Lt304888.ru

Туристические услуги

Описанная окружность

17-09-2023

Опи́санная окру́жность многоугольника — окружность, содержащая все вершины многоугольника. Центром является точка (принято обозначать ) пересечения серединных перпендикуляров к сторонам многоугольника.

Содержание

Свойства

  • Центр описанной окружности выпуклого n-угольника лежит в точке пересечения серединных перпендикуляров к его сторонам. Как следствие: если рядом с n-угольником описана окружность, то все серединные перпендикуляры к его сторонам пересекаются в одной точке (центре окружности).
  • Вокруг любого правильного многоугольника можно описать окружность.

Для треугольника

Окружность, описанная вокруг треугольника
  • 3 из 4 окружностей, описанных относительно серединных треугольников (образованных средними линиями треугольника), пересекаются в одной точке внутри треугольника. Эта точка и есть центр описанной окружности основного треугольника.
  • Центр описанной около треугольника окружности служит ортоцентром треугольника с вершинами в серединах сторон данного треугольника.
  • Расстояние от вершины треугольника до ортоцентра вдвое больше, чем расстояние от центра описанной окружности до противоположной стороны.
  • Радиус описанной окружности может быть найден по формулам


Где:
 — стороны треугольника,
 — угол, лежащий против стороны ,
 — площадь треугольника.
  • Положение центра описанной окружности.

Пусть радиус-векторы вершин треугольника,  — радиус-вектор центра описанной окружности. Тогда

где

\alpha_A = \frac{a^2}{8S^2}(\mathbf{r}_A-\mathbf{r}_B,\mathbf{r}_A-\mathbf{r}_C), \qquad
\alpha_B = \frac{b^2}{8S^2}(\mathbf{r}_B-\mathbf{r}_A,\mathbf{r}_B-\mathbf{r}_C), \qquad
\alpha_C = \frac{c^2}{8S^2}(\mathbf{r}_C-\mathbf{r}_A,\mathbf{r}_C-\mathbf{r}_B)
  • Уравнение описанной окружности.

Пусть координаты вершин треугольника в некоторой декартовой системе координат на плоскости,  — координаты центра описанной окружности. Тогда


x_O=\frac{1}{4S}\begin{vmatrix}
x_A^2 + y_A^2 & y_A & 1 \\
x_B^2 + y_B^2 & y_B & 1 \\
x_C^2 + y_C^2 & y_C & 1
\end{vmatrix} \qquad
y_O=-\frac{1}{4S}\begin{vmatrix}
x_A^2 + y_A^2 & x_A & 1 \\
x_B^2 + y_B^2 & x_B & 1 \\
x_C^2 + y_C^2 & x_C & 1
\end{vmatrix}

а уравнение описанной окружности имеет вид


\begin{vmatrix}
x^2 + y^2     & x   & y   & 1 \\
x_A^2 + y_A^2 & x_A & y_A & 1 \\
x_B^2 + y_B^2 & x_B & y_B & 1 \\
x_C^2 + y_C^2 & x_C & y_C & 1
\end{vmatrix} =0

Для точек , лежащих внутри окружности, определитель отрицателен, а для точек вне ее — положителен.

  • Теорема о трезубце: Если  — точка пересечения биссектрисы угла с описанной окружностью, а  — центр вписанной окружности то .
  • Формула Эйлера: Если  — расстояние между центрами вписанной и описанной окружностей, а их радиусы равны и соответственно, то .

Для четырехугольника

Вписанный простой (без самопересечений) четырёхугольник необходимо является выпуклым.

Вокруг выпуклого четырёхугольника можно описать окружность тогда и только тогда, когда сумма его внутренних противоположных углов равна 180° (π радиан).

Можно описать окружность вокруг:

У четырёхугольника, вписанного в окружность, произведение длин диагоналей равно сумме двух произведений длин пар противоположных сторон:[1]

|AC|·|BD| = |AB|·|CD| + |BC|·|AD|

Для многоугольника

  • Если из отрезков составить многоугольник, то его площадь будет максимальна, когда он вписанный.


Примечания

  1. Теорема Птолемея

Литература

См. также

В Викисловаре есть статья «окружность»


Описанная окружность.

© 2020–2023 lt304888.ru, Россия, Волжский, ул. Больничная 49, +7 (8443) 85-29-01