Как называется фигура которую ограничивает окружность
Как называется фигура которую ограничивает окружность
Круг — это часть плоскости, ограниченная окружностью. Центр данной окружности называется центром круга, а расстояние от центра до любой точки окружности — радиусом круга:
O — центр круга, OA — радиус круга.
Площадь круга
Площадь круга равна произведению числа π на квадрат радиуса. Формула нахождения площади круга:
где S — площадь круга, а r — радиус круга.
Так как диаметр круга равен удвоенному радиусу, то радиус равен диаметру, разделённому на 2:
| D = 2r, значит r = | D | . |
| 2 |
Следовательно, формула нахождения площади круга через диаметр будет выглядеть так:
| S = π( | D | ) 2 = π | D 2 | = π | D 2 | . |
| 2 | 2 2 | 4 |
Сектор круга. Площадь сектора
Сектор — это часть круга, ограниченная двумя радиусами и дугой. Два радиуса разделяют круг на два сектора:
Чтобы найти площадь сектора, дуга которого содержит n°, надо площадь круга разделить на 360 и полученный результат умножить на n.
Формула площади сектора:
| S = | πr 2 | · n = | πr 2 n | , |
| 360 | 360 |
где S — площадь сектора. Выражение
можно представить в виде произведения
| πr 2 n | = n · | πr | · | r | , |
| 360 | 180 | 2 |
| где | nπr | — это длина дуги сектора. |
| 180 |
Следовательно, площадь сектора равна длине дуги сектора, умноженной на половину радиуса:
где S — это площадь сектора, s — длина дуги данного сектора, r — радиус круга.
Сегмент. Площадь сегмента
Сегмент — это часть круга, ограниченная дугой и стягивающей её хордой. Любая хорда делит круг на два сегмента:
Площадь сегмента равна половине радиуса, умноженной на разность между дугой сегмента и половиной хорды двойной дуги.
Площадь сегмента AMB будет вычисляться по формуле:
где S — это площадь сегмента, r — радиус круга, s — длина дуги AB, а BC — длина половины хорды двойной дуги.
Круг (фигура)
Круг, основное значение — часть плоскости, ограниченная окружностью. В переносном значении может употребляется для обозначения цикличности.
Круг также является распространённой фамилией.
Содержание
Термин
Фамилия
Прочие значения
Сложные (составные) термины
Многозначные составные термины
Примечание
Полезное
Смотреть что такое «Круг (фигура)» в других словарях:
ФИГУРА — (лат. figura, от fingere лепить, ваять). 1) наружный вид предмета, внешнее очертание. 2) в геометрии: очерк плоскости, чертеж. 3) в картах: туз, король, дама, валет. 4) в риторике: украшение речи, оборот, употребляемый для красоты слога. 5) в… … Словарь иностранных слов русского языка
КРУГ — один из наиболее распространённых элементов мифопоэтической символики гетерогенного происхождения и значения, но чаще всего выражающий идею единства, бесконечности и законченности, высшего совершенства. К. как фигура, образуемая правильной кривой … Энциклопедия мифологии
Фигура (в геометрии) — Фигура термин, формально применимый к произвольному множеству точек; тем не менее обычно фигурой называют множества на плоскости, которые ограничены конечным числом линий. Например: квадрат, круг, угол … Википедия
КРУГ — КРУГ, плоская геометрическая фигура, являющаяся местом точек, расположенных на одинаковом расстоянии от некоторой точки (центра). Это расстояние называется радиусом круга (r). Площадь круга вычисляется по формуле pr2, а длина окружности равна 2pr … Научно-технический энциклопедический словарь
Круг (значения) — В Викисловаре есть статья «круг» … Википедия
КРУГ — первичный символ единства и бесконечности, знак абсолюта и совершенства. Как бесконечная линия, круг символизирует время в вечности, а как макро космический знак образует круг Зодиака. Он является древнейшим мистическим символом, традиционно… … Символы, знаки, эмблемы. Энциклопедия
Фигура постоянной ширины — Треугольник Рело. Кривая постоянной ширины a плоская выпуклая кривая, длинa ортогональной проекции которой на любую прямую равна a. Иными словами, кривой постоянной ширины называется плоская выпуклая кривая, расстояние между любыми двумя… … Википедия
круг — ▲ плоская фигура ↑ внутри, окружность круг область (плоская фигура), ограниченная окружностью. в радиусе каком … Идеографический словарь русского языка
Фигура (геометрия) — У этого термина существуют и другие значения, см. Фигура. Фигура термин, формально применимый к произвольному множеству точек; тем не менее, обычно фигурой называют множества на плоскости, которые ограничены конечным числом линий. Примеры Квадрат … Википедия
Фигура — (от лат. figura внешние очертания, образ, изображение, способ, характер, свойство). 1) Характерная группа звуков (мелодич. Ф.) или ритмич. долей, длительностей (ритмич. Ф.), обычно неоднократно повторяющаяся. 2) Элемент… … Музыкальная энциклопедия
Основные геометрические фигуры
Основные понятия
Основные геометрические фигуры на плоскости — это точка и прямая линия. А простейшие фигуры — это луч, отрезок и ломаная линия.
Минимальный объект в геометрии — точка. Ее особенность в том, что она не имеет размеров: у нее нет высоты, длины, радиуса. У точки можно определить только ее расположение, которое принято обозначать одной заглавной буквой латинского алфавита.
Из множества точек может получится линия, а из нескольких соединенных между собой линий — геометрические фигуры.
Обучение на курсах по математике поможет быстрее разобраться в видах и свойствах геометрических фигур.
