Strona głównaGeometriaKąt środkowy i kąt wpisany w okręgu

Kąt środkowy i kąt wpisany w okręgu

Dwa kąty mogą się opierać na tym samym łuku okręgu, a mieć zupełnie różne miary — bo jeden ma wierzchołek w środku okręgu, a drugi na samym okręgu. Zależność między nimi jest jednak stała i wyjątkowo prosta: kąt środkowy jest zawsze dwa razy większy od wpisanego. Z tej jednej reguły wynika cała reszta, łącznie z tym, dlaczego kąt oparty na średnicy ma dokładnie 90°90°.

Dział: GeometriaPoziom: liceum — zakres podstawowyZadań z matury: 6

Przejdź od razu do zadań (6) ↓

1Dwa rodzaje kątów w okręgu

Nie w szkole podstawowej — ale w liceum jak najbardziej obowiązkowe

Kątów środkowych i wpisanych nie ma w podstawie programowej szkoły podstawowej. Dział XIV („Długość okręgu i pole koła”) ma tam cztery punkty i wszystkie dotyczą obliczeń: długość okręgu z promienia lub średnicy, promień lub średnica z długości okręgu, pole koła i promień lub średnica z pola. O kątach w okręgu nie wspomina żaden.

W liceum jest odwrotnie — to materiał zakresu podstawowego, wersja od 2025. Dział VIII. Planimetria, zakres podstawowy, punkt 5: „stosuje własności kątów wpisanych i środkowych”.

Więcej: to jedno z twierdzeń, których dowód uczeń ma poznać. Lista „Twierdzenia, dowody — zakres podstawowy” wymienia je w punkcie 6 jako „Twierdzenie o kątach w okręgu”, w dwóch częściach. Część a): „kąt wpisany jest połową kąta środkowego opartego na tym samym łuku”. Część b): „jeżeli dwa kąty są wpisane w ten sam okrąg, to są równe wtedy i tylko wtedy, gdy są oparte na równych łukach”.

Obie stoją niżej na tej stronie — pierwsza jako wzór α=2β\alpha = 2\beta wraz z dowodem, druga jako wniosek o kątach opartych na tym samym łuku. Warto zauważyć, że podstawa formułuje część b) mocniej, niż robi to ta strona: mówi o łukach równych, a nie tylko o tym samym łuku — dwa kąty wpisane w ten sam okrąg i oparte na łukach jednakowej długości też są równe, choćby leżały w zupełnie innych jego miejscach.

Do szkoły podstawowej temat trafia więc tylko przez zadania konkursowe, a przy okręgu opisanym na trójkącie bywa potrzebny wcześniej.

Zacznijmy od tego, co oba kąty mają wspólnego: każdy z nich „opiera się” na pewnym łuku okręgu. Łuk to fragment okręgu wycięty przez dwa punkty — powiedzmy AA i BB. Kąt opiera się na tym łuku, jeśli jego ramiona przechodzą przez AA i przez BB.

Różnica jest jedna, ale zasadnicza — gdzie leży wierzchołek:

kątgdzie jest wierzchołekczym są ramiona
środkowyw środku okręgudwa promienie
wpisanyna okręgudwie cięciwy

Kąt środkowy oznaczamy zwykle α\alpha, a wpisany β\beta. Ramionami kąta środkowego są promienie OAOA i OBOB, więc oba mają tę samą długość — to się jeszcze przyda przy uzasadnieniu.

Ramionami kąta wpisanego są cięciwy, czyli odcinki łączące dwa punkty okręgu. Wierzchołek CC leży gdzieś na okręgu, ale nie na łuku ABAB, na którym kąt się opiera — inaczej ramiona nie objęłyby tego łuku.

I tu pojawia się pierwsze zaskoczenie: wierzchołek CC można przesuwać po okręgu, a miara kąta wpisanego wcale się nie zmienia. To nie jest oczywiste — przy przesuwaniu wierzchołka zmieniają się długości obu cięciw, zmienia się kształt trójkąta, a kąt zostaje ten sam.

2Twierdzenie o kącie wpisanym

Cała treść tej strony mieści się w jednym zdaniu, które warto zapamiętać dosłownie.

Twierdzenie

Kąt środkowy oparty na danym łuku jest dwa razy większy od kąta wpisanego opartego na tym samym łuku.

Równoważnie: kąt wpisany jest połową środkowego.

α=2βorazβ=α2\alpha = 2\beta \qquad \text{oraz} \qquad \beta = \frac{\alpha}{2}

Ponieważ prawa strona nie zależy od położenia wierzchołka CC, wynika stąd natychmiast drugi fakt, w zadaniach używany częściej niż sam wzór:

Wniosek

Wszystkie kąty wpisane oparte na tym samym łuku są równe.

Bo każdy z nich jest połową tego samego kąta środkowego.

Dla kąta środkowego 100°\textcolor{#16A06A}{100°} każdy kąt wpisany oparty na tym łuku wynosi 50°\textcolor{#E0453A}{50°} — niezależnie od tego, gdzie postawimy wierzchołek. Dla środkowego 130°\textcolor{#16A06A}{130°} wpisany to 65°\textcolor{#E0453A}{65°}, a dla wpisanego 35°\textcolor{#16A06A}{35°} środkowy to 70°\textcolor{#E0453A}{70°}.

