Свойства многоугольника с вписанной окружностью

Вписанная окружность

Свойства многоугольника с вписанной окружностью

Вписанная окружность — это окружность, которая вписана
в геометрическую фигуру и касается всех его сторон.

Окружность, точно можно вписать в такие геометрические фигуры, как:

  • Треугольник
  • Выпуклый, правильный многоугольник
  • Квадрат
  • Равнобедренная трапеция
  • Ромб

В четырехугольник, можно вписать окружность,
только при условии, что суммы длин
противоположных сторон равны.

Во все вышеперечисленные фигуры
окружность, может быть вписана, только один раз.

Окружность невозможно вписать в прямоугольник
и параллелограмм, так как окружность не будет
соприкасаться со всеми сторонам этих фигур.

Геометрические фигуры, в которые вписана окружность,
называются описанными около окружности.

Описанный треугольник — это треугольник, который описан
около окружности и все три его стороны соприкасаются с окружностью.

Описанный четырехугольник — это четырехугольник, который описан
около окружности и все четыре его стороны соприкасаются с окружностью.

Свойства вписанной окружности

В треугольник

  1. В любой треугольник может быть вписана окружность, причем только один раз.
  2. Центр вписанной окружности — точка пересечения биссектрис треугольника.
  3. Вписанная окружность касается всех сторон треугольника.
  4. Площадь треугольника, в который вписана окружность, можно рассчитать по такой формуле:

[ S = frac(a+b+c) cdot r = pr ]

p — полупериметр четырехугольника.
r — радиус вписанной окружности четырехугольника.

  • Центр окружности вписанной в треугольник равноудален от всех сторон.
  • Точка касания — это точка, в которой соприкасается
    окружность и любая из сторон треугольника.
  • От центра вписанной окружности можно провести
    перпендикуляры к любой точке касания.
  • Вписанная в треугольник окружность делит стороны
    треугольника на 3 пары равных отрезков.
  • Вписанная и описанная около треугольника окружность тесно взаимосвязаны.
    Поэтому, расстояние между центрами этих окружностей можно найти с помощью формулы Эйлера:

    с — расстояние между центрами вписанной и описанной окружностей треугольника.
    R — радиус описанной около треугольника.
    r — радиус вписанной окружности треугольника.

    В четырехугольник

    1. Не во всякий четырехугольник можно вписать окружность.
    2. Если у четырехугольника суммы длин его противолежащих
      сторон равны, то окружность, может быть, вписана (Теорема Пито).
    3. Центр вписанной окружности и середины двух
      диагоналей лежат на одной прямой (Теорема Ньютона, прямая Ньютона).
    4. Точка пересечения биссектрис — это центр вписанной окружности.
    5. Точка касания — это точка, в которой соприкасается
      окружность и любая из сторон четырехугольника.
    6. Площадь четырехугольника, в который вписана окружность, можно рассчитать по такой формуле:

    [ S = frac(a+b+c+d)cdot r = pr ]

    p — полупериметр четырехугольника.
    r — радиус вписанной окружности четырехугольника.

  • Точка касания вписанной окружности, которая лежит на любой из сторон,
    равноудалены от этой конца и начала этой стороны, то есть от его вершин.
  • Примеры вписанной окружности

    • Треугольник
      Свойства многоугольника с вписанной окружностью
    • Четырехугольник
      Свойства многоугольника с вписанной окружностью
    • Многоугольник
      Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Примеры описанного четырехугольника:
    равнобедренная трапеция, ромб, квадрат.

    Примеры описанного треугольника:
    равносторонний
    , равнобедренный,
    прямоугольный треугольники.

    Верные и неверные утверждения

    1. Радиус вписанной окружности в треугольник и радиус вписанной
      в четырехугольник вычисляется по одной и той же формуле. Верное утверждение.
    2. Любой параллелограмм можно вписать в окружность. Неверное утверждение.
    3. В любой четырехугольник можно вписать окружность. Неверное утверждение.
    4. В любой ромб можно вписать окружность. Верное утверждение.
    5. Центр вписанной окружности треугольника это точка пересечения биссектрис. Верное утверждение.
    6. Окружность вписанная в треугольник касается всех его сторон. Верное утверждение.
    7. Угол вписанный в окружность равен соответствующему центральному
      углу опирающемуся на ту же дугу. Неверное утверждение.
    8. Радиус вписанной окружности в прямоугольный треугольник равен
      половине разности суммы катетов и гипотенузы. Верное утверждение.
    9. Вписанные углы опирающиеся на одну и ту же хорду окружности равны. Неверное утверждение.
    10. Вписанная окружность в треугольник имеет в общем
      три общие точки со всеми сторонами треугольника. Верное утверждение.

