Углы и четырёхугольники, связанные с окружностью · урок 3 из 20
Вписанные и описанные четырёхугольники
Геометрия · 8 класс · углублённый уровень
ФРП «Математика» (углублённый уровень), Москва – 2025
строка R05 · GEOM8U-075
R05.3
Цели урока
Сегодня вы научитесь
Различать
вписанный и описанный четырёхугольник, находить центры окружностей (ПР-10)
Доказывать теоремы
∠A+∠C=180∘ и AB+CD=BC+AD
Выводить следствия
какие параллелограммы и трапеции бывают вписанными и описанными
Решать задачи
на углы и стороны, в том числе ОГЭ 16, 23, 24
повторение: R05.1, 7 класс
Разминка · устно
Вписанный угол, касательные, центры
- ∠AOC=140∘. Чему равен ∠ABC? 70∘
- Вписанный угол 35∘. Какова дуга, на которую он опирается? 70∘
- Вписанный угол опирается на диаметр. Он равен… 90∘
- Из точки проведены две касательные, одна из них 7. Вторая? 7
- Центр вписанной в треугольник окружности — точка пересечения… биссектрис
- Центр описанной окружности — точка пересечения… серединных перпендикуляров
- Сумма углов выпуклого четырёхугольника? 360∘
R05.3
Определение
Окружность снаружи — и окружность внутри
Вписанный четырёхугольник: все вершины лежат на окружности. Окружность — описанная.
Описанный четырёхугольник: все стороны касаются окружности. Окружность — вписанная.
R05.3
Свойство · где центр окружности
Центр равноудалён от вершин — или от сторон
OA=OB=OC=OD ⇒ O лежит на серединных перпендикулярах ко всем четырём сторонам.
I на расстоянии r от всех сторон ⇒ I лежит на биссектрисах всех четырёх углов.
R05.3
Теорема · вписанный четырёхугольник
Сумма противоположных углов равна 180∘
Дано: ABCD вписан в окружность.
Доказать: ∠A+∠C=180∘, ∠B+∠D=180∘.
1α=21⌣BCDвписанный угол A опирается на дугу BCD
2γ=21⌣DABвписанный угол C опирается на дугу DAB
3⌣BCD + ⌣DAB =360∘две дуги составляют всю окружность
4α+γ=21⋅360∘=180∘∠B+∠D=360∘−180∘=180∘
R05.3
Образец → сам · углы на готовом чертеже
Противоположные углы дополняют друг друга
Образец: ABCD вписан, ∠A=68∘, ∠B=103∘. Найдите ∠C и ∠D.
∠C=180∘−68∘=112∘ ∠A+∠C=180∘
∠D=180∘−103∘=77∘ ∠B+∠D=180∘
проверка: 68+103+112+77=360 ✓
Сам
- ABCD вписан, ∠A:∠C=2:3. Найдите ∠A и ∠C. 72∘ и 108∘
- ABCD вписан, ∠B=3∠D. Найдите ∠B. 135∘
- Можно ли вписать четырёхугольник с углами 80∘, 90∘, 120∘, 70∘ (по порядку)? нет: 80+120=180
R05.3
Следствия · доказательство
Какой параллелограмм и какую трапецию можно вписать
Параллелограмм: ∠A=∠C и ∠A+∠C=180∘ ⇒ ∠A=90∘ — прямоугольник.
Трапеция AD∥BC: ∠A+∠B=180∘=∠B+∠D ⇒ ∠A=∠D — равнобедренная.
R05.3
Образец → сам · чертёж строим сами
Вписанные трапеция и параллелограмм
Образец: трапеция ABCD (AD∥BC) вписана в окружность, ∠A=64∘. Найдите остальные углы.
трапеция равнобедренная ⇒ ∠D=∠A=64∘ следствие 2
∠B=∠C=180∘−64∘=116∘ теорема
Сам: сначала чертёж
- Параллелограмм вписан в окружность радиуса 6,5, одна его сторона 5. Найдите другую. 12
- Трапеция вписана в окружность, боковая сторона 7, одно основание 6, P=30. Найдите другое основание. 10
- Около ромба описана окружность. Найдите углы ромба. 90∘ — это квадрат
R05.3
Теорема · описанный четырёхугольник
Суммы противоположных сторон равны
Дано: ABCD описан около окружности, K,L,M,N — точки касания.
Доказать: AB+CD=BC+AD.
1AK=AN=a, BK=BL=b, CL=CM=c, DM=DN=dотрезки касательных из одной точки равны
2AB+CD=(a+b)+(c+d)каждая сторона — два отрезка касательных
3BC+AD=(b+c)+(a+d)те же четыре слагаемых
4AB+CD=BC+AD=a+b+c+dP=2(AB+CD)
R05.3
Образец → сам · стороны описанного четырёхугольника
Находим четвёртую сторону и периметр
Образец: ABCD описан, AB=7, BC=9, CD=12. Найдите AD и P.
