Piiratud nelinurga vastasnurkade summa on võrdne. Hulknurk

Vikipeediast, vabast entsüklopeediast

  • Eukleidese geomeetrias sissekirjutatud nelinurk on nelinurk, mille kõik tipud asuvad samal ringil. Seda ringi nimetatakse piiritletud ring nelinurk ja öeldakse, et tipud asuvad samal ringil. Selle ringi keskpunkti ja selle raadiust nimetatakse vastavalt Keskus ja raadius piiritletud ring. Muud selle nelinurga tingimused: nelinurk asub samal ringil, viimase nelinurga küljed on ringi akordid. Tavaliselt eeldatakse, et kumer nelinurk on kumer nelinurk. Allpool toodud valemid ja omadused kehtivad kumeral juhul.
  • Nad ütlevad, et kui nelinurga ümber saab piirata ringi, siis nelinurk on sellesse ringi sisse kirjutatud, ja vastupidi.

Üldised kriteeriumid nelinurga kandmiseks

  • Umbes kumer nelinurk \pi radiaan), see tähendab:
\nurk A+\nurk C = \nurk B + \nurk D = 180^\ring

või joonise tähistuses:

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

  • Võimalik on kirjeldada ringjoont ümber suvalise nelinurga, mille neli risti poolitajat (või selle külgede mediatrit ehk risti nende keskpunkte läbivate külgedega) ristuvad ühes punktis.
  • Ringi on võimalik piirata mis tahes nelinurga ümber, millel on üks välisnurk antud sisemine nurk, täpselt võrdne teise vastassuunalise sisenurgaga antud sisenurk. Tegelikult on see tingimus nelinurga kahe vastaskülje antiparallelsuse seisund. Joonisel fig. allpool on näidatud rohelise viisnurga välimised ja külgnevad sisemised nurgad.
\displaystyle AX\cdot XC = BX\cdot XD.
  • ristmik X võib olla ringi sees või väline. Esimesel juhul saame sissekirjutatud nelinurga on ABCD, ja viimasel juhul saame sissekirjutatud nelinurga ABDC. Ringi sees ületades ütleb võrrand, et nende lõikude pikkuste korrutis, milles punkt X jagab üks diagonaal on võrdne nende lõikude pikkuste korrutisega, milles punkt X jagab teise diagonaali. Seda tingimust nimetatakse "ristuvate akordide teoreemiks". Meie puhul on sissekirjutatud nelinurga diagonaalid ringjoone kõõlused.
  • Teine sobivuse kriteerium. Kumer nelinurk ABCD ring on sisse kirjutatud siis ja ainult siis
\tan(\frac(\alpha)(2))\tan(\frac(\gamma)(2))=\tan(\frac(\beta)(2))\tan(\frac(\delta)( 2))=1.

Konkreetsed kriteeriumid nelinurga kandmiseks

Sissekirjutatud lihtne (iselõikusteta) nelinurk on kumer. Ringjoont saab kumera nelinurga ümber piirata siis ja ainult siis, kui selle vastasnurkade summa on 180° ( \pi radiaan). Võite kirjeldada ringi ümber:

  • mis tahes antiparallelogramm
  • mis tahes ristkülik ( erijuhtum ruut)
  • mis tahes võrdhaarne trapets
  • mis tahes nelinurk, millel on kaks vastasnurka täisnurkselt.

Omadused

Diagonaalidega valemid

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

Lugeja külgnevate külgede paari viimases valemis a ja d, b ja c toetuvad nende otsad pikkuse diagonaalile e. Sarnane väide kehtib ka nimetaja kohta.

  • Diagonaalpikkuste valemid(tagajärjed ):
e = \sqrt(\frac((ac+bd)(ad+bc))(ab+cd)) ja f = \sqrt(\frac((ac+bd)(ab+cd))(ad+bc))

Nurkadega valemid

Külgede jadaga sissekirjutatud nelinurga jaoks a , b , c , d, poolperimeetriga lk ja nurk A poolte vahel a ja d, nurga trigonomeetrilised funktsioonid A on antud valemitega

\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))).

Nurk θ diagonaalide vahel on :lk.26

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

  • Kui vastasküljed a ja c ristuvad nurga all φ , siis on see võrdne
\cos(\frac(\varphi)(2))=\sqrt(\frac((p-b)(p-d)(b+d)^2)((ab+cd)(ad+bc))),

kus lk on poolperimeeter. :lk.31

Nelinurga ümber piiratud ringi raadius

Paramešvara valem (Parameshvara)

Kui nelinurk järjestikuste külgedega a , b , c , d ja poolperimeeter lk ringjoon on sisse kirjutatud, siis on selle raadius Parameswari valem:p. 84

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

Selle töötas välja India matemaatik Parameswar 15. sajandil (umbes 1380-1460)

  • Kumer nelinurk (vt joonist paremal), mis on moodustatud neljast andmest otse Mikel, on ringi sisse kirjutatud siis ja ainult siis, kui Miqueli punkt M nelinurga punkt asub sirgel, mis ühendab kahte kuuest sirgete lõikepunktist (need, mis ei ole nelinurga tipud). See tähendab, millal M lebab EF.

Kriteerium, et kahest kolmnurgast koosnev nelinurk on kirjutatud mingisse ringi

f^2 = \frac((ac+bd)(ad+bc))((ab+cd)).
  • Viimane tingimus annab diagonaali avaldise f nelinurk, mis on kirjutatud ringisse läbi selle nelja külje pikkuse ( a, b, c, d). See valem järgneb kohe sisuliselt väljendavate valemite vasaku ja parema osa korrutamisel ja üksteisega võrdsustamisel Ptolemaiose esimene ja teine ​​teoreem(vt eespool).

Kriteerium, et kolmnurgast sirgjoonega ära lõigatud nelinurk on kirjutatud mingisse ringi

  • Kolmnurga küljega antiparalleelne ja seda lõikuv sirgjoon lõikab sellest ära nelinurga, mille ümber saab alati ringjoont piirata.
  • Tagajärg. Antiparallelogrammi lähedal, mille kaks vastaskülge on antiparalleelsed, on alati võimalik kirjeldada ringi.

Ringi sisse kirjutatud nelinurga pindala

Brahmagupta valemi variandid

S=\sqrt((p-a)(p-b)(p-c)(p-d)), kus p on nelinurga poolperimeeter. S= \frac(1)(4) \sqrt(- \begin(vmatrix)

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

Muud ala valemid

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

kus θ mis tahes diagonaalide vahelised nurgad. Tingimusel, et nurk A ei ole sirge, pindala võib väljendada ka kujul :lk.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),

kus R on piiritletud ringi raadius. Otsene tagajärg on meil ebavõrdsus

S\le 2R^2,

kus võrdsus on võimalik siis ja ainult siis, kui see nelinurk on ruut.

Brahmagupta nelinurgad

Brahmagupta nelinurk on nelinurk, mis on kantud ringi täisarvude külgede pikkuste, täisarvude diagonaalide ja täisarvu pindalaga. Kõik võimalikud külgedega Brahmagupta nelinurgad a , b , c , d, diagonaalidega e , f, pindalaga S, ja piiritletud ringi raadius R võib saada järgmiste ratsionaalseid parameetreid hõlmavate avaldiste nimetajate eemaldamisega t , u, ja 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).

