Углубление · Вспомогательная окружность ← M2
Углубление к модулю M2

Вспомогательная окружность.

Иногда недостающая фигура — это окружность. Проведённая через ключевые точки, она приносит с собой мощный инструмент: вписанные углы. Равные углы, прямые углы на диаметре, четыре точки на одной окружности — всё это превращает запутанную задачу в прозрачную.

∠ = ½∠Oвписанный угол
4 точкина окружности
⌒опорная дуга
CIRCULUSвписанный уголравные углы⌒ угол, опирающийся на дугу
№ 00Идея

Окружность, которой не было

В условии — несколько точек, отрезков, углов. Окружности нет. Но если заметить, что какие-то точки «просятся» на одну окружность, и провести её, в игру вступает целый арсенал: вписанные углы, свойства хорд и касательных. Опорная окружность — один из сильнейших приёмов планиметрии.

Хорошая окружность на чертеже стоит дюжины формул. — геометрическая мудрость
∠
Теорема о вписанном угле

Углы с одной дуги равны

Вписанный угол равен половине центрального, опирающегося на ту же дугу. Следствие: все вписанные углы, опирающиеся на одну хорду с одной стороны, равны между собой. Перетаскивайте точки P и Q по окружности — угол не меняется.

ANGULUSтащите P и Q по дугехорда AB фиксирована∠APB = ∠AQB AB PQ
Хорда AB закреплена; P и Q скользят по окружности. Углы ∠APB и ∠AQB всегда равны — это и есть теорема.
—

Именно поэтому окружность так полезна: она «выравнивает» углы. Увидев в задаче два равных угла, опирающихся на один отрезок, можно заподозрить общую окружность — и наоборот.

◍
Четыре точки на окружности

Когда точки концикличны

Главное применение приёма — доказать, что четыре точки лежат на одной окружности. Тогда к ним применимы все её свойства.

∠∠Равные углы

Если из двух точек отрезок AB виден под равными углами (и точки с одной стороны), все четыре лежат на одной окружности.

180°Сумма противоположных

Четырёхугольник вписан в окружность тогда и только тогда, когда суммы его противоположных углов равны 180°.

⊿Прямой угол

Прямой угол всегда опирается на диаметр. Видишь прямой угол — проведи окружность на гипотенузе как на диаметре.

×Степень точки

Произведения отрезков пересекающихся хорд равны — ещё один признак и инструмент опорной окружности.

№ 04Как применять

От признака — к решению

Схема почти всегда одна. Заметить зацепку: прямой угол (→ окружность на диаметре), две точки, видящие отрезок под равными углами (→ концикличность), вписанный четырёхугольник. Провести окружность через нужные точки. Снять урожай: равные углы, подобные треугольники, равенства отрезков — и задача распадается.

Тренируется это, как всё в геометрии, — на задачах. Чем чаще решаешь, тем быстрее глаз выхватывает «окружностные» конфигурации (Прасолов, Шарыгин — «Задачи по планиметрии»).

Увидел прямой угол — вспомни про диаметр. — рабочее правило
№ 05Связи

Куда дальше