
知識精講
知識點01 圓的定義、性質(zhì)及與圓有關(guān)的角
1.圓的定義
(1)線段OA繞著它的一個端點O旋轉(zhuǎn)一周,另一個端點A所形成的封閉曲線,叫做圓.
(2)圓是到定點的距離等于定長的所有點組成的圖形.
注意:
①圓心確定圓的位置,半徑確定圓的大??;確定一個圓應(yīng)先確定圓心,再確定半徑,二者缺一不可;
②圓是一條封閉曲線.
2.圓的性質(zhì)
(1)旋轉(zhuǎn)不變性:圓是旋轉(zhuǎn)對稱圖形,繞圓心旋轉(zhuǎn)任一角度都和原來圖形重合;圓是中心對稱圖形,對稱中心是圓心.
在同圓或等圓中,兩個圓心角,兩條弧,兩條弦,兩條弦心距,這四組量中的任意一組相等,那么它所對應(yīng)的其他各組分別相等.
(2)軸對稱:圓是軸對稱圖形,經(jīng)過圓心的任一直線都是它的對稱軸.
(3)垂徑定理及推論:
①垂直于弦的直徑平分這條弦,并且平分弦所對的兩條弧.
②平分弦(不是直徑)的直徑垂直于弦,并且平分弦所對的兩條弧.
③弦的垂直平分線過圓心,且平分弦對的兩條弧.
④平分一條弦所對的兩條弧的直線過圓心,且垂直平分此弦.
⑤平行弦夾的弧相等.
注意:
在垂經(jīng)定理及其推論中:過圓心、垂直于弦、平分弦、平分弦所對的優(yōu)弧、平分弦所對的劣弧,在這五個條件中,知道任意兩個,就能推出其他三個結(jié)論.(注意:“過圓心、平分弦”作為題設(shè)時,平分的弦不能是直徑)
3.與圓有關(guān)的角
(1)圓心角:頂點在圓心的角叫圓心角.
圓心角的性質(zhì):圓心角的度數(shù)等于它所對的弧的度數(shù).
(2)圓周角:頂點在圓上,兩邊都和圓相交的角叫做圓周角.
圓周角的性質(zhì):
①圓周角等于它所對的弧所對的圓心角的一半.
②同弧或等弧所對的圓周角相等;在同圓或等圓中,相等的圓周角所對的弧相等.
③90°的圓周角所對的弦為直徑;半圓或直徑所對的圓周角為直角.
④如果三角形一邊上的中線等于這邊的一半,那么這個三角形是直角三角形.
⑤圓內(nèi)接四邊形的對角互補;外角等于它的內(nèi)對角.
注意:
(1)圓周角必須滿足兩個條件:①頂點在圓上;②角的兩邊都和圓相交.
(2)圓周角定理成立的前提條件是在同圓或等圓中.
知識點02 與圓有關(guān)的位置關(guān)系
1.判定一個點P是否在⊙O上
設(shè)⊙O的半徑為,OP=,則有
點P在⊙O 外;
點P在⊙O 上;
點P在⊙O 內(nèi).
注意:
點和圓的位置關(guān)系和點到圓心的距離的數(shù)量關(guān)系是相對應(yīng)的,即知道位置關(guān)系就可以確定數(shù)量關(guān)系;知道數(shù)量關(guān)系也可以確定位置關(guān)系.
2.判定幾個點在同一個圓上的方法
當時,在⊙O 上.
3.直線和圓的位置關(guān)系
設(shè)⊙O 半徑為R,點O到直線的距離為.
(1)直線和⊙O沒有公共點直線和圓相離.
(2)直線和⊙O有唯一公共點直線和⊙O相切.
(3)直線和⊙O有兩個公共點直線和⊙O相交.
4.切線的判定、性質(zhì)
(1)切線的判定:
①經(jīng)過半徑的外端并且垂直于這條半徑的直線是圓的切線.
②到圓心的距離等于圓的半徑的直線是圓的切線.
(2)切線的性質(zhì):
①圓的切線垂直于過切點的半徑.
②經(jīng)過圓心作圓的切線的垂線經(jīng)過切點.
③經(jīng)過切點作切線的垂線經(jīng)過圓心.
(3)切線長:從圓外一點作圓的切線,這一點和切點之間的線段的長度叫做切線長.
