Кіріспе

Сызық кесіндісінде екі ұшынан бірдей қашықтықта жатқан нүкте. Геометрияда орта нүкте – сызық кесіндісінің ортасы. Ол екі ұшынан да бірдей қашықтықта болады және кесіндінің де, оның ұштарының да центрі саналады. Орта нүкте кесіндіні екі тең бөлікке бөледі.

Құрылыс

Екі қызығушылық тудыратын нүкте берілген жағдайда, олар анықтайтын сызық сегментінің орта нүктесін компас пен түзу сызықтың көмегімен салу арқылы табуға болады. Жазықтықта орналасқан сызық сегментінің орта нүктесін табу үшін, ең алдымен екі ұшындағы нүктелерде ортасы орналасқан, тең (және жеткілікті үлкен) радиустағы шеңбер доғаларын салу керек, содан кейін линзаның екі ұшын (доғалардың қиылысқан екі нүктесін) қосу арқылы анықталады. Осы ұштарды жалғайтын түзу сызық сегментін қиып өтетін нүкте – сегменттің орта нүктесі болып табылады. Тек компасты ғана пайдаланып орта нүктесін табу қиынға түседі, бірақ Мор-Машерони теоремасына сәйкес, мұндай мүмкіндік бар.

Дөңгелек

Кез келген шеңбер диаметрінің орта нүктесі – шеңбердің орталығы болып табылады. Кез келген шеңбер хордына перпендикуляр және оның орта нүктесінен өтетін кез келген түзу шеңбердің орталығынан өтеді. Көбелек теоремасы былай гласиды: егер M – шеңбер хордының орта нүктесі болса, және осы нүкте арқылы екі басқа хорда жүргізілсе, онда олар хорданы X және Y нүктелерінде қиылысады, сонда M – түзуінің орта нүктесі болады.

Эллипсі

Эллипстің аумақты екіге бөлетін немесе периметрін екіге бөлетін кез келген сызық сегментінің ортасы – эллипстің центрі болып табылады. Эллипстің центрі сонымен қатар эллипстің екі фокусын қосатын сызық сегментінің ортасы да болып табылады.

Гипербола

Гиперболаның төбелерін қосатын кесіндінің ортасы – гиперболаның центрі болып табылады.

Үшбұрышты

Үшбұрыштың бір қабырғасының перпендикуляр биссектрисі – бұл қабырғаға перпендикуляр және оның орта нүктесінен өтетін түзу. Үшбұрыштың үш қабырғасының үш перпендикуляр биссектрисі шеңбер орталығында (үш төбеден өтетін шеңбердің орталығы) қиылысады. Үшбұрыштың қабырғасының медианасы оның орта нүктесі мен үшбұрыштың қарсы жатқан төбесі арқылы өтеді. Үшбұрыштың үш медианасы үшбұрыштың центроидінде қиылысады (егер ол біркелкі тығыздықтағы металлдан жасалған жұқа табақтан жасалса, үшбұрыштың тепе-теңдігі сақталатын нүкте). Үшбұрыштың тоғыз нүктелі орталығы сыртқы шеңбер орталығы мен ортоцентр арасындағы орта нүктеде орналасқан. Бұл нүктелердің барлығы Эйлер сызығында жатады. Үшбұрыштың ортаңғы кесіндісі (немесе орта сызығы) – үшбұрыштың екі қабырғасының орта нүктелерін қосатын сызық бөлігі. Ол үшінші қабырғаға параллель және оның ұзындығы осы үшінші қабырға ұзындығының жартысына тең. Берілген үшбұрыштың медиалдық үшбұрышының төбелері берілген үшбұрыштың қабырғаларының орта нүктелерінде орналасқан, сондықтан оның қабырғалары берілген үшбұрыштың үш ортаңғы кесіндісі болып табылады. Оның центроиді мен медианалары берілген үшбұрыштың центроиді мен медианаларымен сәйкес келеді. Медиалдық үшбұрыштың периметрі бастапқы үшбұрыштың жарты периметріне (периметрінің жартысына) тең, ал оның ауданы бастапқы үшбұрыштың ауданының төрттен бір бөлігін құрайды. Медиалдық үшбұрыштың ортоцентрі (биіктіктердің қиылысуы) бастапқы үшбұрыштың сыртқы шеңбер орталығымен (төбелер арқылы өтетін шеңбердің орталығы) сәйкес келеді. Кез келген үшбұрыштың Steiner эллипсі деп аталатын ішкі жатқан эллипсі бар, ол барлық қабырғаларының орта нүктелерінде үшбұрышқа іштей жанасады. Бұл эллипс үшбұрыштың центроидінде орналасқан және үшбұрышқа сызылған кез келген эллипстің ең үлкен ауданына ие. Тікбұрышты үшбұрышта сыртқы шеңбер орталығы гипотенузаның орта нүктесі болып табылады. Теңқабырғалы үшбұрышта негіз қабырғасынан түсірілген медиана, биіктік және перпендикуляр биссектриса, сондай-ақ төбе бұрышының биссектрисасы Эйлер сызығымен және симметрия осімен сәйкес келеді, ал осы сәйкес келетін сызықтар негіз қабырғасының орта нүктесі арқылы өтеді.

