Четырехугольники, вписанные в окружность. Теорема Птолемея
Вписанные четырёхугольники и их свойства
Определение 1 . Окружностью, описанной около четырёхугольника, называют окружность, проходящую через все вершины четырёхугольника (рис.1). В этом случае четырёхугольник называют четырёхугольником, вписанным в окружность, или вписанным четырёхугольником .
Теорема 1 . Если четырёхугольник вписан в окружность, то суммы величин его противоположных углов равны 180° .
Доказательство . Угол ABC является вписанным углом, опирающимся на дугу ADC (рис.1). Поэтому величина угла ABC равна половине угловой величины дуги ADC . Угол ADC является вписанным углом, опирающимся на дугу ABC . Поэтому величина угла ADC равна половине угловой величины дуги ABC . Отсюда вытекает, что сумма величин углов ABC и ADC равна половине угловой величины дуги, совпадающей со всей окружностью, т.е. равна 180° .
Если рассмотреть углы BCD и BAD , то рассуждение будет аналогичным.
Теорема 1 доказана.
Теорема 2 (Обратная к теореме 1) . Если у четырёхугольника суммы величин его противоположных углов равны 180°, то около этого четырёхугольника можно описать окружность.
Доказательство . Докажем теорему 2 методом «от противного». С этой целью рассмотрим окружность, проходящую через вершины A , B и С четырёхугольника, и предположим, что эта окружность не проходит через вершину D . Приведём это предположение к противоречию. Рассмотрим сначала случай, когда точка D лежит внутри круга (рис.2).
Продолжим отрезок CD за точку D до пересечения с окружностью в точке E , и соединим отрезком точку E с точкой A (рис.2). Поскольку четырёхугольник ABCE вписан в окружность, то в силу теоремы 1 сумма величин углов ABC и AEC равна 180° . При этом сумма величин углов ABC и ADC так же равна 180° по условию теоремы 2. Отсюда вытекает, что угол ADC равен углу AEC . Возникает противоречие, поскольку угол ADC является внешним углом треугольника ADE и, конечно же, его величина больше, чем величина угла AEC , не смежного с ним.
Случай, когда точка D оказывается лежащей вне круга, рассматривается аналогично.
Теорема 2 доказана.
Перечисленные в следующей таблице свойства вписанных четырёхугольников непосредственно вытекают из теорем 1 и 2.
Площадь произвольного вписанного четырёхугольника можно найти по формуле Брахмагупты:
где a, b, c, d – длины сторон четырёхугольника,
а p – полупериметр, т.е.
Фигура | Рисунок | Свойство |
Окружность, описанная около параллелограмма | Окружность можно описать около параллелограмма тогда и только тогда, когда параллелограмм является прямоугольником. | |
Окружность, описанная около ромба | Окружность можно описать около ромба тогда и только тогда, когда ромб является квадратом. | |
Окружность, описанная около трапеции | Окружность можно описать около трапеции тогда и только тогда, когда трапеция является равнобедренной трапецией. | |
Окружность, описанная около дельтоида | Окружность можно описать около дельтоида тогда и только тогда, когда дельтоид состоит из двух одинаковых прямоугольных треугольников. | |
Произвольный вписанный четырёхугольник |
Площадь произвольного вписанного четырёхугольника можно найти по формуле Брахмагупты:
где a, b, c, d – длины сторон четырёхугольника,
а p – полупериметр, т.е.
Окружность, описанная около параллелограмма | |
Окружность можно описать около параллелограмма тогда и только тогда, когда параллелограмм является прямоугольником. | |
Окружность, описанная около ромба | |
Окружность можно описать около ромба тогда и только тогда, когда ромб является квадратом. | |
Окружность, описанная около трапеции | |
Окружность можно описать около трапеции тогда и только тогда, когда трапеция является равнобедренной трапецией. | |
Окружность, описанная около дельтоида | |
Окружность можно описать около дельтоида тогда и только тогда, когда дельтоид состоит из двух одинаковых прямоугольных треугольников. | |
Произвольный вписанный четырёхугольник | |
Окружность, описанная около параллелограмма |
Окружность можно описать около параллелограмма тогда и только тогда, когда параллелограмм является прямоугольником.
Окружность, описанная около ромба
Окружность можно описать около ромба тогда и только тогда, когда ромб является квадратом.
Окружность, описанная около трапеции
Окружность можно описать около трапеции тогда и только тогда, когда трапеция является равнобедренной трапецией.