Каждая математическая фигура имеет собственную величину, которую можно измерить при помощи формул и внимательности.
Площадь — это одна из характеристик замкнутой геометрической фигуры, которая дает нам информацию о ее размере. S (square) — знак площади.
Периметром принято называть сумму длин всех сторон многоугольника. Периметр обозначается заглавной латинской P.
Если параметры переданы в разных единицах измерения длины, нужно перевести все данные к одной единице измерения.
Популярные единицы измерения площади:
Геометрические тела — часть пространства, которая ограничена замкнутой поверхностью своей наружной границы.
Если все точки фигуры принадлежат одной плоскости, значит она является плоской.
Объемная фигура — геометрическая фигура, у которой все точки не находятся на одной плоскости.
Примеры объемных геометрических фигур:
Рассмотрим подробнее некоторые фигуры, разберем их определения и свойства.
Прямоугольник
Прямоугольник — параллелограмм, у которого все углы прямые.
Узнать площадь прямоугольника помогут следующие формулы:
Диагональ — это отрезок, который соединяет противоположные вершины фигуры. Он есть во всех фигурах, число вершин которых больше трех.
Периметр прямоугольника — сумма длины и ширины, умноженная на два.
P = 2 × (a + b), где a — ширина, b — высота.
Квадрат
Квадрат — это тот же прямоугольник, у которого все стороны равны.
Найти площадь квадрата легко:
Периметр квадрата — это длина стороны, умноженная на четыре.
P = 4 × a, где a — длина стороны.
Трапеция
Трапеция — это четырехугольник, у которого две стороны параллельны, а две не параллельны.
Основное свойство: в трапецию можно вписать окружность, если сумма ее оснований равна сумме боковых сторон.
Как найти площадь трапеции:
S = (a + b) : 2 × h, где a, b — два разных основания, h — высота трапеции.
Построить высоту трапеции можно, начертив отрезок так, чтобы он соединил параллельные стороны и был расположен перпендикулярно к этим основаниям.
Формула периметра для равнобедренной трапеции отличается от прямоугольника тем, что у равнобедренной трапеции есть две равные стороны.
P = a + b + 2 × c, где a, b — параллельные стороны, c — две длины одинаковых сторон.
Параллелограмм и ромб
Параллелограмм — четырехугольник, противоположные стороны которого попарно параллельны
Ромб — это параллелограмм с равными сторонами.
Общие формулы расчета площади фигур:
Периметр ромба — это произведение длины стороны на четыре.
P = 4 × a, где a — длина стороны.
Периметр параллелограмма — сумма длины и ширины, умноженная на два.
P = 2 × (a + b), где a — ширина, b — высота.
Треугольник
Треугольник — это такая фигура, которая образуется, когда три отрезка соединяют три точки, не лежащие на одной прямой. Эти три точки принято называть вершинами, а отрезки — сторонами.
Рассчитать площадь треугольника можно несколькими способами по исходным данным, давайте их рассмотрим.
S = 0,5 × a × h, где a — длина основания, h — высота, проведенная к основанию.
Основание может быть расположено иначе, например так:
При тупом угле высоту можно отразить на продолжение основания:
При прямом угле основанием и высотой будут его катеты:
S = 0,5 × a × b × sinα, где a и b — две стороны, sinα — синус угла между ними.
S = (a × b × с) : 4 × R, где a, b и с — стороны треугольника, а R — радиус описанной окружности.
S = p × r, где р — полупериметр треугольника, r — радиус вписанной окружности.
Периметр треугольника — это сумма длин трех его сторон.
P = a + b + c, где a, b, c — длина стороны.
Формула измерения периметра для равностороннего треугольника — это длины стороны, умноженная на три.
P = 3 × a, где a — длина стороны.
Круг — это это часть плоскости, которая лежит внутри окружности.
Окружность — это граница круга.
Радиус окружности — это расстояние от центра окружности до любой точки на ней.
Диаметр круга — это отрезок, который соединяет две точки на окружности и проходящий через ее центр. Диаметр круга равен двум его радиусам.
Формулы площади круга:
Периметр круга или длина окружности — это произведение радиуса на два Пи или произведение диаметра на Пи.
L = d × π = 2 × r × π, где d — диаметр, r — радиус, π — это константа, которая выражает отношение длины окружности к диаметру, она всегда равна 3,14.
Содержание:
Пусть в природе не существовало бы ни одного круга или треугольника, и все-таки истины, доказанные Евклидом, навсегда сохранили бы свою достоверность и очевидность.
Раньше вы знакомились с основными геометрическими фигурами, устанавливали особенности этих фигур и их взаимное расположение. Но на практике довольно часто приходится решать «обратную» задачу — по определенным особенностям находить фигуру, имеющую их. Именно таково содержание задач на построение, которые будут рассматриваться в этом разделе.
Еще в работах древнегреческих математиков описаны задачи на построение и методы их решения.
Многие из этих задач составляют классику евклидовой геометрии. Кроме практической ценности, такие задачи представляют значительный исследовательский интерес, поскольку в ходе их решения определяются новые особенности построенных фигур.
Окружность и круг:
Определение. Окружностью называется геометрическая фигура, состоящая из всех точек плоскости, равноудаленных от данной точки, которая называется центром окружности.
Радиусом окружности называется отрезок, соединяющий центр окружности с любой точкой на окружности (или длина этого отрезка).
Хордой окружности называется отрезок, соединяющий две точки окружности.
Диаметром окружности называется хорда, проходящая через центр окружности.
Дугой окружности называется часть окружности, ограниченная двумя точками.
