписанные в окружностьи Решение задач многоугольники вписанные в окружность(рис. 14, б). Так как радиус, проведенный в точку касания, перпендикулярен касательной, тоРешение задач многоугольники вписанные в окружность, т. е. треугольник BAD — прямоугольный. Следовательно,

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

4) Четырехугольник ODBK — параллелограмм, так как его противолежащие стороны параллельны, значит, DB = ОК = = 25 см. Кроме того, DA = ОА — OD = ОА — КВ =16-9 = 7 (см).

Тогда Решение задач многоугольники вписанные в окружностьСледовательно,Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Ответ: ТС = 12 см.

Центральные и вписанные углы

В данном параграфе изучим понятия центрального и вписанного углов.

Определение. Центральным углом окружности называется угол с вершиной в центре этой окружности.

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Например, на рисунке 18, а изображен центральный угол TOF, который меньше развернутого угла, а на рисунке 18, б — центральный угол SOD — больше развернутого угла.

Любые две различные точки А и В окружности служат концами двух дуг. Для различия этих дуг на каждой из них отмечается некоторая промежуточная точка. Например, если на дугах отмечены точки F и Т, то в этом случае дуги обозначаются Решение задач многоугольники вписанные в окружностьи данная запись читается так: «дуга АТВ и дуга AFB» (рис. 19, а). Если понятно, о какой из двух дуг идет речь, употребляется также обозначение Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Дуга АВ окружности называется полуокружностью, если ее концы служат концами диаметра этой окружности.

Например, на рисунке 19, б изображены полуокружности ALB и АС В.

Пусть точки А и Б не являются концами диаметра окружности с центром в точке О. Тогда лучи ОА и ОБ служат сторонами двух центральных углов, один из которых меньше, а другой больше развернутого угла (рис. 20, а).
Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Дуга АВ окружности Решение задач многоугольники вписанные в окружностьи центральный угол АОВ, внутри которого лежит эта дуга, называются соответствующими.

Если дуга окружности лежит внутри соответствующего ей центрального угла, который меньше развернутого угла, то говорят, что эта дуга меньше полуокружности.

Если дуга окружности лежит внутри соответствующего ей центрального угла, который больше развернутого угла, то говорят, что дуга больше полуокружности.

Например, на рисунке 20, а изображены дуга AFB, которая меньше полуокружности, и дуга АТВ — больше полуокружности.

Для сравнения дуг окружности вводится понятие градусной меры дуги окружности.

Дадим определение градусной меры дуги окружности.

Определение. Градусной мерой дуги окружности называется градусная мера соответствующего ей центрального угла.

Градусная мера дуги АВ, как и сама дуга, обозначается Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Таким образом, если дуга АВ окружности меньше полуокружности, a Решение задач многоугольники вписанные в окружность— соответствующий ей центральный угол, то Решение задач многоугольники вписанные в окружность(см. рис. 20, а).

Если дуга АВ является полуокружностью, то ее градусная мера равна 180° (рис. 20, б).

Градусная мера дуги АТВ, которая больше полуокружности и дополняет дугу АВ, меньшую полуокружности, до окружности, равна 360° Решение задач многоугольники вписанные в окружность, где угол АОВ соответствует дуге АВ (рис. 20, в).

Понятие градусной меры дуги позволяет определить понятие равенства дуг окружности.

Две дуги одной и той же окружности называются равными, если равны их градусные меры.

Если градусная мера дуги АВ равна 33°, то пишут Решение задач многоугольники вписанные в окружность= 33°. Читают: «Градусная мера дуги АВ равна 33°», или кратко «Дуга АВ равна 33°».

Рассмотрим примеры. Пусть диагонали квадрата ABCD пересекаются в точке О. Окружность Решение задач многоугольники вписанные в окружностьпересекает стороны ВС и CD квадрата в точках F и L соответственно. Тогда Решение задач многоугольники вписанные в окружность, а градусная мера дуги FO, которая меньше полуокружности, равна 45°. Градусная мера дуги FLO, которая больше полуокружности, равна Решение задач многоугольники вписанные в окружность Решение задач многоугольники вписанные в окружность(рис. 21, а).