Näited

  • Ringi sisse kirjutatud privaatsed nelinurgad on: ristkülik, ruut, võrdhaarne või võrdhaarne trapets, antiparallelogramm.

Nelinurgad, mis on sisse kirjutatud ristdiagonaalidega ringi (kirjastatud ortodiagonaalsed nelinurgad)

Ristliku diagonaaliga ringi sisse kirjutatud nelinurkade omadused

Piiratud ringi ja pindala raadius

Oletame, et risti asetsevate diagonaalidega ringi sisse kirjutatud nelinurga puhul jagab diagonaalide lõikepunkt ühe diagonaali pikkusteks segmentideks lk 1 ja lk 2 ja jagab teise diagonaali pikkusega segmentideks q 1 ja q 2. Siis (Esimene võrdsus on Archimedese väide 11 " Lemmade raamat)

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

kus D- ringi läbimõõt. See on tõsi, kuna diagonaalid on ringi kõõluga risti. Nendest võrranditest järeldub, et piiritletud ringi raadius R saab vormis kirjutada

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

või kujundis nelinurga külgede järgi

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

Sellest tuleneb ka see

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

  • Sissekirjutatud ortodiagonaalsete nelinurkade puhul kehtib Brahmagupta teoreem:

Kui sisse kirjutatud nelinurgal on risti diagonaalid, mis lõikuvad punktis M, siis kaks paari antimediatris punkti läbima M.

Kommenteeri. Selles teoreemis antimediatris mõista segmenti F.E. nelinurk parempoolsel joonisel (analoogiliselt kolmnurga küljega risti poolitaja (mediatrix) abil). See on ühe küljega risti ja läbib samaaegselt nelinurga vastaskülje keskpunkti.

Kirjutage ülevaade artiklist "Ringi kirjutatud nelinurksed"

Märkmed

  1. Bradley, Christopher J. (2007), Geomeetria algebra: ristkoordinaadid, pindalalised ja projektiivsed koordinaadid, Highperception, lk. 179, ISBN 1906338000, OCLC
  2. . Sissekirjutatud nelinurgad.
  3. Siddons, A. W. ja Hughes, R. T. (1929), Trigonomeetria, Cambridge University Press, lk. 202, OCLC
  4. Durell, C.V. ja Robson, A. (2003), Courier Dover, ISBN 978-0-486-43229-8 ,
  5. Alsina, Claudi & Nelsen, Roger B. (2007), "", Foorum Geometricorum T. 7: 147–9 ,
  6. Johnson, Roger A., Täiustatud eukleidiline geomeetria, Dover Publ., 2007 (al. 1929).
  7. Hoehn, Larry (märts 2000), "Tsüklilise nelinurga ringraadius", Matemaatika Teataja T. 84 (499): 69–70
  8. .
  9. Altshiller-Court, Nathan (2007), Kolledži geomeetria: Sissejuhatus kolmnurga ja ringi kaasaegsesse geomeetriasse(2. väljaanne), Courier Dover, ss. 131, 137–8, ISBN 978-0-486-45805-2, OCLC
  10. Honsberger, Ross (1995), . Episoodid üheksateistkümnenda ja kahekümnenda sajandi eukleidilises geomeetrias, vol. 37, New Mathematical Library, Cambridge University Press, pp. 35–39, ISBN 978-0-88385-639-0
  11. Weisstein, Eric W.(inglise keeles) Wolfram MathWorldi veebisaidil.
  12. Bradley, Christopher (2011) ,
  13. .
  14. Coxeter, Harold Scott MacDonald & Greitzer, Samuel L. (1967), . Geomeetria uuesti läbi vaadatud, Mathematical Association of America, lk. 57, 60, ISBN 978-0-88385-619-2
  15. .
  16. Andreescu, Titu & Enescu, Bogdan (2004), . Matemaatikaolümpiaadi aarded, Springer, ss. 44–46, 50, ISBN 978-0-8176-4305-8
  17. .
  18. Buchholz, R. H. & MacDougall, J. A. (1999), "", Austraalia Matemaatika Seltsi bülletään T. 59 (2): 263–9 , DOI 10.1017/S0004972700032883
  19. .
  20. Johnson, Roger A., Täiustatud eukleidiline geomeetria, Dover Publ. koostöö, 2007
  21. , Koos. 74.
  22. .
  23. .
  24. .
  25. Peter, Thomas (september 2003), "Nelinurga pindala maksimeerimine", Kolledži matemaatika ajakiri T. 34 (4): 315–6
  26. Prasolov, Viktor, ,
  27. Alsina, Claudi ja Nelsen, Roger (2009), , , Mathematical Association of America, lk. 64, ISBN 978-0-88385-342-9 ,
  28. Sastry, K.R.S. (2002). "" (PDF). Foorum Geometricorum 2 : 167–173.
  29. Posamentier, Alfred S. & Salkind, Charles T. (1970), . Keerulised probleemid geomeetrias(2. väljaanne), Courier Dover, ss. 104–5, ISBN 978-0-486-69154-1
  30. .
  31. .
  32. .

Vaata ka

Videokursus "Saa A" sisaldab kõiki edukaks tegemiseks vajalikke teemasid eksami sooritamine matemaatikas 60-65 punkti. Täielikult kõik profiili ülesanded 1-13 KASUTADA matemaatikas. Sobib ka matemaatika Basic USE läbimiseks. Kui soovid sooritada eksami 90-100 punktiga, tuleb 1. osa lahendada 30 minutiga ja vigadeta!

Ettevalmistuskursus eksamiks 10-11 klassidele, samuti õpetajatele. Kõik vajalik matemaatika eksami 1. osa (esimesed 12 ülesannet) ja 13. ülesande (trigonomeetria) lahendamiseks. Ja see on ühtsel riigieksamil rohkem kui 70 punkti ja ilma nendeta ei saa hakkama ei sajapalline tudeng ega humanist.

Kogu vajalik teooria. Eksami kiirlahendused, lõksud ja saladused. Kõik 1. osa asjakohased ülesanded FIPI ülesannete pangast on analüüsitud. Kursus vastab täielikult USE-2018 nõuetele.

Kursus sisaldab 5 suurt teemat, igaüks 2,5 tundi. Iga teema on antud nullist, lihtsalt ja selgelt.

Sajad eksamiülesanded. Tekstülesanded ja tõenäosusteooria. Lihtsad ja kergesti meeldejäävad probleemide lahendamise algoritmid. Geomeetria. Teooria, teatmematerjal, igat tüüpi USE ülesannete analüüs. Stereomeetria. Keerulised lahendused, kasulikud petulehed, arendus ruumiline kujutlusvõime. Trigonomeetria nullist – ülesandeni 13. Tuupimise asemel mõistmine. Keeruliste mõistete visuaalne selgitus. Algebra. Juured, astmed ja logaritmid, funktsioon ja tuletis. Lahenduse alus väljakutseid pakkuvad ülesanded 2 osa eksamit.

Ringjoont nimetatakse nelinurka kantuks, kui nelinurga kõik küljed on ringjoone puutujad.

Selle ringi keskpunkt on nelinurga nurkade poolitajate lõikepunkt. Sel juhul on puutujapunktidesse tõmmatud raadiused risti nelinurga külgedega

Ringjoont nimetatakse nelinurga ümber piiratuks, kui see läbib kõik selle tipud.

