Εγγεγραμμένος και Παρεγγεγραμμένοι κύκλοι τριγώνου
κύκλοι που εφάπτονται στις τρεις πλευρές του τριγώνου From Wikipedia, the free encyclopedia
Στη γεωμετρία, σε ένα τρίγωνο ο εγγεγραμμένος κύκλος είναι ο κύκλος που εφάπτεται εσωτερικά στις τρεις πλευρές του. Το κέντρο του είναι το σημείο τομής των διχοτόμων του και ονομάζεται έγκεντρο του τριγώνου.[1]:80-89[2]:143-145[3]:35-36[4]:12-13

Κάθε τρίγωνο έχει επίσης τρεις παρεγγεγραμμένους κύκλους , και που εφάπτονται στις τρεις πλευρές του τριγώνου εξωτερικά αυτού. Το κέντρο του είναι το σημείο τομής της διχοτόμου της και των εξωτερικών διχοτόμων των και , και ονομάζεται παράκεντρο του τριγώνου.
Εγγεγραμμένος κύκλος
Θεώρημα — Οι εσωτερικές διχοτόμοι ενός τριγώνου διέρχονται από το ίδιο σημείο, το έγκεντρο, το οποίο είναι το κέντρου του εγγεγραμμένου κύκλου.
Αποδείξεις
Απόδειξη (με ιδιότητες διχοτόμων) |
Έστω και οι διχοτόμοι των γωνιών και και το σημείο τομής τους. Από την κύρια ιδιότητα των διχοτόμων, κάθε σημείο της ισαπέχει από τις πλευρές και . Αντίστοιχα, για την . Επομένως, το ισαπέχει από τις τρεις πλευρές του τριγώνου και άρα ανήκει και στην διχοτόμου της . Καταλήγουμε ότι είναι το σημείο τομής των διχοτόμων του τριγώνου. |
Απόδειξη (με θεώρημα Τσέβα) |
Από το θεώρημα εσωτερικής διχοτόμου έχουμε για τις διχοτόμους , και ότι
Επομένως, έχουμε ότι
και από το αντίστροφο θεώρημα του Τσέβα καταλήγουμε ότι οι τρεις διχοτόμοι διέρχονται από το ίδιο σημείο. |
Ιδιότητες
- Το έγκεντρο είναι σημείο εσωτερικό του τριγώνου.
- Η γωνία των διχοτόμων των και είναι ίση με .[1]: 85
Απόδειξη |
![]() Αφού η διχοτόμος της και η διχοτόμος της , έχουμε ότι και . Επομένως, αφού οι γωνίες του τριγώνου αθροίζουν στις
|
- Αν οι προβολές του στις πλευρές του τριγώνου, τότε
- και .
Απόδειξη |
![]() Τα τρίγωνα και είναι ίσα, καθώς κοινή, και (κριτήριο Γ-Π-Γ). Επομένως, . Αντίστοιχα, και . Επίσης, έχουμε ότι Λύνοντας το σύστημα των εξισώσεων βρίσκουμε ότι
όπου . |
- Το τρίγωνο ονομάζεται το τρίγωνο Gergonne.
- (Σημείο Gergonne) Τα ευθύγραμμα τμήματα διέρχονται από το ίδιο σημείο.[3]: 36
- Οι ευθείες είναι μεσοκάθετοι των πλευρών του .
- (Σημείο Φόιερμπαχ) Ο εγγεγραμμένος κύκλος του τριγώνου εφάπτεται του κύκλου Όιλερ. Το σημείο επαφής λέγεται σημείο Φόιερμπαχ.
- Το εμβαδόν του τριγώνου δίνεται από τον τύπο [5]:126
- ,
- όπου είναι η ημιπερίμετρος του τριγώνου.
- Από τον τύπο του Ήρωνα, προκύπτει ότι η ακτίνα του εγγεγραμμένου κύκλου[6]:139
- .
- Επίσης, η ακτίνα του εγγεγραμμένου κύκλου του τριγώνου, δίνεται από τις εξής τριγωνομετρικές σχέσεις[7]: 261-262 [5]: 126
- ,
- και από
- .
- (Θεώρημα Όιλερ) Αν είναι ο περιγεγραμμένος κύκλος του τριγώνου, τότε
- .
- (Θεώρημα Καρνό) Αν είναι οι προσημασμένες αποστάσεις του περίκεντρου από τις πλευρές του τριγώνου και η ακτίνα του περιγεγραμμένου κύκλου, τότε
- .
