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- 2021-05-10 发布
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第六单元 圆
第23讲 圆的基本性质
命题点
近8年的命题形式
考查方向
垂径定理
2016(T25解),2014(T25解),
2013(T14选),2012(T5选),
2011(T25解)
垂径定理是圆的轴对称性的具体体现,它可以串联弦、弧、角、图形的大小和位置关系,常与圆的相关知识综合,为进一步探索提供数据支持.
圆周角定理
2011(T16填)
考查的频率较低,常与其他有关“角”的知识内容串联,作为圆大题的补充.题型多以选择题和填空题为主.
命题点1 垂径定理
1.(2012·河北T5·2分)如图,CD是⊙O的直径,AB是弦(不是直径),AB⊥CD于点E,则下列结论正确的是(D)
A.AE>BE
B.=
C.∠D=∠AEC
D.△ADE∽△CBE
命题点2 圆周角定理
2.(2011·河北T16·3分)如图,点O为优弧所在圆的圆心,∠AOC=108°,点D在AB的延长线上,BD=BC,则∠D=27°.
重难点1 垂径定理及其应用
已知AB是半径为5的⊙O的直径,E是AB上一点,且BE=2.
(1)如图1,过点E作直线CD⊥AB,交⊙O于C,D两点,则CD=8;
图1 图2 图3 图4
探究:如图2,连接AD,过点O作OF⊥AD于点F,则OF=;
(2)过点E作直线CD交⊙O于C,D两点.
①若∠AED=30°,如图3,则CD=;
②若∠AED=45°,如图4,则CD=.
【思路点拨】 由于CD是⊙O的弦,因此利用圆心到弦的距离(有时需先作弦心距),再利用垂径定理,结合勾股定理,求出弦的一半,再求弦.
【变式训练1】 (2018·襄阳)如图,点A,B,C,D都在半径为2的⊙O上.若OA⊥BC,∠CDA=30°,则弦BC的长为(D)
A.4 B.2 C. D.2
【变式训练2】 【分类讨论思想】(2018·孝感)已知⊙O的半径为10 cm,AB,CD是⊙O的两条弦,AB∥CD,AB=16 cm,CD=12 cm,则弦AB和CD之间的距离是2__cm或14__cm.
1.垂径定理两个条件是过圆心、垂直于弦的直线,三个结论是平分弦,平分弦所对的优弧与劣弧.
2.圆中有关弦的证明与计算,通过作弦心距,利用垂径定理,可把与圆相关的三个量,即圆的半径,圆中一条弦的一半,弦心距构成一个直角三角形,从而利用勾股定理,实现求解.
3.事实上,过点E任作一条弦,只要确定弦与AB的交角,就可以利用垂径定理和解直角三角形求得这条弦长.
重难点2 圆周角定理及其推论
已知⊙O是△ABC的外接圆,且半径为4.
(1)如图1,若∠A=30°,求BC的长;
(2)如图2,若∠A=45°:
①求BC的长;
②若点C是的中点,求AB的长;
(3)如图3,若∠A=135°,求BC的长.
图1 图2 图3
【思路点拨】 连接OB,OC,利用同弧所对的圆心角等于圆周角的2倍,构建可解的等腰三角形求解.
【自主解答】 解:(1)连接OB,OC.
∵∠BOC=2∠A=60°,OB=OC,∴△OBC是等边三角形.
∴BC=OB=4.
(2)①连接OB,OC.
∵∠BOC=2∠A=90°,OB=OC,∴△OBC是等腰直角三角形.
∵OB=OC=4,∴BC=4.
②∵点C是的中点,∴∠ABC=∠A=45°.
∴∠ACB=90°.∴AB是⊙O的直径.∴AB=8.
(3)在优弧上任取一点D,连接BD,CD,连接BO,CO.
∵∠A=135°,∴∠D=45°.∴∠BOC=2∠D=90°.
∵OB=OC=4,∴BC=4.
【变式训练3】 (2018·南充)如图,BC是⊙O的直径,A是⊙O上的一点,∠OAC=32°,则∠B的度数是(A)
A.58° B.60° C.64° D.68°
【变式训练4】 (2018·秦皇岛海港区一模)将量角器按如图所示的方式放置在三角形纸板上,使点C在半圆上.点A,B的读数分别为88°,30°,则∠ACB的大小为(C)
A.15° B.28° C.29° D.34°
1.在圆中由已知角求未知角,同(等)弧所对的圆心角和圆周角的关系是一个重要途径,其关键是找到同一条弧.
2.弦的求解可以通过连接圆心与弦的两个端点,构建等腰三角形来解决.
3.一条弦所对的两种圆周角互补,即圆内接四边形的对角互补.
在半径已知的圆内接三角形中,若已知三角形一内角,可以求得此角所对的边.
注意同弧所对的圆心角是圆周角的2倍,避免把数量关系弄颠倒.
重难点3 圆内接四边形
(2017·潍坊)如图,四边形ABCD为⊙O的内接四边形.延长AB与DC相交于点G,AO⊥CD,垂足为E,连接BD,∠GBC=50°,则∠DBC的度数为(C)
A.50° B.60° C.80° D.90°
【思路点拨】 延长AE交⊙O于点M,由垂径定理可得=2,所以∠CBD=2∠EAD.由圆内接四边形的对角互补,可推得∠ADE=∠GBC,而∠ADE与∠EAD互余,由此得解.