Selle ringi keskpunkt on nelinurga külgedega risti olevate poolitajate lõikepunkt

Mitte iga nelinurka ei saa kirjutada ringiga ja mitte iga nelinurka ei saa ümbritseda ringiga.

INSPIREERITUD JA TELLITUD NELINURKIDE OMADUSED

TEOREEM Kumera sissekirjutatud nelinurga puhul on vastasnurkade summad üksteisega võrdsed ja 180°.

TEOREEM Ja vastupidi, kui nelinurga vastasnurkade summad on võrdsed, siis saab selle nelinurga ümber piirata ringjoone. Selle keskpunkt on külgede mediaalsete perpendikulaaride lõikepunkt.

TEOREEM Kui ringjoon on kirjutatud nelinurka, siis on selle vastaskülgede summad võrdsed.

TEOREEM Ja vastupidi, kui nelinurga vastaskülgede summad on võrdsed, siis saab sellesse kirjutada ringjoone. Selle keskpunkt on poolitajate lõikepunkt.

Tagajärjed: kõigist rööpkülikutest saab ringjoont piirata ainult ristküliku lähedal (eriti ruudu lähedal).

Kõigist rööpkülikutest saab ringiga kirjutada ainult rombi (eriti ruudu) (keskpunkt on diagonaalide lõikepunkt, raadius on võrdne poole kõrgusega).

Kui trapetsi lähedal on ringjoont võimalik piirata, siis on see võrdhaarne. Ringi saab piirata mis tahes võrdhaarse trapetsi ümber.

Kui ringjoon on kantud trapetsi, on selle raadius pool kõrgusest.

Ülesanded lahendustega

1. Leidke ristküliku diagonaal, mis on kirjutatud ringi, mille raadius on 5.

Ristküliku ümber piiritletud ringi keskpunkt on selle diagonaalide lõikepunkt. Seetõttu diagonaal AC võrdub 2 R. See on AC=10
Vastus: 10.

2. Trapetsi lähedal, mille põhjad on 6 cm ja 8 cm ning kõrgus on 7 cm, on ümbritsetud ring. Leidke selle ringi pindala.

Lase DC=6, AB=8. Kuna trapetsi lähedal on ringjoon, on see võrdhaarne.

Joonistame kaks kõrgust DM ja CN.Kuna trapets on võrdhaarne, siis AM = NB=

Siis AN=6+1=7

Kolmnurgast ANC Pythagorase teoreemi järgi leiame AC.

Kolmnurgast CBN Pythagorase teoreemi järgi leiame päike.

Trapetsi piiritletud ringjoon on ka kolmnurga piiratud ringjoon. DIA.

Leidke selle kolmnurga pindala kahel viisil, kasutades valemeid

Kus h- kõrgus ja - kolmnurga alus

Kus R on piiritletud ringi raadius.

Nendest avaldistest saame võrrandi . Kus

Ringi pindala saab olema

3. Nurgad ja nelinurk on seotud nagu . Leia nurk, kui antud nelinurga ümber saab ringjoont piirata. Esitage oma vastus kraadides

Tingimusest järeldub, et.Kuna nelinurga ümber saab kirjeldada ringjoont, siis

Saame võrrandi . Siis . Nelinurga kõigi nurkade summa on 360º. Siis

. kust me selle saame

4. Ümberringi ümbritsetud trapetsi küljed on 3 ja 5. Leidke trapetsi keskjoon.

Siis on mediaanjoon

5. Ümbermõõt ristkülikukujuline trapets ringjoone ümberpiiratud on 22, selle pikk külg on 7. Leia ringi raadius.

Trapetsis on sisse kirjutatud ringi raadius pool kõrgusest. Joonistame SC kõrguse.

Siis .

Kuna ringjoon on kantud trapetsi, on vastaskülgede pikkuste summad võrdsed. Siis

Siis perimeeter

Saame võrrandi

6. Võrdhaarse trapetsi alused on 8 ja 6. Piiratud ringi raadius on 5. Leidke trapetsi kõrgus.

Olgu O trapetsi ümber piiritletud ringi keskpunkt. Siis .

Joonistame läbi punkti O kõrguse KH

Siis , kus KO ja OH on võrdhaarsete kolmnurkade DOC ja AOB kõrgused ja samal ajal mediaanid. Siis

Pythagorase teoreemi järgi.

Sa vajad

  • - etteantud parameetritega nelinurk;
  • - kompass;
  • - joonlaud;
  • - kraadiklaas;
  • - kalkulaator;
  • - paber.

Juhend

Mõõtke kõik teile antud nelinurga nurgad. Leidke vastasnurkade summad. Kirjutage nelinurk ring võimalik ainult siis, kui vastasnurkade summad on 180°. Seega ehitada kirjeldatud ring alati ümber ruudu ja trapetsi.

joonistada ring raadiusega R. Määrake selle keskpunkt. Nagu , tähistatakse O-ga. Leidke ringil endal suvaline punkt ja nimetage seda mis tahes täheks. Oletame, et see on punkt A. Teie edasised toimingud sõltuvad sellest, kas nelinurk antakse teile. Ruudu diagonaalid on üksteisega risti ja on piiritletud ringi raadiused. Seetõttu konstrueerige kaks diameetrit, mille vaheline nurk on 90°. Nende ristumispunktid ringÜhendage need järjestikku sirgjoontega.

Ristküliku sobitamiseks peate teadma diagonaalide vahelist nurka või külgede mõõtmeid. Teisel juhul on nurk võimalik Pythagorase teoreemi, siinuste või koosinuste abil. Joonistage üks läbimõõtudest. Märkige see näiteks punktidega A ja C. Punktist O, mis on ühtlasi diagonaali keskpunkt, jätke diagonaalide vaheline nurk kõrvale. Joonistage teine ​​läbimõõt läbi keskpunkti ja uue punkti. Samamoodi nagu ruudu puhul, ühenda diameetrite lõikepunktid järjestikku ring Yu.

Võrdhaarse trapetsi konstrueerimiseks leidke ringilt suvaline punkt. Ehitage sellest akord, mis on võrdne ülemise või alumise alusega. Leidke selle keskpunkt ja joonistage selle ja ringi keskpunktiga risti läbimõõt. Jäta kõrvale trapetsi kõrguse läbimõõdule. Joonistage risti läbi selle punkti mõlemas suunas, kuni see lõikub punktiga ring Yu. Ühendage otsad kokku.

Kasulikud nõuanded

AutoCADis sisse kirjutatud hulknurkade joonistamisel leidke esmalt peamenüüst rippmenüüst "Joonista" ja selles funktsioon "Polygon". Ruudu külgede arv määratakse kohe. Pärast selle ilmumist ekraanile minge funktsioonile "Sissekirjutatud/ümberpiiratud hulknurk". Soovitud hoone ilmub kohe ekraanile.

Selles programmis trapetsi või ristküliku ehitamiseks leidke diagonaalide lõikepunkti koordinaadid. See on ka piiritletud ringi keskpunkt.

Trapets on lame nelinurkne kujund, mille kaks külge (põhjad) on paralleelsed ja ülejäänud kaks (küljed) ei tohi olla paralleelsed. Kui trapetsi kõik neli tippu asuvad samal ringil, siis öeldakse, et see nelinurk on sellesse sisse kirjutatud. Sellist figuuri pole keeruline ehitada.

