Somme des angles opposés d'un quadrilatère inscrit dans un cercle. Quadrilatère inscrit
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Un quadrilatère est inscrit dans un cercle si tous ses sommets se trouvent sur le cercle. Un tel cercle est circonscrit à un quadrilatère.
Tout comme tous les quadrilatères ne peuvent pas être décrits autour d’un cercle, tous les quadrilatères ne peuvent pas non plus être inscrits dans un cercle.
Un quadrilatère convexe inscrit dans un cercle a la propriété que ses angles opposés totalisent 180°. Ainsi, si l’on donne un quadrilatère ABCD, dans lequel l’angle A est opposé à l’angle C et l’angle B est opposé à l’angle D, alors ∠A + ∠C = 180° et ∠B + ∠D = 180°.
En général, si une paire d’angles opposés d’un quadrilatère totalise 180°, alors l’autre paire totalise le même montant. Cela découle du fait que dans un quadrilatère convexe la somme des angles est toujours égale à 360°. Ce fait découle à son tour du fait que pour les polygones convexes, la somme des angles est déterminée par la formule 180° * (n – 2), où n est le nombre d'angles (ou de côtés).
Vous pouvez prouver la propriété d'un quadrilatère inscrit de la manière suivante. Soit un quadrilatère ABCD inscrit dans le cercle O. Nous devons prouver que ∠B + ∠D = 180°.
L'angle B est inscrit dans un cercle. Comme vous le savez, un tel angle est égal à la moitié de l'arc sur lequel il repose. Dans ce cas, l'angle B est supporté par l'arc ADC, ce qui signifie ∠B = ½◡ADC. (Puisque l'arc est égal à l'angle entre les rayons qui le forment, on peut écrire que ∠B = ½∠AOC, dont la région intérieure contient le point D.)
Par contre, l'angle D du quadrilatère repose sur l'arc ABC, c'est-à-dire ∠D = ½◡ABC.
Puisque les côtés des angles B et D coupent le cercle aux mêmes points (A et C), ils divisent le cercle en seulement deux arcs - ◡ADC et ◡ABC. Puisqu’un cercle complet totalise 360°, alors ◡ADC + ◡ABC = 360°.
Ainsi, les égalités suivantes ont été obtenues :
∠B = ½◡ADC
∠D = ½◡ABC
◡ADC + ◡ABC = 360°
Exprimons la somme des angles :
∠B + ∠D = ½◡ADC + ½◡ABC
Mettons ½ entre parenthèses :
∠B + ∠D = ½(◡ADC + ◡ABC)
Remplaçons la somme des arcs par leur valeur numérique :
∠B + ∠D = ½ * 360° = 180°
Nous avons constaté que la somme des angles opposés d’un quadrilatère inscrit est de 180°. C’était ce qu’il fallait prouver.
Le fait qu'un quadrilatère inscrit possède cette propriété (la somme des angles opposés est de 180°) ne signifie pas que tout quadrilatère dont la somme des angles opposés est de 180° peut être inscrit dans un cercle. Même si en réalité cela est vrai. Ce fait est appelé test du quadrilatère inscrit et se formule ainsi : si la somme des angles opposés d'un quadrilatère convexe est de 180°, alors un cercle peut être décrit autour de lui (ou inscrit dans un cercle).
Vous pouvez prouver le test d’un quadrilatère inscrit par contradiction. Soit un quadrilatère ABCD dont les angles opposés B et D totalisent 180°. Dans ce cas, l’angle D ne se trouve pas sur le cercle. Prenez ensuite un point E sur la droite contenant le segment CD tel qu'il repose sur le cercle. Le résultat est un quadrilatère cyclique ABCE. Ce quadrilatère a des angles opposés B et E, ce qui signifie qu'ils totalisent 180°. Cela découle de la propriété d’un quadrilatère inscrit.
Il s’avère que ∠B + ∠D = 180° et ∠B + ∠E = 180°. Or l'angle D du quadrilatère ABCD par rapport au triangle AED est extérieur, et donc supérieur à l'angle E de ce triangle. Nous sommes donc arrivés à une contradiction. Cela signifie que si la somme des angles opposés d’un quadrilatère totalise 180°, alors il peut toujours être inscrit dans un cercle.
