Обложка

88. Вписани И Описани Многоъгълници

Урок 88 съдържа следните групи задачи:

Избери решение на задача:

Задача 1 (безплатна)

Кратко решение

Дадено: \(\triangle ABC\) - вписан в окръжност \(k(O,R)\) \(R = 8\) cm \(\angle ACB = 30^{\circ}\) Търсим: \(AB = ?\) Решение: \(\angle ACB = 30^{\circ}\) е вписан ъгъл, който отсича дъгата \(\widehat{AB}\). \(\angle AOB\) е централният ъгъл, съответен на дъгата \(\widehat{AB}\). От свойството на централен и вписан ъгъл имаме: \[ \angle AOB = 2 \cdot \angle ACB = 2 \cdot 30^{\circ} = 60^{\circ} \] Разглеждаме \(\triangle AOB\): \(OA = OB = R = 8\) cm, от което следва, че \(\triangle AOB\) е равнобедрен. Тъй като \(\angle AOB = 60^{\circ}\), \(\triangle AOB\) е равностранен. Следователно, \(AB = OA = OB = 8\) cm. Отговор: В)

Подробно решение

Стъпка 1: Анализ на условието и начертаване

Нека имаме триъгълник \(ABC\), вписан в окръжност \(k\) с център \(O\) и радиус \(R=8\) cm. Един от ъглите му, например \(\angle ACB\), е равен на \(30^{\circ}\). Търсим дължината на страната \(AB\), която лежи срещу този ъгъл.
Начертаваме окръжност с център точка О и радиус 8 cm. В окръжността начертаваме триъгълник АВС, чиито върхове А, В и С лежат на окръжността. Позиционираме А в долната лява част, В в долната дясна част, и С в горната част на окръжността, така че АВ е основа. Отбелязваме, че вписаният ъгъл \(\angle ACB\) е 30 градуса. Свързваме центъра О с върховете А и В, образувайки триъгълник АОВ. Отсечките ОА и ОВ са радиуси на окръжността, всяка с дължина 8 cm. Централният ъгъл \(\angle AOB\) е 60 градуса. Следователно триъгълник АОВ е равностранен, и страната АВ е също 8 cm.

Стъпка 2: Намиране на централния ъгъл

Ъгълът \(\angle ACB\) е вписан ъгъл в окръжността, защото върхът му \(C\) лежи на окръжността, а раменете му пресичат окръжността в точките \(A\) и \(B\). Той отсича дъгата \(\widehat{AB}\). Ъгълът \(\angle AOB\) е централен ъгъл, защото върхът му е центърът на окръжността \(O\). Той също отсича дъгата \(\widehat{AB}\). Знаем, че големината на централния ъгъл е два пъти по-голяма от големината на всеки вписан ъгъл, който отсича същата дъга. Следователно: \[ \angle AOB = 2 \cdot \angle ACB \] Заместваме с дадената стойност: \[ \angle AOB = 2 \cdot 30^{\circ} = 60^{\circ} \]

Стъпка 3: Разглеждане на триъгълник \(AOB\)

Разглеждаме триъгълника, образуван от центъра на окръжността \(O\) и върховете \(A\) и \(B\) - \(\triangle AOB\). Страните \(OA\) и \(OB\) на този триъгълник са радиуси на окръжността \(k\). Това означава, че те са равни на дадения радиус: \[ OA = OB = R = 8 \text{ cm} \] Тъй като две от страните на \(\triangle AOB\) са равни, той е равнобедрен триъгълник.

Стъпка 4: Намиране на дължината на страната \(AB\)

От стъпка 2 знаем, че ъгълът при върха \(O\) в равнобедрения \(\triangle AOB\) е \(\angle AOB = 60^{\circ}\). Равнобедрен триъгълник с ъгъл между бедрата, равен на \(60^{\circ}\), е равностранен. Ъглите при основата му също са по \(60^{\circ}\), защото \(\angle OAB = \angle OBA = (180^{\circ} - 60^{\circ}) / 2 = 60^{\circ}\). Тъй като \(\triangle AOB\) е равностранен, всичките му страни са равни: \[ AB = OA = OB \] Знаем, че \(OA = OB = 8\) cm, следователно: \[ AB = 8 \text{ cm} \] Дължината на страната, която лежи срещу ъгъл от \(30^{\circ}\), е 8 cm. Това отговаря на опция В).

Кратък запис на решението:

\(\angle ACB = 30^{\circ}\) (вписан ъгъл) \(\Rightarrow\) централният \(\angle AOB = 2 \cdot 30^{\circ} = 60^{\circ}\). В \(\triangle AOB\), \(OA=OB=R=8\) cm \(\Rightarrow \triangle AOB\) е равнобедрен. Тъй като \(\angle AOB = 60^{\circ}\), то \(\triangle AOB\) е равностранен. Следователно, страната \(AB = R = 8\) cm. Отговор: В)