Sa vajad

  • Paber, pliiats, ruut, kompassid.

Juhend

Kui trapetsi jaoks pole lisanõudeid, võib teil olla mis tahes pikkusega külgi. Seetõttu alustage ehitamist suvalisest, näiteks alumises vasakpoolses kvartalis. Määrake see tähega A - siin on üks sisse kirjutatud tippudest ring trapetsikujuline.

Joonistage horisontaaljoon, mis algab punktist A ja lõpeb ristmikul ring yu all paremal. Märkige see ristmik tähega B. Konstrueeritud segment AB on trapetsi alumine alus.

Joonistage mis tahes mugaval viisil segment alumise alusega paralleelselt, keskpunkti kohal. Näiteks kui teie käsutuses on, saate seda teha järgmiselt: kinnitage see AB alusele ja tõmmake risti abijoon. Seejärel kinnitage tööriist ringi keskpunkti kohal olevale juhtjoonele ja tõmmake selle mõlemale küljele perpendikulaarid, mis lõppevad ristmikuga ring Yu. Need kaks risti peavad asetsema ühel ja seejärel moodustavad need trapetsi ülemise aluse. Märkige selle aluse vasakpoolne äärmine punkt tähega D ja parem äärmine punkt tähega C.

Kui ruutu pole, kuid on kompass, siis on ülemise aluse ehitamine veelgi lihtsam. Pange suvaline punkt ringi ülemisse vasakpoolsesse veerandisse. Ainus tingimus on, et see ei tohiks asuda rangelt vertikaalselt punkti A kohal, vastasel juhul on konstrueeritud kujund ruut. Märkige punkt tähega D ja märkige kompassile punktide A ja D vaheline kaugus. Seejärel seadke kompass punkti B ja märkige ringi paremas ülaveerandis ootel olevale kaugusele vastav punkt. Tähistage see tähega C ja joonistage ülemine alus, ühendades punktid D ja C.

Joonistage trapetsi küljed, tõmmates joonelõike AD ja BC.

Seotud videod

Vastavalt definitsioonile, kirjeldatud ring peab läbima antud hulknurga kõiki nurgatippe. Pole üldse vahet, milline hulknurk see on - kolmnurk, ruut, ristkülik, trapets või midagi muud. Samuti pole vahet, kas tegemist on korrapärase või ebakorrapärase hulknurgaga. Tuleb vaid arvestada, et mille ümber on hulknurgad ring kirjeldada ei saa. saab alati kirjeldada ringümber kolmnurga. Mis puudutab nelinurki, ring saab kirjeldada ruudu või ristküliku või võrdhaarse trapetsi kohta.

Sa vajad

  • Antud hulknurk
  • Joonlaud
  • ruut
  • Pliiats
  • Kompass
  • Protraktor
  • Siinuste ja koosinuste tabelid
  • Matemaatilised mõisted ja valemid
  • Pythagorase teoreem
  • Siinuse teoreem
  • Koosinusteoreem
  • Kolmnurkade sarnasuse märgid

Juhend

Koostage antud parameetritega hulknurk ja kas selle ümber on võimalik piiritleda ring. Kui teile antakse nelinurk, arvutage selle vastasnurkade summa. Igaüks neist peaks olema 180 °.

Kirjeldama ring, peate arvutama selle raadiuse. Pidage meeles, kus erinevates hulknurkades asub ringi keskpunkt. Kolmnurgas on see antud kolmnurga kõigi kõrguste lõikepunktis. Ruudus ja ristkülikutes - diagonaalide lõikepunktis, trapetsi puhul - sümmeetriatelje lõikepunktis külgede keskpunkte ühendava joonega ja mis tahes muu kumera hulknurga korral - ristmiku ristumispunktis. poolitajad risti külgedega.

Arvutage Pythagorase teoreemi abil ümber ruudu ja ristküliku ümbritsetud ringi läbimõõt. See võrdub ristküliku külgede ruutude summa ruutjuurega. Ruudu puhul, mille kõik küljed on võrdsed, on diagonaal võrdne ruutjuurega külje kahekordsest ruudust. Raadiuse saamiseks jagage läbimõõt 2-ga.

Arvutage kolmnurga piiritletud ringi raadius. Kuna kolmnurga parameetrid on antud tingimustes, siis arvuta raadius valemiga R = a/(2 sinA), kus a on kolmnurga üks külgedest, ? on vastupidine nurk. Selle külje asemel võite võtta külje ja selle vastas oleva nurga.

Arvutage trapetsi ümber piiratud ringi raadius. R = a*d*c/4 v(p*(p-a)*(p-d)*(p-c)) 2*(a+d+c) . Arvutage puuduvad väärtused. Kõrguse saab arvutada siinuse või koosinuse teoreemi abil, trapetsi külgede pikkused ja nurgad on antud tingimustes. Teades kõrgust ja võttes arvesse kolmnurkade sarnasusi, arvutage diagonaal. Pärast seda jääb üle raadius arvutada ülaltoodud valemi abil.

Seotud videod

Kasulikud nõuanded

Teise hulknurga ümber oleva ringi raadiuse arvutamiseks tehke rida täiendavaid konstruktsioone. Saa rohkem lihtsad kujundid, mille parameetreid teate.

Ülesanne on siseneda ring hulknurk võib täiskasvanu sageli segadusse ajada. Koolilaps peab oma otsust selgitama, nii et vanemad surfavad veebis lahendust otsides.

Juhend

joonistada ring. Asetage kompassi nõel ringi küljele, kuid ärge muutke raadiust. Joonistage kaks ristuvat kaare ring keerates kompassi paremale ja vasakule.

Liigutage kompassinõela ümber ringi punktini, kus kaar sellega lõikub. Pöörake kompassi uuesti ja tõmmake veel kaks kaare, ületades ringi piirjoone. Seda protseduuri korratakse kuni ristumiseni esimese punktiga.

joonistada ring. Joonistage läbimõõt läbi selle keskpunkti, jooned peaksid olema horisontaalsed. Ehitage risti läbi ringi keskpunkti, saage vertikaalne joon (näiteks NE).

Jagage raadius pooleks. Märkige see punkt läbimõõdu joonele (märgistage see A). Ehitada ring tsentreeritud punktis A ja raadiuses AC. Horisontaalse joonega ületamisel saad teise punkti (D näiteks). Selle tulemusena on segment CD viisnurga see külg, kuhu soovite sisestada.

Mööda ringi kontuuri asetage kõrvale poolringid, mille raadius on võrdne CD-ga. Seega originaal ring jagatakse viieks võrdseks osaks. Ühendage punktid joonega. Viisnurga kirjutamise probleem ring ka valmis.

Järgnevat kirjeldatakse sisestamisega ring ruut. Joonistage läbimõõduga joon. Võtke kraadiklaas. Asetage see läbimõõdu ja ringi külje ristumispunkti. Laiendage kompassi raadiuse pikkuseni.

Tõmmake ristmikule kaks kaarega ring yu, keerates kompassi ühes ja teises suunas. Liigutage kompassi jalg vastaspunkti ja tõmmake sama lahendusega veel kaks kaare. Ühendage punktid.