Рассмотрим еще один пример. Пусть точка О — центр окружности, отрезок АВ — хорда окружности, равная ее радиусу, а отрезок АС — диаметр окружности (рис. 21, б).
Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Тогда градусная мера дуги АВ, которая меньше полуокружности, равна 60°, так как треугольник АОВ — равносторонний, а значит, градусная мера соответствующего ей центрального угла АОВ равна 60°. Градусная мера дуги ВС, которая меньше полуокружности, равна 120°, так как градусная мера соответствующего ей центрального угла ВОС равна 120°.

Можем вычислить градусную меру дуги ВАС, которая больше полуокружности: Решение задач многоугольники вписанные в окружность= 240°.

Вписанные углы. Рассмотрим понятие вписанного угла

Определение. Угол называется вписанным в окружность, если он меньше развернутого угла, вершина его лежит на окружности, а стороны пересекают эту окружность.

Например, на рисунке 22, а изображен вписанный угол TOF. Если точки А, В и С лежат на окружности, то каждый из угол ABC, ВСА, САВ является вписанным (рис. 22, б).

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Пусть Решение задач многоугольники вписанные в окружность— вписанный угол, при этом Г и В — точки пересечения его сторон с окружностью, a TF — дуга, которая лежит внутри этого вписанного угла. В этом случае говорят, что вписанный угол TOF опирается на дугу TF (см. рис. 22, а).

Например, на рисунке 22, в изображены вписанные углы ВАС, ВОС и BFC, которые опираются на одну и ту же дугу ВС.

Теперь докажем теорему о вписанном угле.

Теорема 1(о вписанном угле). Градусная мера вписанного угла равна половине градусной меры, дуги, на которую он опирается.

Пусть вписанный в окружностьРешение задач многоугольники вписанные в окружностьугол ABC опирается на дугу АС.

Докажем, что Решение задач многоугольники вписанные в окружностьРассмотрим три возможных случая. Центр О окружности лежит: 1) на одной из сторон угла; 2) во внутренней области угла; 3) во внешней области угла.

Первый случай. Центр О окружности лежит на одной из сторон угла ABC, например на стороне ВС (рис. 23).

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

1) Дуга АС меньше полуокружности, следовательно, Решение задач многоугольники вписанные в окружность

2) Угол АОС — внешний угол равнобедренного треугольника АОВ, значит, Решение задач многоугольники вписанные в окружность

3) Так как углы при основании равнобедренного треугольника АОВ равны, то Решение задач многоугольники вписанные в окружность

4) Так как Решение задач многоугольники вписанные в окружность, тоРешение задач многоугольники вписанные в окружность

Второй случай. Центр О окружности лежит во внутренней области угла.

1) Пусть D — точка пересечения луча ВО и дуги АС (рис. 24). Тогда по доказанному в первом случае

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Решение задач многоугольники вписанные в окружностьРешение задач многоугольники вписанные в окружность

Таким образом, Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Третий случай. Центр О окружности лежит во внешней области угла ABC.

1) Пусть D — точка пересечения луча ВО с окружностью (рис. 25). Тогда согласно доказанному в первом случае
Решение задач многоугольники вписанные в окружностьРешение задач многоугольники вписанные в окружность

Таким образом, Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Из данной теоремы получим следующие следствия.

Следствие 1. Вписанные углы, опирающиеся на одну и ту же дугу, равны (рис. 26, а).

Следствие 2. Вписанный угол, опирающийся на полуокружность, прямой (рис. 26, б).

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Рассмотрим пример. Пусть хорда АВ соединяет концы дуги AFB и равна радиусу окружности со (О, R). Тогда градусная мера каждого из вписанных углов, опирающихся на дугу AFB, равна 30° (рис. 26, в). Действительно, градусная мера центрального угла АОВ равна 60°, значит, Решение задач многоугольники вписанные в окружность. Каждый из указанных углов опирается на дугу AFB, следовательно, градусная мера каждого из них равнаРешение задач многоугольники вписанные в окружность

Теорема 2 (об угле между хордой и касательной).

Градусная мера угла, сторонами которого служат касательная и хорда, равна половине градусной меры дуги, расположенной внутри этого угла.

