Formel für den Umfang eines Vierecks mit eingeschriebenem Kreis. Umschriebener Kreis um ein Viereck

1 . Die Summe der Diagonalen eines konvexen Vierecks ist größer als die Summe seiner beiden gegenüberliegenden Seiten.

2 . Wenn die Segmente die Mittelpunkte gegenüberliegender Seiten verbinden Viereck

a) gleich sind, dann stehen die Diagonalen des Vierecks senkrecht;

b) senkrecht stehen, dann sind die Diagonalen des Vierecks gleich.

3 . Die Winkelhalbierenden auf der lateralen Seite des Trapezes schneiden sich in seiner Mittellinie.

4 . Die Seiten des Parallelogramms sind gleich und . Dann ist das durch die Schnittpunkte der Winkelhalbierenden des Parallelogramms gebildete Viereck ein Rechteck, dessen Diagonalen gleich sind.

5 . Wenn die Summe der Winkel an einer der Basen des Trapezes 90° beträgt, dann ist die Strecke, die die Mittelpunkte der Basen des Trapezes verbindet, gleich ihrer halben Differenz.

6 . Auf den Seiten AB Und ANZEIGE Parallelogramm A B C D Punkte genommen M Und N also gerade MS Und NC Teilen Sie das Parallelogramm in drei gleiche Teile. Finden MN, Wenn BD=d.

7 . Ein gerades Liniensegment parallel zu den Basen eines Trapezes, das im Inneren des Trapezes eingeschlossen ist, wird durch seine Diagonalen in drei Teile geteilt. Dann sind die an den Seiten angrenzenden Segmente einander gleich.

8 . Durch den Schnittpunkt der Diagonalen des Trapezes mit den Basen wird eine Gerade parallel zu den Basen gezogen. Das zwischen den Seiten des Trapezes eingeschlossene Segment dieser Linie ist gleich.

9 . Ein Trapez wird durch eine gerade Linie parallel zu seinen Grundflächen geteilt, die gleich und ist , in zwei gleiche Trapeze. Dann ist das zwischen den Seiten eingeschlossene Segment dieser Linie gleich.

10 . Wenn eine der folgenden Bedingungen zutrifft, dann gelten die vier Punkte A, B, C Und D liegen auf demselben Kreis.

A) CAD=CBD= 90°.

b) Punkte A Und IN auf einer Seite einer geraden Linie liegen CD und Winkel CAD gleich Winkel CBD.

c) gerade Wechselstrom Und BD sich in einem Punkt schneiden UM Und O A OS=OV OD.

11 . Gerade Linie, die einen Punkt verbindet R Schnittpunkt der Diagonalen eines Vierecks ABCD mit Punkt Q Linienkreuzungen AB Und CD, teilt die Seite ANZEIGE entzwei. Dann teilt sie sich in zwei Hälften und seitlich Sonne.

12 . Jede Seite eines konvexen Vierecks ist in drei gleiche Teile geteilt. Die entsprechenden Teilungspunkte auf gegenüberliegenden Seiten werden durch Segmente verbunden. Dann teilen sich diese Segmente in drei gleiche Teile.

13 . Zwei Geraden teilen jede der beiden gegenüberliegenden Seiten eines konvexen Vierecks in drei gleiche Teile. Dann liegt zwischen diesen Linien ein Drittel der Fläche des Vierecks.

14 . Wenn ein Kreis in ein Viereck eingeschrieben werden kann, dann verläuft das Segment, das die Punkte verbindet, an denen der eingeschriebene Kreis die gegenüberliegenden Seiten des Vierecks berührt, durch den Schnittpunkt der Diagonalen.

15 . Wenn die Summen der gegenüberliegenden Seiten eines Vierecks gleich sind, kann in ein solches Viereck ein Kreis eingeschrieben werden.

16. Eigenschaften eines beschrifteten Vierecks mit zueinander senkrechten Diagonalen. Viereck A B C D in einen Kreis mit Radius eingeschrieben R. Seine Diagonalen Wechselstrom Und BD zueinander senkrecht stehen und sich in einem Punkt schneiden R. Dann

a) Median eines Dreiecks ARV senkrecht zur Seite CD;

b) gestrichelte Linie AOC teilt ein Viereck A B C D in zwei gleich große Figuren;

V) AB 2 +CD 2=4R 2 ;

G) AR 2 +BP 2 +CP 2 +DP 2 = 4R 2 und AB 2 +BC 2 +CD 2 +AD 2 =8R 2;

e) der Abstand vom Mittelpunkt des Kreises zur Seite des Vierecks beträgt die Hälfte der gegenüberliegenden Seite.

e) wenn die Senkrechten zur Seite fallen ANZEIGE von oben IN Und MIT, Kreuzen Sie die Diagonalen Wechselstrom Und BD an Punkten E Und F, Das BCFE- Raute;

g) ein Viereck, dessen Eckpunkte Projektionen eines Punktes sind R auf den Seiten des Vierecks A B C D,- sowohl beschriftet als auch beschrieben;

h) ein Viereck, das durch Tangenten an den Umkreis des Vierecks gebildet wird A B C D, an seinen Eckpunkten gezeichnet, kann in einen Kreis eingeschrieben werden.

