多邊形、四邊形與圓

半徑、直徑、弦、割線與切線

圓是與某固定中心保持一定距離的所有點所成的集合——也就是你用圓規一揮畫出的那圈邊。圍著這圈邊、橫越這圈邊,幾何學家給能畫出的線與線段取了專名,正如地圖為一座城市的街道命名。學會這套詞彙,是通往一切圓定理的第一步。

這是字典。半徑是從圓心到圓上任一點的線段(「半徑」也指那共同的距離 r)。弦是兩端點都落在圓上的線段——橫切過圓的一條直切。直徑是最長的弦,通過圓心的那條;其長為半徑的兩倍 2r,並把圓分成兩個相等的半圓。割線是與圓相交於兩點的整條直線(所以弦是割線落在圓內的那一段)。切線是恰與圓相切於一點的直線,該點稱為切點,它擦過圓而不穿過。這些是原料;弧、扇形、圓心角與圓周角,以及點對圓的冪,都是由它們搭建出來的。

值得弄清的一點:「半徑」與「直徑」既指線段也指數值(其長),作者會在兩者間遊走——靠上下文判斷指哪個。常見的失誤是把任何「大致過中間」的弦叫直徑;只有確實通過圓心的弦才是直徑。另一個是把割線(整條直線,兩個交點)與切線(一個切點)混淆;交點一個還是兩個之別,驅動了大量圓的幾何,包括點對圓的冪關係與泰利斯定理。

畫一個半徑 r = 5 的圓。通過圓心的直徑長為 2r = 10,是可能最長的弦。不過圓心的弦較短,例如 8。通過兩個圓上點的割線含有那條弦;切線只在一點觸及圓,且在該點與半徑垂直。

半徑、直徑(最長的弦)、弦、割線(兩個交點)、切線(一個切點)。

直徑是弦,但只是通過圓心的那條特殊弦;並非每條弦都是直徑。切線與圓相交一次,割線相交兩次——這「一對二」之別是多數圓定理的根基。

又称
circle anatomythe parts of a circle圓的各部分