第18讲 圆的基本性质 备战2020中考数学考点举一反三讲练(教师版)
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1、 1 第第1818讲讲 圆的基本性质圆的基本性质 一、考点知识梳理一、考点知识梳理 【考点【考点 1 1 圆的有关概念及性质】圆的有关概念及性质】 1.定义:在一个平面内,一条线段绕着它固定的一个端点旋转一周,另一个端点所形成的图形叫做圆 圆是到定点的距离等于定长的所有点组成的图形 2.弦:连接圆上任意两点的线段叫做弦 3.直径:直径是经过圆心的弦,是圆内最长的弦 4.弧:圆上任意两点间的部分叫做弧,弧有优弧、半圆、劣弧之分,能够完全重合的弧叫做等弧 5.等圆:能够重合的两个圆叫做等圆 6.同心圆:圆心相同的圆叫做同心圆 7.圆的对称性 圆是轴对称图形,其对称轴是任意一条经过圆心的直线 圆是中
2、心对称图形,对称中心为圆心 【考点【考点 2 2 三角形的外接圆】三角形的外接圆】 1.不在同一直线上的三个点确定一个圆。 2.三角形的外接圆经过三角形的三个顶点可以作一个圆,这个圆叫做三角形的外接圆,外接圆的圆心叫做 三角形的外心,它到三角形的三个顶点的距离相等; 【考点【考点 3 3 垂径定理】垂径定理】 1.垂径定理:垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧 2.推论:平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧 【考点【考点 4 4 圆心角、圆周角、弧、弦之间的关系】圆心角、圆周角、弧、弦之间的关系】 1.圆心角、弧、弦之间的关系:在同圆或等圆中,如果两个圆心角、两条弧
3、或两条弦中有一组量相等,那 么它们所对应的其余各组量也分别相等 2.圆周角定义:顶点在圆上,并且两边都和圆相交的角叫做圆周角 3.圆周角定理:一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半 推论 1:同弧或等弧所对的圆周角相等 推论 2:半圆(或直径)所对的圆周角是直角;90的圆周角所对的弦是直径 推论 3:圆内接四边形的对角互补 【考点【考点 5 5 正多边形和圆及圆的计算】正多边形和圆及圆的计算】 1.正多边形的外接圆:把一个圆分成n(n是大于 2 的自然数)等份,依次连接各分点所得的多边形是这个 圆的内接正多边形,这个圆叫做这个正多边形的外接圆 2.如果正多边形的边数为 n,外接圆半径为 R
4、,那么边长 an2Rsin180 n 2 周长 C2nRsin180 n 边心距 rnRcos180 n 3.正多边形的有关概念 中心:正多边形的外接圆的圆心叫做正多边形的中心 正多边形的半径:外接圆的半径叫做正多边形的半径 中心角:正多边形每一边所对的圆心角叫做正多边形的中心角 边心距:中心到正多边形的一边的距离叫做正多边形的边心距 4.圆的弧长及扇形面积公式:如果圆的半径是 R,弧所对的圆心角度数是 n,那么 弧长公式弧长 lnR 180 扇形面积公式 S扇nR 2 360 1 2lR 二、考点分析 【考点【考点 1 1 圆的有关概念及性质】圆的有关概念及性质】 【解题技巧】1判断点与圆的
5、位置关系时,比较点到圆心的距离与圆的半径即可当点到圆心的距离大于 圆的半径时,点在圆外;当点到圆心的距离等于圆的半径时,点在圆上;当点到圆心的距离小于圆的半径 时,点在圆内反之亦然 2.在解决与弦有关的问题时,作垂直于弦的直径可以构造直角三角形,从而将求解转化成解直角三角形的 问题 【例 1】 (2019 辽宁沈阳中考) (2019沈阳)如图,AB是O的直径,点C和点D是O上位于直径AB两 侧的点,连接AC,AD,BD,CD,若O的半径是 13,BD24,则 sinACD的值是( ) A B C D 【答案】D 【分析】首先利用直径所对的圆周角为 90得到ABD是直角三角形,然后利用勾股定理求