(4)切線長定理:從圓外一點作圓的兩條切線,它們的切線長相等,這一點和圓心的連線平分兩條切線的夾角.
知識點03 三角形的外接圓與內(nèi)切圓、圓內(nèi)接四邊形與外切四邊形
1.三角形的內(nèi)心、外心
(1)三角形的內(nèi)心:是三角形三條角平分線的交點,它是三角形內(nèi)切圓的圓心,在三角形內(nèi)部,它到三角形三邊的距離相等,通常用“I”表示.
(2)三角形的外心:是三角形三邊中垂線的交點,它是三角形外接圓的圓心,銳角三角形外心在三角形內(nèi)部,直角三角形的外心是斜邊中點,鈍角三角形外心在三角形外部,三角形外心到三角形三個頂點的距離相等,通常用O表示.
注意:
(1) 任何一個三角形都有且只有一個內(nèi)切圓,但任意一個圓都有無數(shù)個外切三角形;
(2) 解決三角形內(nèi)心的有關(guān)問題時,面積法是常用的,即三角形的面積等于周長與內(nèi)切圓半徑乘積的一半,即(S為三角形的面積,P為三角形的周長,r為內(nèi)切圓的半徑).
(3) 三角形的外心與內(nèi)心的區(qū)別:
2.圓內(nèi)接四邊形和外切四邊形
(1)四個點都在圓上的四邊形叫圓的內(nèi)接四邊形,圓內(nèi)接四邊形對角互補,外角等于內(nèi)對角.
(2)各邊都和圓相切的四邊形叫圓外切四邊形,圓外切四邊形對邊之和相等.
知識點04 圓中有關(guān)計算
1.圓中有關(guān)計算
圓的面積公式:,周長.
圓心角為、半徑為R的弧長.
圓心角為,半徑為R,弧長為的扇形的面積.
弓形的面積要轉(zhuǎn)化為扇形和三角形的面積和、差來計算.
注意:
(1)對于扇形面積公式,關(guān)鍵要理解圓心角是1°的扇形面積是圓面積的,
即;
(2)在扇形面積公式中,涉及三個量:扇形面積S、扇形半徑R、扇形的圓心角,知道其中的兩個量就可以求出第三個量.
(3)扇形面積公式,可根據(jù)題目條件靈活選擇使用,它與三角形面積公式有點類似,可類比記憶;
(4)扇形兩個面積公式之間的聯(lián)系:.
能力拓展
考法01 圓的有關(guān)概念及性質(zhì)
【典例1】如圖,在中,點B、O、C和點A、O、D分別在同一條直線上,則圖中有( )條弦.
A.2B.3C.4D.5
【典例2】如圖,在中,,,則( )
A.B.C.D.
【即學即練】如圖,是的直徑, ,,則的度數(shù)是( )
A.B.C.D.
考法02 弧、弦、圓心角、圓周角的關(guān)系及垂徑定理
【典例3】如圖,在中,如果=2 ,則下列關(guān)于弦AB與弦AC之間關(guān)系正確的是( )
A.AB=ACB.AB= 2ACC.AB >2ACD.AB < 2AC
【即學即練】如圖,在 ⊙O中,,D、E分別是半徑OA,OB的中點,連接OC,AC,BC,CD,CE,則下列結(jié)論不一定成立的是( )
A.AC=BCB.CD=CEC.∠ACD=∠BCED.CD⊥OA
【典例4】如圖,是的直徑,于E,,,則為( )
A.17B.30C.34D.36
【即學即練】如圖,是的弦,半徑為,,則弦的長為( )
A.B.C.D.
考法03 與圓有關(guān)的位置關(guān)系
【典例5】已知的半徑為,點P到圓心O的距離為,則點P和的位置關(guān)系為( )
A.點P在圓內(nèi)B.點P在圓上C.點P在圓外D.不能確定
【即學即練】在直角坐標平面內(nèi),如果點在以為圓心,2為半徑的圓內(nèi),那么a的取值范圍是( )
A. B. C.D..
【典例6】已知的面積為,若點O到直線的距離為,則直線與的位置關(guān)系是( )
A.相交B.相切C.相離D.無法確定
【即學即練】如圖,兩個同心圓的半徑分別為3,5,直線l與大交于點A,B,若,則直線l與小的位置關(guān)系是( )
A.相交B.相切C.相離D.無法確定
考法04 圓中有關(guān)的計算
【典例7】如圖,是的外接圓,,則的度數(shù)為( )
A.45°B.55°C.70°D.75°
【即學即練】如圖,在中,半徑垂直弦于點D.若,則的大小為( )
A.B.C.D.