    Окружность вписанная в угол

    Окружность вписанная в угол — это окружность, которая
    лежит внутри этого угла и касается его сторон.

    Центр окружности, которая вписана в угол,
    расположен на биссектрисе этого угла.

    К центру окружности вписанной в угол, можно провести,
    в общей сложности два перпендикуляра со смежных сторон.

    Длина диаметра, радиуса, хорды, дуги вписанной окружности
    измеряется в км, м, см, мм и других единицах измерения.

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

    Правильные многоугольники. Геометрия 9 класс  | Математика | TutorOnline

    Многоугольник. Свойства четырехугольников вписанных в окружность.

    Если все вершины какого-нибудь многоугольника (ABCDE) лежат на окружности, то говорят, что этот многоугольник вписан в окружность, или что окружность описана около него.

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Теорема.

    В выпуклом вписанном четырехугольнике сумма противоположных углов равна двум прямым углам (2d).

    Обратная теорема:

    Если в выпуклом четырехугольнике сумма противоположных углов равна двум прямым углам (2d), то около него можно описать окружность.

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Пусть ABCDвписанный выпуклый четырехугольник. Необходимо обосновать, что:

    Углы B и D, как вписанные будут равны: первый — половиной дуги ADС, второй — половиной дуги ABС. Следовательно, B + D равняется полусумме дуг ADС и ABС, т.е. половиной окружности. Значит, B + D = 2d. Подобно этому убедимся, что A + С= 2d .

    Необходимо обосновать, что около такого четырехугольника можно описать окружность. Через какие-нибудь три его вершины, например, A, B, С прочертим окружность (что всегда можно сделать).

    Четвертая вершина D должна располагаться на этой окружности, потому что в противном случае угол D лежал бы своей вершиной или внутри круга, или вне его, и тогда этот угол не измерялся бы половиной дуги ABС, поэтому сумма B + D не измерялась бы полусуммой дуг ADС и ABС, т.е. сумма B + D не равнялась бы 2d, что противоречит условию.

    Следствия.

    1. Из всех параллелограммов только около прямоугольника можно описать окружность.

    2. Около трапеции можно описать окружность только тогда, когда она равнобедренная.

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

    Окружность вписанная в треугольник и описанная около треугольника.

    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 окружности. Вебинар | МатематикаСкачать

    Вписанные и описанные окружности. Вебинар | Математика

    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. Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Пусть прямая I не проходит через центр О окружности и расстояние Свойства многоугольника с вписанной окружностью. Обозначим OF Свойства многоугольника с вписанной окружностью— перпендикуляр, проведенный из точки О к прямой I, тогда OF = m. Пусть точки А и В лежат на прямой I

    так, что Свойства многоугольника с вписанной окружностью. Докажем, что точки А и В принадлежат окружности.

    Действительно, так как по теореме Пифагора

    Свойства многоугольника с вписанной окружностьюСвойства многоугольника с вписанной окружностью

    Таким образом, точки А и В — общие точки прямой и окружности. Докажем, что других общих точек прямая I и окружность Свойства многоугольника с вписанной окружностьюне 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 Свойства многоугольника с вписанной окружностьюк отрезкам АВ и ВХ, т. е. О — точка перессечения серединных перпендикуляровСвойства многоугольника с вписанной окружностью. Но так какСвойства многоугольника с вписанной окружностью,. 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.

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    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.

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Для любой точки X прямой выполняется условие Свойства многоугольника с вписанной окружностью, следовательно, точка X не лежит на окружности. Таким образом, в случае Свойства многоугольника с вписанной окружностьюпрямая 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 Свойства многоугольника с вписанной окружностьюДокажем, что Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    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 Свойства многоугольника с вписанной окружностьюТогда отрезки АВ и АС называются отрезками касательных, проведенными из точки А (рис. 5).