6、得AD边的长, 然后求得B的正弦即可求得答案 【解答】解:AB是直径, 3 ADB90, O的半径是 13, AB21326, 由勾股定理得:AD10, sinB, ACDB, sinACDsinB, 故选:D 【举一反三举一反三 1-1】 (2019 山东济南中考模拟)RtABC中,C90,以BC为直径的O交AB于E,OD BC交O于D,DE交BC于F,点P为CB延长线上的一点,PE延长交AC于G,PEPF,下列结论: PE为O的切线;G为AC的中点;OGBE;AP 其中正确的有( ) A1 个 B2 个 C3 个 D4 个 【答案】C 【分析】首先连接OE,CE,由OEOD,PEPF,易得
7、OED+PEFODE+PFE,又由ODBC,可得OE PE,继而证得PE为O的切线; 又由BC是直径,可得OEAB,由切线长定理可得GCGE,继而证得AGGE,则可得G为AC的中点; 易证得OG是ABC的中位线,则可得OGBE; 由于在 RtABC中,A+ABC90,在 RtPOE中,P+POE90,而POE不一定等于ABC,则 可得A不一定等于P 【解答】解:连接OE,CE, OEOD,PEPF, OEDODE,PEFPFE, 4 ODBC, ODE+OFD90, OFDPFE, OED+PEF90, 即OEPE, 点EO上, PE为O的切线;故正确; BC是直径, BEC90, AEC90
8、, ACB90, AC是O的切线, EGCG, GCEGEC, GCE+A90,GEC+AEG90, AAEG, AGEG, AGCG, 即G为AC的中点;故正确; OCOB, OG是ABC的中位线, OGAB, 即OGBE,故正确; 在 RtABC中,A+ABC90, 在 RtPOE中,P+POE90, OEOB, OBEOEB, 但POE不一定等于ABC, A不一定等于P故错误 5 故选:C 【举一反三举一反三 1-2】 (2019 辽宁盘锦中考模拟)如图,边长为 4 的正方形ABCD内接于点O,点E是上的一 动点(不与A、B重合) ,点F是上的一点,连接OE、OF,分别与AB、BC交于点
9、G,H,且EOF90, 有以下结论: ; OGH是等腰三角形; 四边形OGBH的面积随着点E位置的变化而变化; GBH周长的最小值为 4+ 其中正确的是 (把你认为正确结论的序号都填上) 【答案】 【分析】 根据ASA可证BOECOF, 根据全等三角形的性质得到BECF, 根据等弦对等弧得到, 可以判断; 根据SAS可证BOGCOH,根据全等三角形的性质得到GOH90,OGOH,根据等腰直角三角形的 判定得到OGH是等腰直角三角形,可以判断; 通过证明HOMGON,可得四边形OGBH的面积始终等于正方形ONBM的面积,可以判断; 根据BOGCOH可知BGCH,则BG+BHBC4,设BGx,则B
10、H4x,根据勾股定理得到GH ,可以求得其最小值,可以判断 【解答】解:如图所示, 6 BOE+BOF90,COF+BOF90, BOECOF, 在BOE与COF中, , BOECOF, BECF, ,正确; OCOB,COHBOG,OCHOBG45, BOGCOH; OGOH,GOH90, OGH是等腰直角三角形,正确 如图所示, HOMGON, 四边形OGBH的面积始终等于正方形ONBM的面积,错误; BOGCOH, BGCH, BG+BHBC4, 设BGx,则BH4x, 则GH, 7 其最小值为 4+2,D错误 故答案为: 【举一反三举一反三 1-3】 (2019 河北衡水中考模拟)已知
11、半径为 5 的O1过点O(0,0) ,A(8,0) ,与y轴的正半 轴交于点B,OE为直径,点M为弧OBE上一动点(不与点O、E重合) ,连结MA,作NAMA于点A交ME的 延长线于点N,则线段AN最长为 【答案】 【分析】先判断出OAE90,根据勾股定理得出AE10,再判断出OAEMAN得出AN AM,即AM是直径时AM最大即可得出结论 【解答】解:如图,连接AE,A(8,0) , OA8, O1的半径为 5,OE是O1的直径, OE10, OE是O1的直径, OAE90, 在 RtOAE中,根据勾股定理得,AE6, NAMA, NAMOAE90, AOEAMN, OAEMAN, , ANA
