Skip to main content

G7.1 - Unghi înscris în cerc, coarde şi arce în cerc


Exemplu 1

Folosind Figura 1, asociază fiecărui număr din coloana A litera corespunzătoare din coloana B.

AB
1. BCBCa) Rază
2. OAOAb) Diametru
3. DEDEc) Coardă în cerc care nu este diametru
4. AE⌢\overset{\frown}{AE}d) Tangentă la cerc
5. ∢AOE\sphericalangle AOEe) Arc de cerc
f) Unghi la centru
Exemplu 2

În Figura 1, măsura arcului de cerc AEAE este de 40∘40^\circ. Ce măsură are unghiul AOEAOE?

Exemplu 3

Folosind Figura 2, răspunde la următoarele întrebări:

  • a) Cum se numește unghiul AOBAOB în raport cu triunghiul AOCAOC?
  • b) Ce măsură are unghiul AOBAOB din această figură?
  • c) Ce măsură are arcul mic ABAB?
Exemplu 4

Construiește un cerc cu raza de 3 cm și unghiul BACBAC cu vârful pe cerc și laturile coarde în cerc.

ODEABC
Figura 1
OCAB30°30°
Figura 2

Unghi înscris în cerc​

Definitie
  • Numim unghi înscris în cerc unghiul cu vârful pe cerc și ale cărui laturi conțin două coarde ale cercului.
Exemplu

În Figura 3 unghiul BACBAC este un unghi înscris în cerc.

  • Unghiul înscris în cerc are măsura egală cu jumătate din măsura arcului cuprins între laturi (vezi Figura 1). Ipoteză: ∢BAC\sphericalangle BAC - unghi înscris în cerc Concluzie: ∢BAC=m(BC⌢)2\sphericalangle BAC = \dfrac{\text{m}(\overset{\frown}{BC})}{2} Demonstrație: Construim diametrul ADAD și razele OBOB și OCOC, atunci ∢BAC=∢BAD+∢CAD\sphericalangle BAC = \sphericalangle BAD + \sphericalangle CAD (*). Triunghiul AOBAOB este isoscel (OA≡OBOA \equiv OB), de unde ∢BAO≡∢ABO\sphericalangle BAO \equiv \sphericalangle ABO.
Figura 3
OABCD

Pe de altă parte, unghiul BODBOD este unghi exterior triunghiului AOBAOB și atunci ∢BOD=∢BAO+∢ABO=2⋅∢BAD\sphericalangle BOD = \sphericalangle BAO + \sphericalangle ABO = 2 \cdot \sphericalangle BAD, de unde ∢BAD=∢BOD2\sphericalangle BAD = \dfrac{\sphericalangle BOD}{2}. Analog se arată că ∢CAD=∢COD2\sphericalangle CAD = \dfrac{\sphericalangle COD}{2}.

Înlocuind în (*) obținem ∢BAC=∢BOD2+∢COD2=∢BOC2\sphericalangle BAC = \dfrac{\sphericalangle BOD}{2} + \dfrac{\sphericalangle COD}{2} = \dfrac{\sphericalangle BOC}{2}.

Cum ∢BOC\sphericalangle BOC este unghi la centru avem ∢BOC=m(BC⌢)\sphericalangle BOC = \text{m}(\overset{\frown}{BC}) și atunci ∢BAC=m(BC⌢)2\sphericalangle BAC = \dfrac{\text{m}(\overset{\frown}{BC})}{2}.


Exemplu

Dacă arcul BCBC are măsura de 100∘100^\circ, atunci măsura unghiului BACBAC este egală cu 50∘50^\circ.

  • Orice unghi drept se înscrie într-un semicerc. Demonstrație: Dacă unghiul înscris în cerc are măsura de 90∘90^\circ, atunci arcul cuprins între laturi are 180∘180^\circ, adică este un semicerc, iar arcul în care este înscris unghiul este celălalt semicerc.

