多邊形、四邊形與圓

圓周角

現在你不站在圓心,而是站在圓周上,再把兩臂張向另外兩個圓上點。你在那裡形成的角就是圓周角。值得注意的是,如果你把視點滑到同一段弧上的任何其他位置,你看那兩點所張的角都不變——這段弧上的每個座位看那條弦的角度都相同。

精確地說,圓周角是頂點在圓上、兩邊為伸向圓上另兩點之弦的角。圓周角定理是它的招牌性質:圓周角恰為對著同一段弧的圓心角的一半——等價地,為它所截弧度數的一半。所以若一段弧為 100 度,對著它的每個圓周角都是 50 度,無論其頂點落在圓周其餘何處。隨之有兩個直接推論:對著同一段弧的圓周角相等(「同弓形」性質);而半圓中的圓周角——對著一條直徑,即 180 度的弧——是直角(最後這個就是泰利斯定理)。

圓周角定理是圓的幾何的主力,支撐著圓內接四邊形、弦切角,以及無數的角度追逐。其證明依圓心相對於該角落在何處分成幾種情形,但最乾淨的情形(一邊為直徑)用兩條半徑構成的等腰三角形與外角定理,證出圓心角是圓周角的兩倍。要注意的迷思是:別以為圓內任何角都是其弧的一半。減半只在頂點「在」圓上時成立。頂點在圓心給出整段弧;頂點嚴格在圓內或圓外則又是另一條規則(兩段弧的平均或半差)。

圓上弧 AB 為 100 度。優弧上任一點 P 給出圓周角 APB 為 100/2 = 50 度。把 P 滑到那段弧上任何位置,角都保持 50 度。圓心處的圓心角 AOB 則是整整 100 度。

圓周角是它的弧的一半;同一段弧上所有這樣的角都相等。

「弧的一半」規則要求頂點「在」圓上。在圓心時角等於整段弧;嚴格在圓內或圓外時,適用不同規則(弧的半和或半差)。

又稱
inscribed angle theoremangle subtended at the circumference圓周角圓周角定理