- Οι τριγραμμικές συντεταγμένες του έγκεντρου είναι .
- Οι βαρυκεντρικές συντεταγμένες του έγκεντρου είναι .
- Οι καρτεσιανές συντεταγμένες του έγκεντρου είναι
- .
Παρεγγεγραμμένοι κύκλοι
Κάθε τρίγωνο έχει τρεις παρεγγεγραμμένους κύκλους , και . Ο παρεγγεγραμμένος κύκλος έχει κέντρο το σημείο τομής των εξωτερικών διχοτόμων της γωνίας και της και της εσωτερικής διχοτόμου της . Τα σημεία που εφάπτεται ο κύκλος με τις πλευρές συμβολίζονται με αντίστοιχα.

Απόδειξη
Απόδειξη |
Έστω το σημείο τομής των εξωτερικών διχοτόμων των και . Τότε, από την ιδιότητα της διχοτόμου, όλα τα σημεία ισαπέχουν από τις πλευρές της, άρα και . Επομένως, και έτσι το είναι σημείο της διχοτόμου του . |
Ιδιότητες
- Τα παράκεντρα είναι σημεία εξωτερικά του τριγώνου.
- Τα σημεία είναι συνευθειακά, καθώς και τα και .
- Η γωνία των εξωτερικών διχοτόμων των και είναι ίση με .[1]: 85
Απόδειξη |
Αφού και είναι εξωτερικές διχοτόμοι, έχουμε ότι
Από το τρίγωνο έχουμε ότι |
- Η γωνία της εσωτερικής διχοτόμου της και της εξωτερικής διχοτόμου της είναι .[1]: 85
Απόδειξη |
Από το τρίγωνο έχουμε ότι
|
- (Σημείο Gergonne) Τα ευθύγραμμα τμήματα διέρχονται από το ίδιο σημείο.[3]: 36
- (Τρίγωνο Φόιερμπαχ) Οι παρεγγεγραμμένοι κύκλοι εφάπτονται του κύκλου Όιλερ του τριγώνου. Τα τρία σημεία επαφής ορίζουν το τρίγωνο Φόιερμπαχ.
- Ισχύει ότι , και , όπου η ημιπερίμετρος.[1]: 86-87
Απόδειξη |
![]() Ξεκινάμε παρατηρώντας ότι ως τα ευθύγραμμα τμήματα του εφαπτόμενα σε κύκλο. Για τον ίδιο λόγο έχουμε ότι και . Επομένως, παίρνουμε το σύστημα Το σύστημα έχει λύση
Αντίστοιχα και για τα υπόλοιπα τμήματα. |
- Αν το σημείο τομής της προέκτασης της με τον περιγεγραμμένο κύκλο, τότε[1]: 85
- .
- (Θεώρημα Όιλερ) Αν είναι ο περιγεγραμμένος κύκλος του τριγώνου, τότε
- και .
- Το εμβαδόν του τριγώνου δίνεται από τους τύπους:[3]: 45
- και
- .
- Από τον τύπο του Ήρωνα, η ακτίνα του παρεγγεγραμμένου κύκλου δίνεται από τον τύπο[6]: 139 [5]: 127
- και .
Απόδειξη |
Από το σχήμα έχουμε ότι
Αφού τα τρίγωνα και είναι ίσα, έχουμε ότι
Αντίστοιχα,
Συνδυάζοντας τα παραπάνω και αφού έχουμε ότι |
- Επίσης, οι ακτίνες των παρεγγεγραμμένων κύκλων δίνονται από τις τριγωνομετρικές σχέσεις[7]:264[3]: 46-47 [5]: 127
- , και ,
- και επίσης
- , και .
- (Σημείο Νάγκελ) Αν τα σημεία επαφής των παρεγγεγραμμένων κύκλων με κέντρα με τις πλευρές του τριγώνου, τότε τα συντρέχουν στο σημείο Νάγκελ.
- Οι εσωτερικές διχοτόμοι του τριγώνου είναι ύψη του τριγώνου .
- Αν η ακτίνα του περιγεγραμμένου κύκλου, τότε ισχύει ότι .[1]: 87
- Οι τριγραμμικές συντεταγμένες των παρακέντρων είναι , και αντίστοιχα.
Δείτε επίσης
Παραπομπές
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.