Läbimõõt ruut, jagage kahega ja võtke juur. Selle tulemusena saate väljaku külje, mis sobib hõlpsalt sisse ring. Avage kompass selle pikkusega. Pane tema nõel pähe ring ja tõmmake kaar, mis lõikab ringi ühte külge. Liigutage kompassi jalg saadud punkti. Joonista kaar uuesti.

Korrake protseduuri ja joonistage veel kaks punkti. Ühendage kõik neli punkti. See on lihtsam viis ruudu sobitamiseks ring.

Mõelge sisse sobitamise probleemile ring. joonistada ring. Võtke ringjoonel meelevaldselt punkt - see on kolmnurga tipp. Sellest punktist, hoides kompassi, tõmmake kaar ristmikule ring Yu. Sellest saab teine ​​tipp. Ehitage sellest sarnaselt kolmas tipp. Ühendage punktid joonega. Lahendus leitud.

Seotud videod

Ruudu saab hõlpsasti ringiks sobitada joonistustööriistade abil. Kuid see ülesanne lahendatakse isegi nende täieliku puudumisel. On vaja meeles pidada ainult ruudu mõningaid omadusi.

Sa vajad

  • - kompass
  • - pliiats
  • -gon
  • - käärid

Juhend

Joonista ülesande juurde. Ilmselt on ringi läbimõõt sellesse sisse kirjutatud diagonaal. Tuletage meelde ruudu tuntud omadust: selle diagonaalid on üksteisega risti. Kasutage seda diagonaalide suhet antud ruudu koostamisel.

Joonistage ringi läbimõõt. Keskelt ruudu abil tõmmake teine ​​läbimõõt esimese suhtes 90 kraadise nurga all. Ühendage risti läbimõõduga ristumispunktid ringiga ja saage sellesse ringi sisse kirjutatud ruut.

Kui teie ainus joonistustööriist on kompass, joonistage ring. Märkige ringile suvaline punkt ja tõmmake selle läbimõõt sirge serva abil. Nüüd peate kasutama kompassi, et jagada pool ringist läbimõõdu otste vahel kaheks võrdseks osaks. Läbimõõdu ja ringi ristumispunktidest tehke kaks sälku, hoides kompassi lahendust muutmata. Joonistage teine ​​läbimõõt läbi nende serifide ristumispunkti ja ringi keskpunkti. Ilmselgelt on see esimesega risti.

Kui teil pole joonistustööriistu, saate lõigata antud ringiga piiratud ringi. Voldi väljalõigatud kujund täpselt pooleks. Proovige toimingut uuesti. Murdejoone otsad on vaja kombineerida, siis sobivad kõverad lõigud ilma täiendava pingutuseta. Parandage lisamise read. Nüüd laiendage ringi. Murdejooned on selgelt nähtavad. Painutage ringi segmendid voltimisjoonte ja ringiga ristumispunktide vahel ja lõigake need segmendid. Lõikejooned on soovitud ruudu küljed. Asetage väljalõigatud ruut antud ringile, joondades selle keskpunkti ringi murdejoonte lõikepunktiga. Ruudu tipud asuvad ringil, mida oli vaja teha.

Ringjoont nimetatakse hulknurgale kantuks, kui see asub täielikult selles hulknurgas. Kirjeldatud joonise igal küljel on ringiga ühine punkt.

Kirjeldatud nelinurkade näideteks on deltalihased, mille hulka kuuluvad rombid, mis omakorda hõlmavad ruute. Deltoidid on täpselt need piiritletud nelinurgad, mis on samuti ortodiagonaalsed. Kui nelinurk on piiritletud ja sissekirjutatud nelinurk, nimetatakse seda kahekeskne.

Omadused

Kirjeldatud nelinurgas ristuvad neli poolitajat ringi keskpunktis. Ja vastupidi, kumer nelinurk, mille ühes punktis lõikuvad neli poolitajat, tuleb piiritleda ja poolitajate lõikepunkt on sisse kirjutatud ringi keskpunkt.

Kui vastasküljed kumeras nelinurgas ABCD(mis ei ole trapets) ristuvad punktides E ja F, siis puutuvad nad ringiga siis ja ainult siis

B E + B F = D E + D F (\displaystyle \displaystyle BE+BF=DE+DF) A E − E C = A F − F C . (\displaystyle \displaystyle AE-EC=AF-FC.)

Teine võrdsus on peaaegu sama, mis võrdsus sisse Urquharti teoreem. Erinevus on ainult märkides – Urquharti teoreemis summad ja siin erinevused (vt joonist paremal).

Teine vajalik ja piisav tingimus on kumer nelinurk ABCD kirjeldatakse siis ja ainult siis, kui sissekirjutatud kolmnurgad ABC ja ADC ringid puudutavad üksteist.

Kirjeldus diagonaaliga moodustatud nurkades BD nelinurga külgedega ABCD, kuulub Iosifescule. Ta tõestas 1954. aastal, et kumeral nelinurgal on siseringjoon siis ja ainult siis

tan ⁡ ∠ A B D 2 ⋅ tan ⁡ ∠ B D C 2 = tan ⁡ ∠ A D B 2 ⋅ tan ⁡ ∠ D B C 2 . (\displaystyle \tan (\frac (\angle ABD)(2))\cdot \tan (\frac (\angle BDC)(2))=\tan (\frac (\angle ADB)(2))\cdot \tan (\frac (\angle DBC)(2)).) R a R c = R b R d (\displaystyle R_(a)R_(c)=R_(b)R_(d)),

kus R a , R b , R c , R d on külgi väliselt puutuvate ringide raadiused a, b, c, d vastavalt ja külgnevate külgede jätkud mõlemal küljel.

Diagonaalidest moodustatud nelja kolmnurga kohta on teada veel mõned kirjeldused.

Spetsiaalsed lõiked

Kaheksa puutuja segmendid piiritletud nelinurgast on lõigud tippude ja külgede puutepunktide vahel. Igal tipul on kaks võrdset puutuja segmenti.

Puutepunktid moodustavad sissekirjutatud nelinurga.

Ruut

Mittetrigonomeetrilised valemid

K = 1 2 p 2 q 2 − (a c − b d) 2 (\displaystyle K=(\tfrac (1) (2))(\sqrt (p^(2)q^(2)-(ac-bd) ^(2)))),

pindala andmine diagonaalide järgi lk, q ja peod a, b, c, d puutuja nelinurk.

Piirkonda saab esitada ka puutujate segmentidena (vt eespool). Kui need on tähistatud e, f, g, h, siis puutuja nelinurga pindala on

K = (e + f + g + h) (e f g + f g h + g h e + h e f) . (\displaystyle K=(\sqrt ((e+f+g+h)(efg+fgh+ghe+hef))).)

Lisaks saab puutuja nelinurga pindala väljendada külgede kaudu a, b, c, d ja puutujate segmentide vastavad pikkused e, f, g, h

K = a b c d − (e g − f h) 2 . (\displaystyle K=(\sqrt (abcd-(eg-fh)^(2))).)

Kuna nt = fh siis ja ainult siis, kui see on ka sisse kirjutatud, saame, et maksimaalne pindala a b c d (\displaystyle (\sqrt(abcd))) saab saavutada ainult nelinurkadel, mis on korraga nii piiritletud kui ka sisse kirjutatud.

