Перейти до основного вмісту
Каталог

Центральні та вписані кути

~15 хв · 8 розділів · 9 тестових запитань

Планіметрія
Математика НМТ

Частина кар’єрної траєкторії Підготовка до НМТ 2027: Математика — повний курс.

Центральний кут дорівнює градусній мірі дуги, на яку спирається. Вписаний кут вдвічі менший за центральний, що спирається на ту саму дугу, а кут, що спирається на діаметр, — прямий.

Коло, круг і їхні елементи

Почнімо з основ — означень, на яких далі будуватиметься вся теорія центральних і вписаних кутів. Тобі вже знайомі ці поняття зі школи, але тепер ми розглянемо їх глибше, адже на НМТ саме чітке розуміння базових елементів кола дає змогу не губитись у складних рисунках.

Коло і круг

Колом називають множину всіх точок площини, які містяться на однаковій відстані R від заданої точки O (центра кола). Саме коло — це лише лінія, його межа. А круг — це частина площини, обмежена колом, разом із самим колом. Іншими словами: круг — це «внутрішність» разом із «межею». На НМТ запитання можуть стосуватися як кола, так і круга, тому важливо не плутати ці поняття.

Радіус, хорда, діаметр

Радіус R — відрізок, що сполучає центр кола з будь-якою точкою на колі. Усі радіуси одного кола рівні між собою.

Хорда — відрізок, що сполучає дві точки кола. Найдовша хорда — діаметр: це хорда, яка проходить через центр кола. Діаметр d = 2R. Найважливіше: діаметр ділить коло на дві рівні дуги — півкола, кожна по 180°.

Дуга кола

Дуга — частина кола між двома його точками. Дві точки A і B ділять коло на дві дуги: меншу й більшу. Їхні градусні міри в сумі завжди дають 360°. Наприклад, якщо менша дуга AB дорівнює 70°, то більша дуга AB дорівнює 360° − 70° = 290°. Півколо — дуга в 180°.

Сектор — частина круга, обмежена двома радіусами й дугою між ними. Сегмент — частина круга, обмежена хордою й дугою. Їхні площі ви обчислюватимете в наступному юніті «Довжина кола й дуги, площа круга й сектора».

Трикутник із двох радіусів і хорди

Розгляньмо трикутник OAB, де O — центр кола, а A і B — точки на колі. OA і OB — радіуси, отже, OA = OB = R. Тому трикутник OAB рівнобедрений з основою AB (хордою). Це просте спостереження дає змогу знаходити кути трикутника OAB, знаючи центральний кут ∠AOB.

Формула: ∠OAB = ∠OBA = (180° − ∠AOB) / 2.

∠AOB

Тип трикутника OAB

Кути при хорді AB

100°

Рівнобедрений

∠OAB = ∠OBA = (180° − 100°) / 2 = 40°

60°

Рівносторонній (OA = OB = AB)

∠OAB = ∠OBA = ∠AOB = 60°, AB = R

90°

Рівнобедрений прямокутний

∠OAB = ∠OBA = (180° − 90°) / 2 = 45°

Особливий випадок: коли ∠AOB = 60°, трикутник OAB не просто рівнобедрений, а рівносторонній — усі сторони рівні, отже, хорда AB дорівнює радіусу R. Запам’ятай цей факт: він часто стає ключем до задачі.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Центральний кут і градусна міра дуги

Тепер, коли ми знаємо, що таке радіус, хорда й дуга, можемо перейти до головного інструменту вимірювання дуг — центрального кута. Саме через нього ми знаходимо зв'язок між кутами в колі.

Означення та основна властивість

Центральний кут — це кут, вершина якого міститься в центрі кола O, а сторони перетинають коло в двох точках (наприклад A і B). Ключова властивість: градусна міра дуги кола дорівнює градусній мірі центрального кута, що на неї спирається.

Нехай ∠AOB = 70°. Тоді менша дуга AB має градусну міру 70°, а більша дуга AB — 360° − 70° = 290°. Це випливає з того, що дві точки ділять коло на дві дуги, які в сумі дають повний кут 360°.

