mercoledì 18 ottobre 2017

3A - Poligoni inscritti e circoscritti a una circonferenza

Si dice che un poligono è inscritto in una circonferenza se tutti i suoi vertici appartengono alla circonferenza. Se un poligono è inscritto in una circonferenza, si dice che la circonferenza è circoscritta al poligono.
Dato un poligono qualunque, se esiste una circonferenza tale che tutti i punti del poligono appartengono alla circonferenza, si dice che il poligono è inscrivibile in una circonferenza.
Quando un poligono è inscritto in una circonferenza, il centro della circonferenza coincide con il circocentro del poligono (punto d’incontro degli assi del poligono; equidistante dai vertici). 

Esempio
Per il triangolo esiste ed è unico il circocentro, che trovo tracciando gli assi. Esso è equidistante dai vertici. Questa distanza è il raggio della circonferenza circoscritta al triangolo.


Quadrilateri
Segno l'angolo alla circonferenza Angolo Alfa:

e poi il corrispondente angolo al centro:
Ricordo che:
 L'angolo Alfa Primo è uguale a due volte l'Angolo Alfa
Ripeto per l'angolo opposto (con vertice C) e ricordo che:
 L'angolo Beta Primo è uguale a due volte l'Angolo Beta






da cui:
cioè alfa e beta sono supplementari.
La stessa osservazione può essere fatta esaminando gli altri due angoli opposti aventi vertice in B e DPossiamo allora affermare che, un quadrilatero può essere inscritto in una circonferenza se gli angoli opposti sono supplementari (la loro somma è pari a 180°). In questo caso, dato che il quadrilatero è inscrittibile, significa che esiste un solo circocentro.

Si dice che un poligono è circoscritto ad una circonferenza se tutti i suoi lati sono tangenti alla circonferenza. Se un poligono è circoscritto ad una circonferenza, si dice che la circonferenza è inscritta nel poligono.
Dato un poligono qualunque, se esiste una circonferenza tangente a tutti i lati del poligono, si dice che il poligono è circoscrivibile a una circonferenza.
Quando un poligono è circoscritto in una circonferenza, il centro della circonferenza coincide con l’incentro del poligono (punto d’incontro delle bisettrici degli angoli del poligono; equidistante dai lati). 

I segmenti OQOKOP,ONOH sono congruenti essendo raggi. Quindi i lati del poligono sono tutti equidistanti dal centro della circonferenza. Ricordiamo che l'incentro, punto d'incontro delle bisettrici degli angoli, è equidistante dai lati e coincide con il centro della circonferenza.

Un poligono si può circoscrivere a una circonferenza se le bisettrici si incontrano in un punto unico che è il centro della circonferenza.

Esempi
Triangoli
In un triangolo esiste ed è unico l'incentro (sempre interno al triangolo), pertanto lo trovo tracciando le bisettrici individuando il centro della circonferenza. Poi traccio la distanza tra il centro e uno dei lati a piacere trovando così il raggio. Infine traccio la circonferenza.


Quadrilateri
Indico i punti di tangenza


Prendo il righello, misuro e  trovo:
AB = AEB
 DC = DGC
e
BC = BFC
  DA = DHA

Ora sommiamo tra loro i lati opposti:
AB + DC BC + DA

Poiché AB è la somma di AEDC è la somma di DGpossiamo scrivere:

AB + DC AEDGC

Mentre la seconda somma può essere scritta così:
BC + DA = BFDHA

Confrontiamo ora tali somme:
AB + DC AEDGC
BC + DA = BFDHA

ed evidenziamo con colori uguali i segmenti tra loro congruenti:
AB + DC AE EB DG GC
BC + DA = BF FC DH HA

Ordiamo le due somme in modo diverso:
AB + DC AE EB DG GC
BC + DA = HA + BF DH + FC 

Quindi possiamo dire che:

AE EB DG GC = HA + BF DH+ FC 

e di conseguenza anche 
AB + DC BC + DA

Concludiamo che un quadrilatero può essere circoscritto ad una circonferenza se la somma dei lati opposti è congruente. Esiste un unico incentro.

ANIMAZIONI

Triangoli inscritti in una circonferenza

Quadrilateri inscritti

Condizioni

Triangoli circoscritti

Condizioni circoscrittibilità

Poligoni circoscritti


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