17 . Wenn A, b, c, d- aufeinanderfolgende Seiten eines Vierecks, S ist dann seine Fläche, und Gleichheit gilt nur für ein eingeschriebenes Viereck, dessen Diagonalen senkrecht zueinander stehen.

18 . Brahmaguptas Formel. Wenn die Seiten eines zyklischen Vierecks gleich sind a, b, c Und D, dann seine Fläche S kann mit der Formel berechnet werden,

Wo - Halbumfang eines Vierecks.

19 . Wenn ein Viereck mit Seiten A, b, c, d eingeschrieben werden kann und um ihn herum ein Kreis beschrieben werden kann, dann ist seine Fläche gleich .

20 . Punkt P liegt innerhalb des Quadrats A B C D, und der Winkel PAB gleich Winkel RVA und ist gleich 15°. Dann das Dreieck DPC- gleichseitig.

21 . Wenn für ein zyklisches Viereck A B C D Gleichheit ist erfüllt CD=AD+BC, dann die Winkelhalbierenden A Und IN kreuzen sich auf der Seite CD.

22 . Fortsetzungen entgegengesetzter Seiten AB Und CD zyklisches Viereck A B C D sich in einem Punkt schneiden M, und die Parteien ANZEIGE Und Sonne- am Punkt N. Dann

a) Winkelhalbierende AMD Und D.N.C. zueinander senkrecht;

b) gerade MQ Und NQ die Seiten des Vierecks an den Eckpunkten der Raute schneiden;

c) Schnittpunkt Q dieser Winkelhalbierenden liegt auf dem Segment, das die Mittelpunkte der Diagonalen des Vierecks verbindet A B C D.

23 . Satz des Ptolemäus. Die Summe der Produkte zweier Paare gegenüberliegender Seiten eines zyklischen Vierecks ist gleich dem Produkt seiner Diagonalen.

24 . Newtons Theorem. In jedem umschriebenen Viereck liegen die Mittelpunkte der Diagonalen und der Mittelpunkt des eingeschriebenen Kreises auf derselben Geraden.

25 . Satz von Monge. Linien, die durch die Mittelpunkte der Seiten eines beschrifteten Vierecks senkrecht zu den gegenüberliegenden Seiten gezogen werden, schneiden sich in einem Punkt.

27 . Vier Kreise, die als Durchmesser auf den Seiten eines konvexen Vierecks aufgebaut sind, bedecken das gesamte Viereck.

29 . Zwei gegenüberliegende Winkel eines konvexen Vierecks sind stumpf. Dann ist die Diagonale, die die Eckpunkte dieser Winkel verbindet, kleiner als die andere Diagonale.

30. Die Mittelpunkte der Quadrate, die auf den Seiten eines Parallelogramms außerhalb des Parallelogramms liegen, bilden selbst ein Quadrat.

Ein Viereck ist in einen Kreis eingeschrieben, wenn alle seine Eckpunkte auf dem Kreis liegen. Ein solcher Kreis wird von einem Viereck umschrieben.

So wie nicht jedes Viereck um einen Kreis herum beschrieben werden kann, kann nicht jedes Viereck in einen Kreis eingeschrieben werden.

Ein in einen Kreis eingeschriebenes konvexes Viereck hat die Eigenschaft, dass sich seine entgegengesetzten Winkel zu 180° addieren. Wenn also ein Viereck ABCD gegeben ist, in dem Winkel A entgegengesetzt zu Winkel C und Winkel B entgegengesetzt zu Winkel D ist, dann ist ∠A + ∠C = 180° und ∠B + ∠D = 180°.

Wenn ein Paar entgegengesetzter Winkel eines Vierecks im Allgemeinen 180° ergibt, dann ergibt die Summe des anderen Paares denselben Betrag. Dies folgt aus der Tatsache, dass in einem konvexen Viereck die Winkelsumme immer 360° beträgt. Diese Tatsache ergibt sich wiederum aus der Tatsache, dass bei konvexen Polygonen die Winkelsumme durch die Formel 180° * (n – 2) bestimmt wird, wobei n die Anzahl der Winkel (oder Seiten) ist.