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- En géométrie euclidienne, quadrilatère inscrit est un quadrilatère dont les sommets se trouvent tous sur le même cercle. Ce cercle s'appelle cercle circonscrit quadrilatère, et on dit que les sommets se trouvent sur le même cercle. Le centre de ce cercle et son rayon sont appelés respectivement centre Et rayon cercle circonscrit. Autres termes pour ce quadrilatère : un quadrilatère repose sur un cercle, les côtés du dernier quadrilatère sont des cordes du cercle. Un quadrilatère convexe est généralement considéré comme un quadrilatère convexe. Les formules et propriétés données ci-dessous sont valables dans le cas convexe.
- Ils disent que si un cercle peut être tracé autour d'un quadrilatère, Que le quadrilatère est inscrit dans ce cercle, et vice versa.
Critères généraux pour l'inscription d'un quadrilatère
- Autour d'un quadrilatère convexe radians), soit :
ou dans la notation des figures :
- Il est possible de décrire un cercle autour de n'importe quel quadrilatère dans lequel les quatre bissectrices perpendiculaires de ses côtés se coupent en un point (ou médiatrices de ses côtés, c'est-à-dire les perpendiculaires aux côtés passant par leurs milieux).
- Vous pouvez décrire un cercle autour de n’importe quel quadrilatère qui en possède un coin extérieur, adjacente à angle interne donné, est exactement égal à l’autre angle intérieur opposé coin interne donné. Essentiellement, cette condition est la condition d’antiparallélisme de deux côtés opposés du quadrilatère. En figue. Ci-dessous se trouvent les coins extérieurs et intérieurs adjacents d’un pentagone vert.
- Intersection X peut être interne ou externe au cercle. Dans le premier cas, on obtient le quadrilatère cyclique soit A B C D, et dans ce dernier cas on obtient un quadrilatère inscrit ABDC. Lors d'une intersection à l'intérieur d'un cercle, l'égalité indique que le produit des longueurs des segments dans lesquels le point X divise une diagonale, est égal au produit des longueurs des segments dans lesquels le point X divise une autre diagonale. Cette condition est connue sous le nom de « théorème des accords d’intersection ». Dans notre cas, les diagonales du quadrilatère inscrit sont les cordes du cercle.
- Un autre critère d'inclusion. Quadrilatère convexe A B C D un cercle est inscrit si et seulement si
Critères particuliers pour l'inscription d'un quadrilatère
Un quadrilatère simple inscrit (sans auto-intersection) est convexe. Un cercle peut être décrit autour d'un quadrilatère convexe si et seulement si la somme de ses angles opposés est égale à 180° ( radian). Vous pouvez décrire un cercle autour de :
- tout antiparallélogramme
- n'importe quel rectangle (un cas particulier est un carré)
- tout trapèze isocèle
- tout quadrilatère qui a deux angles droits opposés.
Propriétés
Formules avec diagonales
;Dans la dernière formule du couple côtés adjacents numérateur un Et d, b Et c reposent leurs extrémités sur une longueur diagonale e. Une affirmation similaire vaut pour le dénominateur.
- Formules pour les longueurs diagonales(conséquences ):
Formules avec angles
Pour un quadrilatère cyclique avec une séquence de côtés un , b , c , d, avec demi-périmètre p et angle UN entre les parties un Et d, fonctions d'angle trigonométrique UN sont donnés par des formules
Coin θ entre les diagonales il y a :p.26
- Si côtés opposés un Et c se croisent sous un angle φ , alors c'est égal
Où p il y a un demi-périmètre. :p.31
Rayon d'un cercle circonscrit à un quadrilatère
Formule Parameshvara
Si un quadrilatère avec des côtés consécutifs un , b , c , d et demi-périmètre p inscrit dans un cercle, alors son rayon est égal à La formule de Parameshwar:p. 84
Il a été dérivé par le mathématicien indien Parameshwar au XVe siècle (vers 1380-1460).
- Quadrilatère convexe (voir figure de droite) formé de quatre données Les lignes droites de Mikel, est inscrit dans un cercle si et seulement si le point Mikel M d'un quadrilatère se trouve sur une ligne reliant deux des six points d'intersection des lignes (ceux qui ne sont pas des sommets du quadrilatère). C'est quand M se trouve sur E.F..
Un critère selon lequel un quadrilatère composé de deux triangles est inscrit dans un certain cercle
- La dernière condition donne l'expression de la diagonale F un quadrilatère inscrit dans un cercle par la longueur de ses quatre côtés ( un, b, c, d). Cette formule suit immédiatement en multipliant et en assimilant les parties gauche et droite des formules exprimant l'essence Premier et deuxième théorèmes de Ptolémée(voir au dessus).
