รูปสี่เหลี่ยมในวงกลม. รูปสี่เหลี่ยม ABCD เขียนเป็นวงกลม

สารบัญ:

รูปสี่เหลี่ยมในวงกลม. รูปสี่เหลี่ยม ABCD เขียนเป็นวงกลม
รูปสี่เหลี่ยมในวงกลม. รูปสี่เหลี่ยม ABCD เขียนเป็นวงกลม
Anonim

ด้วยการแบ่งคณิตศาสตร์ออกเป็นพีชคณิตและเรขาคณิต สื่อการเรียนรู้จะกลายเป็นเรื่องยากขึ้น ตัวเลขใหม่และกรณีพิเศษปรากฏขึ้น เพื่อให้เข้าใจเนื้อหาได้ดี จำเป็นต้องศึกษาแนวคิด คุณสมบัติของวัตถุ และทฤษฎีบทที่เกี่ยวข้อง

แนวคิดทั่วไป

รูปสี่เหลี่ยมหมายถึงรูปทรงเรขาคณิต ประกอบด้วย 4 จุด ยิ่งกว่านั้น 3 ในนั้นไม่ได้อยู่บนเส้นตรงเดียวกัน มีส่วนที่เชื่อมต่อจุดที่ระบุในชุด

รูปสี่เหลี่ยมทั้งหมดที่เรียนในหลักสูตรเรขาคณิตของโรงเรียนแสดงในแผนภาพต่อไปนี้ สรุป: วัตถุใด ๆ จากรูปที่นำเสนอมีคุณสมบัติของรูปก่อนหน้า

รูปแบบการอยู่ใต้บังคับบัญชาของจตุรัส
รูปแบบการอยู่ใต้บังคับบัญชาของจตุรัส

รูปสี่เหลี่ยมสามารถเป็นประเภทต่อไปนี้:

  • สี่เหลี่ยมด้านขนาน. ความขนานของด้านตรงข้ามได้รับการพิสูจน์โดยทฤษฎีบทที่สอดคล้องกัน
  • ห้อยโหน. รูปสี่เหลี่ยมที่มีฐานขนานกัน อีกสองฝ่ายไม่ใช่
  • สี่เหลี่ยมผืนผ้า. รูปที่มีทั้ง 4 มุม=90º.
  • รูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน. ตัวเลขที่มีทุกด้านเท่ากัน
  • สแควร์. รวมคุณสมบัติของสองตัวเลขสุดท้าย มันมีทุกด้านเท่ากันและทุกมุมก็ถูก

คำจำกัดความหลักของหัวข้อนี้คือรูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลม ประกอบด้วยดังต่อไปนี้ นี่คือรูปที่มีวงกลมอธิบายไว้ ต้องผ่านจุดยอดทั้งหมด มุมภายในของรูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลมรวมกันได้ 360º

ไม่สามารถจารึกได้ทุกรูปสี่เหลี่ยม ทั้งนี้เพราะว่าเส้นแบ่งครึ่งตั้งฉากของด้านทั้ง 4 อาจไม่ตัดกันที่จุดหนึ่ง ซึ่งจะทำให้ไม่สามารถหาจุดศูนย์กลางของวงกลมที่ล้อมรอบ 4 เหลี่ยมได้

กรณีพิเศษ

มีข้อยกเว้นสำหรับทุกกฎ ดังนั้นในหัวข้อนี้ยังมีกรณีพิเศษ:

  • รูปสี่เหลี่ยมด้านขนานเช่นนี้ไม่สามารถจารึกเป็นวงกลมได้ เฉพาะกรณีพิเศษของเขาเท่านั้น มันคือสี่เหลี่ยม
  • ถ้าจุดยอดของรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนทั้งหมดอยู่บนเส้นล้อมรอบ มันจะเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัส
  • จุดยอดทั้งหมดของสี่เหลี่ยมคางหมูอยู่บนขอบเขตของวงกลม ในกรณีนี้ พวกเขาพูดถึงร่างหน้าจั่ว

คุณสมบัติของรูปสี่เหลี่ยมที่ถูกจารึกไว้ในวงกลม

ก่อนที่จะแก้ปัญหาที่ง่ายและซับซ้อนในหัวข้อที่กำหนด คุณต้องตรวจสอบความรู้ของคุณเสียก่อน หากไม่มีการศึกษาสื่อการสอน ก็ไม่สามารถแก้ปัญหาตัวอย่างเดียวได้

ทฤษฎีบท 1

ผลรวมของมุมตรงข้ามของรูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลมคือ 180º

คุณสมบัติของรูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลม
คุณสมบัติของรูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลม

หลักฐาน

ให้: รูปสี่เหลี่ยม ABCD ถูกจารึกไว้ในวงกลม จุดศูนย์กลางคือจุด O เราต้องพิสูจน์ว่า <A + <C=180º และ < B + <D=180º.

