第二十三讲 圆的有关概念及性质
【基础知识回顾】 圆的定义及性质: 圆的定义:
⑴形成性定义:在一个平面内,线段OA绕它固定的一个端点O旋转一周,另一个端点A随之旋转形成的图形叫做圆,固定的端点叫 线段OA叫做 ⑵描述性定义:圆是到定点的距离等于 的点的集合
【名师提醒:1、在一个圆中,圆←决定圆的 半径决定圆的 2、直径是圆中 的弦,弦不一定是锥】 2、弦与弧:
弦:连接圆上任意两点的 叫做弦
弧:圆上任意两点间的 叫做弧,弧可分为 、 、 三类 3、圆的对称性:
⑴轴对称性:圆是轴对称图形,有 条对称轴 的直线都是它的对称轴 ⑵中心对称性:圆是中心对称图形,对称中心是
【名师提醒:圆不仅是中心对称图形,而且具有旋转 性,即绕圆心旋转任意角度都被与原来的图形重合】 垂径定理及推论:
1、垂径定理:垂直于弦的直径 ,并且平分弦所对的 2、推论:平分弦( )的直径 ,并且平分弦所对的
【名师提醒:1、垂径定理及其推论实质是指一条直线满足:⑴过圆心⑵垂直于弦⑶平分弦⑷平分弦所对的优弧⑸平分弦所对的劣弧五个条件中的两个,那么可推出其中三个,注意解题过程中的灵活运用
2、圆中常作的辅助线是过圆心作弦的 线
3、垂径定理常用作计算,在半径r弦a弦心d和弦h中已知两个可求另外两个】 三、圆心角、弧、弦之间的关系:
1、圆心角定义:顶点在 的角叫做圆心角
2、定理:在 中,两个圆心角、两条弧、两条弦中有一组量 它们所对应的其余各组量也分别
【名师提醒:注意:该定理的前提条件是“在同圆或等圆中”】 圆周角定理及其推论:
1、圆周角定义:顶点在 并且两边都和圆 的角叫圆周角
2、圆周角定理:在同圆或等圆中,圆弧或等弧所对的圆周角 都等于这条弧所对的圆心角的
推论1、在同圆或等圆中,如果两个圆周角 那么它们所对的弧 推论2、半圆(或直弦)所对的圆周角是 900的圆周角所对的弦是
【名师提醒:1、在圆中,一条弦所对的圆心角只有一个,而 它所对的圆周角有 个,它们的关系是
作直弦所对的圆周角是圆中常作的辅助线】 圆内接四边形:
定义:如果一个多边形的所有顶点都在圆上,这个多边形叫做 这个圆叫做 性质:圆内接四边形的对角
【名师提醒:圆内接平行四边形是 圆内接梯形是 】
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考点一:垂径定理
例1 (2012?绍兴)如图,AD为⊙O的直径,作⊙O的内接正三角形ABC,甲、乙两人的作法分别是:
甲:1、作OD的中垂线,交⊙O于B,C两点, 2、连接AB,AC,△ABC即为所求的三角形
乙:1、以D为圆心,OD长为半径作圆弧,交⊙O于B,C两点. 2、连接AB,BC,CA.△ABC即为所求的三角形. 对于甲、乙两人的作法,可判断( ) A.甲、乙均正确 B.甲、乙均错误
C.甲正确、乙错误 D.甲错误,乙正确
考点:垂径定理;等边三角形的判定与性质;含30度角的直角三角形. 专题:计算题.
