Хорда (геометрия)

Хо́рда (от греч. χορδή — струна) в планиметрии — отрезок, соединяющий две точки данной кривой (например, окружности, эллипса, параболы, гиперболы).

1 — секущая, 2 — хорда AB (отмечена красным цветом), 3 — сегмент (отмечен зелёным цветом), 4 — дуга

Хорда находится на секущей прямой — прямой линии, пересекающей кривую в двух или более точках. Плоская фигура, заключённая между кривой и её хордой называется сегментом, а часть кривой, находящаяся между двумя крайними точками хорды называется дугой. В случае с замкнутыми кривыми (например, окружностью, эллипсом) хорда образует пару дуг с одними и теми же крайними точками по разные стороны хорды. Хорда, проходящая через центр окружности, является её диаметром. Диаметр — самая длинная хорда окружности.

Свойства хорд окружности

Если хорда $AD$ равна хорде $BC$, то дуга $AD$ равна дуге $BC$. Если хорда $AD$ параллельна хорде $BC$, то дуга $AB$ равна дуге $CD$

Хорда и расстояние до центра окружности

• Если расстояния от центра окружности до хорд равны, то эти хорды равны.
• Если хорды равны, то расстояния от центра окружности до этих хорд равны.
• Если хорда больше, то расстояние от центра окружности до этой хорды меньше. Если хорда меньше, то расстояние от центра окружности до этой хорды больше.
• Если расстояние от центра окружности до хорды меньше, то эта хорда больше. Если расстояние от центра окружности до хорды больше, то эта хорда меньше.
• Наибольшая возможная хорда является диаметром.
• Если хорда проходит через центр окружности, то эта хорда является диаметром.
• Если расстояние от центра окружности до хорды равно радиусу, то эта хорда является точкой.
• Серединный перпендикуляр к хорде проходит через центр окружности.

Хорда и диаметр

• Если диаметр делит хорду, не являющуюся диаметром, пополам, то этот диаметр перпендикулярен этой хорде.
• Если диаметр перпендикулярен хорде, то этот диаметр делит эту хорду пополам.
• Если диаметр делит хорду, не являющуюся диаметром, пополам, то этот диаметр делит дуги, стягиваемые этой хордой, пополам.
• Если диаметр делит дугу пополам, то этот диаметр делит пополам хорду, стягивающую эту дугу.
• Если диаметр перпендикулярен хорде, то этот диаметр делит дуги, стягиваемые этой хордой, пополам.

Хорда и радиус

• Если радиус делит хорду, не являющуюся диаметром, пополам, то этот радиус перпендикулярен этой хорде.
• Если радиус перпендикулярен хорде, то этот радиус делит эту хорду пополам.
• Если радиус делит хорду, не являющуюся диаметром, пополам, то этот радиус делит дугу, стягиваемую этой хордой, пополам.
• Если радиус делит дугу пополам, то этот радиус делит пополам хорду, стягивающую эту дугу.
• Если радиус перпендикулярен хорде, то этот радиус делит дугу, стягиваемую этой хордой, пополам.
• Если радиус делит дугу пополам, то этот радиус перпендикулярен хорде, стягивающей эту дугу.

Хорда и вписанный угол

• Если вписанные углы опираются на одну и ту же хорду и вершины этих углов лежат по одну сторону этой хорды, то эти углы равны.
• Если пара вписанных углов опирается на одну и ту же хорду и вершины этих углов лежат по разные стороны этой хорды, то сумма этих углов равна 180°.
• Если вписанный и центральный углы опираются на одну и ту же хорду и вершины этих углов лежат по одну сторону этой хорды, то вписанный угол равен половине центрального угла.
• Если вписанный угол опирается на диаметр, то этот угол является прямым.

Хорда и центральный угол

• Если хорды стягивают равные центральные углы, то эти хорды равны.
• Если хорды равны, то эти хорды стягивают равные центральные углы.
• Большая хорда стягивает больший центральный угол, меньшая хорда стягивает меньший центральный угол.
• Больший центральный угол стягивается большей хордой, меньший центральный угол стягивается меньшей хордой.

Хорда и дуга

• Если хорды стягивают равные дуги, то эти хорды равны.
• Если хорды равны, то эти хорды стягивают равные дуги.
• Из дуг, меньших полуокружности, бóльшая дуга стягивается большей хордой, меньшая дуга стягивается меньшей хордой.
• Из дуг, меньших полуокружности, бóльшая хорда стягивает бóльшую дугу, меньшая хорда стягивает меньшую дугу.
• Из дуг, бóльших полуокружности, меньшая дуга стягивается большей хордой, бóльшая дуга стягивается меньшей хордой.
• Из дуг, бóльших полуокружности, бóльшая хорда стягивает меньшую дугу, меньшая хорда стягивает бóльшую дугу.
• Хорда, стягивающая полуокружность, является диаметром.
• Если хорды параллельны, то дуги, заключённые между этими хордами (не путать с дугами, стягиваемыми хордами), равны.

Другие свойства

Рис. 1. $AE\cdot EB=CE\cdot ED$

• При пересечении двух хорд AB и CD в точке E получаются отрезки, произведение длин которых у одной хорды равно соответствующему произведению у другой (см. рис. 1): $AE\cdot EB=CE\cdot ED$.
• Если хорда делится пополам какой-либо точкой, то её длина самая маленькая по сравнению с длинами проведённых через эту точку хорд.

Основные формулы

Рис. 2

Рис. 3

• Длина хорды равна $l=2r\sin {\frac {\alpha }{2}}=D\sin {\frac {\alpha }{2}}$, где $r$ — радиус окружности, $D$ – диаметр окружности, $\alpha$ — центральный угол, опирающийся на данную хорду (рис. 2).
• Формула, напрямую выводящаяся из теоремы Пифагора (рис. 3): $\left({\frac {l}{2}}\right)^{2}+d^{2}=r^{2}$, где $l$ — длина хорды, $r$ — радиус окружности, $d$ — расстояние от центра окружности до хорды.
• Если известны все четыре длины отрезков двух пересекающихся хорд, например, ${\overline {a}}=AE\,;\,{\overline {A}}=EB\,;\,{\overline {b}}=CE\,;\,{\overline {B}}=ED$ (см. Рис.1), то радиус окружности определяется формулой:

$r={\sqrt {{\overline {A}}\cdot {\overline {a}}+{\frac {({\overline {A}}-{\overline {a}})^{2}+({\overline {B}}-{\overline {b}})^{2}-2\,({\overline {A}}-{\overline {a}})({\overline {B}}-{\overline {b}})\cos {t}}{4\,\sin ^{2}{t}}}}}$

при ограничениях: ${\overline {A}}\cdot {\overline {a}}={\overline {B}}\cdot {\overline {b}}\,;\quad {\overline {A}}\geq {\overline {a}}\,;\quad {\overline {B}}\geq {\overline {b}}$.

Здесь $t\,$ — угол между отрезками ${\overline {A}}$ и ${\overline {B}}\,\,$ (или между отрезками ${\overline {a}}$ и ${\overline {b}}$) .

В случае, когда хорды взаимно перпендикулярны,

$r={\frac {1}{2}}{\sqrt {{\overline {A}}^{2}+{\overline {a}}^{2}+{\overline {B}}^{2}+{\overline {b}}^{2}}}$

Связанные понятия

• Касательная
• Секущая
• Диаметр
• Дуга окружности

Ссылки

• Справочник. Окружности  (неопр.).