Формально: ∪AB (менша) = ∠AOB; ∪AB (більша) = 360° − ∠AOB.

Зв'язок хорд, дуг і центральних кутів

Рівні хорди стягують рівні дуги й відповідають рівним центральним кутам. Якщо хорда AB дорівнює хорді CD, то центральні кути ∠AOB і ∠COD рівні, а дуги AB і CD — рівні за градусною мірою. Це взаємно однозначна відповідність: рівні центральні кути → рівні дуги → рівні хорди, і навпаки.

Поділ кола у заданому відношенні

Часто в задачах точки ділять коло на дуги, градусні міри яких відносяться як задані числа. Наприклад, точки A, B, C ділять коло на дуги у відношенні 2 : 3 : 7. Нехай одна частина — x. Тоді маємо рівняння: 2x + 3x + 7x = 360°, тобто 12x = 360°, звідки x = 30°. Отже, дуги дорівнюють: 2 · 30° = 60°, 3 · 30° = 90°, 7 · 30° = 210°.

Практичний сюжет: циферблат годинника

Циферблат годинника поділено на 12 рівних дуг, кожна з яких відповідає одній годині. Повне коло — 360°, отже, одна година — це дуга 360° / 12 = 30°. Тому о 4:00 годинна стрілка вказує на 4, а хвилинна — на 12. Кут між ними дорівнює 4 · 30° = 120°. Це центральний кут, і він дорівнює градусній мірі дуги між позначками 12 і 4. Такі задачі трапляються в практичних сюжетах, і тепер ти знаєш, як їх розв'язувати.

Рендеринг діаграми…

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Вписаний кут

Це найважливіший розділ теми. Вписаний кут — головний герой багатьох задач НМТ. Його властивості дозволяють знаходити кути там, де на перший погляд немає жодних даних.

Означення

Вписаний кут — це кут, вершина якого лежить на колі, а сторони перетинають коло в двох інших точках. Наприклад, на колі позначено точки A, B, C. Кут ∠ACB буде вписаним, оскільки вершина C лежить на колі, а сторони CA і CB перетинають коло в точках A і B.

Основна теорема: вписаний кут і центральний кут

Вписаний кут дорівнює половині центрального кута, який спирається на ту саму дугу. Або, що те саме, вписаний кут дорівнює половині градусної міри дуги, на яку він спирається.

Формула: ∠ACB = ½ ∠AOB = ½ ∪AB (меншої дуги AB).

Приклад: нехай ∠AOB = 110°. Тоді вписаний кут ∠ACB, що спирається на ту саму дугу AB, дорівнює 110° / 2 = 55°.

Вписані кути, що спираються на ту саму дугу

Якщо кілька вписаних кутів мають вершини в різних точках кола, але всі спираються на ту саму дугу (вершини лежать з одного боку від хорди), то всі ці кути рівні. Це дуже зручно: знайшов один — знайшов усі.

Якщо ж вершини вписаних кутів лежать по різні боки від хорди, то такі кути в сумі дають 180°. Чому? Тому що їхні дуги разом становлять повне коло — 360°. Кожен із них дорівнює половині своєї дуги, отже, сума половин дорівнює половині 360°, тобто 180°.

Вписаний кут, що спирається на діаметр

Це окремий, але дуже частий випадок. Діаметр стягує дугу 180° (півколо). Вписаний кут, що спирається на діаметр, дорівнює половині 180°, тобто 90°. Іншими словами, кут, що спирається на діаметр, — прямий.

З цього випливає важливий наслідок: гіпотенуза прямокутного трикутника є діаметром описаного навколо нього кола. Тому, коли в умові задачі сказано, що AB — діаметр, а C — точка на колі, одразу роби висновок: ∠ACB = 90°.

Кут, що спирається на дугу, більшу за півколо

Іноді потрібно знайти вписаний кут, який спирається на більшу дугу (понад 180°). Наприклад, менша дуга AB = 80°. Тоді більша дуга AB = 360° − 80° = 280°. Вписаний кут, що спирається на більшу дугу, дорівнює 280° / 2 = 140°. Запам'ятай: завжди використовуй ту дугу, яка лежить усередині кута.

Ланцюжок через рівнобедрений трикутник OAB

Задача: точки A, B, C лежать на колі з центром O, вписаний кут ∠ACB = 35°. Знайди ∠OAB.

  1. Спочатку знаходимо центральний кут: ∠AOB = 2 · ∠ACB = 2 · 35° = 70°.

  2. Трикутник OAB рівнобедрений (OA = OB = R).

  3. Кути при основі AB: ∠OAB = ∠OBA = (180° − 70°) / 2 = 55°.

Відповідь: ∠OAB = 55°. Такий ланцюжок — типовий прийом у задачах на коло. Тренуйся бачити ці три кроки автоматично.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Розбираємо завдання

Розв'яжемо чотири типові задачі НМТ на центральні та вписані кути. Кожну розбираємо покроково.

Приклад 1. Вписаний кут за центральним

Умова: Точки A, B, C лежать на колі з центром O. Центральний кут ∠AOB = 124°. Точка C лежить на більшій дузі AB. Знайди градусну міру вписаного кута ∠ACB.

Розв'язання:

Вписаний кут ∠ACB спирається на ту саму дугу AB, що й центральний кут ∠AOB. За основною теоремою: ∠ACB = ½ ∠AOB = 124° / 2 = 62°. Точка C лежить на більшій дузі, тому вписаний кут — гострий (менший за 90°).

Відповідь: 62°.

Чому решта варіантів неправильні:

  • 124° — це центральний кут ∠AOB, а вписаний удвічі менший.

  • 248° — подвоїли центральний кут замість ділення на 2.

  • 118° — половина більшої дуги (360° − 124°) / 2; так було б, якби C лежала на меншій дузі.

  • 56° — доповнення 180° − 124°, яке не відповідає жодному правилу.

Приклад 2. Кут, що спирається на діаметр

Умова: AB — діаметр кола, C — точка на колі. Відомо, що ∠ABC = 34°. Знайди градусну міру кута ∠BAC.

Розв'язання:

Оскільки AB — діаметр, вписаний кут ∠ACB, що спирається на діаметр, є прямим: ∠ACB = 90°. За теоремою про суму кутів трикутника ABC маємо:

∠BAC + ∠ABC + ∠ACB = 180°, звідки ∠BAC = 180° − 34° − 90° = 56°.

Відповідь: 56°.

Чому решта варіантів неправильні:

  • 34° — прирівняли ∠BAC до ∠ABC без підстави.

  • 146° — обчислили 180° − 34° і забули про прямий кут ∠ACB.

  • 68° — подвоїли 34°.

  • 90° — це ∠ACB, а питали про ∠BAC.

Приклад 3. Логічні пари (1–3 → А–Д)

Умова: У колі з центром O менша дуга AB дорівнює 80°. Точка C лежить на більшій дузі AB, точка D — на меншій дузі AB. Установи відповідність між кутами (1–3) та їхніми градусними мірами (А–Д).

Кути: 1) ∠AOB; 2) ∠ACB; 3) ∠ADB.

Градусні міри: А) 80°; Б) 40°; В) 140°; Г) 160°; Д) 100°.

Розв'язання:

  • ∠AOB — центральний кут, він дорівнює дузі AB: 80° ⇒ 1 → А.

  • ∠ACB: вершина C на більшій дузі, тому кут спирається на меншу дугу 80°: 80° / 2 = 40° ⇒ 2 → Б.

  • ∠ADB: вершина D на меншій дузі, тому кут спирається на більшу дугу 360° − 80° = 280°: 280° / 2 = 140° ⇒ 3 → В.

Відповідь: 1 → А, 2 → Б, 3 → В.

Пояснення до решти варіантів: Г) 160° — це 2 · 80°, подвоєний центральний кут. Д) 100° — помилкове доповнення до 180° (180° − 80° = 100°), яке не відповідає жодному з кутів.

Приклад 4. Дуги у відношенні 3 : 4 : 5

Умова: Точки A, B, C ділять коло на три дуги, градусні міри яких відносяться як 3 : 4 : 5. Знайди найбільший кут трикутника ABC.

Розв'язання:

Нехай одна частина — x. Тоді 3x + 4x + 5x = 360°, 12x = 360°, x = 30°, а дуги дорівнюють 90°, 120° і 150°. Кожен кут трикутника ABC вписаний і спирається на дугу, що лежить навпроти його вершини, тому кути дорівнюють 45°, 60° і 75°. Найбільший кут лежить навпроти найбільшої дуги: 150° / 2 = 75°.

Відповідь: 75°.

Чому решта варіантів неправильні:

  • 150° — це найбільша дуга, а вписаний кут удвічі менший за неї.

  • 45° і 60° — два інші кути трикутника, а питали найбільший.

  • 30° — це одна частина x, а не кут.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Типові помилки й пастки

Розробники НМТ знають, де найчастіше помиляються учні, і свідомо додають такі варіанти відповідей. Ось шість найпоширеніших пасток, яких слід уникати.

  • Прирівнюють вписаний кут до центрального, що спирається на ту саму дугу. Насправді вписаний удвічі менший: якщо ∠AOB = 110°, то ∠ACB = 55°.

  • Подвоюють замість ділення: за центральним кутом 80° записують вписаний 160° замість 40°.

  • Беруть меншу дугу, коли кут спирається на більшу. Якщо менша дуга AB = 80°, а вершина кута лежить на ній, то кут дорівнює (360° − 80°) / 2 = 140°, а не 40°.

  • Не помічають діаметра: кут, що спирається на діаметр, завжди дорівнює 90°.

  • Вважають рівними вписані кути з вершинами по різні боки від хорди. Насправді вони в сумі дають 180°.

  • У трикутнику OAB кут при основі шукають як ∠AOB / 2. Правильно: (180° − ∠AOB) / 2; для ∠AOB = 100° це 40°, а не 50°.

Порада: щоразу, коли бачиш рисунок із колом, спершу познач на ньому центр O, радіуси, дуги й підпиши відомі градусні міри. Це допоможе не пропустити жодної властивості.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Як це перевіряють на НМТ

Згідно з програмою НМТ з математики, тема «Центральні та вписані кути» належить до теми «Коло та круг»: «коло, круг та їх елементи; центральні, вписані кути та їх властивості». Це одна з базових тем планіметрії.

У демонстраційному варіанті НМТ-2026 завдання 15 є прикладом задачі на вибір однієї відповіді з п'яти (1 бал), де вписаний кут поєднується з довжиною дуги й кола. Також завдання 18 — логічні пари з геометрії (1–3 → А–Д, по 1 балу за кожну правильно встановлену пару, усього 0–3 бали).

Стратегія розв'язування: на рисунку обведи дугу, на яку спирається шуканий кут, і одразу підпиши її градусну міру. Якщо дано центральний кут — дуга відома відразу. Якщо дано вписаний — дуга вдвічі більша за цей кут. Цей простий прийом зменшує ризик помилки й допомагає бачити зв'язки між кутами.

Розподіл часу: на завдання з однією відповіддю плануй до 2 хвилин, на логічні пари — до 4 хвилин. Якщо не бачиш розв'язку за 1 хвилину, перейди до наступного завдання, а потім повернись.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Питання й відповіді

Чому вписаний кут удвічі менший за центральний?

Це доводиться через властивість зовнішнього кута трикутника. Проведемо радіус OC до вершини вписаного кута C. Оскільки OA = OC = R, трикутник AOC рівнобедрений, ∠OAC = ∠ACO. Аналогічно для трикутника BOC. Центральний кут ∠AOB дорівнює сумі двох зовнішніх кутів, які, своєю чергою, дорівнюють подвоєним кутам при основі. Після додавання отримуємо ∠AOB = 2 · ∠ACB. На НМТ достатньо знати результат, а не доведення, але саме доведення допомагає запам'ятати, чому саме половина, а не подвоєння.