Окружность, описанная около дельтоида
Окружность можно описать около дельтоида тогда и только тогда, когда дельтоид состоит из двух одинаковых прямоугольных треугольников.
Произвольный вписанный четырёхугольник
Площадь произвольного вписанного четырёхугольника можно найти по формуле Брахмагупты:
где a, b, c, d – длины сторон четырёхугольника,
а p – полупериметр, т.е.
Теорема Птолемея
Теорема Птолемея . Произведение диагоналей вписанного четырёхугольника равно сумме произведений противоположных сторон.
Доказательство . Рассмотрим произвольный четырёхугольник ABCD , вписанный в окружность (рис.3).
Докажем, что справедливо равенство:
Для этого выберем на диагонали AC точку E так, чтобы угол ABD был равен углу CBE (рис. 4).
Заметим, что треугольник ABD подобен треугольнику BCE . Действительно, у этих треугольников по два равных угла: угол ABD равен углу CBE (по построению точки E ), угол ADB равен углу ACB (эти углы являются вписанными углами, опирающимися на одну и ту же дугу). Следовательно, справедлива пропорция:
откуда вытекает равенство:
(1) |
Заметим, что треугольник ABE подобен треугольнику BCD . Действительно, у этих треугольников по два равных угла: угол ABE равен углу DBC (углы ABD и EBC равны по построению, угол DBE – общий), угол BAC равен углу BDC (эти углы являются вписанными углами, пирающимися на одну и ту же дугу). Следовательно, справедлива пропорция:
Вписанный четырехугольник. Задание 6
Вписанный четырехугольник. Задание 6
При решении задач на нахождение углов вписанного четырехугольника нам нужно вспомнить, что
1. Четырехугольник называется вписанным в окружность, если все его вершины лежат на окружности:
2. Сумма противоположных углов вписанного четырехугольника равна 180°:
Рассмотрим решение задач из Открытого банка заданий по математике:
1 .Задание B7 (№ 27871)
Угол A четырехугольника ABCD, вписанного в окружность, равен 58°. Найдите угол C этого четырехугольника. Ответ дайте в градусах.
Сумма углов А и С равна 180°, поэтому угол С равен 180°-58°=122°
Ответ: 122°
2 . Задание B7 (№ 27927)
Два угла вписанного в окружность четырехугольника равны 82° и 58°. Найдите больший из оставшихся углов. Ответ дайте в градусах.
Углы 82° и 58° не могут быть противоположными, так как их сумма не равна 180°. Значит, оставшиеся углы являются противоположными к этим. очевидно. что величина большего угла равна 180°-58°=122°
3 . Задание B7 (№ 27928)
Углы A, B и C четырехугольника ABCD относятся как 1:2:3. Найдите угол D, если около данного четырехугольника можно описать окружность. Ответ дайте в градусах.
Введем единичный угол. Тогда величины углов А, В и С можно записать так:
А=х, В=2х, С=3х. Суммы противоположных углов вписанного четырехугольника равны и равны 180°. Сумма углов А и С равна 4х и равна 180°. Отсюда х=45°.
Очевидно, что величина угла D равна 4х-2х=90°
Сумма углов четырехугольника
Свойства
- Сумма углов четырехугольника равна 360°.
∠A + ∠B + ∠C + ∠D = 360°. - Если четырехугольник правильный, то каждый угол по 90°
и этот четырехугольник является квадратом.
∠A = ∠B = ∠C = ∠D, ⇒ ∠A = ∠B = ∠C = ∠D = 90°,
ABCD — квадрат. - Сумма противоположных углов четырехугольника равна 180°,
если около четырехугольника описана окружность.
∠A + ∠С = ∠В + ∠D = 180°.
Такие четырехугольники называют вписанными.
Это все виды четырехугольников,
которые изучаются в школьном
курсе по геометрии.
http://ege-ok.ru/2012/03/23/vpisannyiy-chetyirehugolnik-zadanie-6
http://colibrus.ru/summa-uglov-chetyrehugolnika/
Сумма углов четырехугольника
Обновлено 01.02.2022
Свойства
- Сумма углов четырехугольника равна 360°.
∠A + ∠B + ∠C + ∠D = 360°.
- Если четырехугольник правильный, то каждый угол по 90°
и этот четырехугольник является квадратом.
∠A = ∠B = ∠C = ∠D, ⇒ ∠A = ∠B = ∠C = ∠D = 90°,
ABCD — квадрат.