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    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 Свойства многоугольника с вписанной окружностьюи Свойства многоугольника с вписанной окружностью, т. е. треугольники АВО и АСО — прямоугольные.

    3)Свойства многоугольника с вписанной окружностью, 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 Свойства многоугольника с вписанной окружностью. 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.

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    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 Свойства многоугольника с вписанной окружностьюотрезок ОХ является наклонной, так как по условию Свойства многоугольника с вписанной окружностьюСледовательно, 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 Свойства многоугольника с вписанной окружностьючетырехугольника АВОС, если АВ + АС = = 16 см ( рис. 7).

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Решение:

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

    2) По свойству касательной Свойства многоугольника с вписанной окружностьюСвойства многоугольника с вписанной окружностью. Прямоугольные треугольники АВО и АСО равны по гипотенузе и катету (АО — общая, ОВ = ОС). Значит,

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    3) Отрезки касательных к окружности, проведенные из одной точки, равны. Следовательно, АВ=АС = 8 см. Теперь, применив теорему Пифагора, вычислимСвойства многоугольника с вписанной окружностьюСвойства многоугольника с вписанной окружностью

    Таким образом, Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Ответ: Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Пример №2

    Точка F — середина основания ВС равнобедренного треугольника АБС. Докажите, что прямая ВС является касательной к окружности Свойства многоугольника с вписанной окружностью(рис. 8, а, б).

    Свойства многоугольника с вписанной окружностьюСвойства многоугольника с вписанной окружностью

    Доказательство.

    1) Прямая ВС проходит через конец F радиуса окружности Свойства многоугольника с вписанной окружностью. Для доказательства того, что ВС является касательной, достаточно доказать, что Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    2) В равнобедренном треугольнике AВС отрезок AF — медиана, проведенная к его основанию. Следовательно, Свойства многоугольника с вписанной окружностьюТаким образом, по признаку касательной прямая ВС касается окружности Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Что и требовалось доказать.

    Пример №3

    Точка А лежит вне окружности Свойства многоугольника с вписанной окружностьюПостройте прямую, которая касается окружности и проходит через точку А.

    1) Пусть прямая I, проходящая через точку А и касающаяся окружности Свойства многоугольника с вписанной окружностью, 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 Свойства многоугольника с вписанной окружностьютак, что Свойства многоугольника с вписанной окружностью.

    2) Рассмотрим окружность coj, диаметром которой является отрезок АО, т. е. Свойства многоугольника с вписанной окружностьюПусть В и С — точки пересечения окружностей Свойства многоугольника с вписанной окружностьюи Свойства многоугольника с вписанной окружностью(рис. 9, б). Заметим, что Свойства многоугольника с вписанной окружностью, как углы при основании равнобедренных треугольников ВО,О и ВО,А соответственно. Так как Свойства многоугольника с вписанной окружностью, то Свойства многоугольника с вписанной окружностьюЗначит, Свойства многоугольника с вписанной окружностью, т. е.Свойства многоугольника с вписанной окружностью. Аналогично доказывается, чтоСвойства многоугольника с вписанной окружностью. Отсюда по признаку

    касательной к окружности следует, что прямые АВ и АС являются касательными. Теперь понятна последовательность необходимых построений.
    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

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

    2) Строим середину Свойства многоугольника с вписанной окружностьюотрезка ОА: Свойства многоугольника с вписанной окружностьюТочки F и Е — точки пересечения окружностей Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    гдеСвойства многоугольника с вписанной окружностью(рис. 10, б).

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    3) Строим окружность Свойства многоугольника с вписанной окружностью(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 Свойства многоугольника с вписанной окружностьюи Свойства многоугольника с вписанной окружностью(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 ));

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    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)).

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Пример №4

    Докажите, что если две окружности Свойства многоугольника с вписанной окружностьюи Свойства многоугольника с вписанной окружностьюкасаются внешним образом, то расстояние между их центрами равно сумме их радиусов, т. е.Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Доказательство.

    1) Пусть окружности Свойства многоугольника с вписанной окружностьюкасаются внешним образом в точке А (рис. 13, а).