Un critère selon lequel un quadrilatère coupé par une droite à partir d'un triangle est inscrit dans un certain cercle
- Une ligne droite antiparallèle au côté du triangle et le coupant en coupe un quadrilatère, autour duquel un cercle peut toujours être décrit.
- Conséquence. Autour d'un antiparallélogramme, dans lequel deux côtés opposés sont antiparallèles, il est toujours possible de décrire un cercle.
Aire d'un quadrilatère inscrit dans un cercle
Variations de la formule de Brahmagupta
où p est le demi-périmètre du quadrilatère.Autres formules de zones
Où θ n'importe lequel des angles entre les diagonales. À condition que l'angle UN n'est pas une ligne droite, l'aire peut aussi être exprimée comme suit :p.26
Où R. est le rayon du cercle circonscrit. En conséquence directe, nous avons l'inégalité
où l’égalité est possible si et seulement si ce quadrilatère est un carré.
Quadrangles de Brahmagupta
Quadrangle Brahmagupta est un quadrilatère inscrit dans un cercle avec des longueurs de côtés entières, des diagonales entières et une aire entière. Tous les quadrilatères Brahmagupta possibles avec côtés un , b , c , d, avec des diagonales e , F, avec aire S, et le rayon du cercle circonscrit R. peut être obtenu en supprimant les dénominateurs des expressions suivantes impliquant des paramètres rationnels t , toi, Et v :
Exemples
- Les quadrilatères particuliers inscrits dans un cercle sont : rectangle, carré, trapèze isocèle ou isocèle, antiparallélogramme.
Quadrilatères inscrits dans un cercle à diagonales perpendiculaires (quadrilatères orthodiagonaux inscrits)
Propriétés des quadrilatères inscrits dans un cercle à diagonales perpendiculaires
Circonstance et superficie
Pour un quadrilatère inscrit dans un cercle à diagonales perpendiculaires, supposons que l'intersection des diagonales divise une diagonale en segments de longueur p 1 et p 2, et divise l'autre diagonale en segments de longueur q 1 et q 2. Alors (La première égalité est la proposition 11 d'Archimède" Livre des lemmes)
Où D- diamètre du cercle. Cela est vrai car les diagonales sont perpendiculaires à la corde du cercle. De ces équations il résulte que le rayon du cercle circonscrit R. peut s'écrire comme
ou en termes de côtés d'un quadrilatère sous la forme
Il s'ensuit également que
- Pour les quadrilatères ordiagonaux inscrits, le théorème de Brahmagupta est valable :
Si un quadrilatère cyclique a des diagonales perpendiculaires se coupant en un point , puis deux paires antimédiatre passer par un point .
Commentaire. Dans ce théorème sous anti-médiatrice comprendre le segment quadrilatère sur la figure de droite (par analogie avec la médiatrice perpendiculaire au côté du triangle). Il est perpendiculaire à un côté et passe en même temps par le milieu du côté opposé du quadrilatère.
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Remarques
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voir également
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L'article contient de courtes références (« Harvard ») à des publications qui ne sont pas répertoriées ou mal décrites dans la section bibliographique. Liste des liens rompus : , , , , , , , , , – Eh bien, quoi, mon cosaque ? (Marya Dmitrievna a appelé Natasha une cosaque) - a-t-elle dit en caressant Natasha avec sa main, qui s'est approchée de sa main sans crainte et joyeusement. - Je sais que la potion est une fille, mais je l'aime. Elle sortit de son énorme réticule des boucles d'oreilles yakhon en forme de poire et, les offrant à Natasha, qui rayonnait et rougissait pour son anniversaire, se détourna immédiatement d'elle et se tourna vers Pierre. - Eh, hein ! gentil! "Viens ici," dit-elle d'une voix feinte et mince. - Allez, ma chérie... Et elle a retroussé ses manches encore plus haut, d'un air menaçant. Pierre s'approcha, la regardant naïvement à travers ses lunettes. - Viens, viens, ma chérie ! J'étais le seul à avoir dit la vérité à ton père quand il en avait l'occasion, mais Dieu te l'ordonne. Elle fit une pause. Tout le monde était silencieux, attendant ce qui allait se passer et sentant qu'il n'y avait qu'une préface. - Bon, rien à dire ! bon garçon !... Le père est allongé sur son lit, et il s'amuse à mettre le policier sur un ours. C'est dommage, père, c'est dommage ! Il vaudrait mieux faire la