- Сумма противоположных углов четырехугольника равна 180°,
если около четырехугольника описана окружность.
∠A + ∠С = ∠В + ∠D = 180°.
Такие четырехугольники называют вписанными.
- Если сумма трех углов четырехугольника равна 270°,
то четвертый угол прямой — 90°.
∠A + ∠B + ∠С = 270°, ⇒ ∠D = 90°(прямой угол).
- Виды четырехугольников: квадрат, прямоугольник,
параллелограмм, ромб, трапеция.
Это все виды четырехугольников,
которые изучаются в школьном
курсе по геометрии. - Сумма внутренних углов любого четырехугольника равна 360°.
α + β + γ + δ = 360°. - Все углы вписанного четырёхугольника являются вписанными
в окружность, а также, равны половине дуг, на которые опираются.
◡ABC = 180°, ⇒ ∠ADC = 90°.
◡BCD = 180°, ⇒ ∠BAD = 90°.
- Формула суммы углов четырехугольника:
∠A + ∠B + ∠C + ∠D = (n-2) · 180°,
где n — количество сторон четырехугольника. - Сумма трех углов четырехугольника равна 300°,
значит четвертый угол равен 60 градусам. - Сумма внешних и внутренних углов четырехугольника равна 720°.
- Все углы имеют одинаковую градусную меру — 90°,
только у квадрата и у прямоугольника. - Сумма углов четырехугольника равна сумме углов фигур,
из которых состоит четырехугольник.
∠DCA + ∠ADC + ∠CAD + ∠ACB + ∠CBA + ∠BAC = 360°.
Следствия
- Если в четырехугольнике известны три угла,
но неизвестен четвертый угол, то его можно найти,
так: вычесть из 360 сумму всех трех известных углов,
так мы найдем четвертый угол.
∠A = 360° — (∠B + ∠C + ∠D). - Если три угла четырехугольника равны
90 градусов, то четвертый угол равен тоже 90. - Чтобы на рисунке измерить углы,
и найти их градусную меру, нужно
воспользоваться транспортиром. - Сумма углов четырехугольника
не может быть равна 180 градусам.
∠A + ∠B + ∠C + ∠D ≠ 180°. - Чтобы найти сумму углов
четырехугольника, нужно сложить все углы. - Сумма двух углов четырехугольника равна 180 градусам,
только, в том случае, если этот четырехугольник вписан в окружность.
Вписанный четырехугольник — это четырехугольник, все вершины которого лежат на одной окружности.
Центр окружности, описанной около четырехугольника — точка пересечения серединных перпендикуляров, проведенных к сторонам четырехугольника.
Признаки вписанного четырехугольника
Для того, чтобы четырехугольник был вписанным, необходимо и достаточно, чтобы выполнялось одно из следующих равенств:
Специальные случаи
Любые квадраты, прямоугольники, равнобедренные трапеции можно вписать в окружность.
Свойства вписанного четырехугольника
- Произведение диагоналей вписанного четырехугольника равняется сумме произведений его противолежащих сторон.
- Диагонали вписанного четырехугольника относятся как суммы, произведений сторон, сходящихся в концах диагоналей.
- Диагонали вписанного четырехугольника разбивают его на две пары подобных треугольников.
- Сумма квадратов противолежащих сторон четырехугольника равна квадрату диаметра описанной окружности.
- Сумма противолежащих углов четырехугольника равна
.
Использование свойств и признаков вписанного четырехугольника при решении геометрических задач.
Задача 1. Высоты и
остроугольного треугольника
пересекаются в точке
. Докажите, что
.
Решение. Рассмотрим четырехугольник .
.
Следовательно, вокруг четырехугольника можно описать окружность и по свойству вписанных углов, опирающихся на одну дугу
.
Рассмотрим четырехугольник .
.
Следовательно, вокруг четырехугольника можно описать окружность и по свойству вписанного четырехугольника
.
— свойство смежных углов.
Следовательно, .
ч.т.д.
Задача 2. В остроугольном треугольнике проведены высоты и
. На них из точек
и
опущены перпендикуляры
и
соответственно. Докажите, что прямые
и
параллельны.
Решение. Рассмотрим четырехугольник .
.
Следовательно, вокруг четырехугольника можно описать окружность и по свойству вписанных углов, опирающихся на одну дугу
.
Рассмотрим четырехугольник .
.
