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).
Построение вневписанной окружности треугольника
Чтобы построить вневписанную окружность треугольника нужно[3]:
- построить внешние углы для углов треугольника;
- провести биссектрисы построенных внешних углов до точки их пересечения. Точка пересечения биссектрис будет центром вневписанной окружности;
- построить радиус окружности. Для этого провести перпендикуляр из точки пересечения биссектрис на продолжения одной из сторон;
- 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
- ↑ Pathan, Alex, and Tony Collyer, "Area properties of triangles revisited, " Mathematical Gazette 89, November 2005, 495—497.
- ↑ Зетель С.И. Новая геометрия треугольника. Пособие для учителей. 2-е издание.. — М.: Учпедгиз, 1962. — С. 137—138, п. 126, теорема.
- ↑ Вневписанные окружности. Построение. Матвокс. Энциклопедия математики. mathvox.ru. Дата обращения: 6 ноября 2018. Архивировано 7 ноября 2018 года.
- ↑ Radic, Kaliman, Kadum, 2007, с. 33—52.
Литература
- Геометрия по Киселёву, § 144.
- Понарин Я. П. Элементарная геометрия. В 2 т. — М.: МЦНМО, 2004. — С. 44-48. — ISBN 5-94057-170-0.
- Mirko Radic, Zoran Kaliman, Vladimir Kadum. A condition that a tangential quadrilateral is also a chordal one // Mathematical Communications. — 2007. — Вып. 12.