guerre. Elle se détourna et tendit la main au comte, qui ne put s'empêcher de rire. - Bon, viens à table, je vais prendre le thé, c'est l'heure ? - a déclaré Marya Dmitrievna. Le comte marchait en avant avec Marya Dmitrievna ; puis la comtesse, qui était dirigée par un colonel hussard, la bonne personne, avec qui Nikolai était censé rattraper le régiment. Anna Mikhailovna - avec Shinshin. Berg serra la main de Vera. Julie Karagina, souriante, accompagna Nikolaï à table. Derrière eux venaient d'autres couples, s'étendant dans toute la salle, et derrière eux, un à un, se trouvaient des enfants, des précepteurs et des gouvernantes. Les serveurs ont commencé à bouger, les chaises ont claqué, la musique a commencé à jouer dans la chorale et les invités ont pris place. Les sons de la musique familiale du comte ont été remplacés par les sons des couteaux et des fourchettes, les bavardages des invités et les pas silencieux des serveurs. A un bout de la table, la comtesse était assise en tête. À droite se trouve Marya Dmitrievna, à gauche Anna Mikhailovna et d'autres invités. A l'autre bout étaient assis le comte, à gauche le colonel hussard, à droite Shinshin et d'autres invités masculins. D'un côté de la longue table se trouvent des jeunes plus âgés : Vera à côté de Berg, Pierre à côté de Boris ; d'autre part, les enfants, les tuteurs et les gouvernantes. Derrière les cristaux, les bouteilles et les vases de fruits, le comte regardait sa femme et son grand bonnet à rubans bleus et versait assidûment du vin à ses voisins, sans s'oublier lui-même. La comtesse aussi, derrière les ananas, sans oublier ses devoirs de ménagère, jetait des regards significatifs sur son mari, dont la tête chauve et le visage, lui semblait-il, différaient plus nettement de ses cheveux gris dans leur rougeur. Il y avait un bavardage constant du côté des dames ; dans les toilettes des hommes, les voix se faisaient de plus en plus fortes, notamment celle du colonel hussard, qui mangeait et buvait tellement, rougissant de plus en plus, que le comte le donnait déjà en exemple aux autres invités. Berg, avec un doux sourire, a dit à Vera que l'amour n'est pas un sentiment terrestre, mais céleste. Boris a nommé son nouvel ami Pierre les invités à table et a échangé des regards avec Natasha, assise en face de lui. Pierre parlait peu, regardait de nouveaux visages et mangeait beaucoup. A partir de deux soupes, parmi lesquelles il a choisi à la tortue, [tortue,] et kulebyaki et au tétras des noisettes, il n'a manqué aucun plat ni un seul vin, que le majordome a mystérieusement mis dans une bouteille enveloppée dans une serviette. derrière l'épaule de son voisin, en disant ou "drey Madère", ou "hongrois" ou "vin du Rhin". Il plaça le premier des quatre verres en cristal avec le monogramme du comte qui se trouvaient devant chaque appareil, et but avec plaisir, en regardant les convives avec une expression de plus en plus agréable. Natasha, assise en face de lui, regardait Boris comme des filles de treize ans regardent un garçon qu'elles viennent de s'embrasser pour la première fois et dont elles sont amoureuses. Ce même regard se tournait parfois vers Pierre, et sous le regard de cette fille drôle et vive, il avait envie de rire lui-même, sans savoir pourquoi. Nikolai s'est assis loin de Sonya, à côté de Julie Karagina, et encore une fois avec le même sourire involontaire, il lui a parlé. Sonya sourit grandiosement, mais apparemment tourmentée par la jalousie : elle pâlit, puis rougit et écouta de toutes ses forces ce que se disaient Nikolaï et Julie. La gouvernante regardait autour d'elle avec inquiétude, comme si elle se préparait à riposter si quelqu'un décidait d'offenser les enfants. Le tuteur allemand a essayé de mémoriser toutes sortes de plats, desserts et vins afin de tout décrire en détail dans une lettre à sa famille en Allemagne, et a été très offensé par le fait que le majordome, avec une bouteille enveloppée dans une serviette, portait lui autour. L'Allemand fronça les sourcils, essaya de montrer qu'il ne voulait pas recevoir ce vin, mais fut offensé car personne ne voulait comprendre qu'il avait besoin de ce vin non pas pour étancher sa soif, non par cupidité, mais par curiosité consciencieuse. Du côté masculin de la table, la conversation devenait de plus en plus