На рисунке 48 точка О — центр, отрезок ОС — радиус окружности. Радиус обозначают буквой R (или 
На рисунке 49 изображены: хорда ЕН, дуга КМ (обозначается: 
), диаметр АВ. Диаметр состоит из двух радиусов. Поэтому диаметры окружности равны между собой. Диаметр АВ состоит из радиусов OA и ОВ, откуда 
Диаметр обозначают буквой D (или d). Тогда 
Любые две точки окружности разбивают ее на две дуги, которые дополняют друг друга до окружности. Эти дуги так и называются — дополнительными. Чтобы различать такие дуги, их иногда обозначают тремя буквами. На рисунке 49 дуги АКМ и АНМ — дополнительные.
Определение. Кругом называется часть плоскости, ограниченная окружностью.
Точки окружности также принадлежат кругу (рис. 50). Поэтому центр, радиус, хорда и диаметр у круга те же, что и у его окружности.
Часть круга, заключенная между двумя радиусами, называется сектором. Часть круга, заключенная между дугой окружности и хордой, соединяющей концы дуги, называется сегментом (рис. 51). Два радиуса разбивают круг на два сектора, хорда разбивает круг на два сегмента.
Полуокружностью называется дуга окружности, концы которой являются концами диаметра. Полукругом называется часть круга, ограниченная полуокружностью и диаметром, соединяющим концы полуокружности. На рисунке 49 дуга АКВ — полуокружность, сегмент АКВ — полукруг.
Угол, вершина которого находится в центре окружности, называется центральным углом. На рисунке 51 
— центральный угол.
Окружности (круги) равны, если равны их радиусы.
Две окружности могут не иметь общих точек, могут пересекаться в двух точках или касаться друг друга в одной точке. Окружности разного радиуса с общим центром называются концентрическими. Часть плоскости между двумя концентрическими окружностями называется кольцом (рис. 52).
Определение окружности и круга
Окружность — это замкнутая линия на плоскости, все точки которой находятся на одинаковом расстоянии от одной точки — центра окружности.
Круг — это внутренняя часть плоскости, ограниченная окружностью.
Размеры окружности и круга определяются их радиусом — отрезком, который соединяет центр с точкой на окружности (рис. 3).
В математике «окружность» и «круг» — два различных, хотя и связанных между собой, понятия. Окружность, например, является моделью обруча, а круг — моделью крышки люка. 
Определение окружности и ее элементов
Пусть на плоскости отмечена точка О. Очевидно, что от точки О можно отложить бесконечное множество отрезков длиной R (рис. 162). Концы всех таких отрезков на плоскости образуют окружность — фигуру, уже известную из курса математики. Определение Окружностью называется геометрическая фигура, состоящая из всех точек плоскости, удаленных от данной точки (центра окружности) на одинаковое расстояние. Иначе говорят, что все точки окружности равноудалены от ее центра. Определение Кругом называется часть плоскости, ограниченная окружностью и содержащая ее центр. Иначе говоря, круг состоит из всех точек плоскости, удаленных от данной точки (центра круга) на расстояние, не превышающее заданного. На рисунке 163 заштрихованная часть плоскости — круг, ограниченный окружностью с тем же центром. Центр окружности и круга является точкой круга, но не является точкой окружности.
Определение Радиусом окружности (круга) называется расстояние от центра окружности до любой ее точки. Радиусом также называется любой отрезок, соединяющий точку окружности с ее центром. На рисунке 162 
— радиусы окружности с центром О. Как правило, радиус обозначается буквой R (или r ).
Радиусом также называется любой отрезок, соединяющий точку окружности с ее центром. На рисунке 162 — радиусы окружности с центром О. Как правило, радиус обозначается буквой R (или r ).
Определение:
Хордой называется отрезок, соединяющий две точки окружности.
Диаметром называется хорда, проходящая через центр окружности.
На рисунке 164 изображены две хорды окружности, одна из которых является ее диаметром. Обычно диаметр обозначают буквой d. Очевидно, что диаметр вдвое больше радиуса, то есть d = 2R.
Построение окружности выполняют с помощью циркуля.
Что такое окружность и круг
Окружность — это фигура, состоящая из всех точек плоскости, равноудален ных от данной точки. Эту точку называют центром окружности.
Отрезок, соединяющий любую точку окружности с ее центром, называют ради усом. Отрезок, соединяющий две против вольные точки окружности, — хорда окружности. Хорда, проходящая через центр окружности, — диаметр (рис. 200). Каждый диаметр окружности состоит’ из двух радиусов, поэтому его длина вдвое больше длины радиуса. Длина хорды, не проходящей через центр окружности, меньше длины диаметра, (Почему?)
Окружность на бумаге описывают МА и MB — перпендикуляры на ОА и ОВ (см. рис. 216), то 
(по гипотенузе и острому углу). Поэтом МА = MB, следовательно, точка М равноудалена от сторон данного угла.
Геометрическим местом точек угла, равноудаленных от его сторон, является биссектриса этого угла.
Здесь имеются в виду углы меньше развернутого.
Верно ли, что геометрическим местом точек, равноудален-ных от сторон угла, является биссектриса этого угла? Нет. Когда в планиметрии говорят о геометрическом месте точек, не уточняя, о каких именно точках идет речь, то имеют в виду точки плоскости, которой принадлежит данная фигура. При таком условии геометрическим местом точек, равноудаленных от ф сторон угла, является объединение биссектрисы I данного угле g и всех точек некоего другого угла, показанного на рисунке 217,
Ведь каждая точка угла КОР также равноудалена от сторон донного угла АО В (речь идет об углах меньше развернутого).