Zwróć uwagę, w którą stronę idzie mnożenie: kąt środkowy jest zawsze większy. Najpewniejszy sposób zapamiętania kierunku to skrajny przypadek, który i tak trzeba znać — łuk będący połową okręgu. Kąt środkowy jest wtedy półpełny, ma 180°180°, a wpisany jest prosty i ma 90°90°. Dwa razy mniej, i od razu widać, która strona jest która.

Kuszące „bo środek jest bliżej łuku, więc widzi go szerzej” lepiej sobie odpuścić: środek okręgu leży w odległości rr od każdego punktu okręgu, a wierzchołek kąta wpisanego postawiony tuż obok punktu AA jest do tego fragmentu łuku znacznie bliżej niż środek — i mimo to jego kąt jest dokładnie o połowę mniejszy. Prawdziwy powód pokazuje dowód w następnej sekcji i nie ma on nic wspólnego z odległością.

3Dlaczego to jest prawda

Pełny dowód rozpada się na trzy przypadki, ale najprostszy z nich pokazuje cały mechanizm — i wystarczy, żeby twierdzenie przestało być regułą do wykucia.

Rozważmy sytuację, w której jedno ramię kąta wpisanego przechodzi przez środek okręgu. Mamy wtedy punkty: BB i CC na okręgu, środek OO leżący na cięciwie BCBC, oraz punkt AA na okręgu.

Ostatni krok korzysta z własności kąta zewnętrznego, którą wyprowadzam przy sumie kątów trójkąta. Warto zauważyć, że cały ten dowód nie używa niczego o okręgach poza równością promieni — reszta to zwykła geometria trójkąta.

α=β+β=2β\alpha = \textcolor{#16A06A}{\beta} + \textcolor{#16A06A}{\beta} = \textcolor{#E0453A}{2\beta}

I to już koniec — cała zależność wzięła się z równoramienności trójkąta zbudowanego na dwóch promieniach. Pozostałe dwa przypadki (gdy środek leży wewnątrz kąta wpisanego albo poza nim) sprowadza się do tego przez dodanie lub odjęcie dwóch takich sytuacji.

Warto zapamiętać samo źródło: dwa promienie zawsze dają trójkąt równoramienny. To jedna z najczęściej używanych obserwacji w zadaniach z okręgiem — nawet w takich, gdzie o kątach wpisanych nie ma mowy.

4Kąt oparty na średnicy ma 90°

Ten wniosek zasługuje na osobną sekcję, bo w zadaniach pojawia się częściej niż samo twierdzenie.

Co się dzieje, gdy łuk, na którym opiera się kąt, to dokładnie połowa okręgu? Wtedy punkty AA i BB leżą na końcach średnicy, a kąt środkowy jest kątem półpełnym:

α=180°β=180°2=90°\alpha = \textcolor{#16A06A}{180°} \quad \Rightarrow \quad \beta = \frac{\textcolor{#16A06A}{180°}}{2} = \textcolor{#E0453A}{90°}

Wniosek

Kąt wpisany oparty na średnicy jest zawsze prosty.

Równoważnie: jeśli jeden bok trójkąta wpisanego w okrąg jest średnicą, to trójkąt jest prostokątny, a kąt prosty leży naprzeciw tej średnicy.

To domyka lukę, która zostaje po lekturze strony o okręgu opisanym na trójkącie. Napisano tam, że w trójkącie prostokątnym środek okręgu opisanego leży na środku przeciwprostokątnej — ale nie wyjaśniono, skąd się bierze kąt prosty. Teraz widać: jeśli przeciwprostokątna jest średnicą, to kąt naprzeciw niej musi wynosić 180°2=90°\frac{180°}{2} = 90°.

Działa to również w drugą stronę: jeśli kąt wpisany ma 90°90°, to bok naprzeciw niego jest średnicą. To bardzo wygodne w zadaniach — z jednego kąta prostego odczytuje się od razu, że dany odcinek przechodzi przez środek okręgu i ma długość 2r2r.

⚠️ Dwa różne „twierdzenia Talesa”

Zależność „kąt oparty na średnicy jest prosty” bywa nazywana twierdzeniem Talesa o okręgu. To nie to samo co twierdzenie Talesa o proporcjach odcinków przy prostych równoległych.

W polskiej szkole nazwa „twierdzenie Talesa” domyślnie oznacza to o proporcjach. Wersję okręgową spotkasz raczej w literaturze anglojęzycznej i w zadaniach olimpijskich — dlatego bezpieczniej mówić „kąt oparty na średnicy”, bo tego nikt nie pomyli.

5Na co uważać przy odczytywaniu rysunku

Twierdzenie jest proste, ale ma jeden warunek, który w zadaniach bywa pomijany: oba kąty muszą się opierać na tym samym łuku.

Dwa punkty AA i BB dzielą okrąg na dwa łuki — krótszy i dłuższy. Kąt środkowy 100°\textcolor{#16A06A}{100°} jest oparty na łuku krótszym; na dłuższym oparty jest kąt środkowy 360°100°=260°\textcolor{#2F80D8}{360° - 100° = 260°}, czyli kąt wklęsły.

Dlatego kąt wpisany o wierzchołku po jednej stronie cięciwy ABAB wynosi 50°\textcolor{#E0453A}{50°}, a o wierzchołku po drugiej stronie — 130°\textcolor{#8B5CF6}{130°}. To nie jest sprzeczność, tylko dwa różne łuki.

50°+130°=180°\textcolor{#E0453A}{50°} + \textcolor{#8B5CF6}{130°} = \textcolor{#16A06A}{180°}

Suma zawsze wychodzi 180°180°, bo oba kąty środkowe dają razem pełny obrót 360°360°, a każdy wpisany jest połową swojego. Stąd bierze się znana własność czworokąta wpisanego w okrąg: przeciwległe kąty sumują się do 180°180°.

Praktyczna wskazówka

Zanim zastosujesz wzór, sprawdź na rysunku, po której stronie cięciwy leży wierzchołek kąta wpisanego.

Jeśli po tej samej co łuk, na którym opiera się dany kąt środkowy — użyj β=α2\beta = \frac{\alpha}{2}. Jeśli po przeciwnej — najpierw policz drugi kąt środkowy jako 360°α360° - \alpha.

6Przykłady krok po kroku

Trzy przykłady: przeliczanie w obie strony, trójkąt oparty na średnicy i odczytanie kąta z rysunku.

Przykład 1 Z kąta środkowego na wpisany i odwrotnie

Kąt środkowy oparty na łuku ABAB ma 130°\textcolor{#16A06A}{130°}. Ile ma kąt wpisany oparty na tym łuku? A ile miałby kąt środkowy, gdyby wpisany wynosił 35°\textcolor{#16A06A}{35°}?

  1. Korzystam z zależności α=2β\alpha = 2\beta, gdzie α\alpha to kąt środkowy, a β\beta wpisany.
  2. Pierwsza część — znam środkowy, szukam wpisanego, więc dzielę przez dwa.
  3. β=130°2=65°\beta = \frac{\textcolor{#16A06A}{130°}}{2} = \textcolor{#E0453A}{65°}
  4. Druga część — znam wpisany, szukam środkowego, więc mnożę przez dwa.
  5. α=235°=70°\alpha = 2 \cdot \textcolor{#16A06A}{35°} = \textcolor{#E0453A}{70°}
  6. Kontrola sensu: w obu przypadkach kąt środkowy wyszedł większy od wpisanego ✓
  7. Kontrola zakresu: 70°<360°70° < 360°, więc wynik jest możliwy dla kąta środkowego ✓

Odpowiedź: Kąt wpisany ma 65°65°; kąt środkowy ma 70°70°.

Najczęstsza pomyłka to pomnożenie zamiast podzielenia. Zapamiętaj kierunek jednym zdaniem: środkowy jest większy, więc idąc do niego mnożysz, a idąc od niego dzielisz.

Przykład 2 Trójkąt oparty na średnicy

Odcinek ABAB jest średnicą okręgu, a punkt CC leży na okręgu. Kąt BACBAC ma 28°\textcolor{#16A06A}{28°}. Oblicz pozostałe kąty trójkąta ABCABC.

  1. Kąt ACBACB jest kątem wpisanym opartym na średnicy ABAB.
  2. Kąt środkowy oparty na średnicy to kąt półpełny: 180°\textcolor{#16A06A}{180°}.
  3. Zatem ACB=180°2=90°|\angle ACB| = \frac{\textcolor{#16A06A}{180°}}{2} = \textcolor{#E0453A}{90°} — trójkąt jest prostokątny.
  4. Suma kątów w trójkącie wynosi 180°180°.
  5. ABC=180°90°28°=62°|\angle ABC| = 180° - \textcolor{#E0453A}{90°} - \textcolor{#16A06A}{28°} = \textcolor{#2F80D8}{62°}
  6. Kontrola sumy: 28°+90°+62°=180°\textcolor{#16A06A}{28°} + \textcolor{#E0453A}{90°} + \textcolor{#2F80D8}{62°} = 180°
  7. Kontrola sensu: kąt prosty leży naprzeciw najdłuższego boku, czyli naprzeciw średnicy ✓

Odpowiedź: ACB=90°|\angle ACB| = 90°, ABC=62°|\angle ABC| = 62°.

Zadania z tym schematem poznaje się po jednym słowie w treści — średnica. Gdy tylko je zobaczysz, kąt naprzeciw niej masz za darmo, bez żadnych obliczeń.

Przykład 3 Dwa kąty na tym samym łuku

Punkty CC i DD leżą po tej samej stronie cięciwy ABAB. Kąt ACBACB ma 40°\textcolor{#16A06A}{40°}. Ile ma kąt ADBADB? Ile ma kąt wpisany o wierzchołku po drugiej stronie cięciwy?

  1. Kąty ACBACB i ADBADB opierają się na tym samym łuku ABAB — wierzchołki leżą po tej samej stronie cięciwy.
  2. Wszystkie kąty wpisane oparte na tym samym łuku są równe, więc ADB=40°|\angle ADB| = \textcolor{#E0453A}{40°}.
  3. Teraz druga strona. Kąt środkowy odpowiadający kątowi 40°\textcolor{#16A06A}{40°} wynosi 240°=80°2 \cdot \textcolor{#16A06A}{40°} = \textcolor{#2F80D8}{80°}.
  4. Drugi kąt środkowy dopełnia go do pełnego obrotu: 360°80°=280°360° - \textcolor{#2F80D8}{80°} = \textcolor{#8B5CF6}{280°}.
  5. Kąt wpisany po drugiej stronie to jego połowa: 280°2=140°\frac{\textcolor{#8B5CF6}{280°}}{2} = \textcolor{#E0453A}{140°}.
  6. Kontrola: 40°+140°=180°\textcolor{#16A06A}{40°} + \textcolor{#E0453A}{140°} = 180° ✓ — tak jak dla przeciwległych kątów czworokąta wpisanego.
  7. Kontrola sensu: wierzchołek po dalszej stronie widzi cięciwę „szerzej”, więc kąt musiał wyjść rozwarty ✓

Odpowiedź: ADB=40°|\angle ADB| = 40°; kąt po drugiej stronie cięciwy ma 140°140°.

Ten przykład pokazuje oba warianty naraz. Ta sama cięciwa, ta sama figura — a dwa różne wyniki, bo o wszystkim decyduje łuk, nie cięciwa.

7Najczęstsze błędy

Cztery błędy — pierwszy odpowiada za większość złych wyników.

Mnożenie zamiast dzielenia (i odwrotnie)

Skąd się bierze: Wzór α=2β\alpha = 2\beta zapamiętuje się jako „razy dwa”, ale to zależy od kierunku. Mając kąt środkowy 130°130° uczeń zapisuje 1302=260130 \cdot 2 = 260 i podaje to jako kąt wpisany — wynik większy od środkowego, co jest niemożliwe.

Jak zrobić dobrze: Trzymaj się jednego zdania: kąt środkowy jest zawsze większy. Zanim zapiszesz wynik, porównaj go z daną — jeśli wpisany wyszedł większy od środkowego, kierunek był odwrotny.

Nieodróżnianie dwóch łuków wyznaczonych przez cięciwę

Skąd się bierze: Dwa punkty dzielą okrąg na dwa łuki, a twierdzenie mówi o tym samym łuku. Uczeń stosuje wzór do kąta o wierzchołku po przeciwnej stronie cięciwy i dostaje 50°50° zamiast 130°130°, choć rachunek wykonał poprawnie.

Jak zrobić dobrze: Najpierw ustal na rysunku, po której stronie cięciwy leży wierzchołek. Dla przeciwnej strony policz drugi kąt środkowy jako 360°α360° - \alpha i dopiero jego podziel przez dwa.

Uznanie, że kąt wpisany zależy od położenia wierzchołka

Skąd się bierze: Przesuwając wierzchołek po okręgu, widać zmieniające się cięciwy i zupełnie inny kształt trójkąta — więc naturalne wydaje się, że kąt też się zmienia. To spostrzeżenie wzrokowe jest mylące.

Jak zrobić dobrze: Zapamiętaj wniosek osobno od wzoru: wszystkie kąty wpisane oparte na tym samym łuku są równe. To często jedyny sposób, żeby w zadaniu przenieść znany kąt w inne miejsce rysunku.

Mylenie twierdzenia o kącie na średnicy z twierdzeniem Talesa o proporcjach

Skąd się bierze: Obie zależności bywają nazywane „twierdzeniem Talesa”, choć dotyczą zupełnie różnych rzeczy — jedna kątów w okręgu, druga proporcji odcinków przy prostych równoległych. W polskiej szkole domyślnie chodzi o tę drugą.

Jak zrobić dobrze: Nie używaj nazwiska tam, gdzie może wprowadzić w błąd. Mów wprost: kąt oparty na średnicy jest prosty — sformułowanie jest krótkie i jednoznaczne.

Zadania maturalne — kąty środkowe i wpisane w okręgu

Prawdziwe zadania z arkuszy matury z matematyki (CKE) — przy każdym podano sesję egzaminacyjną. Pod każdym zadaniem znajdziesz rozwiązanie krok po kroku wraz ze wskazówką i typowym błędem.

Zielone jest to, co dane. Czerwoneto, co z tego wynika. Jedno twierdzenie wystarcza na całą stronę: kąt środkowy jest dwa razy większy od kąta wpisanego opartego na tym samym łuku. Wynika z niego natychmiast, że wszystkie kąty wpisane oparte na tym samym łuku są równe, oraz że kąt wpisany oparty na średnicy ma 9090^\circ. Łuk łączy się z kątem tym samym ułamkiem, co pole wycinka: łuk o kącie środkowym α\alpha to α360\tfrac{\alpha}{360^\circ} całego okręgu. Jest w tym jedna pułapka i warto ją znać: twierdzenie mówi o łuku, na którym kąt jest oparty — czyli o tym, którego wierzchołek kąta wpisanego nie zawiera. Gdy wierzchołek leży na krótszym łuku, kąt wpisany jest połową kąta pełnego minus zaznaczony, a nie połową zaznaczonego.

Sprawdź się bez zaglądania do odpowiedzi. Wylosuję 6 zadań zamkniętych z tego zestawu — klucz i rozwiązania schowam do czasu sprawdzenia. Pula liczy 6 zadań, więc za każdym razem dostaniesz inny zestaw.

Zadania zamknięte

Zadanie 1 (sierpień 2023)1 pktłatwe

W okręgu OO kąt środkowy β\beta oraz kąt wpisany α\alpha są oparte na tym samym łuku. Kąt β\beta ma miarę o 4040^\circ większą od kąta α\alpha. Miara kąta β\beta jest równa
  • A. 4040^\circ
  • B. 8080^\circ
  • C. 100100^\circ
  • D. 120120^\circ
Zobacz rozwiązanie krok po kroku

Odpowiedź: B

  1. Mamy dwie informacje o tej samej parze kątów, więc zapisujemy dwa równania i porównujemy.
  2. Z twierdzenia o kącie środkowym i wpisanym: β=2α\beta = \textcolor{#E0453A}{2}\alpha.
  3. Z treści: β=α+40\beta = \alpha + \textcolor{#16A06A}{40^\circ}.
  4. Obie prawe strony opisują tę samą liczbę, więc:
  5. 2α=α+40α=40\textcolor{#E0453A}{2}\alpha = \alpha + \textcolor{#16A06A}{40^\circ} \quad\Longrightarrow\quad \alpha = \textcolor{#E0453A}{40^\circ}
  6. β=240=80\beta = \textcolor{#E0453A}{2} \cdot \textcolor{#E0453A}{40^\circ} = \textcolor{#E0453A}{80^\circ}
  7. Odpowiedź: B.
  8. Kontrola obu warunków naraz: 8080^\circ to dwa razy 4040^\circ ✓ oraz 8040=4080^\circ - 40^\circ = 40^\circ ✓. Przy dwóch warunkach trzeba sprawdzić oba, bo jeden bywa spełniony przypadkiem.
  9. Warto zauważyć rzecz ogólną: skoro β=2α\beta = 2\alpha, to różnica βα\beta - \alpha jest równa α\alpha. Podana różnica 4040^\circ jest więc od razu miarą kąta wpisanego — bez żadnego równania. To skrót, który działa zawsze przy takim sformułowaniu.

💡 Wskazówka: Zapisz oba warunki jako równania na te same dwie litery i przyrównaj. A jeśli chcesz szybciej: przy kącie środkowym dwukrotnie większym od wpisanego różnica między nimi równa się samemu kątowi wpisanemu — więc podana różnica jest gotową odpowiedzią na połowę zadania.

⚠ Odpowiedź AA, czyli 4040^\circ — to miara kąta wpisanego, nie środkowego. Liczba 4040^\circ jest w treści i naprawdę pojawia się w rozwiązaniu, tylko w innej roli. Odpowiedź DD, czyli 120120^\circ, powstaje z policzenia β\beta jako trzykrotności różnicy albo z pomylenia kierunku zależności. Warto sprawdzić, czy wybrana liczba jest dwa razy większa od czegoś, co też wychodzi z rachunku — dla 8080^\circ tak jest, dla 120120^\circ nie.

Zadanie 2 (maj 2015)1 pktłatwe

Miara kąta wpisanego w okrąg jest o 2020^\circ mniejsza od miary kąta środkowego opartego na tym samym łuku. Wynika stąd, że miara kąta wpisanego jest równa
  • A. 55^\circ
  • B. 1010^\circ
  • C. 2020^\circ
  • D. 3030^\circ
Zobacz rozwiązanie krok po kroku

Odpowiedź: C

  1. To to samo zadanie co poprzednie, tylko zapisane od drugiej strony i pytające o drugi kąt. Warto je zrobić, żeby sprawdzić, czy skrót z poprzedniego rozwiązania naprawdę działa.
  2. Oznaczmy kąt wpisany przez α\alpha. Kąt środkowy jest wtedy 2α\textcolor{#E0453A}{2}\alpha, a treść mówi:
  3. α=2α20α=20\alpha = \textcolor{#E0453A}{2}\alpha - \textcolor{#16A06A}{20^\circ} \quad\Longrightarrow\quad \alpha = \textcolor{#E0453A}{20^\circ}
  4. Odpowiedź: C.
  5. Kontrola: kąt środkowy wynosi 4040^\circ, a 4020=2040^\circ - 20^\circ = 20^\circ ✓ — tyle, ile kąt wpisany.
  6. I sprawdzenie skrótu: różnica kątów równa się kątowi wpisanemu, więc podane 2020^\circ jest odpowiedzią, bez rachunku. W poprzednim zadaniu ta sama obserwacja dawała tylko połowę wyniku, bo pytano o kąt środkowy; tutaj daje wszystko.

💡 Wskazówka: Zanim zaczniesz liczyć, sprawdź, o który z dwóch kątów pyta zadanie. Przy tym samym warunku odpowiedź na pytanie o kąt wpisany to podana różnica, a na pytanie o kąt środkowy — jej dwukrotność. Dwa bardzo podobne zadania, dwie różne odpowiedzi.

⚠ Odpowiedź DD, czyli 3030^\circ — z rozwiązania równania α=α2+20\alpha = \tfrac{\alpha}{2} + 20^\circ, czyli z odwrócenia zależności: potraktowania kąta wpisanego jako dwukrotności środkowego. Kąt wpisany jest zawsze mniejszy, więc taki wynik trzeba odrzucić już po sprawdzeniu kierunku. Odpowiedzi AA i BB powstają z podzielenia podanej różnicy przez cztery albo przez dwa.

Zadanie 3 (grudzień 2024)1 pktśrednie

Dany jest okrąg o środku w punkcie SS i promieniu 66. Miara kąta wpisanego ACBACB jest równa 6060^\circ.

Długość łuku ABAB, na którym oparty jest kąt wpisany ACBACB, jest równa
  • A. 2π2\pi
  • B. 4π4\pi
  • C. 6π6\pi
  • D. 12π12\pi
Zobacz rozwiązanie krok po kroku

Odpowiedź: B

  1. Droga jest dwuetapowa: od kąta wpisanego do środkowego, a od środkowego do łuku.
  2. Kąt środkowy oparty na łuku ABAB jest dwa razy większy od wpisanego:
  3. 260=120\textcolor{#E0453A}{2} \cdot \textcolor{#16A06A}{60^\circ} = \textcolor{#E0453A}{120^\circ}
  4. Łuk o takim kącie środkowym to 120360=13\tfrac{\textcolor{#E0453A}{120}}{360} = \textcolor{#E0453A}{\tfrac13} całego okręgu. Cały okrąg ma długość 2π6=12π2\pi \cdot \textcolor{#16A06A}{6} = \textcolor{#E0453A}{12\pi}, więc:
  5. =1312π=4π\ell = \textcolor{#E0453A}{\tfrac13} \cdot \textcolor{#E0453A}{12\pi} = \textcolor{#E0453A}{4\pi}
  6. Odpowiedź: B.
  7. Kontrola rzędem wielkości: łuk stanowi trzecią część okręgu, a cały okrąg to 12π12\pi — więc odpowiedź musi być wyraźnie mniejsza od 12π12\pi i wyraźnie większa od zera. Odpowiedź DD to cały okrąg, co odpadałoby nawet bez rachunku.
  8. Uwaga na kolejność: gdyby ktoś od razu wziął 60360\tfrac{60}{360} całego okręgu, dostałby 2π2\pi — czyli odpowiedź AA. To najczęstszy błąd i polega na pominięciu podwojenia.

💡 Wskazówka: Rozdziel te dwa kroki i nie łącz ich w jeden ułamek. Najpierw kąt wpisany razy dwa, potem dopiero ułamek α360\tfrac{\alpha}{360}. Ułamek stosuje się zawsze do kąta środkowego, nigdy do wpisanego.

⚠ Odpowiedź AA, czyli 2π2\pi — z zastosowania ułamka 60360\tfrac{60}{360} wprost do kąta wpisanego, bez podwojenia. Wynik jest dokładnie dwa razy za mały. Odpowiedź DD, czyli 12π12\pi, to długość całego okręgu — czyli wielkość policzona po drodze i podana zamiast odpowiedzi. Odpowiedź CC to połowa okręgu, czyli łuk odpowiadający kątowi środkowemu 180180^\circ.

Zadanie 4 (czerwiec 2024)1 pktśrednie

Punkty AA, BB oraz CC leżą na okręgu o środku SS. Długość łuku ABAB, na którym jest oparty kąt wpisany ACBACB, jest równa 15\tfrac15 długości okręgu.

Miara kąta ostrego ACBACB jest równa
  • A. 1818^\circ
  • B. 3030^\circ
  • C. 3636^\circ
  • D. 7272^\circ
Zobacz rozwiązanie krok po kroku

Odpowiedź: C

  1. To ta sama droga co w poprzednim zadaniu, tylko przebyta w przeciwnym kierunku: od łuku do kąta wpisanego.
  2. Łuk stanowi 15\textcolor{#16A06A}{\tfrac15} okręgu, więc odpowiadający mu kąt środkowy to 15\textcolor{#16A06A}{\tfrac15} kąta pełnego:
  3. 15360=72\textcolor{#E0453A}{\tfrac15} \cdot 360^\circ = \textcolor{#E0453A}{72^\circ}
  4. Kąt wpisany jest połową środkowego:
  5. 722=36\dfrac{\textcolor{#E0453A}{72^\circ}}{2} = \textcolor{#E0453A}{36^\circ}
  6. Odpowiedź: C.
  7. Kontrola „w drugą stronę”, czyli metodą z poprzedniego zadania: kąt wpisany 3636^\circ daje kąt środkowy 7272^\circ, a 72360=15\tfrac{72}{360} = \tfrac15 ✓ — dokładnie ten ułamek, który podano.
  8. Zwróć uwagę, że promień nie jest w tym zadaniu podany — i nie jest potrzebny. Ułamek długości okręgu przekłada się na ułamek kąta pełnego niezależnie od tego, jak duży jest okrąg.

💡 Wskazówka: Ułamek długości okręgu to ten sam ułamek kąta pełnego — to pierwszy krok. Dopiero potem dzielisz przez dwa, żeby przejść z kąta środkowego na wpisany. Sprawdź na końcu, czy wynik jest ostry, skoro zadanie pyta o kąt ostry.

⚠ Odpowiedź DD, czyli 7272^\circ — to kąt środkowy, czyli zatrzymanie się w połowie drogi. Odpowiedź AA, czyli 1818^\circ, powstaje z podzielenia przez dwa dwa razy albo z zastosowania ułamka 15\tfrac15 do kąta półpełnego zamiast pełnego: 1805:2\tfrac{180}{5} : 2. Warto zapamiętać, że obie te liczby, 7272^\circ i 3636^\circ, naprawdę w tym zadaniu występują — o wyborze decyduje wyłącznie to, o który kąt pytano.

Zadanie 5 (sierpień 2024)1 pkttrudniejsze

Punkty KK, LL oraz MM leżą na okręgu o środku w punkcie SS. Miara kąta KSMKSM jest równa 160160^\circ.

Miara kąta wpisanego KLMKLM jest równa
Okrag o srodku S z katem srodkowym KSM rownym 160 stopni i punktem L na luku160°SKLM
  • A. 8080^\circ
  • B. 9090^\circ
  • C. 100100^\circ
  • D. 110110^\circ
Zobacz rozwiązanie krok po kroku

Odpowiedź: C

  1. Odruch podpowiada podzielić 160160^\circ przez dwa. Byłoby to poprawne, gdyby punkt LL leżał po drugiej stronie okręgu — a z rysunku widać, że leży po tej samej, na krótszym z dwóch łuków KMKM.
  2. Twierdzenie mówi o łuku, na którym kąt wpisany jest oparty — czyli o tym, którego wierzchołek LL nie zawiera. Skoro LL leży na łuku odpowiadającym kątowi 160\textcolor{#16A06A}{160^\circ}, to kąt KLMKLM opiera się na łuku pozostałym.
  3. Kąt środkowy odpowiadający temu drugiemu łukowi to reszta kąta pełnego:
  4. 360160=200360^\circ - \textcolor{#16A06A}{160^\circ} = \textcolor{#E0453A}{200^\circ}
  5. KLM=2002=100|\sphericalangle KLM| = \dfrac{\textcolor{#E0453A}{200^\circ}}{2} = \textcolor{#E0453A}{100^\circ}
  6. Odpowiedź: C.
  7. Kontrola bez liczenia: kąt wpisany oparty na łuku większym od połowy okręgu jest rozwarty. Tutaj łuk odpowiada 200200^\circ, czyli ponad połowie, więc odpowiedź musi przekraczać 9090^\circ. To od razu wyklucza AA i BB.
  8. Kontrola sumą: gdyby na okręgu wziąć drugi punkt, po przeciwnej stronie, kąt wpisany wyniósłby 1602=80\tfrac{160}{2} = 80^\circ. Suma obu kątów wpisanych, po dwóch stronach cięciwy KMKM, to 80+100=18080^\circ + 100^\circ = 180^\circ ✓ — tak jak w każdym czworokącie wpisanym w okrąg.

💡 Wskazówka: Zanim podzielisz przez dwa, sprawdź na rysunku, po której stronie cięciwy leży wierzchołek kąta wpisanego. Jeśli leży po tej samej stronie co zaznaczony kąt środkowy, dziel przez dwa nie ten kąt, tylko jego dopełnienie do 360360^\circ. Szybki test: kąt wpisany wychodzi rozwarty dokładnie wtedy, gdy wierzchołek leży na krótszym łuku.

⚠ Odpowiedź AA, czyli 8080^\circ — połowa zaznaczonego kąta, bez sprawdzenia położenia punktu LL. To najczęstsza pomyłka w tym typie zadania i jedyna, która daje „ładny” wynik. Odpowiedź BB, czyli 9090^\circ, brałaby się z potraktowania KMKM jak średnicy, a KMKM średnicą nie jest — odpowiadający jej kąt środkowy wynosi 160160^\circ, a nie 180180^\circ.

Zadanie 6 (czerwiec 2025)1 pkttrudniejsze

Na dziesięciokącie foremnym ABCDEFGHIJABCDEFGHIJ opisano okrąg o środku w punkcie SS.

Miara kąta wpisanego AGDAGD jest równa
Dziesieciokat foremny wpisany w okrag z cieciwami GA i GDSABCDEFGHIJ
  • A. 1818^\circ
  • B. 3636^\circ
  • C. 5454^\circ
  • D. 6060^\circ
Zobacz rozwiązanie krok po kroku

Odpowiedź: C

  1. Wielokąt jest foremny, więc jego wierzchołki dzielą okrąg na 10\textcolor{#16A06A}{10} równych łuków. Każdemu z nich odpowiada kąt środkowy:
  2. 36010=36\dfrac{360^\circ}{\textcolor{#16A06A}{10}} = \textcolor{#E0453A}{36^\circ}
  3. Kąt AGDAGD jest wpisany i opiera się na łuku od A\textcolor{#16A06A}{A} do D\textcolor{#16A06A}{D} — na tym, który nie zawiera punktu GG. Idąc po wierzchołkach ABCDA \to B \to C \to D, przechodzimy przez 3\textcolor{#E0453A}{3} takie łuki.
  4. Kąt środkowy odpowiadający temu łukowi to więc 336=108\textcolor{#E0453A}{3} \cdot \textcolor{#E0453A}{36^\circ} = \textcolor{#E0453A}{108^\circ}.
  5. AGD=1082=54|\sphericalangle AGD| = \dfrac{\textcolor{#E0453A}{108^\circ}}{2} = \textcolor{#E0453A}{54^\circ}
  6. Odpowiedź: C.
  7. Kontrola liczeniem łuków w drugą stronę: od AA do DD „górą”, czyli przez J,I,H,G,F,EJ, I, H, G, F, E, przechodzimy 77 łuków, co daje 736=2527 \cdot 36^\circ = 252^\circ. Razem 108+252=360108^\circ + 252^\circ = 360^\circ ✓ — obie części dopełniają się do kąta pełnego, więc podział jest policzony poprawnie.
  8. Kontrola, że wzięto właściwy łuk: punkt GG leży na tej dłuższej części, więc kąt AGDAGD opiera się na tej krótszej ✓. Gdyby liczyć od tej dłuższej, wyszłoby 126126^\circ — kąt rozwarty, którego nie ma wśród odpowiedzi.

