Věta o obvodovém a středovém úhlu

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Věta o obvodovém a středovém úhlu je matematická věta popisující vztah mezi obvodovým a středovým úhlem příslušných jednomu oblouku kružnice.

Znění[editovat | editovat zdroj]

Obvodové úhly θ (modře a zeleně) přísluší stejnému oblouku (purpurově). Středový úhel 2θ (červeně) přisluší témuž oblouku, a proto je dvakrát větší.

Velikost středového úhlu je rovna dvojnásobku velikosti obvodového úhlu příslušného témuž oblouku.

Důkaz[editovat | editovat zdroj]

Pro důkaz věty o obvodovém a středovém úhlu se popisují tři případy polohy ostrého obvodového úhlu vůči středu kružnice:

1. Střed kružnice ležící na rameni obvodového úhlu[editovat | editovat zdroj]

InscribedAngle 1ChordDiam.svg

Bod O (střed kružnice k) leží na jednom rameni ostrého obvodového úhlu AVB. Body A, V a B leží na kružnici k, přičemž bod V je vrcholem daného obvodového úhlu a body A a B prochází ramena tohoto úhlu. Trojúhelník VAO je rovnoramenný, protože délky úseček OV a OA (poloměry kružnice) jsou shodné. Z toho vyplývá, že úhly AVO a VAO jsou velikostně také shodné. K velikosti úhlu VOA lze dojít dvěma způsoby:

a) dopočtením vnitřního úhlu trojúhelníku VAO pomocí velikosti obvodového úhlu ψ:
b) odečtením úhlu θ od přímého úhlu VOB, kdy θ je středový úhel příslušný menšímu oblouku AB:

Z čehož vyplývá:

.

2. Střed kružnice ležící uvnitř obvodového úhlu[editovat | editovat zdroj]

InscribedAngle CenterCircle.svg

Jestliže je bod O vnitřním bodem obvodového úhlu CVD, pak polopřímka VO protíná menší oblouk CD v bodě E a dělí jej na dva oblouky CE a DE. Oblouku DE přísluší obvodový úhel DVE a středový úhel DOE. Podle prvního důkazu je velikost úhlu DOE dvojnásbná velikosti úhlu DVE. Stejně tak lze první důkaz aplikovat pro úhly CVE a COE. Výslednými vztahy jsou rovnice:

a

,

kde ψ1 a ψ2 jsou obvodové úhly a θ1 a θ2 jsou úhly středové. Sečtením obou rovnic vznikne:

Součet obvodových úhlů ψ1 a ψ2 je roven ψ0 a součet středových úhlů θ1 a θ2 je roven θ0, z čehož plyne:

.

3. Střed kružnice ležící vně obvodového úhlu[editovat | editovat zdroj]

InscribedAngle CenterCircleExtV2.svg

Jestliže bod O nenáleží obvodovému úhlu DVC, pak polopřímka VO protíná kružnici k v bodě E. K menšímu oblouku ED přísluší obvodový úhel EVD a středový úhel EOD; přitom bod O leží na jednom rameni obvodového úhlu. Podle prvního důkazu je středový úhel EOD opět dvakrát větší než obvodový úhel EVD. Stejně tak je i velikost úhlu EOC dvakrát větší než EVC. Výslednými vztahy jsou rovnice:

a

,

kde ψ1 a ψ2 jsou obvodové úhly a θ1 a θ2 jsou úhly středové. Odečtením těchto rovnic vychází:

Rozdíl obvodových úhlů ψ2 a ψ1 je roven ψ0 a rozdíl středových úhlů θ2 a θ1 je roven θ0, z čehož vyplývá:

.

Větší oblouk a půlkružnice[editovat | editovat zdroj]

Pro větší oblouk a půlkružnici je důkaz jednodušší, nastane totiž pouze případ 2.

Důsledky věty[editovat | editovat zdroj]

Velikost obvodových úhlů pro daný oblouk AB se nemění.

Z věty o obvodovém a středovém úhlu vyplývají tyto důsledky:

  • Všechny obvodové úhly příslušné k danému oblouku jsou shodné
  • Obvodový úhel příslušný k menšímu oblouku je ostrý
  • Obvodový úhel příslušný k většímu oblouku je tupý
  • Obvodový úhel příslušný k půlkružnici je pravý - tato věta byla dokázána již Thalétem z Milétu, a je po něm také pojmenována Thaletova věta
  • Součet obvodových úhlů příslušných k oběma obloukům AB (menšímu a většímu) je úhel přímý

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Inscribed angle na anglické Wikipedii.

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • POMYKALOVÁ, Eva. Planimetrie. 5. vyd. Praha: Prometheus, 2015. 208 s. ISBN 978-80-7196-358-5. Kapitola Geometrické útvary v rovině, s. 59–63. 

Související články[editovat | editovat zdroj]