R1SI3r42jhkfA

The area of a circumscribed polygon

Source: licencja: CC 0.

Pole wielokąta opisanego na okręgu

Learning objectives

You will derive the formula for the area of a circumscribed polygon.

You will learn the formula for the area of a circumscribed polygon.

You can apply these formulas to solve problems.

Learning effect

  • You calculate the area of a circumscribed triangle, when the radius of its incircle is given.

  • You can carry out the mathematical reasoning about the area of a circumscribed polygon.

RG6WRSgnlz7JO1
nagranie abstraktu

Recall the definition of a circumscribed polygoncircumscribed polygoncircumscribed polygon.

R1NiEVxYlkGxY1
nagranie abstraktu
A circumscribed polygon
Definition: A circumscribed polygon

circumscribed polygoncircumscribed polygoncircumscribed polygon is a polygon in which each of its sides is tangent to the circle. 

RYuUuhXnfTD3y1
nagranie abstraktu

Do you remember how to inscribe a circle into a triangle? Where does the center of this circle lie?

The triangle incenterincenterincenter is an intersection point of the triangle angle bisectors. The incenterincenterincenter is an equidistant point from the sides of the triangle.

Task 1
RaRNUutvKxafb1
nagranie abstraktu

Open the applet. Observe the consecutive circumscribed polygons. Polygons were divided into triangles with a common vertex in the center of the circle.

RSL3hYYaqy0gh1
Aplet przedstawia n-kąty opisane na okręgu, podzielone na trójkąty. Wspólnym wierzchołkiem trójkątów jest środek okręgu, a ich wysokościami są promienie okręgu. Pole takiego wielokąta jest równe sumie pól tych trójkątów. Poniżej znajduje się galeria będąca wersją alternatywną dla aplikacji.
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Note that the radii of the circle are the altitudes of these triangles, from the incenterincenterincenter to the sides of the polygon. Answer the following questions:

  • How many triangles has the polygon been divided into?

  • How to calculate the area of a polygon described on a circle with the radius r, if we know the length of its sides?

  • How to calculate the area of a polygon described on a circle with the radius r, if we know the perimeter of this polygon?

Task 2
Rrs3hX2Aw2QqI1
nagranie abstraktu

Verify the correctness of the derived formula for the area of the square and the area of the hexagon.

RKELjReevPAaQ1
nagranie abstraktu

The following theorem is true:

R7dBuvLsHyjBt
nagranie abstraktu
The triangle area
Rule: The triangle area

The area P of the triangle with the sides of lengths a, b, c and with the radius r of its incircle can be calculated with the following formula:

P=a+b+c2·r

If we mark half of triangle perimeter as P=a+b+c2, then the formula can be rewritten as P=p·r.

RZWk8anIbQaow1
nagranie abstraktu

Students work individually, solving the following problems. Having completed the exercises, they present the results and discuss them.

Task 3
R192qUzPxTD811
nagranie abstraktu

The area of a triangle equals 12 cmIndeks górny 2 and its perimeter equals 16 cm. Calculate the radius of its incircle.

Task 4
RhK3gMGcxdCxa
nagranie abstraktu

A trapezoid with perimeter of 54 cm is circumscribed on the circle with the radius of 4 cm. One of its bases is eight times longer than other base. Find the lengths of both bases of this trapezoid.

Hint

Compare the area of the trapezoid calculated with the following formulas P=a+b2·h and P=p·r.

Task 5

An extra task:

R757xVtLolJ8C1
nagranie abstraktu

The circle with the radius r is inscribed into an isosceles triangle with the base a and the legs b. Provide the area of this triangle.

R1Ed6hpGc9DVd1
nagranie abstraktu

Do the revision exercises and remember the main conclusion.

R95gNHcyGQPMJ
nagranie abstraktu

The area of the circumscribed polygoncircumscribed polygoncircumscribed polygon is equal to its semiperimetersemiperimetersemiperimeter (a half of its perimeter) multiplied by the radius of its incircle.

The area of a triangle with the sides a, b, c circumscribed on the circle with the radius r can be calculated with the following formula:

P=a+b+c2·r

Exercises

Exercise 1
RUhkdBN7FKhdd
Wersja alternatywna ćwiczenia: A regular n-gon is circumscribed on a circle with the radius r, n = 3, 4, 5,… Determine which sentences are true. Możliwe odpowiedzi: 1. The greater the n, the larger the area of the regular circumscribed n-gon. , 2. The greater the n, the smaller the area of the regular circumscribed n-gon., 3. The area of a regular circumscribed n-gon is always smaller than πr2., 4. The area of a regular circumscribed n-gon is always greater than πr2.
zadanie
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
Exercise 2

The two triangles have the same perimeters: an equilateral triangle with the side of 4 cm and a right triangle with the legs of 3 cm and 4 cm. The circles were inscribed in each triangle. Which radius is longer and by how many times?