Когда мы говорим, что геометрическим местом точек, равноудаленных от концов отрезка, является серединный перпендикуляр этого отрезка, то мы имеем в виду, что речь идет о геометрическом месте точек плоскости, на которой лежит отрезок.
А геометрическим местом точек пространства, равноудаленных от концов отрезка, является некая плоскость (мал. 218).
Подумайте, как расположена эта плоскость относительно денного отрезка.
Геометрические места точек пространства изучают в старших классах.
Пример №3
Докажите, что серединные перпендикуляры двух сторон треугольника пересекаются.
Решение:
Пусть n и m— серединные перпендикуляры сторон ВС и АВ треугольника (рис. 219). Докажем, что они не могут быть параллельны. Доказывать будем от противного. Допустим, что n || m. Тогда прямая, перпендикулярная к п, должна быть перпендикулярной и к m, то есть 
. Но по условию 
А две прямые, перпендикулярные к третьей прямой, параллельны. Таким образом, из допущения, что п || т, следует параллельность сторон АВ и ВС треугольника. А этого не может быть. Поэтому прямые ли т не могут быть параллельными. Они пересекаются.
Окружность и треугольник
Окружность и треугольник могут не иметь общих точек или иметь 1, 2, 3, 4, 5, 6 общих точек (соответствующие рисунки выполните самостоятельно). Заслуживаем внимания случаи, когда окружность проходит через все три вершины треугольника или когда она касается всех и сторон треугольника. Рассмотрим такие случаи подробнее.
Описанная окружность
Окружность называется описанной около треугольника, если она проходит через все вершины треугольника (рис. 223).
Теорема: Около каждого треугольника можно описать только одну окружность. Ее центром является точка пересечения серединных перпендикуляров двух сторон треугольника.
Пусть ABC — произвольный треугольник (рис. 224). Найдем точку, равноудаленную от вершин А, В и С.’ Метрическое место точек, равноудаленных от А и В, — серединный перпендикуляр m отрезка АВ; геометрическое место точек, равноудаленна от В и С, — серединный перпендикуляр n отрезка ВС. Эти два серединных перпендикуляра не могут быть параллельными, они пересекаются в точке О. А она равноудалена от Н и С. Следовательно, ОА = ОВ = ОС, поэтому О — центр окружности, описанной около ABC.
Для каждого отрезка АВ существует серединный перпендикуляр, и только один, а для ВС — серединный перпендикуляр и только один. И точка их пересечения существует всегда, только одна. Таким образом, около каждого треугольника можно описать одну окружность, и только одну. 
Из доказанной теоремы следует cnocof построения окружности, описанной около треугольника. Чтобы описать около треугольника ABC окружность, достаточно:
Центр окружности, описанной около треугольника, может лежать во внутренней или внешней области данного треугольника либо на его сторон (рис. 225).
Вписанная окружность
Окружность называется вписанной в треугольник если она касается всех сторон треугольника (рис. 226). Центр окружности, вписанной в треугольник, лежим’ и внутренней области этого треугольник.
Теорема: В каждый треугольник можно вписан только одну окружность. Ее центром является точка пересечения двух биссектрис треугольника.
Доказательство:
Пусть ABC — произвольный треугольник. Определим точи О, равноудаленную от всех его сторон (рис. 227). Геометрическое место точек, лежащих внутри угла А и равноудаленных второй АВ и АС, — биссектриса l угла А. Гtjметрическое место точек, равноудаленных от сторон АВ и ВС и лежащих внутри угла В, — биссектриса t угла B. Эти две биссектрисы обязательно Пересекаются (докажите это!). Точка U, в которой пересекаются биссектрисы l и t, равноудалена от всех трех сторон данного треугольника. Следовательно, точка О — центр окружности, Вписанной в треугольник АВС. 
В каждом треугольнике все три биссектрисы пересекаются в одной точке.
Из доказанной теоремы следует способ построения окружности, вписанной в треугольник. Чтобы вписать в данный треугольник окружность, достаточно:
Теорема: Центром окружности, описанной около прямоугольного треугольника, является середина его гипотенузы.
Пусть ABC — произвольный треугольник с прямым углом С, t— серединный перпендикуляр катета АС, пересекающий гипотенузу АВ в точке О (рис. 228).
Поскольку точка О лежит на серединном перпендикуляре отрезка АС, то 
. 
точка О—середина гипотенузы АВ, равноудаленная от всех вершин треугольника. Таким образом, окружность с центром О и радиусом ОА проходит через все вершины данного треугольника.
Диаметр окружности, описанной около прямоугольного треугольника, равен его гипотенузе.
Теорема: Из любой точки окружности ее Диаметр, не выходящий из этой точки, виден под прямым углом.
Доказательство:
Пусть АВ — произвольный диаметр окружности с центром О, а С— произвольная точка окружности, отличная от А и В (рис. 229). Покажем, что
Поскольку
Геометрическим местом точек плоскости, из которых отрезок АВ виден под прямым углом, является окружность диаметра АВ. На самом деле этому ГМТ точки А и В не принадлежат. Подробнее об этом вы узнаете в старших классах.
Пример №4
Найдите радиус окружности, описанной около прямоугольного треугольника с гипотенузой 6 см.
Решение:
Диаметр окружности, описанной около прямоугольного треугольника, является его гипотенузой. Радиус вдвое меньше: 3 см.
Пример №5
Докажите, что диаметр окружности, вписанной в прямоугольный треугольник с катетами а и Ь и гипотенузой с, равен a + b — c.