Sie können die Eigenschaft des zyklischen Vierecks wie folgt beweisen. In den Kreis O sei ein Viereck ABCD einbeschrieben. Wir müssen beweisen, dass ∠B + ∠D = 180°.

Winkel B ist in einen Kreis eingeschrieben. Wie Sie wissen, entspricht ein solcher Winkel der Hälfte des Bogens, auf dem er ruht. In diesem Fall wird Winkel B durch den Bogen-ADC unterstützt, was ∠B = ½◡ADC bedeutet. (Da der Bogen gleich dem Winkel zwischen den ihn bildenden Radien ist, können wir schreiben, dass ∠B = ½∠AOC, dessen innerer Bereich den Punkt D enthält.)

Auf der anderen Seite ruht der Winkel D des Vierecks auf dem Bogen ABC, d. h. ∠D = ½◡ABC.

Da die Seiten der Winkel B und D den Kreis an denselben Punkten (A und C) schneiden, teilen sie den Kreis nur in zwei Bögen – ◡ADC und ◡ABC. Da ein vollständiger Kreis 360° ergibt, ist ◡ADC + ◡ABC = 360°.

Somit wurden die folgenden Gleichheiten erhalten:

∠B = ½◡ADC
∠D = ½◡ABC
◡ADC + ◡ABC = 360°

Lassen Sie uns die Winkelsumme ausdrücken:

∠B + ∠D = ½◡ADC + ½◡ABC

Setzen wir ½ aus Klammern:

∠B + ∠D = ½(◡ADC + ◡ABC)

Ersetzen wir die Summe der Bögen durch ihren Zahlenwert:

∠B + ∠D = ½ * 360° = 180°

Wir haben herausgefunden, dass die Summe der entgegengesetzten Winkel eines eingeschriebenen Vierecks 180° beträgt. Das musste bewiesen werden.

Die Tatsache, dass ein beschriftetes Viereck diese Eigenschaft hat (die Summe der entgegengesetzten Winkel beträgt 180°), bedeutet nicht, dass jedes Viereck, dessen Summe der entgegengesetzten Winkel 180° beträgt, in einen Kreis eingeschrieben werden kann. Obwohl dies in Wirklichkeit der Fall ist. Diese Tatsache wird aufgerufen eingeschriebener viereckiger Test und ist wie folgt formuliert: Wenn die Summe der entgegengesetzten Winkel eines konvexen Vierecks 180° beträgt, dann kann um dieses herum ein Kreis beschrieben (oder in einen Kreis eingeschrieben) werden.

Sie können den Test für ein beschriftetes Viereck durch Widerspruch beweisen. Gegeben sei ein Viereck ABCD, dessen entgegengesetzte Winkel B und D 180° ergeben. In diesem Fall liegt der Winkel D nicht auf dem Kreis. Nehmen Sie dann einen Punkt E auf der Linie, die das Segment CD enthält, so dass er auf dem Kreis liegt. Das Ergebnis ist ein zyklisches Viereck ABCE. Dieses Viereck hat entgegengesetzte Winkel B und E, was bedeutet, dass sie zusammen 180° ergeben. Dies folgt aus der Eigenschaft eines beschrifteten Vierecks.

Es stellt sich heraus, dass ∠B + ∠D = 180° und ∠B + ∠E = 180°. Der Winkel D des Vierecks ABCD in Bezug auf das Dreieck AED ist jedoch außen und daher größer als der Winkel E dieses Dreiecks. Damit sind wir bei einem Widerspruch angelangt. Das heißt, wenn die Summe der entgegengesetzten Winkel eines Vierecks 180° ergibt, dann kann es immer in einen Kreis eingeschrieben werden.

Dieser Artikel enthält die Mindestinformationen über den Kreis, die für das erfolgreiche Bestehen des Einheitlichen Staatsexamens in Mathematik erforderlich sind.

Umfang ist eine Menge von Punkten, die sich im gleichen Abstand von einem bestimmten Punkt befinden, der als Mittelpunkt des Kreises bezeichnet wird.

Für jeden Punkt, der auf dem Kreis liegt, ist die Gleichheit erfüllt (Die Länge des Segments ist gleich dem Radius des Kreises.

Ein Liniensegment, das zwei Punkte auf einem Kreis verbindet, heißt Akkord.

Ein Akkord, der durch den Mittelpunkt eines Kreises verläuft, heißt Durchmesser Kreis() .

