设P是曲线上的一点,若一条
直线通过P及曲线上邻近的另一点Q,PQ称为曲线的割线。当Q趋于P时,割线PQ的极限位置,称为曲线在P点的切线,P称为切点,此时直线与曲线
相切于P点。如果一个多边形(或多面体)的每一边(或多面体之每一面)均与位于其内的一条闭曲线(或曲面)相切,则称此多边形(或多面体)外切于该曲线(或曲面)。
圆与圆外切
两个圆只有一个公共点就叫做两圆相切,公共点叫做
切点,两圆相切有两种:
(1)两圆外切,如图1(a);
连接两圆中心的直线叫做
连心线,当两圆相切时,切点在连心线上。
两圆外切时,圆心距O1O2=R﹢r,(设大圆的半径为R,小圆的半径为r)。
两圆内切时,圆心距O1O2=R﹣r。
相切两圆的连心线或其延长线,必经过切点。
如图(a)中,⊙O1,和⊙O2相切于点T,则连心线O1O2必过点T。
如图(b)中,⊙O1,和⊙O2相切于点T,则连心线O1O2的延长线必过点T。
圆与多边形外切
圆的外切
多边形:如果一个圆是一个多边形的
内切圆,多边形所有的边都和一个圆相切,这个多边形叫做这个圆的外切多边形,这个圆叫做多边形的内切圆。
如图,五边形ABCDE就是圆O的外切五边形。
例如,图中的四边形ABCD是⊙O的外切四边形,而⊙O是四边形ABCD的内切圆。
两球外切
设有两球, 其球心分别为,半径分别为,中心距离;于是有:
1.时,两球只有—,个公共点,此公共点在连心缓上。如果过这个公共点,作与连心线相垂直的平面,则两球分刈在此平面的两侧,它们都和这平面相切,这样的两个球,称为两球外切。
2. 时, 两球只有一个公共点, 此公共点在连心线的延长线上,如果经过这个公共点,作一平面和连心绫相垂直,则两球在A1:平面的同侧,它们都和这平面相叨,这样的两个球称为两球内切。
3. 时, 两球没有公共点, 其中一球上的所有的点都在另一球的里面,另一球上的所有的点郎在这一球的外面,这样的两个球称为两球内离。
4. 时,两球没有公共点。其中任何一球上的所有的点,均在另一球的外面,这样的两个球称为两球外离。
5.时; 两球有无数公共点, 这些公共点构成一个圆,这样的两个球称为相交。
球的外切多面体
多面体的内切球是满足特定条件的一个球,如果一个球与简单多面体的各面或其延展部分都相切,且此球在多面体的内部,则称这个球为此多面体的内切球,多面体称为这个球的外切多面体。正多面体的内切球均存在,正多面体内任意点到各面距离之和为常数3FV/S,这里F为多面体的面数,S为表面积,V为体积,故正多面体内切球半径为3V/S。
其他外切情况举例
柱的外切棱柱
柱的外切棱柱(circumscribed prism of a cylinder)是一个与已知柱有关的棱柱。满足下述条件的棱柱,称为柱的外切棱柱(柱称为棱柱的内切柱):
1.棱柱的两底分别是柱的相应底面的外切多边形(即棱柱底面的边与柱底面边界线相切);
2.棱柱的侧棱与柱的母线平行且相等。
锥的外切棱锥
锥的外切棱锥(circumscribed pyramid of a cone)是一个与已知锥面有关的棱锥,即与锥相外切的棱锥。满足下述条件的棱锥,称为锥(体)的外切棱锥(锥则称为棱锥的内切锥):
1.棱锥的底面多边形外切于锥的底面曲线;
2.棱锥与锥共顶点。