AD=AB+CD−BC=7+12−9=10 теорема
P=2(AB+CD)=2⋅19=38
Сам
- Три стороны описанного четырёхугольника по порядку 5, 8, 11. Найдите четвёртую. 8
- Описанный ABCD: P=40, AB=12. Найдите CD. 8
- AB:BC:CD=2:3:5, P=56. Найдите стороны. 8, 12, 20, 16
R05.3
Схема-конспект
Вписанный и описанный: сравним
Вписанный (окружность через вершины)
- центр — пересечение серединных перпендикуляров
- ∠A+∠C=∠B+∠D=180∘
- параллелограмм — только прямоугольник
- трапеция — только равнобедренная
- * и обратно: если ∠A+∠C=180∘, то вписан (урок 076)
Описанный (окружность касается сторон)
- центр — пересечение биссектрис углов
- AB+CD=BC+AD
- параллелограмм — только ромб
- трапеция: сумма оснований = сумме боковых, h=2r
- * и обратно: выпуклый с AB+CD=BC+AD — описанный
R05.3
Образец → сам · комбинированная задача
Окружность в трапеции: стороны, высота, радиус
Образец: в равнобедренную трапецию с основаниями 2 и 8 вписана окружность. Найдите боковую сторону и r.
2AB=2+8 ⇒ AB=5 суммы противоположных сторон
AH=28−2=3, BH=52−32=4 Пифагор
r=2h=2 h=2r
Сам
- Равнобедренная трапеция с основаниями 4 и 16 описана около окружности. Найдите r. 4
- Периметр описанной трапеции 40. Найдите её среднюю линию. 10
- Прямоугольная трапеция описана около окружности радиуса 3, большая боковая сторона 10. Найдите P. 32
R05.3
Образец → сам · задача на доказательство
План доказательства и обоснования
Образец: ABCD вписан, E — на продолжении AD за точку D. Докажите: ∠CDE=∠ABC.
∠ADC+∠CDE=180∘ смежные
∠ADC+∠ABC=180∘ теорема о вписанном
⇒ ∠CDE=∠ABC оба дополняют ∠ADC
Сам: составьте план
- Трапеция ABCD (AD∥BC) описана около окружности с центром I. Докажите: ∠AIB=90∘. AI, BI — биссектрисы, ∠A+∠B=180∘
- Около параллелограмма описана окружность. Докажите, что его диагонали равны. это прямоугольник (следствие 1)
- ABCD описан, AB=BC. Докажите: CD=AD. AB+CD=BC+AD
R05.3
Образец → сам · на клетчатой бумаге
Найдите центр и радиус описанной окружности
Образец: прямоугольник 6×8 клеток. Найдите центр и радиус описанной окружности.
центр — пересечение диагоналей следствие 1
AC=62+82=10 ⇒ R=5 клеток
Сам: нарисуйте в тетради
- Квадрат 4×4 клетки. Найдите R. 22≈2,8
- Равнобедренная трапеция: основания 8 и 6, высота 7 клеток. Найдите R. 5 (центр в 3 клетках от большего основания)
- Можно ли вписать окружность в прямоугольник 3×5 клеток? нет: 3+3=5+5
R05.3
Осторожно · типичные ошибки
Неверно → почему → верно
| Неверно | Почему | Верно |
| Вписан ⇒ ∠A+∠B=180∘ | теорема — о противоположных углах, а не о соседних | ∠A+∠C=180∘ |
| Описан ⇒ AB+BC=CD+AD | складывать нужно противоположные стороны | AB+CD=BC+AD |
| «Около любого параллелограмма можно описать окружность» | нужно ∠A+∠C=180∘ при ∠A=∠C | только около прямоугольника |
| Центр вписанной окружности — точка пересечения диагоналей | центр равноудалён от сторон, а не от вершин | пересечение биссектрис углов |
R05.3
Найди ошибку
Где ошибся ученик?
а) ABCD вписан, ∠A=50∘, ∠B=110∘. Найдите ∠D.
∠D=180∘−50∘=130∘
∠D противоположен ∠B: ∠D=180∘−110∘=70∘
б) ABCD описан, AB=6, BC=8, CD=10. Найдите AD.
AD=AB+BC−CD=6+8−10=4
AD=AB+CD−BC=6+10−8=8
в) Трапеция ABCD (AD∥BC) вписана. «Докажем»: ∠A=∠D.
