อ่าน 4 นาที
รูปสี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัส
ในเรขาคณิตแบบยุคลิดรูปสี่เหลี่ยมคางหมู สัมผัส หรือที่เรียกว่ารูปสี่เหลี่ยมคางหมูวงกลมคือรูปสี่เหลี่ยมคางหมูที่มีด้านทั้งสี่ด้านสัมผัสกับวงกลมที่อยู่ภายในรูปสี่เหลี่ยมคางหมูนั้น:
รูปสี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัส

ในเรขาคณิตแบบยุคลิดรูปสี่เหลี่ยมคางหมู สัมผัส หรือที่เรียกว่ารูปสี่เหลี่ยมคางหมูวงกลมคือรูปสี่เหลี่ยมคางหมูที่มีด้านทั้งสี่ด้านสัมผัสกับวงกลมที่อยู่ภายในรูปสี่เหลี่ยมคางหมูนั้น: วงกลมแนบในหรือวงกลมที่อยู่ภายในมันเป็นกรณีพิเศษของรูปสี่เหลี่ยมสัมผัสที่อย่างน้อยหนึ่งคู่ของด้านตรงข้ามขนานกันเช่นเดียวกับรูปสี่เหลี่ยมคางหมูอื่นๆ ด้านที่ขนานกันเรียกว่าฐานและอีกสองด้าน เรียกว่าด้านประกอบมุมฉาก ด้านประกอบมุมฉากอาจเท่ากัน (ดูรูปสี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัสหน้าจั่วด้านล่าง) แต่ไม่จำเป็นต้องเท่ากัน
กรณีพิเศษ
ตัวอย่างของรูปสี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัส ได้แก่รูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนและรูป สี่เหลี่ยมจัตุรัส


ลักษณะเฉพาะ
ถ้าวงกลมภายในสัมผัสกับด้านABและCDที่จุด WและYตามลำดับ รูปสี่เหลี่ยมสัมผัสABCDก็จะเป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมูที่มีด้านABและCDขนานกันก็ต่อเมื่อ[ 1 ] : ทฤษฎีบท 2
และ ด้าน ADและBCเป็นด้านขนานของรูปสี่เหลี่ยมคางหมู ก็ต่อเมื่อ
พื้นที่
สูตรสำหรับพื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมคางหมูสามารถทำให้ง่ายขึ้นโดยใช้ทฤษฎีบทของปิโตต์เพื่อให้ได้สูตรสำหรับพื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัส ถ้าฐานมีความยาวa, bและด้านใดด้านหนึ่งของอีกสองด้านมีความยาวcแล้วพื้นที่Kจะกำหนดโดยสูตร[ 2 ] (สูตรนี้สามารถใช้ได้เฉพาะในกรณีที่ฐานขนานกันเท่านั้น)
พื้นที่สามารถแสดงได้ในรูปของความยาวสัมผัสe, f, g, hดังนี้[ 3 ] : หน้า 129
อินเรเดียส
โดยใช้สัญลักษณ์เดียวกันกับพื้นที่ รัศมีในวงกลมด้านในคือ[ 2 ]
เส้นผ่านศูนย์กลาง ของ วงกลมแนบในเท่ากับความสูงของรูปสี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัส
รัศมีวงในยังสามารถแสดงได้ในรูปของความยาวสัมผัสดังนี้[ 3 ] : หน้า 129
ยิ่งไปกว่านั้น หากความยาวสัมผัสe, f, g, hแผ่ออกมาจากจุดยอดA, B, C, D ตามลำดับ และABขนานกับDCแล้ว[ 1 ]
คุณสมบัติของจุดศูนย์กลาง
ถ้าวงกลมภายในสัมผัสกับฐานที่P, Qแล้วP, I, Qจะอยู่บนเส้นตรงเดียวกันโดยที่Iคือจุดศูนย์กลางวงกลมภายใน[ 4 ]
มุม∠ AIDและ∠ BICในรูปสี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัสABCDที่มีฐาน ABและDCเป็นมุมฉาก [ 4 ]
จุดศูนย์กลางจะอยู่บนเส้นมัธยฐาน (เรียกอีกอย่างว่าเส้นกลางลำตัว นั่นคือเส้นที่เชื่อมจุดกึ่งกลางของขา) [ 4 ]
คุณสมบัติอื่นๆ
เส้นมัธยฐาน (เส้นกึ่งกลาง) ของรูปสี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัสเท่ากับหนึ่งในสี่ของเส้นรอบรูปของรูปสี่เหลี่ยมคางหมู และเท่ากับครึ่งหนึ่งของผลรวมของฐานทั้งสอง เช่นเดียวกับรูปสี่เหลี่ยมคางหมูทุกรูป
ถ้าวาดวงกลมสองวง โดยแต่ละวงมีเส้นผ่านศูนย์กลางตรงกับด้านประกอบมุมฉากของรูปสี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัส วงกลมทั้งสองวงนี้จะสัมผัสกัน[ 5 ]
สี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัสขวา

รูปสี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัสฉากคือรูปสี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัสที่มุมประชิดสองมุมเป็นมุมฉากถ้าฐานมีความยาวa, bแล้วรัศมีวงในคือ[ 6 ]
ดังนั้นเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมแนบในจึงเป็นค่าเฉลี่ยฮาร์มอนิกของฐานทั้งสอง
รูปสี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัสขวามีพื้นที่[ 6 ]
สี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัสหน้าจั่ว

รูปสี่เหลี่ยมคางหมูหน้าจั่วสัมผัสคือรูปสี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัสที่มีด้านประกอบมุมฉากเท่ากัน เนื่องจากรูปสี่เหลี่ยมคางหมูหน้าจั่วเป็นรูปสี่เหลี่ยมวงกลมล้อมรอบ ได้ ดังนั้นรูปสี่เหลี่ยมคางหมูหน้าจั่วสัมผัสจึงเป็น รูปสี่เหลี่ยมที่มีจุดศูนย์กลางสองจุด นั่นคือ มีทั้งวงกลมแนบในและวงกลมล้อมรอบ
ถ้าฐานเป็นa, bแล้วรัศมีวงในจะกำหนดโดย[ 7 ]
การได้มาซึ่งสูตรนี้เป็นปัญหา ซังกากุ (Sangaku) ง่ายๆจากประเทศญี่ปุ่นจากทฤษฎีบทของปิโตต์ (Pitot's theorem)จะได้ว่าความยาวของด้านประกอบมุมฉากเท่ากับครึ่งหนึ่งของผลรวมของความยาวฐาน เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมแนบในเท่ากับรากที่สองของผลคูณของความยาวฐาน รูปสี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัสหน้าจั่วจึงให้การตีความทางเรขาคณิตที่ดีของค่าเฉลี่ยเลขคณิตและค่าเฉลี่ยเรขาคณิตของฐาน โดยแสดงเป็นความยาวของด้านประกอบมุมฉากและเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมแนบในตามลำดับ
พื้นที่Kของสี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัสหน้าจั่วที่มีฐานa, bกำหนดโดย[ 8 ]
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ รูปสี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัส
ในเรขาคณิตแบบยุคลิดรูปสี่เหลี่ยมคางหมู สัมผัส หรือที่เรียกว่ารูปสี่เหลี่ยมคางหมูวงกลมคือรูปสี่เหลี่ยมคางหมูที่มีด้านทั้งสี่ด้านสัมผัสกับวงกลมที่อยู่ภายในรูปสี่เหลี่ยมคางหมูนั้น:
กรณีพิเศษ
ตัวอย่างของรูปสี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัส ได้แก่ รูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน และรูป สี่เหลี่ยมจัตุรัส
ลักษณะเฉพาะ
ถ้าวงกลมภายในสัมผัสกับด้าน AB และ CD ที่ จุด W และ Y ตามลำดับ รูปสี่เหลี่ยมสัมผัส ABCD ก็จะเป็น รูปสี่เหลี่ยมคางหมู ที่มีด้าน AB และ CD ขนานกันก็ต่อเมื่อ [ 1 ] : ทฤษฎีบท 2
พื้นที่
สูตรสำหรับ พื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมคางหมู สามารถทำให้ง่ายขึ้นโดยใช้ ทฤษฎีบทของปิโตต์ เพื่อให้ได้สูตรสำหรับพื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมคางหมูสัมผัส ถ้าฐานมีความยาว a, b และด้านใดด้านหนึ่งของอีกสองด้านมีความยาว c แล้วพื้นที่ K จะกำหนดโดยสูตร [ 2 ]...