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- 2021-11-10 发布
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圆
27.4 正多边形和圆
知|识|目|标
1.了解正多边形的概念,而且知道正多边形与圆的关系.
2.在理解正多边形与圆的关系的基础上,通过例题和练习的学习,能够进行正多边形的有关计算.
3.通过阅读教材,能借助等分圆周的方法画圆内接正多边形和圆外切正多边形.
目标一 了解正多边形的概念
例1 教材补充例题已知:如图27-4-1所示,正方形ABCD的四个顶点都在大⊙O上,连结AC和BD,那么OA,OB,OC,OD都是大⊙O的________,∠AOB=∠BOC=∠COD=∠DOA=________°,以点O为圆心,作小⊙O与AB相切,那么AD,DC,AB和BC都与小⊙O________,四边形ABCD是小⊙O的____________.
图27-4-1
例2 教材补充例题 下列结论中正确的有( )
(1)各边都相等的多边形是正多边形;
(2)各角都相等的多边形是正多边形;
(3)正七边形有7条对称轴;
(4)任何正多边形只有一个外接圆和一个内切圆;
(5)一个圆有无数个内接正多边形和外切正多边形;
(6)边数为奇数的正多边形一定是轴对称图形;
(7)如果一个正多边形的每个外角都等于36°,那么它是正十边形;
(8)若正方形的边长为6,则其内切圆的半径为3.
A.5个 B.6个 C.7个 D.8个
【归纳总结】各边相等、各角相等是正多边形的两个基本特征,边数为n(n>3)
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的多边形必须同时满足这两个特征才是正多边形,否则就不一定是正多边形.
目标二 能进行正多边形的有关计算
例3 教材补充例题 如图27-4-2,已知△ABC是⊙O的内接等腰三角形,顶角∠A=36°,弦BE,CD分别平分∠ABC,∠ACB.
(1)求证:五边形ADBCE是正五边形;
(2)指出正五边形的中心;
(3)求正五边形的中心角;
(4)如果正五边形的半径是r,边长是a,求正五边形的边心距d、周长P和面积S.
图27-4-2
【归纳总结】正多边形的有关计算:
(1)正多边形满足以下两个条件:各边相等、各角相等.
(2)正多边形中各元素间的关系:
设正n(n≥3,且n为整数)边形的边长为an,半径为R,边心距为rn,中心角为αn,周长为Cn,面积为Sn,则R2=rn2+,αn=,Cn=nan,Sn=nrnan=Cnrn.
从以上关系式可以看出,正多边形的有关计算都可以转化到由半径、中心到边的垂线段和边长的一半组成的直角三角形中解决.
(3)正三角形中,边心距∶半径∶高=1∶2∶3;正方形中,正方形的对角线长等于其半径的2
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倍,边心距等于其边长的一半;正六边形中,正六边形的边长等于其半径.
目标三 会画正多边形
例4 教材例题针对训练 如图27-4-3,已知A,B,C,D,E是⊙O的五等分点,过点A画出⊙O的内接正五边形和外切正五边形.
图27-4-3
【归纳总结】等分圆周画圆内接正多边形的工具和方法:
(1)只用量角器:用量角器把360°的圆心角n(n>2,且n为整数)等分,相应圆周也被n等分,顺次连结各分点即可得到圆内接正n边形.
(2)用量角器和圆规:先用量角器画出360°圆心角的(n>2,且n为整数),相应地可得到圆周的;再用圆规顺次截取,便得到圆周的n等分点,顺次连结各分点即可得到圆内接正n边形.
(3)用圆规和直尺:用尺规等分圆周,可以作正六边形、正方形等特殊的圆内接正多边形.
知识点一 正多边形与圆的关系
正多边形:____________、____________的多边形叫做正多边形.
任何一个正多边形都有一个________和一个________,并且这两个圆是同心圆.
知识点二 正多边形的有关概念
正多边形的中心:正多边形的________(或内切圆)的圆心叫做正多边形的中心.
正多边形的半径:外接圆的________叫做正多边形的半径.
正多边形的边心距:________的半径叫做正多边形的边心距.
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正多边形的中心角:正多边形每一条边所对的外接圆的圆心角都相等,叫做正多边形的中心角.正n(n≥3,且n为整数)边形的每个中心角都等于________.
知识点三 正多边形的画法
基本原理:由于在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦相等,因此可以用等分圆心角的方法来等分圆周,从而画正多边形.
把圆分成n(n≥3,且n为整数)等份,依次连结各分点所得的多边形是这个圆的一个内接________;经过各分点作圆的切线,以相邻切线的交点为顶点的多边形是这个圆的外切________.
等分圆周的常用方法:(1)用________等分;(2)用________等分.
知识点四 正多边形与圆的有关计算
解决正多边形的相关计算问题,关键在于添加辅助线,将其转化为直角三角形,然后运用勾股定理来解决.
学习了正多边形与圆后,三名同学有下列结论:
张东:正多边形内切圆的半径与正多边形的半径相等;
李艳:边数相同的正多边形都相似;
刘浩:正多边形既是轴对称图形,也是中心对称图形.
他们的说法正确吗?
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教师详解详析
【目标突破】
例1 [答案] 半径 90 相切 外切正四边形
例2 [解析] B 菱形的四条边都相等,但它不是正四边形,所以(1)不正确;矩形的四个角都相等,但它不是正四边形,所以(2)不正确;其余六个结论都正确.
例3 [解析] (1)要证明五边形ADBCE是正五边形,只需要证明====即可;(2)正多边形的中心就是其外接圆的圆心;
(3)正n边形的中心角为;
(4)连结OB,OC,过点O作BC的垂线,垂线段的长度就是边心距,根据勾股定理即可求出.
解:(1)证明:∵△ABC是等腰三角形,且∠BAC=36°,
∴∠ABC=∠ACB=72°.
又∵BE平分∠ABC,CD平分∠ACB,
∴∠ABE=∠EBC=∠ACD=∠DCB=36°,
即∠ABE=∠EBC=∠ACD=∠DCB=∠BAC,
∴====,
∴A,D,B,C,E是⊙O的五等分点,
∴五边形ADBCE是正五边形.
(2)∵正多边形的中心是其外接圆的圆心,
∴正五边形的中心是点O.
(3)∵====,
∴正五边形的中心角是=72°.
(4)如图,连结OB,OC,过点O作OF⊥BC于点F.
∵OB=r,BF=BC=a,
∴正五边形的边心距d==;
正五边形的周长P=5a;
正五边形的面积S=5S△OBC=5×ad= .
例4 [解析] 依次连结圆的五等分点,所得的五边形是圆内接正五边形;经过圆的五等分点作圆的切线,相邻切线相交成的五边形是圆外切正五边形.
解:(1)如图,依次连结AB,BC,CD,DE,EA,就得到⊙O的内接正五边形ABCDE.
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(2)如图,分别过点A,B,C,D,E作⊙O的切线,所得的五边形FGHMN是⊙O的外切正五边形.
【总结反思】
[小结] 知识点一 各条边相等 各个角也相等 外接圆 内切圆
知识点二 外接圆 半径 内切圆
知识点三 正n边形 正n边形 量角器 圆规
[反思] 正多边形内切圆的半径与正多边形的边心距相等,所以张东的说法不正确;
根据相似形的定义可知边数相同的正多边形都相似,所以李艳的说法正确.
正多边形都是轴对称图形,但不一定是中心对称图形,比如正五边形不是中心对称图形,所以刘浩的说法不正确.
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