Төртбұрышты

Қиыр төртбұрыштың екі бимедианы – қарама-қарсы қабырғаларының орта нүктелерін қосатын, демек әрқайсысы екі қабырғаны екіге бөлетін сызық кесінділері. Екі бимедиан және диагональдердің орта нүктелерін жалғастыратын сызық кесіндісі осы үш кесіндінің орта нүктесі болатын "шешім ортасы" деп аталатын нүктеде (барлығы қиылысады) бірдей болады. Қиыр төртбұрыштың төрт "мөлдірлік" – қарсы қабырғаның орта нүктесі арқылы өтетін және сол қабырғаны екіге бөлетін перпендикулярлар. Егер төртбұрыш шеңберге ішкі жатса (циклдік болса), онда осы мөлдірліктердің бәрі "антиорталық" деп аталатын жалғыз нүктеде түйіседі. Брахмагупта теоремасы бойынша, егер циклдік төртбұрыш ортодиагональды болса (яғни диагональдері перпендикуляр болса), онда диагональдердің қиылысу нүктесінен бір қабырғаға түсірілген перпендикуляр әрқашан қарама-қарсы қабырғаның орта нүктесі арқылы өтеді. Вариньон теоремасы, кез келген төртбұрыштың қабырғаларының орта нүктелері параллелограмның төбелерін құрайды, ал егер төртбұрыш өзін-өзі қиыспаса, онда параллелограмның ауданы төртбұрыштың ауданының жартысына тең болады. Ньютон түзуі – параллелограмм емес дөңес төртбұрышта екі диагональдің орта нүктелерін қосатын түзу. Қиыр төртбұрыштың қарама-қарсы қабырғаларының орта нүктелерін жалғастыратын сызық кесінділері Ньютон түзуінде жатқан нүктеде қиылысады.

Жалпы көпбұрыш

Тәртіпті көпбұрышқа оның әр қабырғасының орта нүктесінде тиісті жазулы шеңбер жатады. Жұп саны бүйірлері бар тәртіпті көпбұрышта қарама-қарсы төбелер арасындағы диагональдің орта нүктесі көпбұрыш центрі болып табылады. Циклдік көпбұрыш P-нің (барлық төбелері бір шеңберде жататын көпбұрыш) орта нүктесін созу операциясы – бұл сол шеңберге сытырылған тағы бір циклдік көпбұрыш, оның төбелері P төбелері арасындағы шеңберлік доғалардың орта нүктелерінен тұрады. Кез келген бастапқы көпбұрышқа орта нүктесін созу операциясын қайталағанда, пішіні тәртіпті көпбұрышқа жақындайтын көпбұрыштар тізбегі пайда болады.

Жалпылау

Жоғарыда келтірілген сегмент ортасының формулалары сегменттердің ұзындығын пайдаланады. Дегенмен, сегмент ұзындықтары анықталмаған аффиндік геометрияға көшкенде, орта нүкте анықталуы мүмкін, себебі ол аффиндік инвариант болып табылады. АБ сегментінің M орта нүктесінің синтетикалық аффиндік анықтамасы – АБ түзуінің шексіз нүктесі P-нің проективтік гармониялық қосымшасы. Яғни, H[A,B; P,M] шартын қанағаттандыратын M нүктесі. Аффиндік геометрияда координаталар енгізілгенде, орта нүктесінің екі анықтамасы да сәйкес келеді. Орта нүкте проективтік геометрияда табиғи түрде анықталмайды, өйткені шексіз нүкте рөлін атқаратын ерекше нүкте жоқ (проективтік кеңістіктегі кез келген нүкте проективтік түрлендіру арқылы (сол немесе басқа) проективтік кеңістіктегі кез келген нүктеге бейнеленуі мүмкін). Бірақ, шексіз нүктені белгілеу, сөз болатын проективтік түзуде аффиндік құрылымды анықтайды және жоғарыдағы анықтама қолданылуы мүмкін. Сегмент ортасының анықтамасын қисық сегменттерге, мысалы, Римандық көпқырлылықтағы геодезиялық доғаларға да кеңейтуге болады. Анықтамалық жағдайдан айырмашылығы, екі нүкте арасындағы орта нүкте бірегей түрде анықталмауы мүмкін.