animée. Le colonel a déclaré que le manifeste de déclaration de guerre avait déjà été publié à Saint-Pétersbourg et que l'exemplaire qu'il avait lui-même vu avait été remis par courrier au commandant en chef. Les tables de Boston furent écartées, les fêtes furent dressées et les invités du comte s'installèrent dans deux salons, un salon avec canapé et une bibliothèque. Pierre était assis dans le salon, où Shinshin, comme avec un visiteur de l'étranger, entama avec lui une conversation politique ennuyeuse pour Pierre, à laquelle d'autres se joignirent. Lorsque la musique commença à jouer, Natasha entra dans le salon et, s'approchant directement de Pierre, en riant et en rougissant, lui dit : Au milieu de la troisième éco-séance, les chaises du salon, où jouaient le comte et Marya Dmitrievna, ont commencé à bouger, et la plupart des invités d'honneur et des personnes âgées, s'étirant après une longue séance et mettant leurs portefeuilles et leurs sacs à main dans leurs poches, sortirent par les portes du hall. Marya Dmitrievna marchait devant le comte, tous deux avec des visages joyeux. Le comte, avec une politesse enjouée, comme un ballet, offrit sa main ronde à Marya Dmitrievna. Il se redressa et son visage s'éclaira d'un sourire particulièrement courageux et narquois, et aussitôt que la dernière figure de l'écosaise fut dansée, il battit des mains vers les musiciens et cria au chœur en s'adressant au premier violon : Pendant que les Rostov dansaient dans la salle la sixième anglaise au son de musiciens fatigués désaccordés, et que les serveurs et les cuisiniers fatigués préparaient le dîner, le sixième coup frappa le comte Bezukhy. Les médecins déclarèrent qu'il n'y avait aucun espoir de guérison ; le patient a reçu une confession silencieuse et la communion ; On se préparait pour l'onction, et dans la maison régnait l'agitation et l'anxiété de l'attente, habituelles dans de tels moments. A l'extérieur de la maison, derrière les grilles, les croque-morts se pressaient, se cachant des voitures qui approchaient, attendant une riche commande pour les funérailles du comte. Le commandant en chef de Moscou, qui envoyait constamment des adjudants pour s'enquérir de la position du comte, vint lui-même ce soir-là dire au revoir au célèbre noble de Catherine, le comte Bezukhim. |
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Attention! Les aperçus des diapositives sont fournis à titre informatif uniquement et peuvent ne pas représenter toutes les fonctionnalités de la présentation. Si tu es intéressé ce travail, veuillez télécharger la version complète.
Objectifs.
Éducatif. Créer les conditions d'une maîtrise réussie du concept du quadrilatère décrit, de ses propriétés, de ses caractéristiques et maîtriser les compétences nécessaires pour les appliquer dans la pratique.
Du développement. Développement des capacités mathématiques, création de conditions pour la capacité de généraliser et d'appliquer une pensée avancée et rétrospective.
Éducatif. Cultiver le sens de la beauté à travers l'esthétique des dessins, s'étonner de l'insolite
décision, formation de l’organisation, responsabilité des résultats de son travail.
1. Étudiez la définition d’un quadrilatère circonscrit.
2. Démontrer la propriété des côtés du quadrilatère circonscrit.
3. Introduire la dualité des propriétés des sommes des côtés opposés et des angles opposés des quadrilatères inscrits et circonscrits.
4. Fournir une expérience dans l'application pratique des théorèmes considérés lors de la résolution de problèmes.
5. Effectuer un suivi initial du niveau d'assimilation du nouveau matériel.
Équipement:
- ordinateur, projecteur;
- manuel « Géométrie. 10-11 années » pour l’enseignement général. institutions : base et profil. niveaux automatiques UN V. Pogorelov.
Logiciel : Microsoft Word, Puissance Microsoft Indiquer.
Utiliser un ordinateur pour préparer un enseignant à une leçon.
À l'aide d'un programme standard du système d'exploitation Windows, les éléments suivants ont été créés pour la leçon :
- Présentation.
- Les tables.
- Plans.
- Polycopié.
Plan de cours
Pendant les cours
1. Moment organisationnel. Salutations. Énoncez le sujet et le but de la leçon. Notez la date et le sujet de la leçon dans votre cahier.
2. Vérification des devoirs.
3. Étudier du nouveau matériel.
