直径在几何学中,是指穿过圆心且其两端点皆在圆周上的线段,或圆上最长的弦,一般用符号d或者表示。
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在一般的度量空间(也就是定义了距离的空间,比如说常见的二维平面)上,也可以定义一个集合的直径。在这里直径是这个集合之中两点之间的距离的最小上界:
性质
一个圆可以有无数条直径(指线段本身时),但过平面上除去圆心外的任意一点,只有一条直径。直径的一个端点叫做另一个端点的对径点。圆周上的每一个点都有且仅有一个对径点。
直径将圆分为面积相等的两部分(每一个部分成为一个半圆),将圆周分成长度相等的两部分。直径的中点是圆心,直径也是圆上最长的弦。换句话说,圆的直径是圆周上任意两点之间的距离所能够达到的最大值。在同一个圆里面,直径等于半径(r)的二倍。圆的周长与直径的比值即为圆周率。
给定一个圆和圆上的一条直径AB(A、B为圆上的点),则对圆上任意另外一点C,角ACB是直角。如果点C在圆外,那么角ACB是锐角,如果点C在圆内,那么角ACB是钝角。
在尺规作图中,已知一个圆及其圆心的话,只需要过圆心画直线,则直线与圆的两个交点之间的线段就是圆的直径。如果圆心未知的话,则可以用作弦的中垂线的方法作直径。具体方法是:任意作圆的一条弦,作这条弦的中垂线,则中垂线与圆的两个交点之间的线段就是圆的直径。如果在圆心未知的情况下要作过圆上一个定点的直径,则可以利用圆上一点对直径的张角成九十度的特性:首先过给定的点任作一条弦,交圆于另一点。然后过另一点作垂直于弦的直线,交圆于第三点,连接原来的给定点和第三点,就是所求的直径。
球的直径
对于三维空间中的球体,也可以定义直径和半径。一个圆球的直径是它的任意一个大圆(过球心的平面截球体得到的圆)的直径。和圆的直径一样,球的直径也是球上两点之间的距离的最大值,过球上每一点只能作一条直径。
相关公式
- 圆的直径与面积的关系为:。
- 球的直径与体积的关系为:。