Вневписанная окружность

Вневпи́санная окру́жность треуго́льника — окружность, касающаяся одной из сторон треугольника и продолжений двух других его сторон. У любого треугольника существует три вневписанных окружности (в отличие от единственной вписанной).

Существование и единственность вневписанной окружности обусловлены тем, что биссектрисы двух внешних углов треугольника и биссектриса внутреннего угла, не смежного с этими двумя, пересекаются в одной точке, которая и является центром такой окружности.

Хотя чаще всего этот термин применяется к треугольникам, понятие существует и для более широких классов фигур — например, для вписанно-эксцентрических четырехугольников и других многоугольников, где можно провести окружность, касающуюся одной стороны и продолжений соседних.

Свойства

Здесь используются обозначения:  — радиусы вневписанных окружностей с центрами , касающиеся соответственно сторон треугольника;  — полупериметр треугольника;  — радиус вписанной окружности;  — радиус описанной окружности.

  • Длина отрезка касательной, проведённой к вневписанной окружности из противоположной вершины, равна полупериметру треугольника.
  • Площадь треугольника последнее равенство по формуле Герона[1].
  • Исходный треугольник является ортотреугольником для треугольника
  • Барицентрические координаты
  • Теорема Эйлера для вневписанных окружностей: , где O — центр описанной окружности.
  • Радикальный центр вневписанных окружностей — центр Шпикера (центр вписанной окружности срединного треугольника).
  • Центры вписанной и вневписанных окружностей — неподвижные точки изогонального сопряжения.
  • Центр окружности, проходящей через центры вневписанных окружностей — точка Бевэна.
  • Три центра трёх вневписанных окружностей данного треугольника образуют треугольник трёх внешних биссектрис.
  • Три перпендикуляра к сторонам треугольника, проведённые в точках их пересечения с тремя вневписанными окружностями, пересекаются в одной точке (следствие теорем о вершинах подерного треугольника[2]).
  • На прямой, проходящей через точки касания двух вневписанных окружностей треугольника с его сторонами, эти вневписанные окружности отсекают равные отрезки.
  • Последнее можно сформулировать так. Если 2 вневписанные окружности треугольника касаются 2 его разных сторон и 2 их продолжений в 4 точках касания, то образуемый 4 последними точками, как вершинами, четырёхугольник есть равнобокая трапеция, у которой равны 2 боковые стороны, а также равны две диагонали (касательные к 2 окружностям).
undefined

Построение вневписанной окружности треугольника

Чтобы построить вневписанную окружность треугольника нужно[3]:

  1. построить внешние углы для углов треугольника;
  2. провести биссектрисы построенных внешних углов до точки их пересечения. Точка пересечения биссектрис будет центром вневписанной окружности;
  3. построить радиус окружности. Для этого провести перпендикуляр из точки пересечения биссектрис на продолжения одной из сторон;
  4. провести окружность с центром в точке пересечения биссектрис и радиусом, равным длине построенного перпендикуляра.

Вневписанная окружность четырёхугольника

Внеописанный четырёхугольник

  • Внеописанный четырёхугольник — это выпуклый четырёхугольник, продолжения всех четырёх сторон которого являются касательными к окружности (вне четырёхугольника)[4]. Окружность называется вневписанной. Центр вневписанной окружности лежит на пересечении шести биссектрис.
  • Замечание. Вписанную, описанную, а также вневписанную окружности можно провести не у всякого четырёхугольника. Если противоположные стороны выпуклого четырёхугольника ABCD пересекаются в точках E и F, то условием его внеописанности является любое из двух условий ниже:

Примечания

  1. Pathan, Alex, and Tony Collyer, "Area properties of triangles revisited, " Mathematical Gazette 89, November 2005, 495—497.
  2. Зетель С.И. Новая геометрия треугольника. Пособие для учителей. 2-е издание.. — М.: Учпедгиз, 1962. — С. 137—138, п. 126, теорема.
  3. Вневписанные окружности. Построение. Матвокс. Энциклопедия математики. mathvox.ru. Дата обращения: 6 ноября 2018. Архивировано 7 ноября 2018 года.
  4. Radic, Kaliman, Kadum, 2007, с. 33—52.

Литература