Решение:
Геометрические построения
Пользуясь линейкой’ и циркулем, моле но выполнить много геометрических построений, то есть начертить геометрические фигуры. Рассмотрим сначала, как выполняются самые простые геометрические построения.
Пример №6
Постройте треугольник по данным сторонам.
Решение:
Пусть даны три отрезки а, b и с (рис. 232). Нужно построить, треугольник, стороны которого были бы равны этим отрезкам. С помощью линейки проводим произвольную прямую, обозначаем на ней произвольную точку В и циркулем откладываем на этой прямой отрезок ВС = а. Раствором циркуля, равным с описываем дугу окружности с центром В. С той же стороны от прямой СВ описываем дугу окружности радиуса b с центром С. Точку пересечения А этих дуг соединяем отрезками с С и В. Треугольник ABC — именно тот, который требовалось построить, так как его стороны ВС, АС и АВ равны данным отрезкам.
Если построенные дуги не пересекаются, требуемый треугольник построить невозможно. Это бывшие в том случае, когда один из данных отрезков больше суммы двух других или равен их сумме.
Пример №7
Постройте угол, равный данному углу.
Решение:
Пусть дан угол АОВ и требуется построить угол КРТ, равный 
(рис. 233). Проводим луч РТ и дуг* равных радиусов с центрами О и Р. Пусть одна из этих д\ пересекает стороны угла АОВ в точках А и В, а другая луч РТ в точке Т. Дальше раствором циркуля, равным А/ описываем третью дугу с центром Т. Если она пересекает другую дугу в точке К, проводим луч РК. Угол КРТ — то 1 Будем считать, что линейка без делений.
который требовалось построить. Ведь треугольники КРТ и АОВ равны (по трем сторонам), поэтому 
Пример №8
Постройте биссектрису данного угла.
Решение:
Пусть АОВ — данный угол (рис. 234). Произвольным раствором циркуля опишем дугу с центром О. Пусть А и В — точки пересечения этой дуги с лучами О А и ОВ. Из центров А и В опишем дуги такими же радиусами. Если D — точка пересечения этих дуг, то луч OD — биссектриса угла АОВ.
Действительно, 
(по трем сторонам). Поэтому 
Пример №9
Разделите данный отрезок пополам.
Решение:
Пусть АВ — данный отрезок (рис. 235). Из точек А и В радиусом АВ описываем дуги. Они пересекутся в неких точках С и D.
Прямая CD точкой М разделит данный отрезок пополам.
Действительно, по трем сторонам 
, поэтому 
По первому признаку равенства треугольников 
. Итак, AM = ВМ.
Пример №10
Через данную точку Р проведите прямую, перпендикулярную и данной прямой а.
Решение:
В зависимости от того, лежит или не лежит точка Р на прямой а, задачу можно решить, как показа но на рисунках 236 и 237. Опишите и аргументируйте эти построения самостоятельно.
Пример №11
Через точку Р, не лежащую на прямой АВ, проведите прямую, параллельную прямой АВ.
Решение:
Через точку Р и про из вольную точку А прямой АВ проводим прямую АТ (рис. 238). Строим угол ТРМ, равный углу РАВ, так, что бы эти углы стали соответственны ми при прямых РК, АВ и секущей АР. Построенная таким образом пря мая РК удовлетворяет задачу: она проходит через данную точку Р и параллельна прямой АВ, поскольку 
Геометрическими построениями часто приходилось заниматься многим людям. Еще в доисторические времена мастера, изготавливающие колеса к колесницам, умели делить окружность на несколько равных частей. В наше время выполнять такие построения приходится специалистам, проектирующим или изготавливающим шестеренки, дисковые пилы (рис. 239), турбины и различные роторные механизмы. Как бы вы разделили окружность, например, на 5, 6 или 7 равных частей? 
Основные чертежные инструменты — линейка и циркуль — были известны еще несколько тысячелетий назад.
Слово линейка происходит от слова линия, которое на латинском языке сначала означало «льняная нитка», «черта, проведенная ниткой, бечевкой» (производное от лат. Плит — лен). Слово циркуль тоже латинского происхождения, первоначально слово циркулюс означало «окружность, круг», а потом стало означать инструмент, с помощью которого проводят окружности.
В Древней Греции линейку и циркуль признавали единственными приборами геометрических построений. Задачу на построение считали решенной, если все построения в ней выполнялись только с помощью линейки и циркуля. Сейчас специалисты при выполнении построений пользуются угольником, транспортиром, рейсмусом, рейсшиной и другими чертежными приспособлениями.
Пример №12
Разделите данную дугу окружности на две равные части.
Решение:
Пусть дана дуга АВ окружности с центром О (рис. 240). Представим угол АОВ и проведем его биссектрису ОК. Треугольники АОК и КОВ равны, поэтому и дуги АК и КВ равны.
Пример №13
Постройте угол вдвое больше данною.
Решение:
Пусть АОВ — данный угол (рис. 241) Опишем дугу окружности с центром О Если она пересечет стороны данного угла в точках А и В, из В как из центра сделаем засечку ВС = ВА и проведем луч ОС. Угол АОС вдвое больше 
Задачи на построение
С геометрическими построениями имеют дело различные специалисты. Геометрические построении выполняют чертежники, архитекторы, конструкторы, топографы, геодезисты, штурманы. Разные геометрические фигуры строят также: слесарь — на жести, столяр — на доске, портной— на ткани, садовник — на земле.
В задаче на построение требуется построить геометрическую фигуру, которая должна удовлетворять определенные условия. В геометрии построения выполняют чаще всего с помощь к линейки и циркуля. Условимся: если в задаче не сказано, какими инструментами следует выполнить построение, то имеются в виду только линейка (без делений) и циркуль.