ต้องพิจารณาตัวเลขที่นำเสนอ

  1. <A ถูกจารึกไว้ในวงกลมตรงกลางที่จุด O ซึ่งวัดจาก ½ BCD (ครึ่งอาร์ค)
  2. <C ถูกจารึกไว้ในวงกลมเดียวกัน วัดจาก ½ BAD (ครึ่งอาร์ค)
  3. BAD และ BCD ก่อตัวเป็นวงกลม นั่นคือ ขนาดของพวกมันคือ360º
  4. <A + <C เท่ากับครึ่งหนึ่งของผลรวมของครึ่งโค้งที่แสดง
  5. ดังนั้น <A + <C=360º / 2=180º.
มุมของรูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลม
มุมของรูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลม

ในทำนองเดียวกัน หลักฐานของ <B และ <D อย่างไรก็ตาม มีวิธีแก้ไขปัญหาที่สอง

  1. เป็นที่ทราบกันดีว่าผลรวมของมุมภายในของรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสคือ 360º
  2. เพราะ <A + <C=180º. ดังนั้น <B + <D=360º – 180º=180º

ทฤษฎีบท 2

(มักเรียกว่าผกผัน) หากเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส <A + <C=180º และ <B + <D=180º (หากอยู่ตรงข้าม) จากนั้นวงกลมสามารถอธิบายได้รอบๆ ตัวเลขดังกล่าว

บทพิสูจน์ทฤษฎีบท
บทพิสูจน์ทฤษฎีบท

หลักฐาน

ผลรวมของมุมตรงข้ามของรูปสี่เหลี่ยม ABCD เท่ากับ 180º <A + <C=180º, <B +<D=180º. เราต้องพิสูจน์ว่าวงกลมสามารถล้อมรอบ ABCD ได้

จากหลักสูตรเรขาคณิต เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าสามารถวาดวงกลมผ่านจุด 3 จุดของรูปสี่เหลี่ยม ตัวอย่างเช่น คุณสามารถใช้จุด A, B, C จุด D จะอยู่ที่ใด? มีการเดา 3 แบบ:

  1. เธอเข้าไปอยู่ในวงกลม ในกรณีนี้ D จะไม่แตะเส้น
  2. นอกวงกลม. เธอก้าวไปไกลกว่าเส้นโครงร่าง
  3. กลายเป็นวงกลม

ควรถือว่า D อยู่ในวงกลม ตำแหน่งของจุดยอดที่ระบุนั้นถูกครอบครองโดย D´ มันกลายเป็นรูปสี่เหลี่ยม ABCD´.

ผลลัพธ์คือ:<B + <D´=2d.

ถ้าเราต่อ AD´ จนถึงทางแยกที่มีวงกลมอยู่ตรงกลางที่จุด E และเชื่อมต่อ E กับ C เราจะได้ ABCE สี่เหลี่ยมจัตุรัสที่จารึกไว้ จากทฤษฎีบทแรกเป็นไปตามความเท่าเทียมกัน:

บทพิสูจน์ทฤษฎีบท
บทพิสูจน์ทฤษฎีบท

ตามกฎของเรขาคณิต นิพจน์ไม่ถูกต้องเพราะ <D´ คือมุมด้านนอกของสามเหลี่ยม CD´E ดังนั้นควรมากกว่า <E จากนี้เราสามารถสรุปได้ว่า D จะต้องอยู่บนวงกลมหรือนอกวงกลม

ในทำนองเดียวกัน สมมติฐานที่สามสามารถพิสูจน์ได้ว่าผิดเมื่อ D´´ ก้าวข้ามขอบเขตของตัวเลขที่อธิบายไว้

จากสมมติฐานสองข้อคือข้อเดียวที่ถูกต้อง จุดยอด D อยู่บนเส้นวงกลม กล่าวอีกนัยหนึ่ง D เกิดขึ้นพร้อมกับ E ตามมาด้วยว่าจุดทั้งหมดของรูปสี่เหลี่ยมจะอยู่ในบรรทัดที่อธิบายไว้

จากพวกนี้สองทฤษฎีบท ผลสืบเนื่องตามมา:

รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าอะไรก็ได้ที่เขียนเป็นวงกลมได้ มีผลอีกอย่างหนึ่ง วงกลมสามารถล้อมรอบสี่เหลี่ยมผืนผ้าใดๆ

สี่เหลี่ยมคางหมูที่มีสะโพกเท่ากันสามารถจารึกเป็นวงกลมได้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ฟังดูเหมือน: วงกลมสามารถอธิบายได้รอบสี่เหลี่ยมคางหมูที่มีขอบเท่ากัน

หลายตัวอย่าง

ปัญหาที่ 1 รูปสี่เหลี่ยม ABCD ถูกจารึกไว้ในวงกลม <ABC=105º, <CAD=35º. ต้องหาให้เจอ <ABD. คำตอบจะต้องเขียนเป็นองศา

คุณสมบัติของรูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลม
คุณสมบัติของรูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลม

ตัดสินใจ. ในตอนแรกอาจดูเหมือนยากที่จะหาคำตอบ

1. คุณต้องจำคุณสมบัติจากหัวข้อนี้ กล่าวคือ ผลรวมของมุมตรงข้าม=180º.

