Описаний правильний багатокутник

Опуклий прямокутник є правильним, якщо всі його сторони рівні між собою і всі його кути рівні між собою. Багатокутник вважається описаним близько окружності тоді, коли всі його сторони є дотичними до цієї окружності.

Існує теорема про кола, вписаного в правильний багатокутник. Відповідно до неї будь правильний багатокутник можна описати близько окружності, причому тільки однієї.

Описані правильні багатокутники
Доведемо цю теорему. Нехай дано правильний шестикутник ABCDEF. Проведемо в ньому бісектриси кутів A і B. Вони не можуть бути паралельними, тому перетнуться в деякій точці. Назвемо її O.

Доказ теореми про вписаною в багатокутник кола
Розглянемо трикутник ABO. У нього кути при боці AB рівні, оскільки кути A і B шестикутника рівні, а AO і BO бісектриси цих кутів. Значить, трикутник ABO рівнобедрений. Тоді сторони AO і BO рівні між собою, як бічні сторони рівнобедреного трикутника.

З’єднаємо вершину C шестикутника з точкою O. Порівняємо трикутники ABO і BCO. У них сторони AB і BC рівні як сторони правильного багатокутника. Сторона BO загальна. Кут ABO дорівнює куту CBO, так як BO бісектриса кута B. Отже, ΔABO = ΔBCO по двох сторонах і куту між ними. Тоді ΔBCO також рівнобедрений (BO = CO), а CO є бісектрисою кута С шестикутника.

Якщо з’єднати інші вершини багатокутника з точкою O, то точно також можна довести, що освічені трикутники CDO, DEO і т. Д. Також є рівними трикутнику ABO і між собою і рівнобедрені. А всі відрізки від вершин багатокутника до точки O лежать на биссектрисах їх кутів.

Проведемо висоти до підстав отриманих рівнобедрених трикутників: H1, H2 і т. Д. Вони будуть рівні між собою, так як проведені в рівних трикутниках.

Якщо накреслити коло з центром в точці O і радіусом рівним OH1, то вона пройде по точках H2, H3 і т. Д., Так як OH1 = OH2 = …, т. Е. Всі ці відрізки є радіусами.

Оскільки відрізки OH1, OH2 і т. Д. Перпендикулярні сторонам багатокутника і в той же час є радіусами кола, то це означає, що сторони багатокутника дотичні до цієї окружності. У свою чергу це означає, що багатокутник описаний близько окружності.

Однак тільки одну чи окружність можна вписати в багатокутник? Центр кола, яку можна вписати в багатокутник, повинен бути рівновіддалений від його сторін. Єдиною такою точкою є точка O. Радіус вписаного кола повинен бути дорівнює відстані від цієї точки до сторін багатокутника. Це довжина OH1. Таким чином, інших вписаних кіл бути не може.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 2.50 out of 5)

Описаний правильний багатокутник