Геометрија – круг 2

Круг. Дефиниција. Периферијски и централни угао. Тетивни и тангентни четвороугао. Једноставни примери.

Задаци


Текст задатака објашњених у видео лекцији.

пр.3)   Тачкама AA и BB кружница је подељена на два кружна

           лука у размери 5:7. Одреди периферијске углове који одго-

           варају овим кружним луковима.

пр.4)   Из једне крање тачке пречника круга конструисане су тангента

           и сечица које образују угао од 22∘30′22^\circ 30'. Одреди централни

           угао над мањим луком између тангенте и сечице.

пр.5)   Два угла тетивног четвороугла износе 67∘40′67^\circ 40' и

           123∘20′123^\circ 20'. Одреди остале углове тог четвороугла.

пр.6)   Два круга се споља додирују у тачки PP. Нека су AA и BB

           додирне тачке ових кругова са једном заједничком спољашњом

           тангентом. Докажи да је угао APBAPB прав угао.


Пр.3

51

Нацртаћемо кружницу k(O,r)k\left( {O,r} \right) и одредићемо тачке AA и BB коje деле кружницу у размери 5:7. Повезаћемо ове тачке с центром  круга. Кружни лук је подељен у размери 5:7, тада је и централни угао подељен у размери 5:7.

Означимо централне углове са  α\alpha и α1\alpha_1 , а са β\beta и β1\beta_1  периферијске углове.

α:α1=5:7α+α1=360∘α=5k,α1=7k5k+7k=360∘12k=360∘k=30∘α=5k=5⋅30∘=150∘α1=7k=7⋅30∘=210∘β=α2=150∘2=75∘β1=α12=210∘2=105∘\begin{aligned}&\alpha :{\alpha _1} = 5:7 \\ &\alpha + {\alpha _1} = 360^\circ \\ &\alpha = 5k,{\alpha _1} = 7k \\ &5k + 7k = 360^\circ \\ &12k = 360^\circ \\ &k = 30^\circ \\ &\alpha = 5k = 5 \cdot 30^\circ = 150^\circ \\ &{\alpha _1} = 7k = 7 \cdot 30^\circ = 210^\circ \\ &\beta = \frac{\alpha }{2} = \frac{{150^\circ }}{2} = 75^\circ \\ &{\beta _1} = \frac{{{\alpha _1}}}{2} = \frac{{210^\circ }}{2} = 105^\circ\end{aligned}

Пр.4 Направим слику.

52

Нека  jе tt- тангента, а ss - jе сечица круга. Потребно је израчунати угао α\alpha. Знамо да jе угао између тетиве и тангенте jеднак перефериjском углу β\beta над истим тетивом.

β=22∘30′\beta = 22^\circ 30'

Перифеоиjски угао jеднак jе половини централног угла над исти луком. Онда

α=2βα=45∘\begin{aligned}&\alpha = 2\beta \\ &\alpha = 45^\circ\end{aligned}

Пр.5 Направим слику.

53

Нека  jе ABCDABCD - тетивни четвороугао. Знамо да наспрамни углови код тетивног четвероугла су суплементни α+γ=β+δ=180∘\alpha + \gamma = \beta + \delta = 180^\circ, а збир датих углова jе 123∘20′+67∘40′=191∘123^\circ 20' + 67^\circ 40' = 191^\circ, онда нису наспрамни углови, а  они су суседни.

Нека jе α=123∘20′\alpha = 123^\circ 20' и β=67∘40′\beta = 67^\circ 40'

α+γ=180∘⇒γ=56∘40′\alpha + \gamma = 180^\circ \Rightarrow \gamma = 56^\circ 40'

β+δ=180∘⇒δ=112∘20′\beta + \delta = 180^\circ \Rightarrow \delta = 112^\circ 20'

Пр.6 Направим слику.

54

Потребно доказати да jе ∠APB=90∘\angle APB = 90^\circ. Направим заjедничку тангенту ових кругова и добиjем тачку СС. 

Знамо да тангентне дужи конструисане на кружну линиjу ван ње су jеднаке. Онда су AC=CP⇒△ACPAC = CP \Rightarrow \vartriangle ACP - jе jеднакокраки ∠CAP=∠CPA\angle CAP = \angle CPA.