分析:由甲的思路画出相应的图形,连接OB,由BC为OD的垂直平分线,得到OE=DE,且BC与OD垂直,可得出OE为OD的一半,即为OB的一半,在直角三角形BOE中,根据一直角边等于斜边的一半可得出此直角边所对的角为30°,得到∠OBE为30°,利用直角三角形的两锐角互余得到∠BOE为60°,再由∠BOE为三角形AOB的外角,且OA=OB,利用等边对等角及外角性质得到∠ABO也为30°,可得出∠ABC为60°,同理得到∠ACB也为60°,利用三角形的内角和定理得到∠BAC为60°,即三角形ABC三内角相等,进而确定三角形ABC为等边三角形;
由乙的思路画出相应的图形,连接OB,BD,由BD=OD,且OB=OD,等量代换可得出三角形OBD三边相等,即为等边三角形,的长∠BOE=∠DBO=60°,由BC垂直平分OD,根据三线合一得到BE为角平分线,可得出∠OBE为30°,又∠BOE为三角形ABO的外角,且OA=OB,利用等边对等角及外角的性质得到∠ABO也为30°,可得出∠ABC为60°,同理得到∠ACB也为60°,利用三角形的内角和定理得到∠BAC为60°,即三角形ABC三内角相等,进而确定三角形ABC为等边三角形,进而得出两人的作法都正确. 解答:解:根据甲的思路,作出图形如下:
连接OB,
∵BC垂直平分OD,
∴E为OD的中点,且OD⊥BC,
2
1∴OE=DE=2OD,又OB=OD, 1在Rt△OBE中,OE=2OB,
∴∠OBE=30°,又∠OEB=90°, ∴∠BOE=60°,
∵OA=OB,∴∠OAB=∠OBA, 又∠BOE为△AOB的外角, ∴∠OAB=∠OBA=30°,
∴∠ABC=∠ABO+∠OBE=60°, 同理∠C=60°, ∴∠BAC=60°,
∴∠ABC=∠BAC=∠C, ∴△ABC为等边三角形, 故甲作法正确;
根据乙的思路,作图如下:
连接OB,BD,
∵OD=BD,OD=OB, ∴OD=BD=OB,
∴△BOD为等边三角形, ∴∠OBD=∠BOD=60°,
又BC垂直平分OD,∴OM=DM, ∴BM为∠OBD的平分线, ∴∠OBM=∠DBM=30°,
又OA=OB,且∠BOD为△AOB的外角, ∴∠BAO=∠ABO=30°,
∴∠ABC=∠ABO+∠OBM=60°, 同理∠ACB=60°, ∴∠BAC=60°,
∴∠ABC=∠ACB=∠BAC, ∴△ABC为等边三角形, 故乙作法正确, 故选A
点评:此题考查了垂径定理,等边三角形的判定,含30°直角三角形的判定,三角形的外角性质,以及等腰三角形的性质,熟练掌握定理及判定是解本题的关键. 对应训练
3
1.(2012?哈尔滨)如图,⊙O是△ABC的外接圆,∠B=60°,OP⊥AC于点P,OP=23,则⊙O的半径为( )
A.43 B.63 C.8
D.12
考点:垂径定理;含30度角的直角三角形;圆周角定理. 专题:计算题.
分析:由∠B的度数,利用同弧所对的圆心角等于所对圆周角的2倍,求出∠AOC的度数,再由OA=OC,利用等边对等角得到一对角相等,利用三角形的内角和定理求出∠OAC=30°,又OP垂直于AC,得到三角形AOP为直角三角形,利用30°所对的直角边等于斜边的一半,根据OP的长得出OA的长,即为圆O的半径.
解答:解:∵圆心角∠AOC与圆周角∠B所对的弧都为AC,且∠B=60°, ∴∠AOC=2∠B=120°, 又OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA=30°, ∵OP⊥AC, ∴∠AOP=90°,
在Rt△AOP中,OP=23,∠OAC=30°, ∴OA=2OP=43, 则圆O的半径43.
故选A
点评:此题考查了垂径定理,圆周角定理,等腰三角形的性质,以及含30°直角三角形的性质,熟练掌握定理及性质是解本题的关键.
考点二:圆周角定理
例2 (2012?青海)如图,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB于点N,点M在⊙O上,∠1=∠C
(1)求证:CB∥MD;
?2(2)若BC=4,sinM= 3,求⊙O的直径.
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考点:圆周角定理;垂径定理;解直角三角形.
?分析:(1)由∠C与∠M是 BD所对的圆周角,根据在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的
圆周角相等,即可得∠C=∠M,又由∠1=∠C,易得∠1=∠M,即可判定CB∥MD; (2)首先连接AC,AB为⊙O的直径,可得∠ACB=90°,又由弦CD⊥AB,根据垂径定理
2??的即可求得BC= BD,继而可得∠A=∠M,又由BC=4,sinM= 3,即可求得⊙O的直径.
解答:(1)证明:∵∠C与∠M是BD所对的圆周角, ∴∠C=∠M, 又∵∠1=∠C, ∴∠1=∠M, ∴CB∥MD;
?
(2)解:连接AC, ∵AB为⊙O的直径, ∴∠ACB=90°, 又∵CD⊥AB,
??∴BC= BD,
∴∠A=∠M, ∴sinA=sinM,
BC在Rt△ACB中,sinA=AB, 2∵sinM=3,BC=4,
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