Θεώρημα τεμνόμενων χορδών

Το θεώρημα τεμνόμενων χορδών λέει ότι .

Στην γεωμετρία, το θεώρημα τεμνόμενων χορδών λέει ότι για δύο χορδές και ενός κύκλου που τέμνονται στο σημείο , ισχύει ότι[1][2]:310[3]:156-157

.

Το θεώρημα είναι ειδική περίπτωση της δύναμης σημείου ως προς κύκλου. Το θεώρημα είναι η πρόταση 35 στο Βιβλίο 3 στα Στοιχεία του Ευκλείδη.[4]

Ισχύει και το αντίστροφο του θεωρήματος: Αν δύο ευθύγραμμα τμήματα και τέμνονται στο σημείο και ισχύει ότι , τότε τα σημεία είναι ομοκυκλικά.[3]

Απόδειξη

Τα τρίγωνα και είναι όμοια.

Έστω δύο χορδές και ενός κύκλου, που τέμνονται στο σημείο . Τότε τα τρίγωνα και είναι όμοια καθώς έχουν δύο γωνίες ίσες:

  • ως κατακορυφήν, και
  • ως εγγεγραμμένες γωνίες που βαίνουν στο ίδιο τόξο .

Συνεπώς, έχουμε ότι

,

πολλαπλασιάζοντας χιαστί, λαμβάνουμε την ζητούμενη σχέση.

 

 

 

 

Απόδειξη αντιστρόφου

Σχήμα για την απόδειξη του αντίστροφου. Τα τρίγωνα και είναι όμοια.

Έστω και ευθύγραμμα τμήματα που τέμνονται στο σημείο και ισχύει ότι ή ισοδύναμα

.

Τα τρίγωνα και είναι όμοια, καθώς έχουν δύο πλευρές ανάλογες μία προς μία (τις και ) και την περιεχόμενη τους γωνία ίση ( ως κατακορυφήν). Επομένως, έχουμε ότι .

Συνεπώς, το τετράπλευρο είναι εγγράψιμο καθώς μία από τις πλευρές του (η φαίνεται από τις άλλες δύο κορυφές από ίσες γωνίες.

Πορίσματα

  • Έστω το σημείο μίας χορδής ενός κύκλου με κέντρο και ακτίνα . Τότε, .
Απόδειξη  
Θεώρημα τεμνόμενων χορδών όπου η μία χορδή διέρχεται από το κέντρο του κύκλου.

Έστω η διάμετρος του κύκλου που διέρχεται από το (με το μεταξύ των και . Τότε, από το θεώρημα τεμνόμενων χορδών έχουμε ότι

.

Χρησιμοποιώντας ότι και , έχουμε ότι

όπου στο τελευταίο βήμα χρησιμοποιήσαμε την ταυτότητα για την διαφορά τετραγώνων.

  • (Μήκος εσωτερικής διχοτόμου) Σε ένα τρίγωνο το μήκος της εσωτερικής διχοτόμου δίνεται από τον τύπο
.
Απόδειξη  
Τα τρίγωνα και είναι όμοια.

Θεωρούμε τον περιγεγραμμένο κύκλο του τριγώνου και έστω το σημείο τομής του με την επέκταση της διχοτόμου .

Τα τρίγωνα και είναι όμοια καθώς έχουν δύο γωνίες ίσες: (καθώς η διχοτόμος της ) και (καθώς βαίνουν στο ίδιο τόξο ). Επομένως,

ή ισοδύναμα .

Πολλαπλασιάζοντας χιαστί έχουμε ότι

.

 

 

 

 

(1)

Από το θεώρημα τεμνόμενων χορδών έχουμε ότι

.

 

 

 

 

(2)

Από το θεώρημα εσωτερικής διχοτόμου έχουμε ότι

.

Επομένως,

.

 

 

 

 

(3)

Συνδυάζοντας, τις (1), (2) και (3), έχουμε ότι

.

Τέλος, παίρνοντας την τετραγωνική ρίζα και χρησιμοποιώντας , και , λαμβάνουμε τον ζητούμενο τύπο

.

 

 

 

 

Δείτε επίσης

Παραπομπές

  1. Αργυρόπουλος Ηλίας· Βλάμος Παναγιώτης· Κατσουλης Γεωργιος· Μαρκατης Στυλιανος· Σιδερης Πολυχρονης. «Κεφάλαιο 9: Μετρικές σχέσεις». Ευκλείδεια Γεωμετρία Τεύχος Β'. Αθήνα: Διόφαντος. 
  2. Παπανικολάου, Χρήστος Γ. (1971). Στοιχεία γεωμετρίας Μέρος α' επιπεδομετρία. Αθήνα. 
  3. 3,0 3,1 Κανελλου, Σπ. Γ. (1975). Ευκλείδειος Γεωμετρία. Αθήνα: Οργανισμός εκδόσεως διδακτικών βιβλίων. 
  4. Ευκλείδης (2024). Ροκοπάνος, Νίκος· Σακελλάρη, Στέλλα· Τσολομύτης, Αντώνης, επιμ. Στοιχεία (PDF). Σάμος. σελ. 108. ISBN 9786180052046.