Umfang:

Fläche eines Kreises:

Kreisbogen:

Der Teil eines Kreises, der zwischen zwei Punkten eingeschlossen ist, heißt Bogen Kreise. Zwei Punkte auf einem Kreis definieren zwei Bögen. Der Akkord erstreckt sich über zwei Bögen: und . Gleiche Akkorde erstrecken sich über gleiche Bögen.

Der Winkel zwischen zwei Radien heißt Zentralwinkel :

Um die Bogenlänge zu ermitteln, bilden wir ein Verhältnis:

a) Der Winkel wird in Grad angegeben:

b) Der Winkel wird im Bogenmaß angegeben:

Durchmesser senkrecht zur Sehne , teilt diesen Akkord und die Bögen, die er umfasst, in zwei Hälften:

Wenn Akkorde Und Kreise schneiden sich in einem Punkt , dann sind die Produkte der Akkordsegmente, in die sie durch einen Punkt unterteilt werden, einander gleich:

Tangente an einen Kreis.

Eine Gerade, die mit einem Kreis einen gemeinsamen Punkt hat, heißt Tangente zum Kreis. Eine Gerade, die mit einem Kreis zwei gemeinsame Punkte hat, heißt Sekante

Eine Tangente an einen Kreis verläuft senkrecht zum Radius, der zum Tangentenpunkt gezogen wird.

Wenn zwei Tangenten von einem bestimmten Punkt an einen Kreis gezogen werden, dann Tangentensegmente sind einander gleich und der Mittelpunkt des Kreises liegt auf der Winkelhalbierenden mit dem Scheitelpunkt in diesem Punkt:


Wenn von einem gegebenen Punkt aus eine Tangente und eine Sekante zu einem Kreis gezogen werden, dann Das Quadrat der Länge eines Tangentensegments ist gleich dem Produkt des gesamten Sekantensegments und seines äußeren Teils :

Folge: Das Produkt des gesamten Segments einer Sekante und ihres äußeren Teils ist gleich dem Produkt des gesamten Segments einer anderen Sekante und ihres äußeren Teils:


Winkel im Kreis.

Das Gradmaß des Mittelpunktswinkels ist gleich dem Gradmaß des Bogens, auf dem er ruht:

Ein Winkel, dessen Scheitelpunkt auf einem Kreis liegt und dessen Seiten Sehnen enthalten, heißt beschrifteter Winkel . Ein eingeschriebener Winkel wird durch die Hälfte des Bogens gemessen, auf dem er ruht:

∠∠

Der durch den Durchmesser eingeschriebene Winkel ist richtig:

∠∠∠

Eingeschriebene Winkel, die von einem Bogen begrenzt werden, sind gleich :

Eingeschriebene Winkel, die von einer Sehne begrenzt werden, sind gleich oder ihre Summe ist gleich

∠∠

Die Eckpunkte von Dreiecken mit gegebener Grundfläche und gleichen Eckwinkeln liegen auf demselben Kreis:


Winkel zwischen zwei Akkorden (ein Winkel mit einem Scheitelpunkt innerhalb eines Kreises) ist gleich der Hälfte der Winkelwerte der Kreisbögen, die innerhalb eines bestimmten Winkels und innerhalb eines vertikalen Winkels enthalten sind.

∠ ∠∠(⌣ ⌣ )

Winkel zwischen zwei Sekanten (ein Winkel mit einem Scheitelpunkt außerhalb des Kreises) ist gleich der halben Differenz der Winkelwerte der im Winkel enthaltenen Kreisbögen.


∠ ∠∠(⌣ ⌣ )

Beschrifteter Kreis.

Der Kreis heißt in ein Polygon eingeschrieben , wenn es seine Seiten berührt. Mittelpunkt des eingeschriebenen Kreises liegt im Schnittpunkt der Winkelhalbierenden des Polygons.

Nicht jedes Polygon passt in einen Kreis.

Fläche eines Polygons, in die ein Kreis eingeschrieben ist kann mit der Formel ermittelt werden

Hier ist der Halbumfang des Polygons und der Radius des eingeschriebenen Kreises.

Von hier eingeschriebener Kreisradius gleicht

Wenn ein Kreis in ein konvexes Viereck eingeschrieben ist, dann sind die Summen der Längen der gegenüberliegenden Seiten gleich . Umgekehrt: Wenn in einem konvexen Viereck die Summen der Längen gegenüberliegender Seiten gleich sind, kann in das Viereck ein Kreis eingeschrieben werden:

Sie können in jedes Dreieck einen Kreis einschreiben, und zwar nur in eines. Der Mittelpunkt des Inkreises liegt im Schnittpunkt der Winkelhalbierenden der Innenwinkel des Dreiecks.


Eingeschriebener Kreisradius gleich . Hier

Umschriebener Kreis.