Следовательно, вокруг четырехугольника можно описать окружность и по свойству вписанных углов, опирающихся на одну дугу
.
— соответственные углы, образованные при пересечении прямых
и
секущей
.
Следовательно, прямые и
параллельны.
ч.т.д.
Свойства вписанных и описанных четыехугольников
Содержание:
- Вписанный четырехугольник, особенности, основные свойства фигуры
- Описанный четырехугольник, особенности, основные свойства фигуры
- Площадь четырехугольника связана с радиусом вписанной в него окружности формулой
- Чему равна сумма противоположных углов вписанного в окружность четырехугольника
- Как найти радиус вписанного в окружность четырехугольника, формула
Вписанный четырехугольник, особенности, основные свойства фигуры
Вписанный в окружность четырехугольник является таким четырехугольником, каждая из вершин которого принадлежит описанной около него окружности.
Вписанный в окружность четырехугольник изображен на рисунке:
Здесь около четырехугольника ABCD описана окружность, а сам этот четырехугольник можно назвать вписанным в данную окружность. Этот вывод можно сделать на основании определения, рассмотренного ранее, так как точки A, B, C, D являются одновременно и вершинами четырехугольника, и принадлежат описанной около него окружности.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Теорема 1
Какой-либо четырехугольник может быть вписан в некую окружность при условии, что его противолежащие углы в сумме дают 180°.
Теорема 2
В том случае, когда противолежащие углы некого четырехугольника в сумме составляют 180°, данный четырехугольник может быть вписан в окружность.
На примере рисунка запишем смысл изложенной теоремы:
(left. begin{array}{l} angle A + angle C = {180^o}\ angle B + angle D = {180^o} end{array} right} Leftrightarrow ABCD) треугольник вписан в окружность.
Следствие 1
Не каждый параллелограмм допустимо вписывать в окружность, лишь прямоугольники — в том числе квадраты.
Если какой-то четырехугольник вписан в окружность, то ее центральная точка совпадет с точкой, в которой пересекаются диагонали вписанного четырехугольника. При этом радиус описанной около четырехугольника окружности составит половину от длины его диагонали, то есть:
(R = frac{1}{2}BD)
Радиус, окружности, описанной около некого четырехугольника с прямыми углами, можно вычислить с помощью следующей формулы, содержащей стороны прямоугольника:
(R = frac{1}{2}sqrt {A{B^2} + A{D^2}}.)
Представим, что прямоугольник имеет стороны, которые равны a и b. Тогда справедливо следующее соотношение:
(R = frac{1}{2}sqrt {{a^2} + {b^2}})
Следствие 2
Допустимо вписать в окружность лишь такую трапецию, которая является равнобедренной.
Выведем формулу для вычисления радиуса окружности, которая описана около равнобедренной трапеции. Искомая величина равна радиусу окружности, описанной около одного из треугольников, имеющего те же вершины, что и рассматриваемая трапеция:
ABC, ABD, ACD или BCD.
Описанный четырехугольник, особенности, основные свойства фигуры
Описанным четырехугольником называют такую геометрическую фигуру с четырьмя углами, каждая из сторон которой является касательной к окружности. Данная окружность считается вписанной в рассматриваемый четырехугольник.
Теорема 3
В любой четырехугольник допустимо вписать какую-либо окружность при условии, что его противолежащие стороны в сумме равны.
Заметим, что в данном случае соблюдено условие:
AB+CD=BC+AD
На основе теоремы можно сформулировать обратное утверждение. В том случае, когда противоположные стороны четырехугольника в сумме равны, то есть AB+CD=BC+AD, в такой четырехугольник ABCD допустимо вписать какую-либо окружность.
Теорема 4
Центральная точка окружности, вписанной в четырехугольник, совпадает с точкой, в которой пересекаются биссектрисы данной геометрической фигуры.
Заметим, что на рисунке биссектрисами углов, которые имеет четырехугольник ABCD, являются следующие отрезки:
- AO;
- BO;
- CO;
- DO.
В результате:
(angle BAO = angle DAO)
(angle ABO = angle CBO) и так далее.
Теорема 5
Точки, в которых вписанная окружность касается описанного четырехугольника, расположены на сторонах с началом, совпадающим с одной вершиной, и находятся на одинаковом удалении от данной вершины.
Рассмотрим рисунок. Заметим, что:
BM=BK;
CK=CF;
DF=DN.
