多邊形、四邊形與圓

弧、扇形與弓形

切一塊披薩,你就一次遇到這三者。一片披薩彎曲的餅皮邊是弧;整片近似三角形的披薩——餅皮加兩刀直切——是扇形;而你用一刀沿一條弦直切過去(不經過圓心)所得的彎月薄片是弓形。它們各自指圓盤或圓周的不同部分。

精確地說:弧是圓本身的一段相連部分——圓周上兩點之間的彎曲邊界。兩點把圓周切成較短的劣弧與較長的優弧;直徑把它切成兩個半圓。扇形是由一段弧與通往其兩端點的兩條半徑所圍成的派形區域——從圓心掃出的面積。弓形(圓的弓形,勿與線段混淆)是一段弧與連接其端點的弦之間的區域——一刀直切所得的薄片,即從圓盤「切下」的那一部分。弧的大小由它的圓心角度量(半圓是 180 度的弧),以度或弳度表示。

這三者按後續每個圓定理所需的方式,切分圓的內部與邊界:圓周角是對著弧來量度的,扇形是圓盤面積與切片比例 theta/360 的自然單位,弓形則出現在弦的問題中。命名陷阱恰恰在「弓形/segment」這個字:在圓的幾何裡它是圓盤上一塊有曲有直的區域,而「線段/line segment」是直線上的一段——同字異物。此外,弧本身有長度與角度量,卻沒有面積;面積屬於它所毗鄰的扇形或弓形區域。這些面積的數值公式屬於「測量」,不在此處。

圓上兩點 A、B 切出一段 90 度的劣弧(與一段 270 度的優弧)。扇形 OAB 是由半徑 OA、OB 與劣弧所圍的派形。弓形是弦 AB 與那段弧之間的較小區域——即扇形減去三角形 OAB。

弧(彎曲的圓周)、扇形(從圓心切出的派形)、弓形(弦到弧之間的區域)。

圓的「弓形」是由弦切下的圓盤區域——別與「線段」混淆,後者是直線上的一段。兩點總給出劣弧與優弧;要說清你指哪一段。

又称
circle arccircular sectorcircular segment弧/扇形/弓形