Travail sur la notion de polygone circonscrit.
Définition. Le polygone s'appelle décrit sur un cercle, si Tous ses côtés préoccupation un cercle.
Question. Lesquels des polygones proposés sont décrits et lesquels ne le sont pas et pourquoi ?
<Презентация. Слайд №2>
Preuve des propriétés du quadrilatère circonscrit.
<Презентация. Слайд №3>
Théorème. Dans un quadrilatère circonscrit, les sommes des côtés opposés sont égales.
Les élèves travaillent avec un manuel et notent la formulation du théorème dans un cahier.
1. Présentez la formulation du théorème sous la forme d'une phrase avec sursis.
2. Quelle est la condition du théorème ?
3. Quelle est la conclusion du théorème ?
Répondre. Si un quadrilatère est circonscrit à un cercle, Que les sommes des côtés opposés sont égales.
La preuve est effectuée, les élèves prennent des notes dans leurs cahiers.
<Презентация. Слайд №4>
Professeur. Note dualité situations pour les côtés et les angles des quadrilatères circonscrits et inscrits.
Consolidation des connaissances acquises.
Tâches.
Répondre. 1. 10 m. 2. 20 m. 3. 21 m
Preuve de la caractéristique d'un quadrilatère circonscrit.
Énoncez le théorème inverse.
Répondre. Si dans un quadrilatère les sommes des côtés opposés sont égales, alors un cercle peut y être inscrit. (Retournez à la diapositive 2, fig. 7) <Презентация. Слайд №2>
Professeur. Clarifier la formulation du théorème.
Théorème. Si les sommes des côtés opposés convexe quadrilatères sont égaux, alors un cercle peut y être inscrit.
Travailler avec le manuel. Familiarisez-vous avec la preuve du test pour un quadrilatère circonscrit à l'aide du manuel.
Application des connaissances acquises.
3. Tâches basées sur des dessins finis.
1. Est-il possible d'inscrire un cercle dans un quadrilatère dont les côtés opposés sont 9 m et 4 m, 10 m et 3 m ?
2. Est-il possible d'inscrire un cercle dans un trapèze isocèle de bases 1 m et 9 m et de hauteur 3 m ?
<Презентация. Слайд №6>
Travail écrit dans des cahiers
.Tâche. Trouvez le rayon d'un cercle inscrit dans un losange de diagonales 6 m et 8 m.
<Презентация. Слайд № 7>
4. Travail indépendant.
1 possibilité
1. Est-il possible d'inscrire un cercle
1) en un rectangle de 7 m et 10 m de côté,
2. Les côtés opposés d'un quadrilatère circonscrit à un cercle mesurent 7 m et 10 m.
Trouvez le périmètre du quadrilatère.
3. Un trapèze équilatéral de bases 4 m et 16 m est décrit autour d'un cercle.
1) rayon du cercle inscrit,
Option 2
1. Est-il possible d'inscrire un cercle :
1) dans un parallélogramme de côtés 6 m et 13 m,
2) au carré ?
2. Les côtés opposés d'un quadrilatère circonscrit à un cercle mesurent 9 m et 11 m. Trouvez le périmètre du quadrilatère.
3. Un trapèze équilatéral d'un côté de 5 m est circonscrit à un cercle de rayon de 2 m.
1) la base du trapèze,
2) rayon du cercle circonscrit.
5. Devoirs. P.86, n° 28, 29, 30.
6. Résumé de la leçon. Le travail indépendant est vérifié et des notes sont attribuées.
<Презентация. Слайд № 8>
"Cercle" Nous avons vu qu'un cercle peut être circonscrit autour de n'importe quel triangle. Autrement dit, pour chaque triangle, il existe un cercle tel que les trois sommets du triangle « reposent » dessus. Comme ça:
Question : peut-on en dire autant d’un quadrilatère ? Est-il vrai qu’il y aura toujours un cercle sur lequel les quatre sommets du quadrilatère « reposeront » ?
Il s'avère que ce n'est PAS VRAI ! Un quadrilatère ne peut PAS TOUJOURS être inscrit dans un cercle. Il y a une condition très importante :
Sur notre photo :
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Regardez, les angles et se font face, ce qui signifie qu'ils sont opposés. Qu'en est-il alors des angles et ? Ils semblent également être opposés ? Est-il possible de prendre des angles et au lieu d'angles et ?