<ADC=180º – <ABC=180º – 105º=75º

ในทางเรขาคณิต ดีกว่าที่จะยึดหลักการ: ค้นหาทุกสิ่งที่ทำได้ มีประโยชน์ในภายหลัง

2. ขั้นตอนต่อไป: ใช้ทฤษฎีบทผลรวมสามเหลี่ยม

<ACD=180º – <CAD – <ADC=180º – 35º – 75º=70º

<ABD และ <ACD ถูกจารึกไว้ ตามเงื่อนไขพวกเขาพึ่งพาส่วนโค้งเดียว ดังนั้นจึงมีค่าเท่ากัน:

<ABD=<ACD=70º

คำตอบ: <ABD=70º.

ปัญหาที่ 2 BCDE เป็นรูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลม <B=69º, <C=84º. จุดศูนย์กลางของวงกลมคือจุด E ค้นหา - <E.

รูปสี่เหลี่ยม ABCD ถูกจารึกไว้ในวงกลม
รูปสี่เหลี่ยม ABCD ถูกจารึกไว้ในวงกลม

การตัดสินใจ

  1. จำเป็นต้องหา <E โดยทฤษฎีบท 1.

<E=180º – <C=180º – 84º=96º

คำตอบ: < E=96º.

ปัญหาที่ 3. ให้รูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลม ข้อมูลแสดงในรูป จำเป็นต้องค้นหาค่าที่ไม่รู้จัก x, y, z.

มุมของรูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลม
มุมของรูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลม

วิธีแก้ไข:

z=180º – 93º=87º (ตามทฤษฎีบท 1)

x=½(58º + 106º)=82º

y=180º – 82º=98º (ตามทฤษฎีบท 1)

คำตอบ: z=87º, x=82º, y=98º.

ปัญหาที่ 4 มีรูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลม ค่าจะแสดงในรูป ค้นหา x, y.

มุมของรูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลม
มุมของรูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลม

วิธีแก้ไข:

x=180º – 80º=100º

y=180º – 71º=109º

คำตอบ: x=100º, y=109º.

ปัญหาในการแก้ปัญหาอย่างอิสระ

ตัวอย่าง 1. ให้วงกลม จุดศูนย์กลางของมันคือจุด O AC และ BD เป็นเส้นผ่านศูนย์กลาง <ACB=38º. ต้องหาให้เจอ <AOD. ต้องให้คำตอบเป็นองศา

คุณสมบัติของรูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลม
คุณสมบัติของรูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลม

ตัวอย่างที่ 2 ให้รูปสี่เหลี่ยม ABCD และมีวงกลมล้อมรอบ <ABC=110º, <ABD=70º. ค้นหา <CAD เขียนคำตอบเป็นองศา

รูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลม
รูปสี่เหลี่ยมที่จารึกไว้ในวงกลม

ตัวอย่างที่ 3 ให้วงกลมและรูปสี่เหลี่ยม ABCD ที่จารึกไว้ มุมทั้งสองของมันคือ82ºและ58º คุณต้องหามุมที่ใหญ่ที่สุดและเขียนคำตอบเป็นองศา

รูปสี่เหลี่ยม abcd ถูกจารึกไว้ในวงกลม
รูปสี่เหลี่ยม abcd ถูกจารึกไว้ในวงกลม

ตัวอย่างที่ 4 ให้ ABCD รูปสี่เหลี่ยม มุม A, B, C กำหนดไว้ในอัตราส่วน 1:2:3 จำเป็นต้องหามุม D ถ้ารูปสี่เหลี่ยมที่ระบุสามารถจารึกไว้ในวงกลมได้ ต้องให้คำตอบเป็นองศา

ตัวอย่าง 5. ให้ ABCD รูปสี่เหลี่ยม ด้านข้างสร้างส่วนโค้งของวงกลมที่ล้อมรอบ ค่าดีกรี AB, BC, CD และ AD ตามลำดับ ได้แก่ 78˚, 107˚, 39˚, 136˚ คุณควรหา <จากสี่เหลี่ยมที่กำหนดและเขียนคำตอบเป็นองศา