Der Kreis heißt über ein Polygon beschrieben , wenn es durch alle Eckpunkte des Polygons verläuft. Der Mittelpunkt des Umkreises liegt im Schnittpunkt der Mittelsenkrechten der Seiten des Polygons. Der Radius wird als Radius des Kreises berechnet, der von dem Dreieck umschrieben wird, das durch drei beliebige Eckpunkte des gegebenen Polygons definiert wird:

Ein Kreis kann genau dann um ein Viereck beschrieben werden, wenn die Summe seiner entgegengesetzten Winkel gleich ist .

Um jedes Dreieck herum kann man einen Kreis beschreiben, und zwar nur einen. Sein Mittelpunkt liegt im Schnittpunkt der Mittelsenkrechten der Seiten des Dreiecks:

Zirkumradius berechnet nach den Formeln:

Wo sind die Längen der Seiten des Dreiecks und seine Fläche?

Satz des Ptolemäus

In einem zyklischen Viereck ist das Produkt der Diagonalen gleich der Summe der Produkte seiner gegenüberliegenden Seiten:

Material aus Wikipedia – der freien Enzyklopädie

  • In der euklidischen Geometrie gilt beschriftetes Viereck ist ein Viereck, dessen Eckpunkte alle auf demselben Kreis liegen. Dieser Kreis heißt umschriebener Kreis Viereck, und die Eckpunkte sollen auf demselben Kreis liegen. Der Mittelpunkt dieses Kreises und sein Radius werden jeweils genannt Center Und Radius umschriebener Kreis. Andere Bezeichnungen für dieses Viereck: Ein Viereck liegt auf einem Kreis, die Seiten des letzten Vierecks sind Sehnen des Kreises. Ein konvexes Viereck wird üblicherweise als konvexes Viereck angenommen. Die unten angegebenen Formeln und Eigenschaften gelten im konvexen Fall.
  • Sie sagen das, wenn Um ein Viereck kann ein Kreis gezeichnet werden, Das In diesen Kreis ist das Viereck eingeschrieben, umgekehrt.

Allgemeine Kriterien für die Beschriftung eines Vierecks

  • Um ein konvexes Viereck \Pi Bogenmaß), das heißt:
\angle A+\angle C = \angle B + \angle D = 180^\circ

oder in der Figurenschreibweise:

\alpha + \gamma = \beta + \delta = \pi = 180^(\circ).

  • Es ist möglich, einen Kreis um jedes Viereck zu beschreiben, bei dem sich die vier Mittelsenkrechten seiner Seiten in einem Punkt schneiden (oder die Mittellinien seiner Seiten, d. h. die Senkrechten zu den Seiten, die durch ihre Mittelpunkte verlaufen).
  • Sie können einen Kreis um jedes Viereck beschreiben, an das ein Außenwinkel angrenzt gegebener Innenwinkel, ist genau gleich dem anderen gegenüberliegenden Innenwinkel gegebene Innenecke. Im Wesentlichen handelt es sich bei dieser Bedingung um die Bedingung der Antiparallelität zweier gegenüberliegender Seiten des Vierecks. In Abb. Unten sind die äußeren und angrenzenden inneren Ecken eines grünen Fünfecks dargestellt.
\displaystyle AX\cdot XC = BX\cdot XD.
  • Überschneidung X kann innerhalb oder außerhalb des Kreises liegen. Im ersten Fall erhalten wir das zyklische Viereck is A B C D, und im letzteren Fall erhalten wir ein eingeschriebenes Viereck ABDC. Beim Schnitt innerhalb eines Kreises besagt die Gleichheit, dass das Produkt der Längen der Segmente, in denen sich der Punkt befindet X teilt eine Diagonale, ist gleich dem Produkt der Längen der Segmente, in denen der Punkt liegt X teilt eine andere Diagonale. Diese Bedingung ist als „Schnittakkordsatz“ bekannt. In unserem Fall sind die Diagonalen des eingeschriebenen Vierecks die Sehnen des Kreises.
  • Ein weiteres Aufnahmekriterium. Konvexes Viereck A B C D Ein Kreis ist genau dann eingeschrieben, wenn
\tan(\frac(\alpha)(2))\tan(\frac(\gamma)(2))=\tan(\frac(\beta)(2))\tan(\frac(\delta)( 2))=1.