Bien sûr vous pouvez! L'essentiel est que le quadrilatère ait deux angles opposés dont la somme sera. Les deux angles restants s’additionneront alors également d’eux-mêmes. Ne crois pas? Assurons-nous-en. Regarder:
Laisser être. Vous souvenez-vous de la somme des quatre angles d’un quadrilatère ? Certainement, . C'est-à-dire - toujours ! . Mais, → .
De la magie là-bas !
Alors souvenez-vous bien de ceci :
Si un quadrilatère est inscrit dans un cercle, alors la somme de deux de ses angles opposés est égale à
et vice versa:
Si un quadrilatère a deux angles opposés dont la somme est égale, alors le quadrilatère est cyclique.
Nous ne prouverons pas tout cela ici (si cela vous intéresse, renseignez-vous sur les niveaux de théorie suivants). Mais voyons à quoi conduit ce fait remarquable : que dans un quadrilatère inscrit la somme des angles opposés est égale.
Par exemple, la question vient à l’esprit : est-il possible de décrire un cercle autour d’un parallélogramme ? Essayons d'abord la « méthode poke ».
D'une manière ou d'une autre, ça ne marche pas.
Appliquons maintenant les connaissances :
Supposons que nous ayons réussi à faire correspondre un cercle sur un parallélogramme. Alors il doit certainement y avoir : , c'est-à-dire.
Rappelons maintenant les propriétés d'un parallélogramme :
Tout parallélogramme a des angles opposés égaux.
Il s'est avéré que
Qu'en est-il des angles et ? Eh bien, c'est la même chose bien sûr.
Inscrit → →
Parallélogramme → →
Incroyable, non ?
Il s'avère que si un parallélogramme est inscrit dans un cercle, alors tous ses angles sont égaux, c'est-à-dire que c'est un rectangle !
Et en même temps - le centre du cercle coïncide avec le point d'intersection des diagonales de ce rectangle. Ceci est inclus en bonus, pour ainsi dire.
Eh bien, cela signifie que nous avons découvert qu'un parallélogramme inscrit dans un cercle est rectangle.
Parlons maintenant du trapèze. Que se passe-t-il si un trapèze est inscrit dans un cercle ? Mais il s'avère qu'il y aura trapèze isocèle . Pourquoi?
Laissez le trapèze s'inscrire dans un cercle. Là encore, mais à cause du parallélisme des lignes et.
Cela signifie que nous avons : → → trapèze isocèle.
Encore plus simple qu’avec un rectangle, non ? Mais vous devez vous en souvenir fermement - cela vous sera utile :
Listons le plus principales déclarations tangent à un quadrilatère inscrit dans un cercle :
- Un quadrilatère est inscrit dans un cercle si et seulement si la somme de ses deux angles opposés est égale à
- Un parallélogramme inscrit dans un cercle - certainement rectangle et le centre du cercle coïncide avec le point d'intersection des diagonales
- Un trapèze inscrit dans un cercle est équilatéral.
Quadrilatère inscrit. Niveau moyen
On sait que pour chaque triangle il existe un cercle circonscrit (nous l'avons prouvé dans le thème « Le cercle circonscrit »). Que peut-on dire du quadrilatère ? Il se trouve que TOUS les quadrilatères ne peuvent pas être inscrits dans un cercle, et il existe un tel théorème :
Un quadrilatère est inscrit dans un cercle si et seulement si la somme de ses angles opposés est égale à.
Dans notre dessin -
Essayons de comprendre pourquoi il en est ainsi ? En d’autres termes, nous allons maintenant démontrer ce théorème. Mais avant de le prouver, vous devez comprendre comment fonctionne la déclaration elle-même. Avez-vous remarqué les mots « alors et seulement alors » dans la déclaration ? De tels mots signifient que des mathématiciens nuisibles ont regroupé deux affirmations en une seule.
Décryptons :
- « Alors » signifie : Si un quadrilatère est inscrit dans un cercle, alors la somme de deux de ses angles opposés est égale.
- « Alors seulement » signifie : si un quadrilatère a deux angles opposés dont la somme est égale, alors un tel quadrilatère peut être inscrit dans un cercle.
Tout comme Alice : « Je pense ce que je dis » et « Je dis ce que je pense ».
Voyons maintenant pourquoi 1 et 2 sont vrais ?
Premier 1.
Soit un quadrilatère inscrit dans un cercle. Marquons son centre et traçons les rayons et. Que va-t-il se passer ? Vous souvenez-vous qu'un angle inscrit est la moitié de la taille de l'angle central correspondant ? Si vous vous en souvenez, nous l'appliquerons maintenant, et sinon, jetez un œil au sujet "Cercle. Angle inscrit".