Более сложные задачи на построение часто решают методом геометрических мест. Пусть, например, в задаче требуете!’ найти точку X, удовлетворяющую два условия. Если первое условие удовлетворяют точки фигуры К, а второе — точки фигуры Р, то X должна принадлежать каждой из этих фигур. Тс есть X — точка пересечения фигур К и Р.
Пример №14
Постройте прямоугольный треугольник по да» ному катету а и гипотенузе с (рис. 243).
Решение:
Строим прямой угол АСВ, на его стороне откладываем отрезок СВ = а. Точки С и В — две вершины треугольника, который требуется построить. Третья верши» должна лежать, во-первых, на луче СА, во-вторых, на pfti стоянии с от В, то есть на окружности радиуса с с центр В. Если эту окружность пересекает луч СА в точке А, 1 треугольник ABC — именно тот, который требовалось не строить. Ведь его угол С прямой, ВС = а, ВА = с.
Второй способ (рис. 244). Откладываем отрезок АВ = с и проводим окружность диаметра АВ — ГМТ, из которых АВ виден под прямым углом. Дальше строим полуокружность радиуса а с центром В — ГМТ, удаленных от В на расстояние а и лежащих по одну сторону от прямой АВ. Если два ГМТ пересекаются в точке С, то треугольник ABC — именно тот, который требовалось построить.
Составные части решения задачи на построение — анализ, построение, доказательство и исследование. В анализе ищут способ решения задачи, в построении выполняется само построение, в доказательстве обосновывается правильность выполненного построения, в исследовании выясняется, сколько решений имеет задача.
Пример №15
Постройте треугольник по данной стороне, прилежащему к ней углу и сумме двух других сторон (рис. 245).
Решение:
Анализ. Допустим, что требуемый треугольник ABC построен. Его сторона с и угол А = а — даны. Дан также отрезок, равный сумме сторон а и b. По данным отрезкам с и а + b и углу А между ними можно построить A ABD. Вершиной С искомого треугольника будет такая точка отрезка AD, для которой CD = СВ. Следовательно, точка С должна лежать и на серединном перпендикуляре отрезка BD.
Построение. По двум данным отрезкам и углу между ними строим 
, после чего проводим серединный перпендикуляр I отрезка BD. Пусть прямая I пересекает отрезок АВ в точке С. Проводим отрезок СВ. Треугольник ABC — такой, который требовалось построить.
Доказательство:
Исследование. Задача имеет решение только при условии, что а + b > с.
Если задача несложная и способ ее решения известен, анализ можно не описывать. А в решении не обязательно выделять анализ, построение, доказательство и исследование.
В математике чаще всего имеют дело с задачами: на вычисление, на доказательство, на построение, на преобразование и на исследование. Геометрическими задачами на построение активно интересовались античные геометры. Допуская лишь классические построения (выполняемые только линейкой и циркулем), они исследовали, какие из построений можно вы-полнить, а какие невозможно. В частности, выясняли:
Много столетий выдающиеся геометры пытались решить эти задачи и не смогли. Эти три классические задачи древности получили специальные названия:
Последнюю задачу называют еще делосской задачей, связывая ее с древнегреческой легендой. согласно которой оракул бога Аполлона согласился спасти жителей острова Делос от чумы, если кубический жертовник в делосском храме заменят на жертовник такой же формы, но вдвое большего объема. Только почти через 2000 лет ученые убедились, что ни одну из этих трех задач с помощью лишь линейки и циркуля решить невозможно.
В настоящее время специалисты, которым приходится выполнять геометрические построения, пользуются не только линейкой и циркулем. С точки зрения классических методов такие построения приближенные. Но для практических нужд точности, которую обеспечивают приближенные методы, вполне достаточно
Пример №16
Найдите центр данной окружности.
Решение:
Обозначим на данной окружности три производные точки А, В и С (рис. 246).
Представим хорды АВ, ВС и проведем их серединные перпендикуляры n и m. Точка О, в которой пересекаются прямые n и m., — центр данной окружности. Ведь ОА = ОВ = ОС.
Пример №17
Через данную точку проведите касательную к данной окружности.
Решение:
Если данная точка А лежит на окружности центра О (рис. 247, а), проводим луч ОА, потом — прямую АК, перпендикулярную к ОА. Прямая АК — касательная, которую и требовалось построить.
Если точка А лежит вне данной окружности центра О (рис. 247, б), то на диаметре ОА описываем окружность. Она пересечется с данной окружностью в двух точках К и Р. Прямые АК и АР — искомые касательные, поскольку 
(Из точек К и Р вспомогательной окружности ее диаметр ОМ виден под прямыми углами АКО и АРО.) В этом случае задача имеет два решения.
Свойство диаметра, перпендикулярного хорде
Диаметр, перпендикулярный хорде, проходит через ее середину. Докажите.
Решение
Пусть СО — диаметр окружности с центром О, АВ — хорда этой окружности, 
Докажем, что М — точка пересечения отрезков АВ и СD— середина отрезка АВ.
В случае, когда хорда АВ сама является диаметром, точка М совпадает с центром О и утверждение задачи очевидно. Пусть хорда АВ не является диаметром (рис. 165). Проведем радиусы OA и ОВ. Тогда в равнобедренном треугольнике АОВ высота ОМ является медианой. Итак, AM = ВМ, что и требовалось доказать.
Докажите самостоятельно еще одно утверждение (опорное): диаметр окружности, проведенной через середину хорды, не являющейся диаметром, перпендикулярен этой хорде.