Besondere Kriterien für die Beschriftung eines Vierecks

Ein einfaches eingeschriebenes (ohne sich selbst schneidendes) Viereck ist konvex. Ein Kreis kann genau dann um ein konvexes Viereck beschrieben werden, wenn die Summe seiner entgegengesetzten Winkel 180° beträgt ( \Pi Bogenmaß). Sie können einen Kreis beschreiben um:

  • irgendein Antiparallelogramm
  • jedes Rechteck (ein Sonderfall ist ein Quadrat)
  • jedes gleichschenklige Trapez
  • jedes Viereck, das zwei gegenüberliegende rechte Winkel hat.

Eigenschaften

Formeln mit Diagonalen

ef=ac+bd; \frac(e)(f) = \frac(a\cdot d+b\cdot c)(a\cdot b+c\cdot d).

In der letzten Formel des Paares benachbarter Seiten des Zählers A Und D, B Und C Legen Sie ihre Enden auf eine diagonale Länge e. Eine ähnliche Aussage gilt für den Nenner.

  • Formeln für Diagonallängen(Folgen ):
e = \sqrt(\frac((ac+bd)(ad+bc))(ab+cd)) Und f = \sqrt(\frac((ac+bd)(ab+cd))(ad+bc))

Formeln mit Winkeln

Für ein zyklisches Viereck mit einer Folge von Seiten A , B , C , D, mit Halbumfang P und Winkel A zwischen den Parteien A Und D, trigonometrische Winkelfunktionen A werden durch Formeln angegeben

\cos A = \frac(a^2 + d^2 - b^2 - c^2)(2(ad + bc)), \sin A = \frac(2\sqrt((p-a)(p-b)(p-c)(p-d)))((ad+bc)), \tan \frac(A)(2) = \sqrt(\frac((p-a)(p-d))((p-b)(p-c))).

Ecke θ zwischen den Diagonalen steht:S.26

\tan \frac(\theta)(2) = \sqrt(\frac((p-b)(p-d))((p-a)(p-c))).

  • Wenn gegenüberliegende Seiten A Und C sich in einem Winkel schneiden φ , dann ist es gleich
\cos(\frac(\varphi)(2))=\sqrt(\frac((p-b)(p-d)(b+d)^2)((ab+cd)(ad+bc))),

Wo P Es gibt einen Halbumfang. :S.31

Radius eines um ein Viereck umschriebenen Kreises

Parameshvara-Formel

Wenn es sich um ein Viereck mit aufeinanderfolgenden Seiten handelt A , B , C , D und Halbumfang P in einen Kreis eingeschrieben, dann ist sein Radius gleich Parameshwars Formel:P. 84

R= \frac(1)(4) \sqrt(\frac((ab+cd)(ad+bc)(ac+bd))((p-a)(p-b)(p-c)(p-d))).

Es wurde im 15. Jahrhundert (ca. 1380–1460) vom indischen Mathematiker Parameshwar abgeleitet.

  • Konvexes Viereck (siehe Abbildung rechts), gebildet aus vier Daten Mikels gerade Linien, ist genau dann in einen Kreis eingeschrieben, wenn der Mikel-Punkt M eines Vierecks liegt auf einer Linie, die zwei der sechs Schnittpunkte der Linien verbindet (diejenigen, die keine Eckpunkte des Vierecks sind). Das ist wenn M liegt auf EF.

Ein Kriterium dafür, dass ein aus zwei Dreiecken bestehendes Viereck in einen bestimmten Kreis eingeschrieben ist

f^2 = \frac((ac+bd)(ad+bc))((ab+cd)).
  • Die letzte Bedingung gibt den Ausdruck für die Diagonale an F ein Viereck, das durch die Länge seiner vier Seiten in einen Kreis eingeschrieben ist ( A, B, C, D). Diese Formel folgt unmittelbar beim Multiplizieren und Gleichsetzen des linken und rechten Teils von Formeln, die das Wesentliche ausdrücken Der erste und zweite Satz des Ptolemäus(siehe oben).

Ein Kriterium dafür, dass ein durch eine gerade Linie aus einem Dreieck geschnittenes Viereck in einen bestimmten Kreis eingeschrieben ist

  • Eine gerade Linie, die antiparallel zur Seite des Dreiecks verläuft und diese schneidet, schneidet daraus ein Viereck ab, um das sich immer ein Kreis beschreiben lässt.
  • Folge. Um ein Antiparallelogramm herum, bei dem zwei gegenüberliegende Seiten antiparallel sind, ist es immer möglich, einen Kreis zu beschreiben.