Такође CP=CB⇒△CPBCP = CB \Rightarrow \vartriangle CPB- jе jеднакокраки ∠CPB=∠CDP\angle CPB = \angle CDP.

△APB:\vartriangle APB:

∠BAP+∠ABP+∠BPA=180∘∠APC+∠BPC+∠APB=180∘∠APB+∠APB=180∘2∠APB=180∘∠APB=90∘\begin{aligned}&\angle BAP + \angle ABP + \angle BPA = 180^\circ \\ &\angle APC + \angle BPC + \angle APB = 180^\circ \\ &\angle APB + \angle APB = 180^\circ \\ &2\angle APB = 180^\circ \\ &\angle APB = 90^\circ\end{aligned}

Четвороугао чија сва темена леже на једној кружници зове се тетивни. Углови код AA и CC су периферијски углови над два лука на које дијагонала BDBD дели кружницу, па им је збир половина од 360∘360^\circ: α+γ=β+δ=180∘\alpha + \gamma = \beta + \delta = 180^\circ. Важи и обрнуто: ако су наспрамни углови суплементни, око четвороугла се може описати кружница.

Кад су дата два угла, прво проверите да ли су наспрамни: ако им збир није 180∘180^\circ, суседни су. При одузимању са минутима позајмите један степен: 180∘=179∘60′180^\circ = 179^\circ 60'. У задацима са тангентом користите да је угао између тангенте и тетиве половина централног угла над тетивом и да су тангентне дужи из исте спољашње тачке једнаке.

α = 80°β = 100°γ = 100°δ = 80°ABCD
300°
100°
α + γ
180°
β + δ
180°
Збир сва четири угла
360°
Ма где била темена на кружници, наспрамни углови тетивног четвороугла дају 180∘180^\circ. Док BB клизи по свом луку, угао β\beta се не мења: то је периферијски угао над истим луком ADCADC.

Кад се четвороугаони део уклапа у округао рам (витраж, огледало, часовник), сва четири темена могу да додирну ивицу само ако наспрамни углови дају 180∘180^\circ. Тако се брзо проверава да ли четири тачке леже на истој кружници.

Витраж у округлом прозору

Мајстор прави витраж за округли прозор. Средишњи стаклени део је четвороугао чија сва четири темена додирују кружни рам. Измерио је два угла тог четвороугла: 78∘25′78^\circ 25' и 96∘50′96^\circ 50'. Колики морају бити остала два угла?

Решење

  1. Темена леже на кружници, па је четвороугао тетивни: α+γ=180∘\alpha + \gamma = 180^\circ и β+δ=180∘\beta + \delta = 180^\circ.
  2. Збир измерених углова је 78∘25′+96∘50′=175∘15′78^\circ 25' + 96^\circ 50' = 175^\circ 15', што није 180∘180^\circ. Зато нису наспрамни, него суседни: α=78∘25′\alpha = 78^\circ 25' и β=96∘50′\beta = 96^\circ 50'.
  3. γ=180∘−78∘25′=179∘60′−78∘25′=101∘35′\gamma = 180^\circ - 78^\circ 25' = 179^\circ 60' - 78^\circ 25' = 101^\circ 35'.
  4. δ=180∘−96∘50′=179∘60′−96∘50′=83∘10′\delta = 180^\circ - 96^\circ 50' = 179^\circ 60' - 96^\circ 50' = 83^\circ 10'.
  5. Провера: 78∘25′+96∘50′+101∘35′+83∘10′=360∘78^\circ 25' + 96^\circ 50' + 101^\circ 35' + 83^\circ 10' = 360^\circ.

Одговор: Остала два угла витража морају бити 101∘35′101^\circ 35' и 83∘10′83^\circ 10', сваки наспрам свог измереног угла.

Задатак за вежбу

Два угла тетивног четвороугла износе 85∘20′85^\circ 20' и 110∘50′110^\circ 50'. Одредите остала два угла.

Прикажи решење

Збир 196∘10′196^\circ 10' није 180∘180^\circ, па су дати углови суседни. Остали углови су 180∘−85∘20′=94∘40′180^\circ - 85^\circ 20' = 94^\circ 40' и 180∘−110∘50′=69∘10′180^\circ - 110^\circ 50' = 69^\circ 10'.