«Трапеция на рисунке симметрична, значит, углы при основании равны»
∠A+∠B=180∘ (односторонние), ∠B+∠D=180∘ (вписан) ⇒ ∠A=∠D
R05.3
Задания с самопроверкой · база
Решите и проверьте
- базаABCD вписан, ∠B=74∘. Найдите ∠D. 106∘
- базаABCD вписан, ∠A=2∠C. Найдите ∠A. 120∘
- базаABCD описан, AB=5, BC=7, CD=9. Найдите AD. 7
- базаABCD описан, P=36, AB=10. Найдите CD. 8
- базаОколо прямоугольника 5×12 описана окружность. Найдите R. 6,5
- базаРавнобедренная трапеция описана, боковая сторона 6. Найдите P. 24
R05.3
Задания с самопроверкой · повышенный уровень
Подумайте и решите
- повыш.ABCD вписан, ∠A:∠B:∠C=2:3:7. Найдите ∠D. 120∘
- повыш.Прямоугольная трапеция описана около окружности радиуса 4, большая боковая сторона 10. Найдите площадь. 72
- повыш.В равнобедренную трапецию с основаниями 2 и 18 вписана окружность. Найдите r. 3
- из жизниИз круглой заготовки диаметром 26 см нужно вырезать прямоугольную пластину 10×24 см. Хватит ли заготовки? да, впритык: диагональ 26
R05.3 · ОГЭ
Формат ОГЭ · линии 16 и 19
Ответ — одно число
- ОГЭ 16Четырёхугольник ABCD вписан в окружность. ∠ABC=105∘, ∠CAD=35∘. Найдите ∠ABD. 70
- ОГЭ 16Четырёхугольник ABCD вписан в окружность. ∠ABD=16∘, ∠CAD=30∘. Найдите ∠ABC. 46
ОГЭ 19 Какие утверждения верны?
- В любой четырёхугольник можно вписать окружность.
- Около любого прямоугольника можно описать окружность.
- Если в четырёхугольник вписана окружность, то суммы его противоположных сторон равны.
Ответ: 23
R05.3 · ОГЭ, ч. 2
Формат ОГЭ · линии 23 и 24
Вторая часть: вычисление и доказательство
ОГЭ 23 В равнобедренную трапецию с основаниями 12 и 48 вписана окружность. Найдите её радиус.
боковая =212+48=30, проекция =248−12=18
h=302−182=24, r=12
ОГЭ 24 ABCD вписан, лучи AB и DC пересекаются в точке K. Докажите: △KBC∼△KDA.
∠K — общий; ∠KBC=180∘−∠ABC=∠ADC (вписан)
два угла ⇒ △KBC∼△KDA
R05.3
Самостоятельная работа · 4 минуты
Два варианта — решите свой
Вариант 1
- ABCD вписан, ∠A=84∘. Найдите ∠C. 96∘
- ABCD описан, AB=6, BC=9, CD=11. Найдите AD. 8
- Трапеция ABCD (AD∥BC) вписана, ∠B=112∘. Найдите ∠A и ∠D. 68∘ и 68∘
- В равнобедренную трапецию с основаниями 3 и 12 вписана окружность. Найдите r. 3
Вариант 2
- ABCD вписан, ∠B=57∘. Найдите ∠D. 123∘
- ABCD описан, AB=8, BC=10, CD=13. Найдите AD. 11
- Трапеция ABCD (AD∥BC) вписана, ∠A=75∘. Найдите ∠B и ∠D. 105∘ и 75∘
- В равнобедренную трапецию с основаниями 6 и 24 вписана окружность. Найдите r. 6
рефлексия · ДЗ
Итог урока
Проверьте себя и потренируйтесь
Ответьте одной фразой
- Чем вписанный четырёхугольник отличается от описанного?
- Какое равенство верно для углов вписанного, для сторон описанного?
- Какую трапецию можно вписать в окружность?
Домашнее задание
- ABCD вписан, ∠A:∠C=4:5, ∠B−∠D=40∘. Найдите все углы.
- Прямоугольная трапеция с основаниями 3 и 6 описана около окружности. Найдите r.
- * Докажите: если в параллелограмм можно вписать окружность, то он — ромб.
- Тренажёр: reknow.ru/8/geometry/8_geometry_vpisannaya_i_opisannaya_okruzhnosti.htm
Паспорт соответствия · скрытый слайд
GEOM8U-075 · Вписанные и описанные четырёхугольники
| Поле | Значение |
| ФРП | «Математика» (углублённый уровень), 7–9 кл., Москва – 2025 · курс «Геометрия», 8 класс |
| Строка, урок | R05 «Углы и четырехугольники, связанные с окружностью», 20 ч · урок 3/20 · тип Н |
| Единицы → слайды | R05.3 «Вписанные и описанные четырехугольники» → 2, 4–23 · повторение R05.1 и 7 класса → 3 |
| Результаты | ПР-10 (вписанный угол, описанная и вписанная окружность треугольника и четырёхугольника, применение свойств) → 4–23 |
| Вне урока | признаки вписанного четырёхугольника (обратная теорема) — GEOM8U-076; признак описанного четырёхугольника — только формулировка (сл. 12), практикум GEOM8U-082; взаимное расположение окружностей — GEOM8U-077 |
| Время | теория 13 мин · практика 32 мин (71 %) |
| Проверки | автопроверка: pending · методист: pending |