Fläche eines in einen Kreis eingeschriebenen Vierecks

Variationen der Brahmagupta-Formel

S=\sqrt((p-a)(p-b)(p-c)(p-d)), wobei p der Halbumfang des Vierecks ist. S= \frac(1)(4) \sqrt(- \begin(vmatrix)

a & b & c & -d \\ b & a & -d & c \\ c & -d & a & b \\ -d & c & b & a \end(vmatrix))

Andere Flächenformeln

S = \tfrac(1)(2)(ab+cd)\sin(B) S = \tfrac(1)(2)(ac+bd)\sin(\theta),

Wo θ jeder Winkel zwischen den Diagonalen. Vorausgesetzt, der Winkel A Da es sich nicht um eine gerade Linie handelt, kann die Fläche auch wie folgt ausgedrückt werden: S. 26

S = \tfrac(1)(4)(a^2-b^2-c^2+d^2)\tan(A). \displaystyle S=2R^2\sin(A)\sin(B)\sin(\theta),

Wo R ist der Radius des Umkreises. Als direkte Konsequenz haben wir die Ungleichung

S\le 2R^2,

wobei Gleichheit genau dann möglich ist, wenn dieses Viereck ein Quadrat ist.

Brahmagupta-Vierecke

Brahmagupta-Viereck ist ein in einen Kreis eingeschriebenes Viereck mit ganzzahligen Seitenlängen, ganzzahligen Diagonalen und ganzzahliger Fläche. Alle möglichen Brahmagupta-Vierecke mit Seiten A , B , C , D, mit Diagonalen e , F, mit Fläche S und der Radius des umschriebenen Kreises R kann durch Entfernen der Nenner der folgenden Ausdrücke mit rationalen Parametern erhalten werden T , u, Und v :

a= b=(1+u^2)(v-t)(1+tv) c=t(1+u^2)(1+v^2) d=(1+v^2)(u-t)(1+tu) e=u(1+t^2)(1+v^2) f=v(1+t^2)(1+u^2) S=UV 4R=(1+u^2)(1+v^2)(1+t^2).

Beispiele

  • Besondere in einen Kreis eingeschriebene Vierecke sind: Rechteck, Quadrat, gleichschenkliges oder gleichschenkliges Trapez, Antiparallelogramm.

In einen Kreis eingeschriebene Vierecke mit senkrechten Diagonalen (eingeschriebene orthodiagonale Vierecke)

Eigenschaften von Vierecken, die in einen Kreis mit senkrechten Diagonalen eingeschrieben sind

Umkreisradius und Fläche

Nehmen Sie für ein Viereck, das in einen Kreis mit senkrechten Diagonalen eingeschrieben ist, an, dass der Schnittpunkt der Diagonalen eine Diagonale in Längensegmente unterteilt P 1 und P 2 und teilt die andere Diagonale in Längensegmente Q 1 und Q 2. Dann (Die erste Gleichheit ist Proposition 11 von Archimedes) Buch der Lemmas)

D^2=p_1^2+p_2^2+q_1^2+q_2^2=a^2+c^2=b^2+d^2,

Wo D- Durchmesser des Kreises. Dies ist wahr, weil die Diagonalen senkrecht zur Kreissehne verlaufen. Aus diesen Gleichungen folgt, dass der Radius des umschriebenen Kreises ist R kann geschrieben werden als

R=\tfrac(1)(2)\sqrt(p_1^2+p_2^2+q_1^2+q_2^2)

oder in Bezug auf die Seiten eines Vierecks in der Form

R=\tfrac(1)(2)\sqrt(a^2+c^2)=\tfrac(1)(2)\sqrt(b^2+d^2).

Daraus folgt auch

a^2+b^2+c^2+d^2=8R^2.

  • Für eingeschriebene ordiagonale Vierecke gilt der Satz von Brahmagupta:

Wenn ein zyklisches Viereck senkrechte Diagonalen hat, die sich in einem Punkt schneiden M, dann zwei Paare davon antimediatris durch einen Punkt gehen M.

Kommentar. In diesem Satz unter Anti-Mediatrix das Segment verstehen F.E. Viereck in der Abbildung rechts (analog zur Mittelsenkrechten (Mediatrix) zur Seite des Dreiecks). Es steht senkrecht auf einer Seite und verläuft gleichzeitig durch die Mitte der gegenüberliegenden Seite des Vierecks.

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Anmerkungen

  1. Bradley, Christopher J. (2007), Die Algebra der Geometrie: Kartesische, flächenhafte und projektive Koordinaten,Highperception, p. 179, ISBN 1906338000, OCLC
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  30. .
  31. .
  32. .

siehe auch

Eingeschriebene und kreisförmige Polygone,

§ 106. Eigenschaften von eingeschriebenen und beschriebenen Vierecken.

Satz 1. Die Summe der entgegengesetzten Winkel eines zyklischen Vierecks beträgt 180°.