    2) Докажем, что точка А лежит на отрезке Свойства многоугольника с вписанной окружностьюДопустим, что точка А не лежит на отрезке Свойства многоугольника с вписанной окружностьюЗаметим, что в случае внешнего касания точка А не может лежать на продолжении отрезка Свойства многоугольника с вписанной окружностьюПусть точка касания А не лежит на отрезке Свойства многоугольника с вписанной окружностью(рис. 13, б). Тогда Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    3) Пусть F — точка, симметричная точке А относительно прямой Свойства многоугольника с вписанной окружностью. Тогда Свойства многоугольника с вписанной окружностью, а значит, точка F принадлежит каждой окружности. Таким образом, окружности Свойства многоугольника с вписанной окружностьюимеют две общие точки А и F, что противоречит условию их касания. Следовательно, точка касания А лежит на отрезке Свойства многоугольника с вписанной окружностьюСвойства многоугольника с вписанной окружностьюСвойства многоугольника с вписанной окружностью

    4) Докажем, что Свойства многоугольника с вписанной окружностьюТочка А лежит на отрезке Свойства многоугольника с вписанной окружностьюзначит, Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    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 Свойства многоугольника с вписанной окружностьюи известно, что Свойства многоугольника с вписанной окружностьюДокажем, что окружности касаются внешним образом.

    2) На отрезкеСвойства многоугольника с вписанной окружностьюрассмотрим точку А такую, что Свойства многоугольника с вписанной окружностьюТогда Свойства многоугольника с вписанной окружностью. Таким образом, точка А принадлежит каждой из данных окружностей.

    3) Докажем, что окружности не имеют других общих точек. Действительно, на прямой Свойства многоугольника с вписанной окружностьютаких точек нет. Предположим, что существует точка X вне прямой Свойства многоугольника с вписанной окружностьюпринадлежащая каждой окружности. Тогда Свойства многоугольника с вписанной окружностьюи Свойства многоугольника с вписанной окружностьюВ треугольнике Свойства многоугольника с вписанной окружностьюдлина стороныСвойства многоугольника с вписанной окружностьюравна сумме длин сторон Свойства многоугольника с вписанной окружностью, что невозможно.

    4) Таким образом, предположение о существовании еще одной точки, принадлежащей окружностям Свойства многоугольника с вписанной окружностьюи Свойства многоугольника с вписанной окружностью, 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 окружностиСвойства многоугольника с вписанной окружностьювыполняется условие Свойства многоугольника с вписанной окружностьюТаким образом, либо точка F лежит вне окружности Свойства многоугольника с вписанной окружностьюкогда Свойства многоугольника с вписанной окружностью, либо эта точка принадлежит обеим окружностям, если Свойства многоугольника с вписанной окружностьюНо в этом случае точка F есть точка А касания окружностей. Следовательно, окружность Свойства многоугольника с вписанной окружностьюрасположена вне части плоскости, ограниченной окружностью Свойства многоугольника с вписанной окружностью. Аналогично можно доказать, что окружность Свойства многоугольника с вписанной окружностьюрасположена вне части плоскости, ограниченной окружностью Свойства многоугольника с вписанной окружностью. Теперь доказано, что окружности Свойства многоугольника с вписанной окружностьюи Свойства многоугольника с вписанной окружностьюкасаются 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 Свойства многоугольника с вписанной окружностьюкасаются внутренним образом, то Свойства многоугольника с вписанной окружностьюИ наоборот, если выполняется равенство Свойства многоугольника с вписанной окружностью, 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.

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    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. Свойства многоугольника с вписанной окружностью. 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 Свойства многоугольника с вписанной окружностьюи Свойства многоугольника с вписанной окружностью(рис. 14, б). Так как радиус, проведенный в точку касания, перпендикулярен касательной, тоСвойства многоугольника с вписанной окружностью, т. е. треугольник BAD — прямоугольный. Следовательно,

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    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 Свойства многоугольника с вписанной окружностьюСледовательно,Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    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.

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    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 Свойства многоугольника с вписанной окружностьюи данная запись читается так: «дуга АТВ и дуга AFB» (рис. 19, а). Если понятно, о какой из двух дуг идет речь, употребляется также обозначение Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    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).
    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Дуга АВ окружности Свойства многоугольника с вписанной окружностьюи 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 Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Таким образом, если дуга АВ окружности меньше полуокружности, a Свойства многоугольника с вписанной окружностью— соответствующий ей центральный угол, то Свойства многоугольника с вписанной окружностью(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° Свойства многоугольника с вписанной окружностью, 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 Свойства многоугольника с вписанной окружностью= 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 Свойства многоугольника с вписанной окружностьюпересекает стороны ВС и CD квадрата в точках F и L соответственно. Тогда Свойства многоугольника с вписанной окружностью, а градусная мера дуги FO, которая меньше полуокружности, равна 45°. Градусная мера дуги FLO, которая больше полуокружности, равна Свойства многоугольника с вписанной окружностью Свойства многоугольника с вписанной окружностью(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).
    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    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: Свойства многоугольника с вписанной окружностью= 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).