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Доказательство.

Первый случай. Пусть угол FAB — острый (рис. 27, о.).

1) Проведем диаметр АС. Тогда вписанный угол СВ А опирается на полуокружность, значит, по следствию 2 он прямой, т. е. Решение задач многоугольники вписанные в окружность

2) Треугольник СВА — прямоугольный, следовательно, Решение задач многоугольники вписанные в окружность

3) Так как диаметр АС перпендикулярен касательной FA, то Решение задач многоугольники вписанные в окружностьТаким образом, Решение задач многоугольники вписанные в окружностьТак как вписанный угол АСВ опирается на дугу Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Следовательно, Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Второй случай. Пусть угол FAB — тупой (рис. 27, б). Проведем диаметр СА. Тогда

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

но дуга ВСА лежит внутри тупого угла FAB.

Свойство пересекающихся хорд. Теорема о касательной и секущей

Теорема 3 (об отрезках пересекающихся хорд). Если две хорды окружности пересекаются, то произведение длин отрезков одной хорды равно произведению длин отрезков другой хорды.
Решение задач многоугольники вписанные в окружность

1) Проведем хорды АС и BD (рис. 28, б). Рассмотрим треугольники АОСи DOB.

2) Заметим, что Решение задач многоугольники вписанные в окружностьтак как они вписанные и опираются на одну и ту же дугу СВ. Кроме того, Решение задач многоугольники вписанные в окружность, так как они вписанные и опираются на одну и ту же дугу AD.

3) Треугольник АОС подобен треугольнику DOB по первому признаку подобия треугольников, так как Решение задач многоугольники вписанные в окружностьи Решение задач многоугольники вписанные в окружность

4) Из подобия треугольников АОС и DOB следует, что

Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Значит, Решение задач многоугольники вписанные в окружность

Пусть через точку S, лежащую вне окружности, проведена секущая, которая пересекает окружность в точках С и Б, и SC

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Видео:Правильные многоугольники. Геометрия 9 класс | Математика | TutorOnlineСкачать

Правильные многоугольники. Геометрия 9 класс  | Математика | TutorOnline

Урок геометрии по теме «Правильные многоугольники. Решение задач». 9-й класс

Разделы: Математика

Класс: 9

Основная цель:

  • Проверить уровень обязательной математической подготовки, глубину усвоения знаний и умений применять полученные знания в несколько отличных от обязательных результатов обучения ситуациях.
  • Тренировать способность к решению задач на нахождение длин сторон правильных многоугольников, периметров, длин окружностей.
  • Тренировать умение понимать текст задачи, делать чертежи, сопровождающие условие и решение задачи, выделять конфигурацию, необходимую на данном шаге (этапе) решения.
  • Проверка домашнего задания.

    а) Индивидуальная работа у доски.

    Построить правильный многоугольник: n=3, n=4, n=6.

    б) Фронтальный опрос.

    Задания для класса.

    Что такое многоугольник? Какой многоугольник называется выпуклым?

    Какой многоугольник называется правильным?

    Что называется углом выпуклого многоугольника при данной вершине?

    Что является внешним углом выпуклого многоугольника при данной вершине?

    Чему равна сумма углов выпуклого многоугольника?

    Многоугольник называется вписанным в окружность, если :

    Многоугольник называется описанным около окружности, если :

    Правильный выпуклый многоугольник является вписанным и :

    а) Заполните таблицу:

    Число сторон многоугольника nВыражение радиусов вписанной rn и описанной Rn окружностей через сторону an многоугольника
    nR=r=
    3R3=r3=
    4R4=r4=
    6R6=r6=

    б) Заполните таблицу:

    Число сторон многоугольника nВыражение стороны an многоугольника через радиусы вписанной rn и описанной Rn окружностей
    nan=an=
    3a3=a3=
    4a4=a4=
    6a6=a6=

    в) Устное решение задач(№ 1, 2, 3) по готовым чертежам.

