Вписані кути

Ситуація. Денис вирішив по-іншому відрізати шматочок торта, ніж Марина. Для цього він теж зробив два розрізи торта, але за променями, що виходять з точки на його краї.

Кут, вершина якого лежить на колі, а сторони перетинають коло, називається вписаним кутом.

На малюнку ∠АВС — вписаний, оскільки його вершина В лежить на колі, а сторони перетинають коло в точках А і С.
Якщо дуга АС лежить у внутрішній області вписаного кута АВС, то кажуть, що даний вписаний кут спирається на дугу АС.

Теорема (про вписаний кут) Вписаний кут вимірюється половиною дуги, на яку він спирається.

Дано: ∠АВС — вписаний у коло із центром O
Довести: 
Доведення
Розглянемо три випадки розміщення центра кола відносно сторін даного вписаного кута.
Перший випадок. Центр кола лежить на стороні вписаного кута
1) Проведемо відрізок ОА.
2) Тоді центральний кут АОС є зовнішнім кутом трикутника АОВ.
3) За властивістю зовнішнього кута трикутника, ∠АОС = ∠ОВА + ∠ОАВ.
4) Але ∠ОВА = ∠ОАВ, оскільки ∆АОВ — рівнобедрений (ОВ = ОА = R). Тому ∠АОС = 2∠АВС, або 
5) Але ∠АОС вимірюється дугою АС. Отже, вписаний кут АВС вимірюється половиною дуги АС.
Другий випадок. Центр кола лежить у внутрішній області вписаного кута.
1) Проведемо промінь ВО.
2) Подамо даний кут у вигляді суми двох кутів: ∠АВС = ∠ABD + ∠DBC.
3) За доведеним у першому випадку, ∠ABD вимірюється половиною дуги AD, а ∠DBC — половиною дуги DC. Тому ∠АВС вимірюється сумою півдуг AD і DC, тобто половиною дуги АС.
Третій випадок. Центр кола лежить у зовнішній області вписаного кута
1) Проведемо промінь ВО.
2) Одержимо: 
Наслідок 1. Вписані кути, що спираються на одну й ту саму дугу, — рівні.
Справді, кожний із них вимірюється половиною однієї й тієї самої дуги.
Наслідок 2. Вписаний кут, що спирається на діаметр, — прямий.
Справді, такий кут вимірюється половиною півкола, тобто його градусна міра дорівнює 180° : 2 = 90°.
Щоб довести рівність двох кутів, покажіть, що вони є вписаними в одне коло і спираються на одну й ту саму дугу або на рівні дуги цього кола.