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Пусть Свойства многоугольника с вписанной окружностью— 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 окружностьСвойства многоугольника с вписанной окружностьюугол ABC опирается на дугу АС.

    Докажем, что Свойства многоугольника с вписанной окружностьюРассмотрим 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).

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    1) Дуга АС меньше полуокружности, следовательно, Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    2) Угол АОС — внешний угол равнобедренного треугольника АОВ, значит, Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    3) Так как углы при основании равнобедренного треугольника АОВ равны, то Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    4) Так как Свойства многоугольника с вписанной окружностью, тоСвойства многоугольника с вписанной окружностью

    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

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Свойства многоугольника с вписанной окружностьюСвойства многоугольника с вписанной окружностью

    Таким образом, Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    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
    Свойства многоугольника с вписанной окружностьюСвойства многоугольника с вписанной окружностью

    Таким образом, Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    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).

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    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, Свойства многоугольника с вписанной окружностью. Каждый из указанных углов опирается на дугу AFB, следовательно, градусная мера каждого из них равнаСвойства многоугольника с вписанной окружностью

    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.

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    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. Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    2) Треугольник СВА — прямоугольный, следовательно, Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    3) Так как диаметр АС перпендикулярен касательной FA, то Свойства многоугольника с вписанной окружностьюТаким образом, Свойства многоугольника с вписанной окружностьюТак как вписанный угол АСВ опирается на дугу Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Следовательно, Свойства многоугольника с вписанной окружностью

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

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    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.
    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

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

    2) Заметим, что Свойства многоугольника с вписанной окружностьютак как они вписанные и опираются на одну и ту же дугу СВ. Кроме того, Свойства многоугольника с вписанной окружностью, 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 Свойства многоугольника с вписанной окружностьюи Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    4) Из подобия треугольников АОС и DOB следует, что

    Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    Значит, Свойства многоугольника с вписанной окружностью

    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

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

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

    Всё про углы в окружности. Геометрия | МатематикаСкачать

    Всё про углы в окружности. Геометрия  | Математика

    Вписанная и описанная окружность - от bezbotvyСкачать

    Вписанная и описанная окружность - от bezbotvy

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

    Вписанные  и описанные четырехугольники. Практическая часть. 9 класс.

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

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

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

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

    ✓ Расстояние от вершины треугольника до точки пересечения высот | Ботай со мной #113 | Борис ТрушинСкачать

    ✓ Расстояние от вершины треугольника до точки пересечения высот | Ботай со мной #113 | Борис Трушин

    Длина окружности. Площадь круга. 6 класс.Скачать

    Длина окружности. Площадь круга. 6 класс.

    Формулы радиусов описанной и вписанной окружностей правильного многоугольника 2Скачать

    Формулы радиусов описанной и вписанной окружностей правильного многоугольника 2

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

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

    Вписанная и описанная окружности | Лайфхак для запоминанияСкачать

    Вписанная и описанная окружности | Лайфхак для запоминания

    Площадь многоугольника через радиус вписанной окружностиСкачать

    Площадь многоугольника через радиус вписанной окружности

    Четырехугольники, вписанные в окружность. 9 класс.Скачать

    Четырехугольники, вписанные в окружность. 9 класс.

    8 причин прокрастинации - советы для студентов и школьников от лектора с физтехаСкачать

    8 причин прокрастинации - советы для студентов и школьников от лектора с физтеха

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

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

    Формулы для вычисления площади правильного многоугольника,его стороны и радиуса вписанной окружностиСкачать

    Формулы для вычисления площади правильного многоугольника,его стороны и радиуса вписанной окружности

    111. Окружность, вписанная в правильный многоугольникСкачать

    111. Окружность, вписанная в правильный многоугольник
    Поделиться или сохранить к себе: