Введение

Геометрическая фигура, плотно заключенная в другую фигуру.

В геометрии вписанная плоская фигура или тело – это фигура или тело, заключенное внутрь другой геометрической фигуры или тела и плотно прилегающее к ней. Утверждение "фигура F вписана в фигуру G" означает то же самое, что и "фигура G описана вокруг фигуры F". Круг или эллипс, вписанный в выпуклый многоугольник (или сфера или эллипсоид, вписанный в выпуклый многогранник), касается каждой стороны или грани внешней фигуры (но см. Вписанная сфера для семантических вариантов). Многоугольник, вписанный в круг, эллипс или многоугольник (или многогранник, вписанный в сферу, эллипсоид или многогранник), имеет каждую вершину на внешней фигуре; если внешняя фигура является многоугольником или многогранником, то на каждой стороне внешней фигуры должна находиться вершина вписанного многоугольника или многогранника. Вписанная фигура не обязательно уникальна по ориентации; это легко увидеть, например, когда данная внешняя фигура – круг, в этом случае поворот вписанной фигуры дает другую вписанную фигуру, конгруэнтную исходной. Примеры вписанных фигур включают круги, вписанные в треугольники или правильные многоугольники, и треугольники или правильные многоугольники, вписанные в круги. Круг, вписанный в любой многоугольник, называется его внутренним кругом (инкругом), в этом случае многоугольник называется касательным многоугольником. Многоугольник, вписанный в круг, называется цикличным многоугольником, а круг называется его описанной окружностью. Внутренний радиус или радиус заполнения данной внешней фигуры – это радиус вписанного круга или сферы, если они существуют. Приведенное выше определение предполагает, что рассматриваемые объекты встроены в двух- или трехмерное евклидово пространство, но может быть легко обобщено на более высокие измерения и другие метрические пространства. Для альтернативного использования термина "вписанный" см. задачу о вписанном квадрате, в которой квадрат считается вписанным в другую фигуру (даже невыпуклую), если все четыре его вершины лежат на этой фигуре.

Свойства

Каждый круг имеет вписанный треугольник с любыми тремя заданными значениями углов (сумма, конечно, равна 180°), и каждый треугольник можно вписать в некоторую окружность (которая называется описанной окружностью). У каждого треугольника есть вписанная окружность, называемая инкругом. Каждый круг имеет вписанный правильный многоугольник с n сторонами, для любого n ≥ 3, и каждый правильный многоугольник можно вписать в некоторую окружность (называемую описанной окружностью). Каждый правильный многоугольник имеет вписанную окружность (называемую инкругом), и каждую окружность можно вписать в некоторый правильный многоугольник с n сторонами, для любого n ≥ 3. Не каждый многоугольник с более чем тремя сторонами имеет вписанную окружность; те многоугольники, которые имеют её, называются касательными многоугольниками. Не каждый многоугольник с более чем тремя сторонами является вписанным в окружность; те многоугольники, которые вписаны таким образом, называются циклическими многоугольниками. Каждый треугольник можно вписать в эллипс, называемый его эллипсом Штейнера или просто эллипсом Штейнера, центр которого является центроидом треугольника. В каждом треугольнике существует бесконечное множество вписанных эллипсов. Один из них – это окружность, а другой – эллипс Штейнера, касающийся треугольника в серединах сторон. Каждый остроугольный треугольник имеет три вписанных квадрата. В прямоугольном треугольнике два из них сливаются и совпадают, поэтому существует только два различных вписанных квадрата. Тупоугольный треугольник имеет один вписанный квадрат, с одной стороной, совпадающей с частью самой длинной стороны треугольника. Треугольник Рейо, или, в общем случае, любая кривая постоянной ширины, может быть вписан с любой ориентацией внутрь квадрата подходящего размера.