Записанные равенства вытекают из того факта, что это отрезки касательных, которые проведены из одной точки.
Запишем следующие соотношения:
(OM bot AB);
(OK bot BC);
(OF bot CD);
(ON bot AD).
Данные соотношения верны, так как включают в себя радиусы, которые проведены в точки касания окружности и описанного четырехугольника.
Площадь четырехугольника связана с радиусом вписанной в него окружности формулой
В том случае, когда в четырехугольник вписана окружность, его площадь определяется по формуле:
(S = p cdot r)
Здесь p обозначает полупериметр четырехугольника.
Вспомним, что противолежащие стороны четырехугольника, в который вписана окружность, в сумме равны. Исходя из данного утверждения, можно сделать вывод: полупериметр такого четырехугольника равен какой-либо из пар сумм противолежащих сторон.
Если рассмотреть некий четырехугольник ABCD, то можно записать формулу для вычисления полупериметра этой геометрической фигуры:
p=AD+BC
p=AB+CD.
Тогда площадь четырехугольника, в который вписана окружность, будет вычислена таким образом:
({S_{ABCD}} = (AD + BC) cdot r;)
({S_{ABCD}} = (AB + CD) cdot r.)
В результате для определения радиуса окружности, которая вписана в некий четырехугольник, можно воспользоваться следующей формулой:
(r = frac{S}{p}.)
В том случае, если рассматривается описанная около четырехугольника ABCD окружность, то формула для вычисления ее радиуса примет вид:
(r = frac{{{S_{ABCD}}}}{{AD + BC}};)
(r = frac{{{S_{ABCD}}}}{{AB + CD}}.)
Чему равна сумма противоположных углов вписанного в окружность четырехугольника
Теорема 6
Если четырехугольник вписан в некую окружность, то его противолежащие углы в сумме дают .
Заметим, что на рисунке изображен четырехугольник ABCD, вписанный в окружность (O; R). Требуется доказать, что:
(angle A+angle C=180^o;)
(angle B+angle D=180^o.)
Представим доказательства. По условию:
(angle A) — угол вписанного четырехугольника, опирается на дугу BCD;
(angle C) — угол, который опирается на дугу DAB.
Зная, что вписанный угол составляет ½ часть дуги, которая является его опорой, запишем:
(angle A = frac{1}{2} cup BCD,)
(angle C = frac{1}{2} cup DAB.)
В результате:
(angle A + angle C = frac{1}{2} cup BCD + frac{1}{2} cup DAB = frac{1}{2}( cup BCD + cup DAB) = frac{1}{2} cdot 360^o = 180^o.)
Аналогичным образом запишем, что:
(angle B + angle D = frac{1}{2}( cup CDA + cup ABC) = frac{1}{2} cdot 360^o = 180^o.)
Теорема доказана.
Теорема 7
Если имеется такой четырехугольник, в котором противолежащие углы в сумме составляют (180^o), то около него можно описать окружность.
Представим, что имеется некий четырехугольник ABCD.
Сумма его противолежащих углов равна: (angle B+angle D=180^o).
Попробуем доказать, что около рассматриваемого четырехугольника можно описать окружность.
В первую очередь построим окружность около треугольника ABC таким образом, чтобы точка D принадлежала данной окружности. Построим доказательства, двигаясь «от обратного».
Допустим, что точка D не принадлежит окружности, которая описана около треугольника ABD. В таком случае точка D должна располагаться во внутренней области, ограниченной данной окружностью, или за пределами окружности.
В том случае, когда точка D расположена во внутреннем пространстве, ограниченном окружностью, какой-то луч AD имеет точку пересечения с окружностью. Обозначим ее, как Е. Заметим, что если вокруг четырехугольника ABCE описана окружность, то его противолежащие углы в сумме составляют (180^o):
(angle B+angle E = 180^o.)
Согласно данным из условия задачи:
(angle B+angle D=180^o.)
Таким образом:
(angle D=angle E.)
С другой стороны, угол D является внешним углом треугольника DCE при его вершине D. Исходя из этого, запишем:
(angle ADC=angle DEC+angle DCE.)
В результате получается, что угол D не равен углу E. Это утверждение противоречиво. Таким образом, точка D не расположена во внутреннем пространстве, ограниченном окружностью, описанной около треугольника ABC.
Луч AD имеет точку пересечения с окружностью, обозначенную буквой Е. В таком случае, ABCE представляет собой вписанный в окружность четырехугольник, а также:
(angle B+angle E=180^o)
Согласно условию задачи:
(angle B+angle D=180^o.)