Trigonomeetrilised valemid

K = a b c d sin ⁡ A + C 2 = a b c d sin ⁡ B + D 2 . (\displaystyle K=(\sqrt (abcd))\sin (\frac (A+C)(2))=(\sqrt (abcd))\sin (\frac (B+D)(2)).)

Külgede antud korrutise korral on pindala maksimaalne, kui nelinurk on samuti sisse kirjutatud. Sel juhul K = a b c d (\displaystyle K=(\sqrt (abcd))), kuna vastasnurgad täiendavad üksteist. Seda saab tõestada ka muul viisil, kasutades matemaatilist analüüsi.

Teine valem piiritletud nelinurga pindala jaoks ABCD, kasutades kahte vastasnurka

K = (O A ⋅ O C + O B ⋅ O D) sin ⁡ A + C 2 (\displaystyle K=\left(OA\cdot OC+OB\cdot OD\right)\sin (\frac (A+C)(2) )),

kus O on sisse kirjutatud ringi keskpunkt.

Tegelikult saab pindala väljendada ainult kahe külgneva külje ja kahe vastasnurga kaudu.

K = a b sin ⁡ B 2 csc ⁡ D 2 sin ⁡ B + D 2 . (\displaystyle K=ab\sin (\frac (B) (2))\csc (\frac (D) (2))\sin (\frac (B+D) (2)).) K = 1 2 | (a c − b d) tan⁡ θ | , (\displaystyle K=(\tfrac (1) (2))|(ac-bd)\tan (\theta )|,)

kus θ nurk (mis tahes) diagonaalide vahel. Valem ei kehti deltalihaste puhul, kuna antud juhul θ on 90° ja puutuja pole määratletud.

ebavõrdsused

Nagu ülalpool mainitud, külgedega puutuja hulknurga pindala a, b, c, d rahuldab ebavõrdsust

K ≤ a b c d (\displaystyle K\leq (\sqrt (abcd)))

ja võrdsus saavutatakse siis ja ainult siis, kui nelinurk on kahekeskne.

T. A. Ivanova (1976) järgi poolperimeeter s piiritletud nelinurk rahuldab ebavõrdsust

s ≥ 4r (\displaystyle s\geq 4r),

kus r on sisse kirjutatud ringi raadius. Ebavõrdsus muutub võrdsuseks siis ja ainult siis, kui nelinurk on ruut. See tähendab, et piirkonna jaoks K = rs, ebavõrdsus

K ≥ 4 r 2 (\displaystyle K\geq 4r^(2))

võrdsusele üleminekuga siis ja ainult siis, kui nelinurk on ruut.

Nelinurga osade omadused

Neli sirge lõiku sisse kirjutatud ringi keskpunkti ja puutepunktide vahel jagavad nelinurga neljaks ristkülikukujuline deltalihas.

Kui sirgjoon jagab piiritletud nelinurga kaheks võrdse pindala ja võrdse perimeetriga hulknurgaks, siis see joon läbib tsentri.

Sisse kirjutatud ringi raadius

Külgedega sissekirjutatud nelinurga sissekirjutatud ringi raadius a, b, c, d antud valemiga

r = K s = K a + c = K b + d (\displaystyle r=(\frac (K)(s))=(\frac (K)(a+c))=(\frac (K)( b+d))),

kus K on nelinurga pindala ja s- poolperimeeter. Antud poolperimeetriga piiritletud nelinurkade puhul on sissekirjutatud ringi raadius maksimaalne, kui nelinurk on samuti sisse kirjutatud.

Puutujalõikude osas sissekirjutatud ringi raadius.

r = e f g + f g h + g h e + h e f e + f + g + h . (\displaystyle \displaystyle r=(\sqrt (\frac (efg+fgh+ghe+hef)(e+f+g+h))).)

Sissekirjutatud ringi raadiust saab väljendada ka kaugusena tsentrist O piiritletud nelinurga tippudele ABCD. Kui a u = AO, v=BO, x=CO ja y=DO, siis

r = 2 (σ − u v x) (σ − v x y) (σ − x y u) (σ − y u v) u v x y (u v + x y) (u x + v y) (u y + v x) (\displaystyle r=2(\sqrt (\) frac ((\sigma -uvx)(\sigma -vxy)(\sigma -xyu)(\sigma -yuv))(uvxy(uv+xy)(ux+vy)(uy+vx))))),

kus σ = 1 2 (u v x + v x y + x y u + y u v) (\displaystyle \sigma =(\tfrac (1) (2))(uvx+vxy+xyu+yuv)) .

Nurkade valemid

Kui a e, f, g ja h puutuja lõigud tippudest A, B, C ja D vastavalt ringi puutepunktidele nelinurga poolt ABCD, siis saab nelinurga nurgad arvutada valemitega

sin ⁡ A 2 = e f g + f g h + g h e + h e f (e + f) (e + g) (e + h) , (\displaystyle \sin (\frac (A) (2))=(\sqrt (\frac) (efg+fgh+ghe+hef)((e+f)(e+g)(e+h)))),) sin ⁡ B 2 = e f g + f g h + g h e + h e f (f + e) ​​(f + g) (f + h) , (\displaystyle \sin (\frac (B) (2))=(\sqrt () \frac (efg+fgh+ghe+hef)((f+e)(f+g)(f+h)))),) sin ⁡ C 2 = e f g + f g h + g h e + h e f (g + e) ​​(g + f) (g + h) , (\displaystyle \sin (\frac (C) (2))=(\sqrt ( \frac (efg+fgh+ghe+hef)((g+e)(g+f)(g+h)))),) sin ⁡ D 2 = e f g + f g h + g h e + h e f (h + e) ​​(h + f) (h + g) . (\displaystyle \sin (\frac (D)(2))=(\sqrt (\frac (efg+fgh+ghe+hef)((h+e)(h+f)(h+g)))) .)

Nurk akordide vahel KM ja LN antud valemiga (vt joonist)

sin ⁡ φ = (e + f + g + h) (e f g + f g h + g h e + h e f) (e + f) (f + g) (g + h) (h + e) ​​. (\displaystyle \sin (\varphi )=(\sqrt (\frac ((e+f+g+h)(efg+fgh+ghe+hef))((e+f)(f+g)(g+ h )(h+e)))).)

Diagonaalid

Kui a e, f, g ja h on puutujate segmendid alates A, B, C ja D nelinurga poolt sisse kirjutatud ringi puutepunktidesse ABCD, siis diagonaalide pikkused p=AC ja q = BD võrdne

p = e + g f + h ((e + g) (f + h) + 4 f h) , (\displaystyle \displaystyle p=(\sqrt ((\frac (e+g)(f+h))(\ Suur ()(e+g)(f+h)+4fh(\Big)))),) q = f + h e + g ((e + g) (f + h) + 4 e g) . (\displaystyle \displaystyle q=(\sqrt ((\frac (f+h)(e+g))(\Big ()(e+g)(f+h)+4eg(\Big)))). )

Puutepunkti akordid

Kui a e, f, g ja h on lõigud tippudest puutujapunktidesse, siis vastandlike puutujapunktide akordide pikkused on

k = 2 (e f g + f g h + g h e + h e f) (e + f) (g + h) (e + g) (f + h) , (\displaystyle \displaystyle k=(\frac (2(efg+fgh+ ghe) +hef))(\sqrt ((e+f)(g+h)(e+g)(f+h)))),) l = 2 (e f g + f g h + g h e + h e f) (e + h) (f + g) (e + g) (f + h) , (\displaystyle \displaystyle l=(\frac (2(efg+fgh+ ghe) +hef))(\sqrt ((e+h)(f+g)(e+g)(f+h)))),)

kus on akord kühendab küljed pikkustega a = e + f ja c = g + h, ja akord lühendab küljed pikkusega b = f + g ja d = h + e. Akordide suhte ruut rahuldab seost

k 2 l 2 \u003d b d a c. (\displaystyle (\frac (k^(2))(l^(2)))=(\frac (bd)(ac)).)