Inscrit
Inscrit
Mais regarde: .
Nous obtenons que si - est inscrit, alors
Eh bien, il est clair que cela s’additionne aussi. (nous devons également considérer).
Maintenant « vice versa », c'est-à-dire 2.
Il s'avère que dans un quadrilatère la somme de deux angles opposés est égale. Disons que
Nous ne savons pas encore si nous pouvons décrire un cercle autour d'elle. Mais nous savons avec certitude que nous sommes assurés de pouvoir décrire un cercle autour d'un triangle. Alors faisons-le.
Si un point ne « repose » pas sur le cercle, il finit inévitablement soit à l’extérieur, soit à l’intérieur.
Considérons les deux cas.
Que le point soit d'abord à l'extérieur. Ensuite, le segment coupe le cercle à un moment donné. Connectons-nous et. Le résultat est un quadrilatère inscrit (!).
Nous savons déjà que la somme de ses angles opposés est égale, c'est-à-dire et selon notre condition.
Il s'avère qu'il devrait en être ainsi.
Mais cela ne peut pas être le cas puisque - est un angle extérieur pour et un moyen.
Et à l'intérieur ? Faisons des choses similaires. Que le point soit à l'intérieur.
Ensuite, la continuation du segment coupe le cercle en un point. Encore une fois - un quadrilatère inscrit, et selon la condition il doit être satisfait, mais - un angle extérieur pour et un moyen, c'est-à-dire encore une fois, cela ne peut pas être cela.
Autrement dit, un point ne peut être ni à l'extérieur ni à l'intérieur du cercle - cela signifie qu'il est sur le cercle !
Tout le théorème a été prouvé !
Voyons maintenant quelles bonnes conséquences donne ce théorème.
Corollaire 1
Un parallélogramme inscrit dans un cercle ne peut être qu'un rectangle.
Comprenons pourquoi il en est ainsi. Soit un parallélogramme inscrit dans un cercle. Alors cela devrait être fait.
Mais grâce aux propriétés d’un parallélogramme, nous le savons.
Et la même chose, bien entendu, en ce qui concerne les angles et.
Il s'avère donc que c'est un rectangle - tous les coins sont alignés.
Mais il y a en outre un fait supplémentaire agréable : le centre du cercle circonscrit au rectangle coïncide avec le point d'intersection des diagonales.
Comprenons pourquoi. J'espère que vous vous souvenez très bien que l'angle sous-tendu par le diamètre est une ligne droite.
Diamètre,
Diamètre
ce qui veut dire que c'est le centre. C'est tout.
Corollaire 2
Un trapèze inscrit dans un cercle est isocèle.
Laissez le trapèze s'inscrire dans un cercle. Alors.
Et aussi.
Avons-nous discuté de tout ? Pas vraiment. En fait, il existe une autre façon « secrète » de reconnaître un quadrilatère inscrit. Nous ne formulerons pas cette méthode de manière très stricte (mais claire), mais la prouverons seulement au dernier niveau de la théorie.
Si dans un quadrilatère on peut observer une image telle qu'ici sur la figure (ici les angles « regardant » du côté des points et sont égaux), alors un tel quadrilatère est inscrit.
C'est un dessin très important - dans les problèmes, il est souvent plus facile à trouver angles égaux, que la somme des angles et.
Malgré le manque total de rigueur dans notre formulation, elle est correcte, et de plus, elle est toujours acceptée par les examinateurs de l'Examen d'État unifié. Vous devriez écrire quelque chose comme ceci :
"- inscrit" - et tout ira bien !
N'oubliez pas ce signe important - souvenez-vous de l'image, et peut-être qu'elle attirera votre attention à temps lorsque vous résoudrez le problème.
Quadrilatère inscrit. Brève description et formules de base
Si un quadrilatère est inscrit dans un cercle, alors la somme de deux de ses angles opposés est égale à
et vice versa:
Si un quadrilatère a deux angles opposés dont la somme est égale, alors le quadrilatère est cyclique.
Un quadrilatère est inscrit dans un cercle si et seulement si la somme de ses deux angles opposés est égale.
Parallélogramme inscrit dans un cercle- certainement un rectangle, et le centre du cercle coïncide avec le point d'intersection des diagonales.
Un trapèze inscrit dans un cercle est isocèle.