  • Într-un cerc sau în cercuri congruente (cercuri cu raze congruente), la arce congruente corespund coarde congruente (vezi Figura 4). Ipoteză: AB⌢≡CD⌢\overset{\frown}{AB} \equiv \overset{\frown}{CD} Concluzie: AB≡CDAB \equiv CD Demonstrație: Construim razele OA,OB,OCOA, OB, OC și ODOD. În triunghiurile AOBAOB și CODCOD avem OA≡OCOA \equiv OC și OB≡ODOB \equiv OD (raze în cerc); ∢AOB≡∢COD\sphericalangle AOB \equiv \sphericalangle COD (sunt unghiuri la centru și au măsura egală cu măsura arcului cuprins între laturi). Rezultă, conform cazului L.U.L. de congruență a triunghiurilor, că △AOB≡△COD\triangle AOB \equiv \triangle COD, de unde AB≡CDAB \equiv CD.

OABCD
Figura 4
OEFABM
Figura 5
  • Într-un cerc sau în cercuri congruente (cercuri cu raze congruente), la coarde congruente corespund arce congruente. Justifică această afirmație, folosind modelul de mai sus!

  • În oricare cerc, diametrul perpendicular pe o coardă trece prin mijlocul coardei și prin mijlocul arcului determinat de coardă (vezi Figura 5). Ipoteză: EFEF - diametru; EF⊥ABEF \perp AB Concluzie: AM≡BMAM \equiv BM; AF⌢≡BF⌢\overset{\frown}{AF} \equiv \overset{\frown}{BF} Demonstrație: Construim razele OAOA și OBOB și obținem triunghiul isoscel AOBAOB (OA≡OBOA \equiv OB). În acest triunghi OMOM este înălțime (EF⊥ABEF \perp AB) prin urmare este și mediană și bisectoare. Fiind mediană rezultă că AM≡BMAM \equiv BM. Fiind bisectoare ∢AOF≡∢BOF\sphericalangle AOF \equiv \sphericalangle BOF, de unde AF⌢≡BF⌢\overset{\frown}{AF} \equiv \overset{\frown}{BF} (unghiurile la centru au măsura egală cu măsura arcului cuprins între laturi).

  • În oricare cerc, dacă un diametru trece prin mijlocul unei coarde, atunci el este perpendicular pe coardă. Justifică această afirmație, folosind modelul de mai sus!

  • În oricare cerc, dacă un diametru trece prin mijlocul unui arc, atunci el este perpendicular pe coarda care subîntinde arcul. Justifică această afirmație, folosind modelul de pe pagina precedentă!

  • În oricare cerc, coardele congruente sunt egal depărtate de centrul cercului (vezi Figura 6). Ipoteză: AB≡CDAB \equiv CD; OE⊥ABOE \perp AB; OF⊥CDOF \perp CD; E∈ABE \in AB; F∈CDF \in CD Concluzie: OE≡OFOE \equiv OF Demonstrație: Avem AE=BE=AB2AE = BE = \dfrac{AB}{2} (OEOE face parte dintr-un diametru și este perpendicular pe coarda ABAB). Analog CF=DF=CD2CF = DF = \dfrac{CD}{2}. Rezultă BE≡FDBE \equiv FD. Construim razele OBOB și ODOD și obținem triunghiurile dreptunghice OEBOEB și OFDOFD în care BE≡FDBE \equiv FD (din demonstrație) și OB≡ODOB \equiv OD (raze în cerc). Rezultă, conform cazului I.C. de congruență a triunghiurilor dreptunghice, că △OEB≡△OFD\triangle OEB \equiv \triangle OFD, de unde OE≡OFOE \equiv OF.

OABCDEF
Figura 6
OABCD
Figura 7
  • În oricare cerc, două coarde paralele determină două arce congruente (vezi Figura 7). Demonstrație: Unim punctul AA cu punctul DD. Dacă AB∥CDAB \parallel CD și ADAD secantă, atunci ∢BAD≡∢CDA\sphericalangle BAD \equiv \sphericalangle CDA. De aici, BD⌢2=AC⌢2\dfrac{\overset{\frown}{BD}}{2} = \dfrac{\overset{\frown}{AC}}{2}, adică BD⌢≡AC⌢\overset{\frown}{BD} \equiv \overset{\frown}{AC}.