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과학

원에 외접하는 사각형

원에 외접하는 사각형과학
영어
Tangential quadrilateral
접촉 조건
한 원이 네 변 모두에 접함
변 길이 관계
a + c = b + d
넓이
내접원 반지름 × 반둘레
원에 외접하는 사각형은 안쪽의 한 원이 네 변 모두에 접하는 볼록사각형이다. 변 길이를 차례로 a와 b와 c와 d라 하면 a + c = b + d가 성립하고, 넓이는 내접원 반지름과 반둘레의 곱으로 구할 수 있다.

내접하는 사각형과 구별

사각형이 원에 외접하면 원은 사각형의 변들에 접한다. 사각형이 원에 내접하면 네 꼭짓점이 원 위에 놓인다. 하나는 변과의 접촉을, 다른 하나는 꼭짓점을 지나는 조건을 다루므로 이름의 방향을 바꾸어 생각하지 않아야 한다.

마주 보는 변의 합

하나의 꼭짓점에서 원에 그은 두 접선의 접점까지 길이는 같다. 네 꼭짓점에서 이 성질을 적용하면 마주 보는 두 변 길이의 합이 다른 두 변 길이의 합과 같아진다. 예를 들어 세 변이 차례로 3과 4와 5라면 네 번째 변의 길이는 3 + 5 − 4 = 4여야 한다.

넓이를 구하는 방법

원의 중심을 네 꼭짓점과 연결하면 네 삼각형으로 나뉜다. 각 변을 밑변으로 삼을 때 높이는 모두 내접원 반지름 r이다. 따라서 넓이 K = r(a + b + c + d)/2 = rs이며 s는 반둘레다.

마름모와 직사각형

모든 볼록 마름모는 내접원을 가져 원에 외접하는 사각형의 한 경우가 된다. 직사각형에서는 반대편 변의 길이가 각각 같으므로 a + c = b + d를 만족하려면 가로와 세로가 같아야 한다. 따라서 직사각형 중에서는 정사각형이 이 조건을 만족한다.

관련 문서

내접원 / 원에 내접하는 사각형 / 접선 / 마름모 / 직사각형 / 정사각형 / 넓이