    Задача 1. Радиус окружности, вписанной в квадрат, равен 1 см. Найдите радиус R описанной окружности около этого квадрата. (Ответ: Решение задач многоугольники вписанные в окружностьсм)

    Задача 2. Периметр правильного шестиугольника, описанного около окружности, равен Решение задач многоугольники вписанные в окружностьсм. Чему равен радиус этой окружности? (Ответ: 1,5 см)

    Задача 3. Периметр квадрата, вписанного в окружность, равен Решение задач многоугольники вписанные в окружностьсм. Найдите радиус r вписанной окружности. (Ответ: Решение задач многоугольники вписанные в окружность см)

    Геометрический диктант.

    1. Какие четырехугольники являются правильными многоугольниками?
    2. Чему равна градусная мера внутреннего угла правильного n — угольника?
    3. Чему равна градусная мера внешнего угла правильного треугольника?
    4. Сколько сторон имеет правильный многоугольник, если его угол равен 108 0 ?
    5. Какой многоугольник получится, если последовательно соединить середины сторон правильного шестиугольника?

    Ответы к математическому диктанту

    Номер заданияОтвет
    13, 4, 5, 7
    25
    33
    4Решение задач многоугольники вписанные в окружность
    5Решение задач многоугольники вписанные в окружность
    65
    76

    Закрепление. Решение задач.

    Задача №1. В правильный шестиугольник ABCDEF, со стороной 6 см, вписан правильный треугольник A1B1C1. Найдите отношение радиуса окружности, вписанной в треугольник A1B1C1, к радиусу окружности, вписанной в шестиугольник ABCDEF.

    Найти: Решение задач многоугольники вписанные в окружность

    ABCD — трапеция, так как Решение задач многоугольники вписанные в окружность— средняя линия трапеции по построению, Решение задач многоугольники вписанные в окружностьсм)

    Решение задач многоугольники вписанные в окружность(см)

    Решение задач многоугольники вписанные в окружность(см)

    Решение задач многоугольники вписанные в окружность

    Ответ: Решение задач многоугольники вписанные в окружность.

    Задача №2. Наглядно — поисковая задача. В правильный треугольник MNP вписана окружность. Отрезок NR перпендикулярен отрезку MP и пересекает его в точке K. Угол KMR=30 0 . Найдите радиус вписанной окружности в треугольник MNP и её длину.

    правильный треугольник MNP, MR=Решение задач многоугольники вписанные в окружность.

    Найти: OE, C (длина окружности).

    MK=KP (так как центр вписанной окружности лежит на пересечении срединных перпендикуляров к сторонам треугольника). Рассмотрим треугольник MKP. MK=MR* Решение задач многоугольники вписанные в окружность(см). Следовательно, MP=9 см, а OE= r,

    Решение задач многоугольники вписанные в окружность.

    Решение задач многоугольники вписанные в окружность

    Ответ: OE =Решение задач многоугольники вписанные в окружность

    Задача №3. Ширина кольца, образованного двумя концентрическими окружностями, равна 2. Хорда большей окружности, касательная к меньшей, равна 8. Найти радиусы окружностей.

    Задача №4 . Минутная стрелка часов на здании Московского университета имеет длину 4,13 м, а часовая — 3,70м. Какой путь пройдет конец каждой из этих стрелок в течение суток?

    (Ответ:14,8 Решение задач многоугольники вписанные в окружностьм; 198,24 Решение задач многоугольники вписанные в окружностьм.)

    Задача №5 * . Основания равнобокой трапеции равны 8 см и 18 см. Найдите радиус окружности, вписанной в трапецию.

    Задача №6 * . Около трапеции с высотой 6 см описана окружность. Угол между радиусами окружности, проведенными к концам боковой стороны, равен 60 0 . Найдите площадь трапеции.

    Задача №7. (расчетно-практическая)

    Чтобы сделать выкройку юбки «Солнце» для девочки, построим две концентрические окружности. Длина одной из этих окружностей равна длине «окружности талии» — 62см, а радиус другой больше радиуса первой на 60 см. Вычислите длину окружности по нижнему краю юбки. Сколько ткани надо иметь для пошива такой юбки? Сколько метров ленты пойдет на отделку такой юбки? (Ответ: на первый вопрос — 140 Решение задач многоугольники вписанные в окружностьсм)

    Проведите измерения и расчеты для себя.