Най-важното от урока

Вписан триъгълник: Около всеки триъгълник може да се опише окръжност с център пресечната точка на симетралите.
Описан триъгълник: Във всеки триъгълник може да се впише окръжност с център пресечната точка на ъглополовящите.
Вписан четириъгълник: Сборът на срещуположните ъгли е \(180^\circ\). ( \(\angle A + \angle C = 180^\circ\) )
Описан четириъгълник: Сборовете на срещуположните страни са равни. ( \(a+c=b+d\) )
Многоъгълник, чиито върхове лежат върху една окръжност, се нарича вписан в окръжността. Окръжността се нарича описана около многоъгълника.
Центърът на описаната окръжност е пресечната точка на симетралите на страните на многоъгълника.
{Диаграма, илюстрираща описана окръжност \(k(O; R)\) около триъгълник \(ABC\) и четириъгълник \(ABCD\). Центърът на окръжността е \(O\), а радиусът е \(R\). Върховете на многоъгълниците лежат на окръжността.}
Условие за вписан четириъгълник: Четириъгълник може да бъде вписан в окръжност тогава и само тогава, когато сборът на срещуположните му ъгли е \(180^\circ\). \[ \angle A + \angle C = 180^\circ \quad \text{и} \quad \angle B + \angle D = 180^\circ \]
Ако в четириъгълник \(ABCD\) е дадено, че \(\angle A = 80^\circ\) и \(\angle C = 100^\circ\), то около него може да се опише окръжност, защото \(80^\circ + 100^\circ = 180^\circ\).
Даден е вписан в окръжност четириъгълник \(MNPQ\), за който \(\angle M = 75^\circ\). Намерете \(\angle P\).
Тъй като четириъгълникът е вписан, сборът на срещуположните му ъгли е \(180^\circ\).
\(\angle M + \angle P = 180^\circ \implies 75^\circ + \angle P = 180^\circ \implies \angle P = 105^\circ\).
Многоъгълник, чиито страни са допирателни към една окръжност, се нарича описан около окръжността. Окръжността се нарича вписана в многоъгълника.
Центърът на вписаната окръжност е пресечната точка на ъглополовящите на ъглите на многоъгълника.
{Диаграма, илюстрираща вписана окръжност \(k(O; r)\) в триъгълник \(ABC\) и четириъгълник \(ABCD\). Центърът на окръжността е \(O\), а радиусът е \(r\). Страните на многоъгълниците са допирателни към окръжността.}
Условие за описан четириъгълник: В четириъгълник може да се впише окръжност тогава и само тогава, когато сборът от дължините на срещуположните му страни е равен. \[ AB + CD = BC + DA \]
Даден е четириъгълник със страни \(a=5, b=6, c=8, d=7\). В него може да се впише окръжност, защото \(a+c = 5+8=13\) и \(b+d = 6+7=13\).
Трапец \(ABCD\) (\(AB \parallel CD\)) е описан около окръжност. Ако бедрата му са \(AD=6\) см и \(BC=8\) см, намерете сбора на основите му.
Тъй като трапецът е описан, сборът на срещуположните страни е равен: \(AB + CD = AD + BC\).
\(AB + CD = 6 + 8 = 14\) см.
Медицентър (M): Пресечна точка на трите медиани. Той дели всяка медиана в отношение 2:1, считано от върха.
Ортоцентър (H): Пресечна точка на трите височини.
Център на вписаната окръжност (L): Пресечна точка на трите ъглополовящи. Той е на равни разстояния от страните на триъгълника.
Център на описаната окръжност (O): Пресечна точка на трите симетрали. Той е на равни разстояния от върховете на триъгълника.
Коя забележителна точка в триъгълника е равноотдалечена от върховете му?
Отговор: Центърът на описаната окръжност (пресечната точка на симетралите).

Задачи за упражнение

Лесна: Около трапец \(ABCD\) е описана окръжност. Ако \(\angle A = 70^\circ\), намерете останалите му ъгли.
Тъй като трапецът е вписан, той е равнобедрен. Следователно \(\angle B = \angle A = 70^\circ\). От свойството на вписан четириъгълник \(\angle C = 180^\circ - \angle A = 180^\circ - 70^\circ = 110^\circ\). Съответно \(\angle D = \angle C = 110^\circ\).
Отговор: \(\angle B=70^\circ, \angle C=110^\circ, \angle D=110^\circ\).
Средна: Даден е правоъгълен триъгълник с катети \(a=6\) см и \(b=8\) см. Намерете радиусите на вписаната (\(r\)) и описаната (\(R\)) окръжности.
1. Намираме хипотенузата \(c\) с Питагорова теорема: \(c^2 = a^2 + b^2 = 6^2 + 8^2 = 36 + 64 = 100 \implies c = 10\) см.
2. Центърът на описаната окръжност за правоъгълен триъгълник е средата на хипотенузата. Следователно \(R = \frac{c}{2} = \frac{10}{2} = 5\) см.
3. Радиусът на вписаната окръжност се намира по формулата \(r = \frac{a+b-c}{2} = \frac{6+8-10}{2} = \frac{4}{2} = 2\) см.
Отговор: \(R=5\) см, \(r=2\) см.
Трудна: В ромб е вписана окръжност с радиус 6 см. Ако един от ъглите на ромба е \(30^\circ\), намерете дължината на страната му.
Диаметърът на вписаната окръжност е равен на височината на ромба: \(h = 2r = 2 \cdot 6 = 12\) см. От тригонометричните функции в правоъгълния триъгълник, образуван от височината, страната \(a\) и ъгъл \(30^\circ\), имаме \(\sin(30^\circ) = \frac{h}{a}\).
\(\frac{1}{2} = \frac{12}{a} \implies a = 2 \cdot 12 = 24\) см.
Отговор: Страната на ромба е 24 см.

Надвий
домашното
с хиляди решения, уроци и тестове:

Математика

97240 решения

2132 уроци и тестове

Иконка Математика
4 клас
5 клас
6 клас
7 клас
8 клас
9 клас
10 клас
11 клас
12 клас

Литература

773 материали

Иконка Литература
5 клас
6 клас
7 клас
8 клас
9 клас
10 клас
11 клас
12 клас