12、MAM,要AN最长, 则有AM最长,而AM是O1 的弦, AM最大是直径为 10, 8 AN最大AM最大10, 故答案为 【考点【考点 2 2 三角形的外接圆】三角形的外接圆】 【解题技巧】“接”是说明三角形的顶点在圆上,或者经过三角形的三个顶点 锐角三角形的外心在三角形的内部;直角三角形的外心为直角三角形斜边的中点;钝角三角形的外心在 三角形的外部 找一个三角形的外心,就是找一个三角形的三条边的垂直平分线的交点,三角形的外接圆只有一个,而 一个圆的内接三角形却有无数个 【例 2】(2019 河北张家口中考模拟) 如图, ABC的顶点都在O上, BAO50, 则C的度数为 ( ) A30 B4
13、0 C45 D50 【答案】B 【分析】连接OB,由OAOB,根据等腰三角形的性质,可求得OBA的度数,继而求得AOB的度数,然 后由圆周角定理,求得C的度数 【解答】解:连接OB, OAOB, OBAOAB50, AOB180OABOBA80, CAOB40 故选:B 9 【举一反三举一反三 2-1】 (2019 山东烟台中考模拟) 如图, 若ABC内接于半径为 2 的O, 且A60, 连接OB、 OC,则边BC的长为( ) A B C2 D2 【答案D 【分析】过点O作ODBC于点D,由垂径定理得出BDCD,由圆周角定理得出BOC120,由等腰三角 形的性质得出OBCOCB30,再由直角三
14、角形的性质求出BD的长,进而得出答案 【解答】解:过点O作ODBC于点D,如图所示: 则BDCD, ABC内接于半径为 2 的O,且A60, BOC2A120,COBO2, OBCOCB30, ODOB1,BDOD, BC2BD2 故选:D 【举一反三举一反三 2-2】 (2019 辽宁大连中考模拟)如图,O为锐角三角形ABC的外心,四边形OCDE为正方形,其 中E点在ABC的外部,判断下列叙述不正确的是( ) 10 AO是AEB的外心,O不是AED的外心 BO是BEC的外心,O不是BCD的外心 CO是AEC的外心,O不是BCD的外心 DO是ADB的外心,O不是ADC的外心 【答案】D 【分析
15、】根据三角形的外心得出OAOCOB,根据正方形的性质得出OAOCOD,求出OAOBOCOE OD,再逐个判断即可 【解答】解:连接OB、OD、OA, O为锐角三角形ABC的外心, OAOCOB, 四边形OCDE为正方形, OAOCOD, OAOBOCOEOD, OAOEOD,即O不是AED的外心, OAOEOB,即O是AEB的外心, OAOCOE,即O是ACE的外心, OBOAOD,即O不是ABD的外心, 故选:D 【举一反三举一反三 2-3】 (2019 安徽中考)如图,ABC内接于O,CAB30,CBA45,CDAB于点D, 若O的半径为 2,则CD的长为 11 【答案】 【分析】连接CO
16、并延长交O于E,连接BE,于是得到EA30,EBC90,解直角三角形即可 得到结论 【解答】解:连接CO并延长交O于E,连接BE, 则EA30,EBC90, O的半径为 2, CE4, BCCE2, CDAB,CBA45, CDBC, 故答案为: 【考点【考点 3 3 垂径定理】垂径定理】 【解题技巧】 垂径定理的应用很广泛,常见的有: (1)得到推论:平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧 (2)垂径定理和勾股定理相结合,构造直角三角形,可解决计算弦长、半径、弦心距等问题 这类题中一般使用列方程的方法,这种用代数方法解决几何问题即几何代数解的数学思想方法一定要掌握 【例 3
17、】 (2019 河南开封中考模拟)如图,AB是O的直径,AB10,P是半径OA上的一动点,PCAB交 O于点C,在半径OB上取点Q,使得OQCP,DQAB交O于点D,点C,D位于AB两侧,连接CD交AB 12 于点F, 点P从点A出发沿AO向终点O运动, 在整个运动过程中, CFP与DFQ的面积和的变化情况是 ( ) A一直减小 B一直不变 C先变大后变小 D先变小后变大 【答案】B 【分析】连接OC,OD,PD,CQ设PCx,OPy,OFa,利用分割法求出阴影部分的面积,再求出ay x即可判断; 【解答】解:连接OC,OD,PD,CQ设PCx,OPy,OFa, PCAB,QDAB, CPOO