Exercise 3
RgOZMSDFD9CVj1
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

On the basis of the figure, carry out the reasoning leading to the formula for the area of the triangle when its perimeter and the radius of its incircle is known. Write your reasoning in English. For simplicity, the beginnings of the sentences are given:

a) The bisectors of the angles of a triangle intersect [tu uzupełnij].
b) The bisectors of the angles of a triangle divide the triangle [tu uzupełnij].
c) The altitude in each of these triangles is equal [tu uzupełnij].
d) The sum of the areas of triangles BSC, ASC, ASB is equal to [tu uzupełnij].
e) So, [tu uzupełnij].
a) The bisectors of the angles of a triangle intersect [tu uzupełnij].
b) The bisectors of the angles of a triangle divide the triangle [tu uzupełnij].
c) The altitude in each of these triangles is equal [tu uzupełnij].
d) The sum of the areas of triangles BSC, ASC, ASB is equal to [tu uzupełnij].
e) So, [tu uzupełnij].
Exercise 4
R1d3uiiR5WjwQ
Wersja alternatywna ćwiczenia: Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly. Możliwe odpowiedzi: 1. wysokość trójkąta - altitude of triangle, 2. okrąg wpisany w trójkąt - incircle of a triangle, 3. wielokąt opisany na okręgu - circumscribed polygon, 4. punkty równoodległe - equidistant points, 5. wyprowadzenie wzoru - semiperimeter, 6. okrąg wpisany w trójkąt - circumscribed polygon
zadanie
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
R1Q8lwl3B09RX1
Interaktywna gra, polegająca na łączeniu wyrazów w pary w ciągu jednej minuty. Czas zaczyna upływać wraz z rozpoczęciem gry. Jeden ruch to odkrywanie najpierw jednej potem drugiej karty z wyrazem. Każdy wyraz jest odczytywany. Kolejny ruch to odkrywanie trzeciej i czwartej karty. W ten sposób odsłuchasz wszystkie wyrazy. Nawigacja z poziomu klawiatury za pomocą strzałek, odsłuchiwanie wyrazów enterem lub spacją. Znajdź wszystkie pary wyrazów.
Source: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Glossary

altitude of triangle
altitude of triangle

wysokość trójkąta

R12R69F8XwcTN1
wymowa w języku angielskim: altitude of triangle
circumscribed polygon
circumscribed polygon

wielokąt opisany na okręgu

RW8ru76Z0ZJ7x1
wymowa w języku angielskim: circumscribed polygon
circumscribed triangle
circumscribed triangle

trójkąt opisany na okręgu

RNFnDVCY3Rrn91
wymowa w języku angielskim: circumscribed triangle
derivation of formula
derivation of formula

wyprowadzenie wzoru

RuJjAOxPaunKR1
nagranie abstraktu
equidistant points
equidistant points

punkty równoodległe

R1Fwx6aRY5W4o1
wymowa w języku angielskim: equidistant points
formula for area of a triangle
formula for area of a triangle

wzór na pole trójkąta

RRLlBy8WlgtTb1
wymowa w języku angielskim: formula for area of a triangle
incenter
incenter

środek okręgu wpisanego (w trójkąt)

R1AQLkg39zx9J1
wymowa w języku angielskim: incenter
incircle of a triangle
incircle of a triangle

okrąg wpisany w trójkąt

RV1yJ9J3lPFMz1
wymowa w języku angielskim: velocity
perimeter of a figure
perimeter of a figure

obwód figury

RnJHbuHis6bBd1
wymowa w języku angielskim: perimeter of a figure
semiperimeter
semiperimeter

połowa obwodu

R1Fct0JUSUVOf1
wymowa w języku angielskim: semiperimeter

Keywords

circumscribed polygoncircumscribed polygoncircumscribed polygon - wielokąt, którego boki są styczne do okręgu

circumscribed trianglecircumscribed trianglecircumscribed triangle

formula for area of a triangleformula for area of a triangleformula for area of a triangle

incenterincenterincenter - punkt równoodległy od boków trójkąta

incircle of a triangleincircle of a triangleincircle of a triangle