💡 Wskazówka: W wielokącie foremnym o nn bokach jeden bok „widziany ze środka” to 360n\tfrac{360^\circ}{n}. Dalej wystarczy policzyć boki między dwoma wierzchołkami — po tej stronie, po której nie ma wierzchołka kąta. Cały rachunek to mnożenie i dzielenie przez dwa.

⚠ Odpowiedź BB, czyli 3636^\circ — kąt środkowy odpowiadający jednemu bokowi, czyli wynik zatrzymany na pierwszym kroku. Odpowiedź AA, czyli 1818^\circ, to jego połowa, czyli kąt wpisany oparty na jednym boku: prawidłowy rachunek zastosowany do złego łuku. Odpowiedź DD, czyli 6060^\circ, nie pochodzi z tego dziesięciokąta w ogóle — jest kątem sześciokąta foremnego i wygląda wiarygodnie tylko dlatego, że jest „okrągła”.

Odpowiedzi

Sam wynik do szybkiego sprawdzenia. Pełne rozwiązanie — z drogą dojścia, wskazówką i typowym błędem — rozwija się pod każdym zadaniem, więc nie trzeba wracać na górę.

1. B2. C3. B4. C5. C6. C

Treści zadań pochodzą z arkuszy matury z matematyki (Centralna Komisja Egzaminacyjna, cke.gov.pl) — pochodzenie każdego zadania podano przy jego numerze. Rozwiązania, wskazówki i omówienia błędów są autorstwa redakcji „Nie każ mu liczyć”.

8Pytania i odpowiedzi

Czym różni się kąt środkowy od wpisanego?

Położeniem wierzchołka. Kąt środkowy ma wierzchołek w środku okręgu, a jego ramionami są promienie. Kąt wpisany ma wierzchołek na okręgu, a jego ramionami są cięciwy. Oba mogą się opierać na tym samym łuku.

Ile razy kąt środkowy jest większy od wpisanego?

Dokładnie dwa razy, o ile oba opierają się na tym samym łuku. Dla kąta środkowego 130°130° wpisany wynosi 65°65°, a dla wpisanego 35°35° środkowy ma 70°70°.

Dlaczego kąt oparty na średnicy ma 90°90°?

Bo średnica dzieli okrąg na pół, więc odpowiadający jej kąt środkowy to kąt półpełny 180°180°. Kąt wpisany jest jego połową, czyli 180°:2=90°180° : 2 = 90°. Działa to również odwrotnie: kąt wpisany o mierze 90°90° opiera się zawsze na średnicy.

Czy dwa kąty wpisane oparte na tej samej cięciwie zawsze są równe?

Tylko jeśli ich wierzchołki leżą po tej samej stronie cięciwy, czyli opierają się na tym samym łuku. Po przeciwnych stronach kąty nie są równe — sumują się do 180°180°.

Czy kąt środkowy i wpisany są w podstawie programowej szkoły podstawowej?

W podstawie dla szkoły podstawowej nie ma ich wcale — dział XIV obejmuje tam wyłącznie długość okręgu i pole koła w obie strony, bez ani jednego punktu o kątach. W liceum jest przeciwnie: to zakres podstawowy, dział VIII (Planimetria), punkt 5, a samo twierdzenie o kątach w okręgu stoi dodatkowo na liście twierdzeń, których dowód uczeń ma poznać.

Jak to twierdzenie łączy się z okręgiem opisanym na trójkącie?

Wyjaśnia jego kluczowy przypadek. W trójkącie prostokątnym środek okręgu opisanego leży na środku przeciwprostokątnej — bo przeciwprostokątna jest średnicą, a kąt wpisany oparty na średnicy z konieczności ma 90°90°.

Czytaj dalej

Mateusz Będkowski — nauczyciel matematyki, autor serwisu Nie każ mu liczyć

Mateusz Będkowski

nauczyciel matematyki, autor „Nie każ mu liczyć”

Uczę matematyki od 13 lat, w tym 7 lat w szkole — dziś w dwóch szkołach w Kaliszu. Magister pedagogiki ze specjalnością terapia pedagogiczna, po studiach podyplomowych z matematyki. Rozwiązania na tej stronie liczę sam, krok po kroku, i zapisuję dokładnie tak, jak tłumaczę je uczniowi na kartce.

Ostatnia aktualizacja: 2026-07-31. Zadania egzaminacyjne pochodzą z arkuszy CKE (cke.gov.pl); teoria, przykłady i rozwiązania są autorstwa redakcji „Nie każ mu liczyć”.