В геометрии понятия вписанного и описанного многоугольников тесно связаны с окружностью и имеют свои специфические характеристики и условия.
Вписанный многоугольник:
Многоугольник называется вписанным в окружность, если все его вершины лежат на окружности. Такая окружность называется описанной вокруг многоугольника.
Характеристики и свойства:
- Центр окружности: Центр окружности, описанной вокруг многоугольника, называется центром многоугольника.
- Угол: Вплоть до четырёхугольников, внутренние углы вписанного многоугольника соответствуют определённым условиям. Например, в прямоугольнике или квадрате такая окружность существует, и её центр является также центром симметрии фигуры.
- Правильные многоугольники: Все правильные многоугольники (равносторонние и равновеликие) можно вписать в окружность. В этом случае центр окружности совпадает с центром многоугольника.
Примеры:
- Вписанный треугольник: любой треугольник можно вписать в окружность.
- Вписанный четырёхугольник: четырёхугольник может быть вписан в окружность, если сумма его противоположных углов равна 180 градусам (теорема Птолемея).
Описанный многоугольник:
Многоугольник называется описанным около окружности, если все его стороны касаются окружности. Такая окружность называется вписанной в многоугольник.
Характеристики и свойства:
- Центр окружности: Центр окружности, вписанной в многоугольник, называется инцентром многоугольника. Он является точкой, равноудалённой от всех сторон многоугольника.
- Касательные: Все стороны многоугольника являются касательными к вписанной окружности.
- Правильные многоугольники: Для правильного многоугольника можно вписать окружность, и центр этой окружности будет совпадать с центром многоугольника.
Примеры:
- Описанный треугольник: любой треугольник может иметь вписанную окружность, центр которой находится в точке пересечения биссектрис углов треугольника.
- Описанный четырёхугольник: четырёхугольник может быть описан около окружности, если сумма длин его противоположных сторон равна (теорема об описанном четырёхугольнике).
Заключение:
Понятия вписанного и описанного многоугольников играют важную роль в геометрии и математике в целом. Они позволяют изучать и анализировать свойства фигур, их симметрию и взаимосвязи с окружностью, что является ключевым для решения различных геометрических задач и теорем.