دایره ای که بر یک ضلع و امتداد دو ضلع دیگر آن مماس باشد، دایره محاطی خارجی مثلث نامیده می شود.
هر مثلث سه دایره محاطی خارجی دارد.

مرکز دایره محاطی خارجی مثلث، نقطه همرسی دو نیمساز خارجی و نیم ساز داخلی راس سوم است.
1 با توجه به مفهوم دایره محاطی خارجی، مثلث ABC ثابت کنید:

\({S_{ABC}} = {r_a}\left( {P - a} \right) \Rightarrow {r_a} = \frac{S}{{P - a}}\)
اثبات
\(\begin{array}{l}{S_{A\mathop B\limits^\Delta C}} = S = {S_{O\mathop A\limits^\Delta B}} + {S_{O\mathop A\limits^\Delta C}} - {S_{O\mathop B\limits^\Delta C}}\\\\ \Rightarrow \left( {\frac{1}{2}{r_a} \times AB} \right) + \left( {\frac{1}{2}{r_a} \times AC} \right) - \left( {\frac{1}{2}{r_a} \times BC} \right)\\\\ \Rightarrow S = {r_a}\left( {\frac{{AB + AC - BC}}{2}} \right)\\\\ \Rightarrow {r_a}\left( {\frac{{AB + AC + BC - BC - BC}}{2}} \right)\\\\ \Rightarrow {r_a}\left( {\frac{{2P - 2a}}{2}} \right) \Rightarrow {r_a} = \frac{S}{{P - a}}\end{array}\)
2 اگر \({r_a}\)، \({r_b}\) و \({r_c}\) شعاع های سه دایره محاطی خارجی مثلث \(A\mathop B\limits^\Delta C\) و r شعاع دایره محاطی داخلی باشد، نشان دهید:
\(\frac{1}{{{r_a}}} + \frac{1}{{{r_b}}} + \frac{1}{{{r_c}}} = \frac{1}{r}\)
با توجه به اینکه \({r_a} = \frac{S}{{P - a}}\) ، بنابراین:
\(\begin{array}{l}\frac{1}{{{r_a}}} + \frac{1}{{{r_b}}} + \frac{1}{{{r_c}}} = \frac{{P - a}}{S} + \frac{{P - b}}{S} + \frac{{P - c}}{S}\\\\ \Rightarrow \frac{{3P - \left( {a + b + c} \right)}}{S} = \frac{{3P - 2P}}{S} = \frac{P}{S} = \frac{1}{r}\end{array}\)
3 اگر \({h_a}\) ، \({h_b}\) و \({h_c}\) ارتفاع های نظیر سه ضلع مثلث باشند، نشان دهید:
\(\frac{1}{{{h_a}}} + \frac{1}{{{h_b}}} + \frac{1}{{{h_c}}} = \frac{1}{r}\)
می دانیم مساحت مثلث ABC با توجه به ارتفاع های سه ضلع آن به صورت زیر بدست می آید:
\(\begin{array}{l}{S_{A\mathop B\limits^\Delta C}} = \frac{1}{2}{h_a} \times a = \frac{1}{2}{h_b} \times b = \frac{1}{2}{h_c} \times c\\\\ \Rightarrow 2S = {h_a} \times a = {h_b} \times b = {h_c} \times c\\\\ \Rightarrow {h_a} = \frac{{2S}}{a}\;,\;{h_b} = \frac{{2S}}{b}\;,\;{h_c} = \frac{{2S}}{c}\\\\ \Rightarrow \frac{1}{{{h_a}}} + \frac{1}{{{h_b}}} + \frac{1}{{{h_c}}} = \frac{1}{{\frac{{2S}}{a}}} + \frac{1}{{\frac{{2S}}{b}}} + \frac{1}{{\frac{{2S}}{c}}}\\\\ \Rightarrow \frac{a}{{2S}} + \frac{b}{{2S}} + \frac{c}{{2S}} = \frac{{a + b + c}}{{2S}} = \frac{{2P}}{{2S}} = \frac{1}{r}\end{array}\)
تهیه کننده: امیرحسین مطلبی