twierdzenia o stycznych do okręgu

T WIERDZENIA O STYCZNYCH DO OKRĘGU
Definicja
Styczna do okręgu jest to prosta posiadająca tylko jeden punkt wspólny z okręgiem.
Można mówić o stycznych do innych krzywych, ale definicja takich stycznych jest dużo trudniejsza.
Twierdzenie 1
Styczna do okręgu jest prostopadła do promienia wychodzącego z punktu styczności.
Dowód
Wynika to z symetrii osiowej figury złożonej z okręgu i stycznej do niego. Niech k będzie prostą styczną do okręgu w
punkcie P, a l prostą prostopadłą do k i przechodząca przez środek okręgu. Symetria względem l przeprowadza okrąg
na siebie, a prostą k też na siebie. Stąd wynika, że punkt wspólny prostej k i okręgu przechodzi na punkt wspólny
prostej k i okręgu, a ponieważ P jest jedynym punktem wspólnym prostej k z okręgiem, więc jest on punktem stałym
symetrii. Zatem P leży on na osi symetrii, co oznacza, że prosta l przechodzi przez punkt styczności. W konsekwencji
promień wychodzący z punktu styczności jest zawarty w l, co kończy dowód.
Twierdzenie 2
Odcinki dwóch stycznych poprowadzonych do okręgu z danego punktu zewnętrznego, wyznaczone przez ten punkt i
odpowiednie punkty styczności są równe.
1
PA = PB
Dowód
Trójkąty POA i POB są prostokątne. Półprosta PO jest dwusieczną kąta <APB , bo okrąg jest wpisany w kąt), zatem
∠APO = ∠BPO . Oznacza to (suma kątów w trójkącie), że również ∠POA = ∠POB . Ponadto AO = BO = r . Z cechy
kbk wynika, że rozważane trójkąty są przystające, a to oznacza, że PA = PB
Twierdzenie 3
Kąt DAB między styczną do okręgu DA a cięciwą AB poprowadzoną do punktu styczności (A) jest równy kątowi
trójkąta wpisanego w okrąg, którego jednym z boków jest cięciwa AB, a wierzchołek C leży po przeciwnej stronie
prostej AB niż punkt D.
Dowód
2
Z tego, że promień jest prostopadły do stycznej wynika, że ∠BAO = 90° − α
Trójkąt BAO jest równoramienny, więc ∠AOB = 90° − α
Zatem kąt ∠AOB = 180° − 2(90° − α ) = 180° − 180° + 2α = 2α
Z twierdzenia o kącie środkowym i wpisanym wynika z kolei, że ∠ACB = α . A to właśnie trzeba było udowodnić.
Więcej na stronie http://www.traugutt.edu.pl/
3