【典例8】若圓的半徑為9,則的圓心角所對的弧長為( )
A.3B.6C.D.
【即學即練】半徑為1的圓中,扇形的圓心角為,則扇形的面積為( )
A.B.C.D.
考法05 圓與其他知識的綜合運用
【典例9】如圖,與正方形的兩邊,相切,且與相切于點.若的半徑為4,且,則的長度為( )
A.5B.C.D.6
【即學即練】已知過正方形頂點,,且與相切,若正方形邊長為,則圓的半徑為( )
A.B.C.D.
分層提分
題組A 基礎(chǔ)過關(guān)練
1.已知⊙O中最長的弦為8cm,則⊙O的半徑為( )cm.
A.2B.4C.8D.16
2.圓錐的地面半徑為10cm.它的展開圖扇形半徑為30cm,則這個扇形圓心角的度數(shù)是( )
A.60°B.90°C.120°D.150°
3.如圖,△ABC的內(nèi)切圓⊙O分別與AB,BC,AC相切于點D,E,F(xiàn),且AD=2,BC=5,則△ABC的周長為( )
A.16B.14C.12D.10
4.已知AB、CD是兩個不同圓的弦,如AB=CD,那么弧AB與弧CD的關(guān)系是( )
A.弧AB=弧CDB.弧AB>弧CDC.弧AB<弧CDD.不能確定
5.如圖,已知A,B,C,D是圓上的點,弧AD=弧BC,AC,BD交于點E,則下列結(jié)論正確的是( )
A.AB=ADB.AC=BDC.BE=CDD.BE=AD
6.如圖工程上常用鋼珠來測量零件上小圓孔的寬口,假設(shè)鋼珠的直徑是10mm,測得鋼珠頂端離零件表面的距離為8mm,如圖所示.則這個小圓孔的寬口AB的長度是( )
A.5mmB.6mmC.8mmD.10mm
7.如圖,是的直徑,弦于點E,若,,則的長為______.
8.如圖,AB為⊙O的直徑,弦CD⊥AB于點E,已知CD=6,EB=2,則⊙O的半徑為_____.
9.如圖,直線,垂足為P,測得.
(1)用尺規(guī)在圖中作一段劣弧,使得它在A,C兩點分別與直線和相切;
(2)求該圓弧的長.
10.如圖,已知AB是⊙O的直徑,.
(1)求的度數(shù);
(2)過點D作,垂足為E,DE的延長線交⊙O于點F.若,求EF的長.
題組B 能力提升練
1.已知OA=4,以O(shè)為圓心,r為半徑作⊙O.若使點A在⊙O內(nèi),則r的值可以是( )
A.2B.3C.4D.5
2.如圖,半圓的圓心為0,直徑AB的長為12,C為半圓上一點,∠CAB=30°,的長是( )
A.12πB.6πC.5πD.4π
3.過⊙O內(nèi)一點M的最長弦為10cm,最短弦長為8cm,則OM的長為( )
A.9cmB.6cmC.3cmD.cm
4.如圖,在中,,cm,cm.是邊上的一個動點,連接,過點作于,連接,在點變化的過程中,線段的最小值是( )
A.1B.C.2D.
5.如圖,△ACB中,CA=CB=4,∠ACB=90°,點P為CA上的動點,連BP,過點A作AM⊥BP于M.當點P從點C運動到點A時,線段BM的中點N運動的路徑長為( )
A.πB.πC.πD.2π
6.如圖的矩形ABCD中,E為的中點,有一圓過C、D、E三點,且此圓分別與相交于P、Q兩點.甲、乙兩人想找到此圓的圓心O,其作法如下:
(甲)作∠DEC的角平分線L,作的中垂線,交L于O點,則O即為所求;
(乙)連接,兩線段交于一點O,則O即為所求
對于甲、乙兩人的作法,下列判斷何者正確?( )
A.兩人皆正確B.兩人皆錯誤
C.甲正確,乙錯誤D.甲錯誤,乙正確
7.如圖,半圓形紙片AMB的半徑為1 cm,用如圖所示的方法將紙片對折,使對折后半圓弧的中點M與圓心O重合,則折痕CD的長為________ .