Тогда:
(angle D=angle E.)
Однако угол Е является внешним углом треугольника ECD и расположен при вершине E.
Таким образом: (angle AEC=angle EDC+angle DCE.)
В результате недопустимо равенство углов D и E. В том случае, когда точка D расположена за пределами окружности, возникает противоречие. Таким образом, остается единственно верный вариант расположения этой точки, согласно которому она принадлежит окружности, описанной около четырехугольника. Теорема доказана.
Согласно свойству и признаку четырехугольника, вписанного в окружность, необходимым и достаточным условием вписанного четырехугольника является следующая теорема.
Теорема 7
Около четырехугольника допустимо описать окружность лишь в том случае, когда его противолежащие углы в сумме составляют 180 градусов.
Как найти радиус вписанного в окружность четырехугольника, формула
Допустим, что имеется некий четырехугольник, стороны которого обозначены, как a, b, c, d, а полупериметр равен p. В таком случае описанная около данного четырехугольника окружность имеет радиус, который можно рассчитать по формуле как отношение:
(R={frac {1}{4}}{sqrt {frac {(ab+cd)(ac+bd)(ad+bc)}{(p-a)(p-b)(p-c)(p-d)}}}.)
Примечание
Формулу радиуса окружности, которая описана около четырехугольника, ввел индийский математик Ватассери Парамешвара в XV веке.
Рассмотрим еще одну закономерность, которую называют формулой Брахмагупты. С ее помощью можно определить площадь S четырехугольника, который вписан в окружность и имеет стороны, равные a, b, c, d:
(S={sqrt {(p-a)(p-b)(p-c)(p-d)}}.)
В данном случае p является полупериметром, то есть в два раза меньше, чем периметр, и определяется как:
(p={tfrac {1}{2}}(a+b+c+d).)
С помощью формулы Брахмагупты представляется возможным изменить форму записи формулы Парамешвары:
(4SR={sqrt {(ab+cd)(ac+bd)(ad+bc)}}.)
Здесь S определяется, как площадь четырехугольника, вписанного в окружность. Диаметр равен двум радиусам и проходит через центр окружности.
Вписанный четырехугольник. Задание 6
Вписанный четырехугольник. Задание 6
При решении задач на нахождение углов вписанного четырехугольника нам нужно вспомнить, что
1. Четырехугольник называется вписанным в окружность, если все его вершины лежат на окружности:
2. Сумма противоположных углов вписанного четырехугольника равна 180°:
Рассмотрим решение задач из Открытого банка заданий по математике:
1 .Задание B7 (№ 27871)
Угол A четырехугольника ABCD, вписанного в окружность, равен 58°. Найдите угол C этого четырехугольника. Ответ дайте в градусах.
Сумма углов А и С равна 180°, поэтому угол С равен 180°-58°=122°
Ответ: 122°
2 . Задание B7 (№ 27927)
Два угла вписанного в окружность четырехугольника равны 82° и 58°. Найдите больший из оставшихся углов. Ответ дайте в градусах.
Углы 82° и 58° не могут быть противоположными, так как их сумма не равна 180°. Значит, оставшиеся углы являются противоположными к этим. очевидно. что величина большего угла равна 180°-58°=122°
3 . Задание B7 (№ 27928)
Углы A, B и C четырехугольника ABCD относятся как 1:2:3. Найдите угол D, если около данного четырехугольника можно описать окружность. Ответ дайте в градусах.
Введем единичный угол. Тогда величины углов А, В и С можно записать так:
А=х, В=2х, С=3х. Суммы противоположных углов вписанного четырехугольника равны и равны 180°. Сумма углов А и С равна 4х и равна 180°. Отсюда х=45°.
Очевидно, что величина угла D равна 4х-2х=90°
Центральные и вписанные углы
О чем эта статья:
Центральный угол и вписанный угол
Окружность — замкнутая линия, все точки которой равноудалены от ее центра.
Определение центрального угла:
Центральный угол — это угол, вершина которого лежит в центре окружности.
Центральный угол равен градусной мере дуги, на которую он опирается.
На рисунке: центральный угол окружности EOF и дуга, на которую он опирается EF
Определение вписанного угла:
Вписанный угол — это угол, вершина которого лежит на окружности.
Вписанный угол равен половине дуги, на которую опирается.