Ein Viereck ABCD sei in einen Kreis mit Mittelpunkt O einbeschrieben (Abb. 412). Dies ist nachzuweisen / A+ / C = 180° und / B + / D = 180°.

/ A, wie im Kreis O eingeschrieben, misst 1/2 BCD.
/ C, wie im gleichen Kreis eingeschrieben, misst 1/2 BAD.

Folglich wird die Summe der Winkel A und C durch die Halbsumme der Bögen BCD und BAD gemessen. In der Summe bilden diese Bögen einen Kreis, d. h. sie haben 360°.
Von hier / A+ / C = 360°: 2 = 180°.

Ebenso ist es bewiesen / B + / D = 180°. Dies lässt sich jedoch auch auf andere Weise ableiten. Wir wissen, dass die Summe der Innenwinkel eines konvexen Vierecks 360° beträgt. Die Summe der Winkel A und C beträgt 180°, was bedeutet, dass die Summe der anderen beiden Winkel des Vierecks ebenfalls 180° bleibt.

Satz 2(umkehren). Wenn in einem Viereck die Summe zweier entgegengesetzter Winkel gleich ist 180° , dann kann um ein solches Viereck ein Kreis beschrieben werden.

Die Summe der entgegengesetzten Winkel des Vierecks ABCD sei nämlich gleich 180°
/ A+ / C = 180° und / B + / D = 180° (Zeichnung 412).

Beweisen wir, dass um ein solches Viereck ein Kreis beschrieben werden kann.

Nachweisen. Durch drei beliebige Eckpunkte dieses Vierecks können Sie einen Kreis zeichnen, beispielsweise durch die Punkte A, B und C. Wo wird Punkt D liegen?

Punkt D kann nur eine der folgenden drei Positionen einnehmen: innerhalb des Kreises liegen, außerhalb des Kreises liegen, auf dem Umfang des Kreises liegen.

Nehmen wir an, dass der Scheitelpunkt innerhalb des Kreises liegt und die Position D" einnimmt (Abb. 413). Dann erhalten wir im Viereck ABCD":

/ B + / D" = 2 D.

Wenn wir die Seite „AD“ bis zum Schnittpunkt mit dem Kreis am Punkt E fortsetzen und die Punkte E und C verbinden, erhalten wir das zyklische Viereck ABCE, in dem nach dem direkten Satz

/ B+ / E = 2 D.

Aus diesen beiden Gleichheiten folgt:

/ D" = 2 D - / B;
/ E=2 D - / B;

/ D" = / E,

aber das kann nicht sein, denn / D“, da er außerhalb des Dreiecks CD“E liegt, muss größer als der Winkel E sein. Daher kann Punkt D nicht innerhalb des Kreises liegen.

Es ist auch bewiesen, dass der Scheitelpunkt D nicht die Position D“ außerhalb des Kreises einnehmen kann (Abb. 414).

Es bleibt zu erkennen, dass der Scheitelpunkt D auf dem Umfang des Kreises liegen muss, also mit dem Punkt E zusammenfällt, was bedeutet, dass ein Kreis um das Viereck ABCD beschrieben werden kann.

Folgen. 1. Um jedes Rechteck lässt sich ein Kreis beschreiben.

2. Um ein gleichschenkliges Trapez lässt sich ein Kreis beschreiben.

In beiden Fällen beträgt die Summe der entgegengesetzten Winkel 180°.

Satz 3. In einem umschriebenen Viereck sind die Summen der gegenüberliegenden Seiten gleich. Das Viereck ABCD sei um einen Kreis beschrieben (Abb. 415), das heißt, seine Seiten AB, BC, CD und DA tangieren diesen Kreis.

Es muss nachgewiesen werden, dass AB + CD = AD + BC. Bezeichnen wir die Tangentenpunkte mit den Buchstaben M, N, K, P. Basierend auf den Eigenschaften von Tangenten, die von einem Punkt an einen Kreis gezogen werden (§ 75), haben wir:

AR = AK;
VR = VM;
DN = DK;
CN = CM.

Fügen wir diese Gleichheiten Term für Term hinzu. Wir bekommen:

AR + BP + DN + CN = AK + VM + DK + SM,

d.h. AB + CD = AD + BC, was bewiesen werden musste.

Übungen.

1. In einem beschrifteten Viereck stehen zwei entgegengesetzte Winkel im Verhältnis 3:5,
und die anderen beiden stehen im Verhältnis 4:5. Bestimmen Sie die Größe dieser Winkel.

2. Im beschriebenen Viereck beträgt die Summe zweier gegenüberliegender Seiten 45 cm. Die restlichen beiden Seiten stehen im Verhältnis 0,2:0,3. Finden Sie die Länge dieser Seiten.