    Окружность талии = с =: см

    Rталии=Решение задач многоугольники вписанные в окружность

    С=2Решение задач многоугольники вписанные в окружностьюбки= :Проверь себя:

    Найдите больший угол треугольника, если величины его углов образуют арифметическую прогрессию с разностью 15Решение задач многоугольники вписанные в окружность.

    Ответ: а) 80 Решение задач многоугольники вписанные в окружностьб) 16 Решение задач многоугольники вписанные в окружностьв)120 Решение задач многоугольники вписанные в окружностьг) 164 Решение задач многоугольники вписанные в окружностьд) решения нет.

    Вписанный в окружность угол, величиной 40 0 , опирается на дугу длиной 16 см. Найдите длину окружности.

    Ответ: а) 164 см; б) 2 Решение задач многоугольники вписанные в окружностьсм; в) 72 см; г) 16 Решение задач многоугольники вписанные в окружностьсм; д) решения нет.

    В треугольнике ABC AB=2, BC=3 и угол BAC в три раза больше угла BCA. Найдите радиус описанной окружности около этого треугольника.

    Найдите центральный угол окружности радиуса 4 см, если длина соответствующей дуги равна: а) Решение задач многоугольники вписанные в окружностьб) Решение задач многоугольники вписанные в окружностьв) 5.

    🔥 Видео

    Всё про углы в окружности. Геометрия | МатематикаСкачать

    Всё про углы в окружности. Геометрия  | Математика

    9 класс, 22 урок, Окружность, описанная около правильного многоугольникаСкачать

    9 класс, 22 урок, Окружность, описанная около правильного многоугольника

    Окружность вписанная в треугольник и описанная около треугольника.Скачать

    Окружность вписанная в треугольник и описанная около треугольника.

    9 класс, 23 урок, Окружность, вписанная в правильный многоугольникСкачать

    9 класс, 23 урок, Окружность, вписанная в правильный многоугольник

    Вписанные и описанные окружности. Вебинар | МатематикаСкачать

    Вписанные и описанные окружности. Вебинар | Математика

    Вписанная и описанная окружность - от bezbotvyСкачать

    Вписанная и описанная окружность - от bezbotvy

    Вписанная и описанная окружности | Лайфхак для запоминанияСкачать

    Вписанная и описанная окружности | Лайфхак для запоминания

    Вписанная и описанная окружности. ЗадачиСкачать

    Вписанная и описанная окружности. Задачи

    Геометрия 9 класс (Урок№21 - Правильный многоугольник. Описанная и вписанная окружность.)Скачать

    Геометрия 9 класс (Урок№21 - Правильный многоугольник. Описанная и вписанная окружность.)

    9 класс, 24 урок, Формулы для вычисления площади правильного многоугольника, его стороныСкачать

    9 класс, 24 урок, Формулы для вычисления площади правильного многоугольника, его стороны

    Окружность №16 из ОГЭ. Вписанные и описанные многоугольники. Квадрат и окружность.Скачать

    Окружность №16 из ОГЭ. Вписанные и описанные многоугольники. Квадрат и окружность.

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

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

    Четырехугольники, вписанные в окружность. 9 класс.Скачать

    Четырехугольники, вписанные в окружность. 9 класс.

    Многоугольники. Математика 8 класс | TutorOnlineСкачать

    Многоугольники. Математика 8 класс | TutorOnline

    Геометрия 8 класс : Решение задач. Вписанная окружностьСкачать

    Геометрия 8 класс : Решение задач. Вписанная окружность

    Многоугольники. Практическая часть - решение задачи. 8 класс.Скачать

    Многоугольники. Практическая часть - решение задачи. 8 класс.

    111. Окружность, вписанная в правильный многоугольникСкачать

    111. Окружность, вписанная в правильный многоугольник

    Окружность, вписанная в правильный многоугольник | Геометрия 7-9 класс #106 | ИнфоурокСкачать

    Окружность, вписанная в правильный многоугольник | Геометрия 7-9 класс #106 | Инфоурок
    Поделиться или сохранить к себе: