Кіріспе

Көпбұрыштың барлық төбелеріне жанасатын сфера. Геометрияда көпбұрыштың сырттай орап тұрған сферасы – көпбұрыштың ішіне сыйып, оның әрбір төбесіне жанасатын сфера. "Сыртқы сфера" деген сөз кейде "айнала шеңбер" терминімен салыстыра отырып, соған ұқсас мағынада қолданылады. Екі өлшемді сырттай орап тұрған шеңберлер (айнала шеңберлер) сияқты, көпбұрыш P-нің сыртынан орап тұрған сфераның радиусы P-нің сыртқы радиусы деп аталады, ал осы сфераның ортақ нүктесі P-нің сыртқы центрі деп аталады.

Бар болу және оңтайлылық

Ол болғанда, сырттай шеңберленген сфера полиэдрді қамтитын ең кішкентай сфера болуы міндетті емес; мысалы, кубтың бір төбесі мен оның үш көршілес төбелерінен құрылған тетраэдрдің кубтің өзімен бірдей сырттай шеңберленген сферасы бар, бірақ үш көршілес төбелері экваторда орналасқан кішірек сфераның ішінде болуы мүмкін. Дегенмен, берілген көпбұрышты қамтитын ең кішкентай сфера әрқашан көпбұрыштың төбелерінің бір бөлігінен құрылған дөңгелек қабығының сырттай шеңберленген сферасы болып табылады. "De solidorum elementis" (шамамен 1630) еңбегінде Рене Декарт сырттай шеңберленген сферасы бар көпбұрыштың барлық жақтарында сырттай шеңберленген шеңберлер болады, яғни жақ жазықтығы сырттай шеңберленген сферамен қиылысады деп атап көрсеткен. Декарт бұл қажетті шарты сырттай шеңберленген сфераның болуы үшін жеткілікті деп ұсынған, бірақ бұл рас емес: мысалы, кейбір екі пирамидалардың жақтары (барлығы үшбұрыштар) сырттай шеңберленген шеңберлерге ие болуы мүмкін, бірақ олардың барлық полиэдры үшін сырттай шеңберленген сфера болмайды. Алайда, егер қарапайым полиэдрдің әр жағында сырттай шеңберленген шеңбер болса, онда оның сырттай шеңберленген сферасы да болады.

Қарым-қатынас ұғымдары

Шектелген сфера – шектелген шеңбердің үш өлшемді аналогы. Барлық дұрыс көпбұрыштарда сырттай орап тұратын сфера болады, бірақ көптеген бұрыс көпбұрыштарда мұндай сфера болмайды, себебі әдетте барлық төбелері бір ғана сферада жатпайды. Сырттай орап тұратын сфера (бар болған жағдайда) – пішіннің ішіне сыятын сфераның мысалы, нақтырақ айтқанда, берілген пішінге сыятын сфера. Кез келген көпбұрыш үшін ең кішкентай сырттай орап тұратын сфераны анықтауға және оны сызықтық уақытта есептеуге болады. Егер сырттай орап тұратын сфера гиперболалық кеңістіктің шексіз шектеу нүктелерінің жиынтығы болса, онда ол сфераға сыятын көпбұрыш идеалды көпбұрыш деп аталады.