На рисунке: вписанный в окружность угол ABC и дуга, на которую он опирается AC
Свойства центральных и вписанных углов
Углы просты только на первый взгляд. Свойства центрального угла и свойства вписанного угла помогут решать задачки легко и быстро.
- Вписанный угол в два раза меньше, чем центральный угол, если они опираются на одну и ту же дугу:
Угол AOC — центральный, угол ABC — вписанный. Оба угла опираются на дугу AC, в этом случае центральный угол равен дуге AC, а угол ABC равен половине угла AOC.
- Теорема о центральном угле: центральный угол равен градусной мере дуги, на которую он опирается:
- Вписанные углы окружности равны друг другу, если опираются на одну дугу:
ㄥADC = ㄥABC = ㄥAEC, поскольку все три угла, вписанные в окружность, опираются на одну дугу AC.
- Вписанный в окружность угол, опирающийся на диаметр, — всегда прямой:
ㄥACB опирается на диаметр и на дугу AB, диаметр делит окружность на две равные части. Значит дуга AB = 180 ํ, ㄥCAB равен половине дуги, на которую он опирается, значит ㄥCAB = 90 ํ.
Если есть вписанный, обязательно найдется и описанный угол. Описанный угол — это угол, образованный двумя касательными к окружности. Вот так:
На рисунке: ㄥCAB, образованный двумя касательными к окружности. AO — биссектриса ㄥCAB, значит центр окружности лежит на биссектрисе описанного угла.
Для решения задачек мало знать, какой угол называется вписанным, а какой — описанным. Нужно знать, что такое хорда и ее свойство.
Нужно быстро привести знания в порядок перед экзаменом? Записывайтесь на курсы ЕГЭ по математике в Skysmart!
Хорда — отрезок, соединяющий две точки на окружности.
- Если две хорды в окружности пересекаются, то произведения отрезков одной равно произведению отрезков другой.
AB * AC = AE * AD
Получается, что стороны вписанного в окружность угла — это хорды.
- Если вписанные углы опираются на одну и ту же хорду — они равны, если их вершины находятся по одну сторону от хорды.
ㄥBAC = ㄥCAB, поскольку лежат на хорде BC.
- Если два вписанных угла опираются на одну и ту же хорду, то их суммарная градусная мера равна 180°, если их вершины находятся по разные стороны от хорды.
ㄥBAC + ㄥBDC = 180°
Примеры решения задач
Центральный, вписанные и описанные углы, как и любые другие, требуют тренировок в решении. Рассмотрите примеры решения задач и потренируйтесь самостоятельно.
Задачка 1. Дана окружность, дуга AC = 200°, дуга BC = 80°. Найдите, чему равен вписанный угол, опирающийся на дугу AB. ㄥACB = ?
Как решаем: окружность 360° − AC − CB = 360° − 200° − 80° = 80°
По теореме: вписанный угол равен дуге ½.
ㄥACB = ½ AB = 40°
Задачка 2. Дана окружность, ㄥAOC = 140°, найдите, чему равна величина вписанного угла.
Мы уже потренировались и знаем, как найти вписанный угол.
На рисунке в окружности центральный угол и дуга AC = 140°
Мы знаем, что вписанный угол равен половине центрального, то ㄥABC = ½ AC = 140/2 = 70°
Задачка 3. Чему равен вписанный в окружность угол, опирающийся на дугу, если эта дуга = ⅕ окружности?
СB = ⅕ от 360° = 72°
Вписанный угол равен половине дуги, поэтому ㄥCAB = ½ от CB = 72° / 2 = 36°
Сумма углов четырехугольника
Свойства
- Сумма углов четырехугольника равна 360°.
∠A + ∠B + ∠C + ∠D = 360°. - Если четырехугольник правильный, то каждый угол по 90°
и этот четырехугольник является квадратом.
∠A = ∠B = ∠C = ∠D, ⇒ ∠A = ∠B = ∠C = ∠D = 90°,
ABCD — квадрат. - Сумма противоположных углов четырехугольника равна 180°,
если около четырехугольника описана окружность.
∠A + ∠С = ∠В + ∠D = 180°.
Такие четырехугольники называют вписанными.
Это все виды четырехугольников,
которые изучаются в школьном
курсе по геометрии.
источники:
http://skysmart.ru/articles/mathematic/centralnye-i-vpisannye-ugly
http://colibrus.ru/summa-uglov-chetyrehugolnika/