18、QD90, PCOQ,OCOD, RtOPCRtDQO, OPDQy, S阴S四边形PCQDSPFDSCFQ(x+y) 2 (ya)y(x+a)xxy+a(yx) , PCDQ, , , ayx, S阴xy+(yx) (yx)(x 2+y2) 故选:B 【举一反三举一反三 3-1】 (2019 宁夏中考)如图,AB是O的弦,OCAB,垂足为点C,将劣弧沿弦AB折叠交 13 于OC的中点D,若AB2,则O的半径为 【答案】3 【分析】连接OA,设半径为x,用x表示OC,根据勾股定理建立x的方程,便可求得结果 【解答】解:连接OA,设半径为x, 将劣弧沿弦AB折叠交于OC的中点D, OC,OCAB
19、, AC, OA 2OC2AC2, , 解得,x3 故答案为:3 【举一反三举一反三 3-2】 (2019 广西南宁中考) 九章算术 作为古代中国乃至东方的第一部自成体系的数学专著, 与古希腊的几何原本并称现代数学的两大源泉在九章算术中记载有一问题“今有圆材埋在壁中, 不知大小以锯锯之,深一寸,锯道长一尺,问径几何?”小辉同学根据原文题意,画出圆材截面图如图 所示,已知:锯口深为 1 寸,锯道AB1 尺(1 尺10 寸) ,则该圆材的直径为 寸 【答案】26 【分析】设O的半径为r在 RtADO中,AD5,ODr1,OAr,则有r 252+(r1)2,解方程即 可 14 【解答】解:设O的半径
20、为r 在 RtADO中,AD5,ODr1,OAr, 则有r 252+(r1)2, 解得r13, O的直径为 26 寸, 故答案为:26 【举一反三举一反三 3-3】 (2019 安徽中考)筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具如图 1,明朝科学家徐光启 在 农政全书 中用图画描绘了筒车的工作原理 如图 2, 筒车盛水桶的运行轨迹是以轴心O为圆心的圆 已 知圆心在水面上方,且圆被水面截得的弦AB长为 6 米,OAB41.3,若点C为运行轨道的最高点(C, O的连线垂直于AB) ,求点C到弦AB所在直线的距离 (参考数据:sin41.30.66,cos41.30.75, tan41.30.88) 【
21、分析】连接CO并延长,与AB交于点D,由CD与AB垂直,利用垂径定理得到D为AB的中点,在直角三 角形AOD中,利用锐角三角函数定义求出OA,进而求出OD,由CO+OD求出CD的长即可 【解答】解:连接CO并延长,与AB交于点D, CDAB,ADBDAB3(米) , 在 RtAOD中,OAB41.3, cos41.3,即OA4(米) , tan41.3,即ODADtan41.330.882.64(米) , 15 则CDCO+OD4+2.646.64(米) 【考点【考点 4 4 圆心角、圆周角、弧、弦之间的关系】圆心角、圆周角、弧、弦之间的关系】 【解题技巧】1.在同圆或等圆中,如果两个圆心角、
22、两个圆周角、两条弧有一组量相等,那么它们所对应 的其余各组量也相等 一般辅助线有:连半径、作垂直、构造直径所对的圆周角等 2.正确理解和使用圆心角、弧、弦三者的关系 三者关系可理解为:在同圆或等圆中,圆心角相等,所对的弧相等,所对的弦相等,三项“知一推 二” ,一项相等,其余二项皆相等这源于圆的旋转不变性,即:圆绕其圆心旋转任意角度,所得图形与原 图形完全重合 3.注意:圆周角和圆心角的转化可通过作圆的半径构造等腰三角形利用等腰三角形的顶点和底角的关 系进行转化圆周角和圆周角的转化可利用其“桥梁”圆心角转化定理成立的条件是“同一 条弧所对的”两种角,在运用定理时不要忽略了这个条件,把不同弧所对
23、的圆周角与圆心角错当成同一条 弧所对的圆周角和圆心角 【例 4】 (2019 甘肃中考) 如图,AB是O的直径, 点C、D是圆上两点, 且AOC126, 则CDB ( ) A54 B64 C27 D37 【答案】C 【分析】由AOC126,可求得BOC的度数,然后由圆周角定理,求得CDB的度数 【解答】解:AOC126, BOC180AOC54, CDBBOC27 16 故选:C 【举一反三举一反三 4-1】 (2019 福建中考) 如图,PA、PB是O切线,A、B为切点, 点C在O上, 且ACB55, 则APB等于( ) A55 B70 C110 D125 【答案】B 【分析】根据圆周角定理
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