Касательная к окружности
Определение и свойство касательной
Определение:
Касательной к окружности называется прямая, имеющая с окружностью единственную общую точку. Общая точка касательной и окружности называется точкой касания.
На рисунке 167 прямая а является касательной к окружности с центром О. Иначе говоря, прямая а касается окружности с центром О в точке А . 
Определим взаимное расположение касательной и радиуса окружности, проведенного в точку касания.
Теорема (свойство касательной)
Касательная к окружности перпендикулярна радиусу, проведенному в точку касания.
Доказательство:
Пусть прямая а касается окружности с центром О в точке А (рис. 168). Докажем, что 
Применим метод доказательства от противного. 
Признак касательной
Докажем теорему, обратную предыдущей.
Теорема: (признак касательной)
Если прямая проходит через точку окружности перпендикулярно радиусу, проведенному в эту точку, то она является касательной к окружности.
Доказательство:
Пусть прямая а проходит через точку А, лежащую на окружности с центром О, причем 
. Докажем, что а — касательная к окружности. Согласно определению касательной, нам необходимо доказать, что окружность имеет с прямой а единственную общую точку. Применим метод доказательства от противного.
Следовательно, точка А — единственная общая точка окружности и прямой а, значит, прямая а — касательная к окружности.
Свойство отрезков касательных
Пусть даны окружность с центром О и точка А, не принадлежащая кругу, ограниченному данной окружностью (рис. 170).
Опорная задача
Отрезки касательных, проведенных из данной точки к окружности, равны. Докажите.
Решение
Пусть АВ и АС — отрезки касательных, проведенных к окружности с центром О из точки А (рис. 170). Рассмотрим треугольники АОВ и АОС. По свойству касательной 
то есть эти треугольники являются прямоугольными с общей гипотенузой АО и равными катетами ОВ = ОС как радиусы окружности). Следовательно, 
по гипотенузе и катету, откуда АВ = АС. 
Касание двух окружностей
Определение:
Две окружности, имеющие общую точку, касаются в этой точке, если они имеют в ней общую касательную.
Общая точка двух окружностей в таком случае называется точкой касания окружностей.
Различают два вида касания окружностей: внутреннее и внешнее.
Касание окружностей называется внутренним, если центры окружностей лежат по одну сторону от общей касательной, проведенной через точку касания (рис. 171, а);
Касание окружностей называется внешним, если центры окружностей лежат по разные стороны от общей касательной, проведенной через точку касания (рис. 171, б).
Рис. 171 Касание двух окружностей. 1. внутреннее; 2. внешнее.
По свойству касательной радиусы данных окружностей, проведенные в точку касания, перпендикулярны общей касательной. Из теоремы о существовании и единственности прямой, перпендикулярной данной, следует, что центры касающихся окружностей и точка касания окружнос тей лежат на одной прямой.
Касающиеся окружности имеют единствен ную общую точку — точку касания.
Если данные окружности имеют радиусы R и r (R > r), то расстояние между центрами окружностей равно R-r в случае внутреннего касания и R+r в случае внешнего касания.
Задачи на построение
Что такое задачи на построение?
Задачи на построение представляют собой отдельный класс геометрических задач, решение которых подчиняется определенным правилам. Цель решения этих задач — построение геометрических фигур с заданными свойствами с помощью чертежных инструментов. Если в условии задачи нет специальных примечаний, то имеются в виду построения с помощью циркуля и линейки. С помощью линейки можно провести:
Заметим, что никаких других построений линейкой выполнять нельзя. В частности, с помощью линейки нельзя откладывать отрезки заданной длины.
С помощью циркуля можно:
Кроме того, можно отмечать на плоскости точки и находить точки пересечения прямых и окружностей.
Все перечисленные операции называют элементарными построениями, а решить задачу на построение — это значит найти последовательность элементарных построений, после выполнения которых искомая фигура считается построенной, и доказать, что именно эта фигура удовлетворяет условию задачи.
Итак, решение задач на построение заключается не столько в самом построении фигуры, сколько в нахождении способа построения и доказательстве того, что полученная фигура искомая.
Основные задачи на построение
Если каждый шаг построений описывать полностью, решение некоторых задач может оказаться довольно громоздким. С целью упрощения работы выделяют несколько важнейших задач, которые считаются основными и не детализируются каждый раз при решении более сложных задач.
перпендикулярна отрезку АВ и проходит через его середину. Такую прямую называют серединным перпендикуляром к отрезку.
и 
можно определить середину отрезка AB как точку пересечения прямых АВ и 
— две стороны и медиана треугольника ABC, который необходимо построить (рис. 174).
по условию задачи). Таким образом, мы можем построить треугольник АВМ и найти вершины А и В искомого треугольника. Чтобы найти вершину С, достаточно отложить на луче AM отрез ок МС длиной 
— медиана (по построению). Следовательно, треугольник ABC искомый.
— удовлетворяют неравенству треугольника.
, то есть луч AF — биссектриса угла А.
и 
. Если геометрическим местом точек, удовлетворяющих условию
, является фигура 
, а геометрическим местом точек, удовлетворяющих условию 
— фигура 
то искомая точка будет общей для фигур 
с.
, то 
по следствию из теоремы о свойствах углов при параллельных прямых. Но 
по построению, отсюда 
что невозможно по условию. Следовательно, прямые а и b пересекаются в некоторой точке О.
являются также медианами и высотами (рис. 188). Это означает, что. прямые 
— серединные перпендикуляры к сторонам треугольника ABC. Поскольку все они пересекаются в одной точке, то эта точка — центр описанной и вписанной окружностей треугольника ABC.