【变式训练5】 (2018·邵阳)如图所示,四边形ABCD为⊙O的内接四边形,∠BCD=120°,则∠BOD的大小是(B)
A.80° B.120° C.100° D.90°
【变式训练6】 (2018·曲靖)如图,四边形ABCD内接于⊙O,E为BC延长线上一点.若∠A=n°,则∠DCE=n°
1.找圆内角(圆周角,圆心角)和圆外角(顶角在圆外,两边也在圆外或顶点在圆上,一边在圆内,另一边在圆外)的数量关系时,常常会用到圆内接四边形的对角互补和三角形外角的性质.
2.在同圆或等圆中,如果一条弧等于另一条弧的两倍,则较大弧所对的圆周角是较小弧所对圆周角的两倍.K
1.如图,在⊙O中,如果=2,那么(C)
A.AB=AC B.AB=2AC C.AB<2AC D.AB>2AC
2.(2018·邯郸模拟)如图,在半径为4的⊙O中,弦AB∥OC,∠BOC=30°,则AB的长为(D)
A.2 B.2 C.4 D.4
3.(2017·承德模拟)如图,在平面直角坐标系中,⊙O′经过原点O,并且分别与x轴、y轴交于点B,C,分别作O′E⊥OC于点E,O′D⊥OB于点D.若OB=8,OC=6,则⊙O′的半径为(C)
A.7 B.6 C.5 D.4
4
.(2018·聊城)如图,在⊙O中,弦BC与半径OA相交于点D,连接AB,OC.若∠A=60°,∠ADC=85°,则∠C的度数是(D)
A.25° B.27.5° C.30° D.35°
5.(2018·陕西)如图,△ABC是⊙O的内接三角形,AB=AC,∠BCA=65°,作CD∥AB,并与⊙O相交于点D,连接BD,则∠DBC的大小为(A)
A.15° B.35° C.25° D.45°
6.(2018·河北模拟)如图,分别延长圆内接四边形ABDE的两组对边,延长线相交于点F,C.若∠F=27°,∠A=53°,则∠C的度数为(C)
A.30° B.43° C.47° D.53°
7.(2018·玉林)如图,小华为了求出一个圆盘的半径,他用所学的知识,将一宽度为2 cm的刻度尺的一边与圆盘相切,另一边与圆盘边缘两个交点处的读数分别是“4”和“16”(单位:cm),请你帮小华算出圆盘的半径是10cm.
8.(2017·临沂)如图,∠BAC的平分线交△ABC的外接圆于点D,∠ABC的平分线交AD于点E.
(1)求证:DE=DB;
(2)若∠BAC=90°,BD=4,求△ABC外接圆的半径.
解:(1)证明:∵AD平分∠BAC,BE平分∠ABC,
∴∠BAE=∠CAD,∠ABE=∠CBE.
∴=.
∴∠DBC=∠BAE.
∵∠DBE=∠CBE+∠DBC,∠DEB=∠ABE+∠BAE,
∴∠DBE=∠DEB.
∴DE=DB.
(2)连接CD.
∵=,∴CD=BD=4.
∵∠BAC=90°,∴BC是直径.
∴∠BDC=90°.
∴BC==4.
∴△ABC外接圆的半径为2.
9.(2018·遵义)如图,四边形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=90°,AB=5,BC=10,连接AC,BD,以BD为直径的圆交AC于点E.若DE=3,则AD的长为(D)
A.5 B.4 C.3 D.2
提示:过点D作DF⊥AC于点F,利用△ADF∽△CAB,△DEF∽△DBA可求解.
10.(2018·宜宾)如图,AB是半圆的直径,AC是一条弦,D是的中点,DE⊥AB于点E,且DE交AC于点F,DB交AC于点G.若=,则=.
11.(2018·金华)如图1是小明制作的一副弓箭,点A,D分别是弓臂BAC与弓弦BC的中点,弓弦BC=60 cm.沿AD方向拉动弓弦的过程中,假设弓臂BAC始终保持圆弧形,弓弦不伸长.如图2,当弓箭从自然状态的点D拉到点D1时,有AD1=30 cm,∠B1D1C1=120°.
(1)图2中,弓臂两端B1,C1的距离为30cm;
(2)如图3,将弓箭继续拉到点D2,使弓臂B2AC2为半圆,则D1D2的长为(10-10)cm.
12.如图所示,AB为⊙O的直径,CD为弦,且CD⊥AB,垂足为H.
(1)如果⊙O的半径为4,CD=4,求∠BAC的度数;
(2)若点E为的中点,连接OE,CE.求证:CE平分∠OCD;
(3)在(1)的条件下,圆周上到直线AC的距离为3的点有多少个?并说明理由.
解:(1)∵AB为⊙O的直径,CD⊥AB,∴CH=CD=2.
在Rt△COH中,sin∠COH==,∴∠COH=60°.
∴∠BAC=∠COH=30°.
(2)证明:∵点E是的中点,∴OE⊥AB.
又∵CD⊥AB,∴OE∥CD.∴∠ECD=∠OEC.
又∵OE=OC,∴∠OEC=∠OCE.
∴∠OCE=∠DCE,即CE平分∠OCD.
(3)圆周上到直线AC的距离为3的点有2个.
因为上的点到直线AC的最大距离为2,上的点到直线AC的最大距离为6,2<3<6,根据圆的轴对称性,到直线AC的距离为3的点有2个.