8.△ABC中,AB=4,AC=2,以BC為邊在△ABC外作正方形BCDE,BD、CE交于點O,則線段AO的最大值為______.
9.如圖所示,要把殘破的輪片復(fù)制完整,已知弧上的三點A,B,C.
(1)用尺規(guī)作圖法找出所在圓的圓心;(保留作圖痕跡,不寫作法)
(2)設(shè)是等腰三角形,底邊,腰,求圓片的半徑R.
10.如圖,在中,,是的平分線,的平分線交于點,點在上,以點為圓心,的長為半徑的圓經(jīng)過點,交于點,交于點.
(1)求證:為的切線;
(2)當,時,求線段的長.
題組C 培優(yōu)拔尖練
1.如圖所示,△ABC是⊙O的內(nèi)接三角形.若∠ABC=70°,則∠AOC的度數(shù)等于( )
A.140°B.130°C.120°D.110°
2.AB是⊙O的弦,∠AOB=80°,則弦AB所對的圓周角是( )
A.40°B.140°或40°C.20°D.20°或160°
3.如圖,PA、PB切⊙O于點A、B,PA=10,CD切⊙O于點E,交PA、PB于C、D兩點,則△PCD的周長是( )
A.10B.18C.20D.22
4.如圖,四邊形ABCD內(nèi)接于⊙O,AC平分∠BAD,則下列結(jié)論正確的是( )
A.AB=ADB.BC=CDC.D.∠BCA=∠DCA
5.如圖,⊙O中,弦AB⊥CD,垂足為E,F(xiàn)為的中點,連接AF、BF、AC,AF交CD于M,過F作FH⊥AC,垂足為G,以下結(jié)論:①;②HC=BF:③MF=FC:④,其中成立的個數(shù)是( )
A.1個B.2個C.3個D.4個
6.如圖,AB為⊙O的直徑,C為⊙O上一點,其中AB=4,∠AOC=120°,P為⊙O上的動點,連AP,取AP中點Q,連CQ,則線段CQ的最大值為( )
A.3B.1+C.1+3D.1+
7.如圖,Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠CAB=60°,AB=4,點P是BC邊上的動點,過點c作直線記的垂線,垂足為Q,當點P從點C運動到點B時,點Q的運動路徑長為_______.
8.如圖,在Rt△ABC中,∠C=90°,CA=CB=2.分別以A、B、C為圓心,以AC為半徑畫弧,三條弧與邊AB所圍成的陰影部分的面積是_____.(保留π)
9.如圖,內(nèi)接于,是的直徑,為上一點,,延長交于點,.
(1)求證:是的切線;
(2)若,,求的長.
10.如圖,矩形ABCD是⊙O的內(nèi)接矩形,⊙O半徑為5,AB=8,點E、F分別是弦CD、BC上的動點,連結(jié)EF,∠EAF始終保持等于45°.
(1)求AD的長度.
(2)已知DE=,求BF的長度.
(3)試探究△AEF的面積是否存在最小值,若存在,請求出它的最小值;若不存在,請說明理由.
課程標準
1.理解圓及其有關(guān)概念,理解弧、弦、圓心角的關(guān)系;探索并了解點與圓、直線與圓的位置關(guān)系,探索并掌握圓周角與圓心角的關(guān)系、直徑所對的圓周角的特征;
2.了解切線的概念,探索并掌握切線與過切點的半徑之間的位置關(guān)系,能判定一條直線是否為圓的切線,會過圓上一點畫圓的切線;
3.了解三角形的內(nèi)心和外心,探索如何過一點、兩點和不在同一直線上的三點作圓;
4.了解正多邊形的概念,掌握用等分圓周畫圓的內(nèi)接正多邊形的方法;會計算弧長及扇形的面積;
名稱
確定方法
圖形
性質(zhì)
外心(三角形外接圓的圓心)
三角形三邊中垂線的交點
(1)OA=OB=OC;(2)外心不一定在三角形內(nèi)部
內(nèi)心(三角形內(nèi)切圓的圓心)
三角形三條角平分線的交點
(1)到三角形三邊距離相等;(2)OA、OB、OC分別平分∠BAC、∠ABC、∠ACB; (3)內(nèi)心在三角形內(nèi)部.
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