по построению. В треугольнике 
— высота и медиана (по построению). Значит, треугольник АСD равнобедренный с основанием AD), откуда СА=СD=с. По построению 
, следовательно, 
Таким образом, треугольник ABC искомый.
c+b
— углы, на которые медиана делит угол треугольника (рис. 196).
(АМ=СМ по определению медианы, ВМ =DМ по построению, 
как вертикальные). Тогда 
Построив этот треугольник, получим вершины А и В скомого треугольника. Для построения вершины С достаточно удвоить в треугольнике АВD медиану AM.
по первому признаку равенства треугольников 
по построению, 
как вертикальные). Тогда 
Также по построению 
В треугольнике 
— медиана, поскольку по построению 
Таким образом, треугольник ABC — искомый.
— проведенная к ней медиана, 
— высота треугольника, проведенная к другой стороне (рис. 198). Построим этот треугольник.
то точка А должна лежать на расстоянии 
от точки D. Это означает, что A — точка пересечения прямой СH и окружности радиуса 
с центром D.
— медиана, 
— высота (по построению). Следовательно, треугольник ABC — искомый.
a. В зависимости от длины медианы 
задача имеет одно или два решения, или не имеет ни одного.
то для нашей шины получим 
— центр окружности, 
— радиус окружности.
— хорда, 
— диаметр. Часть плоскости, ограниченную окружностью, вместе с самой окружностью называют кругом (рис. 283).
— касательная к окружности, точка 
— точка касания.
и 
. Для всех точек зададим свойство: одновременно принадлежать лучам 
и 
. Ясно, что указанным свойством обладают все точки отрезка 
и 
. Для всех точек зададим свойство: принадлежать прямой 
и находиться на расстоянии 1 см от прямой 
и 
(рис. 274) удовлетворяют этим условиям. Также понятно, что никакая другая точка, отличная от 
, этим свойством не обладает. Следовательно, искомое ГМТ — это фигура, состоящая из двух точек 
не совпадает с вершиной угла 
и принадлежит его биссектрисе (рис. 275). Опустим перпендикуляры 
и 
соответственно на стороны 
и 
. Надо доказать, что 
.
и 
гипотенуза 
— общая, 
, так как 
— биссектриса угла 
. Следовательно, 
по гипотенузе и острому углу. Отсюда 
. Обратная теорема. Если точка, принадлежащая углу, равноудалена от его сторон, то она лежит на биссектрисе этого угла.
, принадлежащая углу 
, не совпадает с его вершиной и равноудалена от его сторон. Опустим перпендикуляры 
и 
соответственно на стороны 
и 
. Надо доказать, что 
(рис. 275).
и 
гипотенуза 
— общая, 
по условию. Следовательно, 
по гипотенузе и катету. Отсюда 
.
или 
принадлежит продолжению стороны угла (рис. 276). Исследовать эту ситуацию вы можете на занятии математического кружка. Также отметим, что теорема остается справедливой и для развернутого угла.
— центр окружности.
— радиус. Из определения следует, что все радиусы одной окружности равны.
— хорда. Хорду, проходящую через центр окружности, называют диаметром. На рисунке 277 отрезок 
— диаметр окружности. Очевидно, что 
, т. е. диаметр окружности в два раза больше ее радиуса.
— произвольная точка круга с центром 
радиуса 
, то 
(рис. 278). Если 
, то говорят, что точка 
кругу не принадлежит (рис. 278). Также говорят, что точка 
лежит вне окружности, ограничивающей круг. Из определения круга следует, что окружность, ограничивающая круг, ему принадлежит.
окружности с центром 
за точку 
отметили точку 
такую, что отрезок 
равен радиусу окружности (рис. 279). Прямая 
пересекает данную окружность в точках 
и 
. Докажите, что 
.
. Так как 
— равнобедренный, то 
. 
— внешний угол треугольника 
, 
. Так как 
— равнобедренный, то имеем: 
. 
— внешний угол треугольника 
. Тогда 
, то есть 
.
, 
— точка пересечения диаметра 
и хорды 
. Надо доказать, что 
. Проведем радиусы 
и 
. В равнобедренном треугольнике 
отрезок 
— высота, а значит, и медиана, т. е. 
.
— касательная, 
— точка касания.
, который касается окружности в точке 
.
, 
— точка касания прямой 
и окружности. Надо доказать, что 
.
— наклонная к прямой 
. Тогда из точки 
опустим перпендикуляр 
на прямую 
(рис. 289). Поскольку точка 
— единственная общая точка прямой а и круга с центром 
не принадлежит этому кругу. Отсюда 
. Получили противоречие: перпендикуляр 
больше наклонной 
. Следовательно, 
.
, отрезок 
— ее радиус, точка 
принадлежит прямой 
, 
. Докажем, что прямая 
с окружностью (рис. 291). Тогда 
— равнобедренный ( 
и 
равны как радиусы). Отсюда получаем противоречие: в треугольнике 
есть два прямых угла. Следовательно, прямая 
является касательной к окружности. Следствие. Если расстояние от центра окружности до некоторой прямой равно радиусу окружности, то эта прямая является касательной к данной окружности.
. Прямые 
и 
— касательные, 
и 
— точки касания. Надо доказать, что 
. Проведем радиусы 
и 
в точки касания. По свойству касательной 
и 
. В прямоугольных треугольниках 
и 
катеты 
и 
равны как радиусы одной окружности, 
— общая гипотенуза. Следовательно, 
по гипотенузе и катету. Отсюда 
.