Як зрозуміти, на яку дугу спирається вписаний кут?

Візьми олівець і проведи від однієї сторони кута до іншої через внутрішню область кута — проведена лінія має йти вздовж кола. Ця лінія й буде дугою, на яку спирається кут. Якщо вершина кута лежить на колі, а сторони перетинають коло в точках A і B, то всередині кута лежить одна з двох дуг AB — саме та, що міститься між сторонами кута. Інша дуга лежить зовні кута.

Чому кут, що спирається на діаметр, прямий?

Діаметр — це хорда, яка проходить через центр кола. Він стягує дугу 180° (півколо). Вписаний кут, що спирається на цю дугу, дорівнює половині її градусної міри: 180° / 2 = 90°. Тобто він прямий. Це окремий випадок загальної теореми про вписаний кут. Ця властивість має й обернене твердження: якщо вписаний кут прямий, то він спирається на діаметр.

Що робити, якщо вписаний кут спирається на дугу, більшу за півколо?

Алгоритм простий: спочатку знайди меншу дугу (за центральним кутом або за умовою), відніми її від 360°, отримаєш більшу дугу, а потім поділи на 2. Наприклад, якщо менша дуга AB = 100°, то більша дуга AB = 360° − 100° = 260°, а вписаний кут, що спирається на більшу дугу, дорівнює 260° / 2 = 130°. Головне — не забудь використати саме ту дугу, яка лежить усередині кута.

Чим коло відрізняється від круга?

Коло — це лише лінія, межа, множина точок, рівновіддалених від центра. Круг — це частина площини, обмежена колом, разом із самим колом. Проста аналогія: коло — це обруч (тільки дротяне кільце), круг — це монета (внутрішність разом із межею). Довжина — в кола, площа — у круга. У задачах на кути мова зазвичай іде про коло, а коли питають площу — про круг.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Коротко: головне

  • Градусна міра дуги дорівнює центральному куту, що на неї спирається. Усе коло — 360°.

  • Вписаний кут — половина дуги, на яку він спирається, тобто половина відповідного центрального кута.

  • Вписані кути на ту саму дугу рівні. Якщо вершини по різні боки від хорди — кути в сумі дають 180°.

  • Кут, що спирається на діаметр, — 90°.

  • Трикутник із двох радіусів і хорди (OAB) завжди рівнобедрений. Кути при хорді: (180° − ∠AOB) / 2.

  • Якщо вписаний кут спирається на дугу, більшу за півколо, знайди спочатку меншу дугу, відніми від 360°, поділи на 2.

  • На НМТ властивості вписаних і центральних кутів треба знати напам'ять — їх немає в довідкових матеріалах.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Самоперевірка

Перевірте себе на цьому юніті

Спробуйте ці 5 запитань — оберіть відповідь, щоб побачити, чи ви праві й чому. Приєднайтеся, щоб пройти повний тест юніту, який іде в глибину по цьому юніту.

1. Точки A, B, C лежать на колі з центром O. Центральний кут ∠AOB = 110°, а вписаний кут ∠ACB спирається на ту саму дугу AB. Знайди ∠ACB.

2. AB — діаметр кола, точка C лежить на колі. Відомо, що ∠ABC = 28°. Знайди градусну міру кута ∠BAC.

3. У колі з центром O проведено хорду AB. Відомо, що ∠AOB = 80°. Чому дорівнює кут OAB трикутника OAB?

4. У колі проведено хорду AB. Точки C і D лежать на колі з одного боку від хорди AB. Відомо, що ∠ACB = 42°. Знайди градусну міру кута ∠ADB.

5. На колі з центром O позначено точки A, B, C. Який із перелічених кутів є вписаним?

Це лише дрібка самоперевірки — повний тест юніту йде в глибину й використовує всі 9 запитань цього юніта і точно визначає, що вивчати.

Приєднатися, щоб пройти тест