内容正文:
正多边形与圆
知识点一、正多边形
各边相等,各角也相等的多边形是正多边形.
判断一个多边形是否是正多边形(),必须满足两个条件:(1)各边相等;(2)各角相等;缺一不可.如菱形的各边都相等,矩形的各角都相等,但它们都不是正多边形(正方形是正多边形).
例:下列说法正确的是( )
A. 平行四边形是正四边形 B. 矩形是正四边形
C. 菱形是正四边形 D. 正方形是正四边形
【解答】D
【解析】A选项,平行四边形的四条边、四个角不一定都相等;
B选项,矩形四个角相等,但是四条边不一定相等;
C选项,菱形四条边相等,但是四个角不一定相等;
D选项,正方形的四条边和四个角都相等,故选D.
知识点二、正多边形与圆的关系
一般地,用量角器把一个圆等分,依次连接各等分点所得的多边形是这个圆的内接正多边形,这个圆是这个正多边形的外接圆,正多边形的外接圆的圆心叫做正多边形的外心,外接圆的半径叫做正多边形的半径.
1. 正多边形的有关概念
(1)一个正多边形的外接圆的圆心叫做这个正多边形的中心;
(2)正多边形外接圆的半径叫做正多边形的半径;
(3)正多边形每一边所对的圆心角叫做正多边形的中心角;
(4)正多边形的中心到正多边形的一边的距离叫做正多边形的边心距.
2. 正多边形的有关计算
(1)正n边形每一个内角的度数是;
(2)正n边形每个中心角的度数是;
(3)正n边形每个外角的度数是.
3. 正多边形的性质
(1)正多边形都只有一个外接圆,圆有无数个内接正多边形;
(2)正n边形的半径和边心距把正n边形分成2n个全等的直角三角形;
(3)正多边形都是轴对称图形,对称轴的条数与它的边数相同,每条对称轴都通过正n边形的中心;当边数是偶数时,它也是中心对称图形,它的中心就是对称中心;
(4)边数相同的正多边形相似。它们周长的比,边心距的比,半径的比都等于相似比,面积的比等于相似比的平方;
(5)任何正多边形都有一个外接圆和一个内切圆,这两个圆是同心圆.
例:如图所示,在正六边形ABCDEF中,已知AB=10,求这个正六边形的半径、周长、面积.
【解答】见解析
【解析】连接CF、BE相交于点O,则O为正六边形的中心,过点O作OH⊥BC,如图所示:
由题意可得∠BOC=60°,OB=OC,
∴∠BOH=30°,,
在△OBH中,正六边形的半径,
,
.
知识点三、正多边形的画法
1. 用量角器等分圆
由于在同圆中相等的圆心角所对的弧也相等,因此作相等的圆心角(即等分顶点在圆心的周角)可以等分圆;根据同圆中相等弧所对的弦相等,依次连接各分点就可画出相应的正n边形.
2. 尺规等分圆
对于一些特殊的正n边形,可以用圆规和直尺作图:
(1)正四、八边形:
在⊙O中,用尺规作两条互相垂直的直径就可把圆分成4等份,从而作出正四边形. 再逐次平分各边所对的弧(即作∠AOB的平分线交于E) 就可作出正八边形、正十六边形等,边数逐次倍增的正多边形.
(2)正六、三、十二边形的作法:
通过简单计算可知,正六边形的边长与其半径相等,所以,在⊙O中,任意画一条直径AB,分别以A、B为圆心,以⊙O的半径为半径画弧与⊙O相交于C、D和E、F,则A、C、E、B、F、D是⊙O的6等分点.
显然,A、E、F(或C、B、D)是⊙O的3等分点.
同样,在图(3)中平分每条边所对的弧,就可把⊙O 12等分……
巩固练习
一.选择题
1. 如图,⊙O的周长等于4πcm,则它的内接正六边形ABCDEF的面积是( )
A. B. C. D.
2. 如图,点A、B、C、D、E、F是⊙O的等分点,分别以点B、D、F为圆心,AF的长为半径画弧,形成美丽的“三叶轮”图案.已知⊙O的半径为1,那么“三叶轮”图案的面积为( )
A. B. C. D.
3. 用48m长的篱笆在空地上围成一个正六边形绿地,绿地的面积是( )
A.m2 B.m2 C.m2 D.m2
4. 如图,⊙O的外切正八边形ABCDEFGH的边长2,则⊙O的半径为( )
A.2 B. C.3 D.
5. 已知等边三角形的内切圆半径,外接圆半径和高的比是( )
A.1:2: B.2:3:4 C.1::2 D.1:2:3
6. 已知圆内接正三角形的面积为,则该圆的内接正六边形的边心距是( )
A.2 B.1 C. D.
二.填空题
7. 如图,以正方形ABCD的BC边向外作正六边形BEFGHC,则∠ABE= 度.
8. 一个蜘蛛网如图所示,若多边形ABCDEFGHI为正九边形,其中心点为点O,点M、N分别在射线OA、OC上,则∠MON= 度.
9. 已知正三角形的边心距为1,那么它的边长为 .
10.若正多边形的一个中心角为40°,则这个正多边形的一