Kaks akordi

Akord külgede vahel AB ja CD piiritletud nelinurgas ABCD pikem kui külgedevaheline akord eKr ja DA siis ja ainult siis, kui külgedevaheline mediaanjoon AB ja CD lühem kui külgede vaheline mediaanjoon eKr ja DA .

Kui piiritletud nelinurk ABCD on kokkupuutepunkte M peal AB ja N peal CD ja akord MNületab diagonaali BD punktis P, siis puutujate segmentide suhe B M D N (\displaystyle (\tfrac (BM)(DN))) on võrdne suhtega B P D P (\displaystyle (\tfrac (BP)(DP))) diagonaalsed segmendid BD.

kollineaarsed punktid

Kui a M1 ja M2 on diagonaalide keskpunktid AC ja BD vastavalt piiritletud nelinurgas ABCD O, ja vastaskülgede paarid lõikuvad punktides E ja F ja M3- segmendi keskel EF, siis punktid M3, M1, O, ja M2 asetsevad ühel sirgel Neid punkte ühendavat sirget nimetatakse nelinurga Newtoni jooneks.

E ja F, ja puutepunktidest moodustatud nelinurga vastaskülgede pikendused lõikuvad punktides T ja S, siis neli punkti E, F, T ja S lebama samal real

AB, eKr, CD, DA punktides M, K, N ja L vastavalt ja kui T M, T K, T N, T L on nende punktide isotoomiliselt konjugeeritud punktid (st. AT M = BM jne), siis Nageli punkt defineeritud kui joonte ristumiskoht T N T M ja T K T L. Mõlemad sirged jagavad nelinurga ümbermõõdu kaheks võrdseks osaks. Veelgi olulisem on aga Nageli punkt K, "piirkonna tsentroid" G ja sisse kirjutatud ringi keskpunkt O asetsevad samal sirgel ja QG = 2MINNA. Seda rida nimetatakse sirge Nagel piiritletud nelinurk.

Piiratud nelinurgas ABCD sisse kirjutatud ringi keskpunktiga O P, lase HM, H K, H N, H L on kolmnurkade ortotsentrid AOB, BOC, COD ja DOA vastavalt. Siis punktid P, HM, H K, H N ja H L lebama samal real.

Võistlevad ja risti asetsevad jooned

Nelinurga kaks diagonaali ja kaks vastandlikke kokkupuutepunkte ühendavat kõõlu (sissekirjutatud nelinurga vastandtipud) on külgnevad (st ristuvad ühes punktis). Selle näitamiseks võib kasutada Brianchoni teoreemi erijuhtu, mis väidab, et kuusnurgal, mille kõik küljed puutuvad kokku koonuselõikega, on kolm diagonaali, mis lõikuvad ühes punktis. Kirjeldatud nelinurgast on lihtne saada kahe 180° nurgaga kuusnurk, lisades kaks uut tippu vastandlikesse puutujapunktidesse. Saadud kuusnurga kõik kuus külge puutuvad siseringjoonega, nii et selle diagonaalid lõikuvad ühes punktis. Kuid kuusnurga kaks diagonaali langevad kokku nelinurga diagonaalidega ja kolmas diagonaal läbib vastupidiseid kokkupuutepunkte. Korrates sama põhjendust kahe ülejäänud puutepunkti kohta, saame soovitud tulemuse.

Kui sisse kirjutatud ringjoon puutub külgedega AB, eKr, CD ja DA punktides M, K, N, L vastavalt siis sirgjooned MK, LN ja AC konkurentsivõimeline.

Kui piiritletud nelinurga vastaskülgede pikendused lõikuvad punktides E ja F, ja diagonaalid ristuvad punktis P, siis sirgjoon EF jätkuga risti OP, kus O on sisse kirjutatud ringi keskpunkt.

Sissekirjutatud ringi omadused

Piiratud nelinurga kahe vastaskülje suhet saab väljendada kauguste kaudu sissekirjutatud ringi keskpunktist O asjaomastele osapooltele

A B C D = O A ⋅ O B O C ⋅ O D , B C D A = O B ⋅ O C O D ⋅ O A . (\displaystyle (\frac (AB)(CD))=(\frac (OA\cdot OB)(OC\cdot OD)),\quad \quad (\frac (BC)(DA))=(\frac ( OB\cdot OC)(OD\cdot OA)).

Piiratud nelinurga kahe külgneva külje korrutis ABCD sisse kirjutatud ringi keskpunktiga O rahuldab suhet

A B ⋅ B C = O B 2 + O A ⋅ O B ⋅ O C O D . (\displaystyle AB\cdot BC=OB^(2)+(\frac (OA\cdot OB\cdot OC)(OD)).)

Kui a O- nelinurga sisse kirjutatud ringi keskpunkt ABCD, siis

O A ⋅ O C + O B ⋅ O D = A B ⋅ B C ⋅ C D ⋅ D A . (\displaystyle OA\cdot OC+OB\cdot OD=(\sqrt (AB\cdot BC\cdot CD\cdot DA)).)

Sissekirjutatud ringi keskpunkt O langeb kokku nelinurga "tsentroidi tippudega" siis ja ainult siis

O A ⋅ O C = O B ⋅ O D . (\displaystyle OA\cdot OC=OB\cdot OD.)

Kui a M1 ja M2 on diagonaalide keskpunktid AC ja BD vastavalt siis

O M 1 O M 2 = O A ⋅ O C O B ⋅ O D = e + g f + h , (\displaystyle (\frac (OM_(1)))(OM_(2)))=(\frac (OA\cdot OC)(OB\cdot OD))=(\frac (e+g)(f+h)),)

kus e, f, g ja h- tippude puutujate segmendid A, B, C ja D vastavalt. Kombineerides esimese võrdsuse viimasega, saame, et piiritletud nelinurga "tippude keskpunkt" langeb kokku kirjutatud ringi keskpunktiga siis ja ainult siis, kui sissekirjutatud ringi keskpunkt asub diagonaalide keskpunktide vahel.

1 r 1 + 1 r 3 = 1 r 2 + 1 r 4. (\displaystyle (\frac (1)(r_(1)))+(\frac (1)(r_(3)))=(\frac (1)(r_(2)))+(\frac (1) )(r_(4))).)

Seda omadust tõestas Weinstein viis aastat varem. Tema probleemi lahendamisel andsid sarnase vara Vassiljev ja Senderov. Kui läbi h M , h K , h N ja h L tähistab samade kolmnurkade kõrgusi (langetatud diagonaalide ristumiskohast P), siis on nelinurk piiratud siis ja ainult siis

1 h M + 1 h N = 1 h K + 1 h L . (\displaystyle (\frac (1)(h_(M)))+(\frac (1)(h_(N)))=(\frac (1)(h_(K)))+(\frac (1) )(h_(L))).)

Teine sarnane omadus kehtib välisringide raadiuste kohta r M , r K , r N ja r L sama nelja kolmnurga jaoks (neli välisringjoont puutuvad nelinurga kummagi külje ja diagonaalide pikendustega). Nelinurk on piiritletud siis ja ainult siis

1 r M + 1 r N = 1 r K + 1 r L . (\displaystyle (\frac (1)(r_(M)))+(\frac (1)(r_(N)))=(\frac (1)(r_(K)))+(\frac (1) )(r_(L))).)

Kui a R M , R K , R N ja R L - kolmnurkade ümbermõõdu raadiused APB, BPC, CPD ja DPA vastavalt siis kolmnurk ABCD kirjeldatakse siis ja ainult siis

R M + R N = R K + R L . (\displaystyle R_(M)+R_(N)=R_(K)+R_(L).)

1996. aastal näib Weinstein olevat esimene, kes tõestas veel ühte tähelepanuväärset piiratud nelinurkade omadust, mis hiljem ilmus mitmetes ajakirjades ja veebisaitidel. Omadus väidab, et kui kumer nelinurk on jagatud diagonaalidega neljaks mittekattuvateks kolmnurkadeks, asuvad nende kolmnurkade siseringi keskpunktid samal ringil siis ja ainult siis, kui nelinurk on piiritletud. Tegelikult moodustavad sisse kirjutatud ringide keskpunktid ortodiagonaalse sissekirjutatud nelja nurga. Siin saab sissekirjutatud ringid asendada eksringidega (puutuja nelinurga diagonaalide külgede ja jätkudega). Siis on kumer nelinurk ümbritsetud siis ja ainult siis, kui ringjoonte keskpunktid on sissekirjutatud nelinurga tipud.

Kumer nelinurk ABCD kus diagonaalid ristuvad punktis P, on piiritletud siis ja ainult siis, kui kolmnurkade neli keskpunkti on ringikujulised APB, BPC, CPD ja DPA asetsevad samal ringil (siin lõikuvad liigendringjooned nelinurga külgedega, erinevalt ülaltoodud analoogsest väitest, kus osaringjooned asuvad nelinurgast väljaspool). Kui a R m, R n, Rk ja Rl- välisringide raadiused APB, BPC, CPD ja DPA vastavalt tippude vastas B ja D, siis teine ​​vajalik ja piisav tingimus nelinurga piiramiseks on

1 R m + 1 R n = 1 R k + 1 R l . (\displaystyle (\frac (1)(R_(m)))+(\frac (1)(R_(n)))=(\frac (1)(R_(k)))+(\frac (1) )(R_(l))).) m △ (A P B) + n △ (C P D) = k △ (B P C) + l △ (D P A) (\displaystyle (\frac (m)(\kolmnurk (APB)))+(\frac (n)(\kolmnurk (CPD)))=(\frac (k)(\kolmnurk (BPC)))+(\frac (l)(\kolmnurk (DPA))))

siin m, k, n, l on külgede AB, BC, CD ja DA pikkused ning ∆( APB) - kolmnurga pindala APB.

Tähistame lõigud, millel punkt P jagab diagonaali AC kuidas AP = lk a ja PC = lk c. Samamoodi P jagage diagonaal BD segmentideks BP = lk b ja PD = lk d. Seejärel piiratakse nelinurk siis ja ainult siis, kui kehtib üks võrdustest:

(m + p a - p b) (n + p c - p d) (m - p a + p b) (n - p c + p d) = (k + p c - p b) (l + p a - p d) (k - p c + p b) (l − p a + p d) . (\displaystyle (\frac ((m+p_(a)-p_(b))(n+p_(c)-p_(d)))((m-p_(a)+p_(b))(n -p_(c)+p_(d))))=(\frac ((k+p_(c)-p_(b))(l+p_(a)-p_(d)))((k-p_ (c)+p_(b))(l-p_(a)+p_(d)))).)

Tingimused, et piiritletud nelinurk oleks teist tüüpi nelinurk.

Piiratud nelinurk on bitsentriline (st ümbritsetud ja sisse kirjutatud samal ajal) siis ja ainult siis, kui sissekirjutatud ringi raadius on suurim kõigi sama küljepikkuste jadaga piiritletud nelinurkade hulgast siis ja ainult siis, kui mõni järgmistest tingimustest on täidetud :

  • Pindala on pool diagonaalide korrutisest
  • Diagonaalid on risti
  • Kaks joonelõiku, mis ühendavad vastamisi kokkupuutepunkte, on võrdse pikkusega
  • Üks paar vastandlikku segmenti tipust kokkupuutepunktini on sama pikkusega
  • C.V. Durell, A. Robson. Täiustatud trigonomeetria // Doveri kordustrükk. - 2003.
  • Victor Bryant, John Duncan. Rattad rataste sees // Mathematical Gazette. - 2010. - Väljaanne. 94, nov.
  • Albrecht Hess. Ringil, mis sisaldab tangentsiaalsete nelinurkade tsentreid // Forum Geometricorum. - 2014. - T. 14.
  • Wu Wei Chao, Plamen Simeonov. Kui nelinurkadele on sisse kirjutatud ringid (ülesande 10698 lahendus) // American Mathematical Monthly . - 2000. - T. 107, number. 7. - DOI: 10.2307/2589133.
  • Mowaffaq Hajja. Tingimus, et ümberkirjutatav nelinurk oleks tsükliline // Forum Geometricorum. - 2008. - V. 8.

Larry Hoehn. Uus valem nelinurga diagonaalide ja külgede kohta. - 2011. - T. 11 T. 10.

  • Martin Josephson. Millal on tangentsiaalne nelinurk tuulelohe? // Forum Geometricorum. - 2011a. - T. 11.
  • Martin Josephson. Rohkem tangentsiaalsete nelinurkade iseloomustusi // Forum Geometricorum. - 2011b. - T. 11.
  • Martin Josephson. Kahetsentrilise nelinurga pindala // Forum Geometricorum. - 2011c. - T. 11.
  • Martin Josephson. Tangentsiaalsete ja ekstgentsiaalsete nelinurkade sarnased meetrilised karakteristikud // Forum Geometricorum. - 2012. - T. 12.
  • Martin Josephson. Ortodiagonaalsete nelinurkade iseloomustus. - 2012b. - T. 12.
  • Nikusor Minculet. Tangentsiaalse nelinurga iseloomustus // Forum Geometricorum. - 2009. - V. 9.
  • Aleksei Mjakišev. Kahel tähelepanuväärsel joonel, mis on seotud nelinurgaga // Forum Geometricorum. - 2006. - V. 6.
  • A.W. Siddons, R.T. Hughes. trigonomeetria. - Cambridge'i ülikool. Ajakirjandus, 1929.
  • I. Weinstein, N. Vassiljev, V. Senderov.(Probleemi lahendus) M1495 // Kvant. - 1995. - Väljaanne. 6.
  • Michael De Villiers. Võrdnurksed tsüklilised ja võrdkülgsed piiritletud hulknurgad // Mathematical Gazette. - 2011. - Väljaanne. 95, märts.
  • Sarnased postitused