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第二十八章 圆
28.4 垂径定理*
1.圆的轴对称性
圆既是轴对称图形,又是中心对称图形,它的对称轴是经过 圆心 的直线或 直径 所在的直线,它的对称中心是 圆心 .
2.垂径定理及其推论
垂径定理:垂直于弦的直径平分 这条弦 ,并且平分 这条弦所对的两条弧 .
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.
温馨提示:“平分弦的直径垂直于弦”是一个假命题.
圆心
直
径
圆心
这条弦
这条弦所对的两条弧
垂直
平分
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知识点1 垂径定理
典题1 已知在以点O为圆心的两个同心圆中,大圆的弦AB交小圆于点C,D(如图).
求证:AC=BD.
证明:如图,作OE⊥AB,
∴AE=BE,CE=DE,
∴AE-CE=BE-DE,即AC=BD.
变式1-1 (2022安徽中考)已知☉O的半径为7,AB是☉O的弦,点P在弦AB上.若PA=4,PB=6,则OP=( D )
A. B.4 C. D.5
D
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知识点2 垂径定理的应用
典题2 某居民区一处圆形地下水管道破裂,修理工人准备更换一段新管道,经测量得到如图所示的数据,水面宽度AB=60 cm,水面到管顶的距离为10 cm,那么修理工人应准备直径为多长的管道?(管道的厚度不计)
解:如图,过点O作OD⊥AB于D,连接OA,
则AD=AB=30(cm).
设半径为R,则OA=R,OD=R-10.
在Rt△AOD中,AO2=DO2+AD2,即R2=(R-10)2+302,
解得R=50 cm,50×2=100(cm).
故修理工人应准备直径为100 cm的管道.
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变式2-1 (2022石家庄桥西区模拟)如图,某同学测试一个球体在水中的下落速度,他测得截面圆的半径为5 cm,假设球的横截面与水面交于A,B两点,AB=8 cm.若从目前所处位置到完全落入水中的时间为4 s,则球体下落的平均速度为( A )
A.0.5 cm/s B.0.75 cm/s
C.1 cm/s D.2 cm/s
A
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名师点睛
垂径定理与勾股定理结合,涉及
(1)四个量:弦长a;圆心到弦的距离(弦心距)d;半径r;弧的中点到弦的距离(弓形高)h.
(2)两种关系式:r=d+h;+d2=r2.
在这四个量中,可以由其中任意两个求其他两个.
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—— 基础巩固练 ——
1.有下列四个命题:①直径是弦;②垂直平分弦的直线一定经过圆心;③平分弦所对两条弧的直线一定垂直平分弦;④平分弦的直径垂直于弦.其中正确的有( C )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
C
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2.(2022邯郸大名三模)如图,AB是☉O的直径,弦CD⊥AB,垂足为E,若BE=CD=8,则☉O的半径的长是( A )
A.5 B.4
C.3 D.2
第2题图
3.如图,在☉O中,直径CD⊥弦AB,则下列结论中正确的是( B )
A.AC=AB B.∠C=∠BOD
C.∠C=∠B D.∠A=∠BOD
第3题图
A
B
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4.半圆形纸片的半径为1 cm,用如图所示的方法将纸片折叠,使折叠后半圆弧的中点M与圆心O重合,则折痕CD的长为 cm.
第4题图
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5.一根排水管的截面如图所示,已知排水管的半径 OA=1 m,水面宽AB=1.2 m,某天下雨后,水管水面上升了0.2 m,则此时排水管水面宽CD等于 1.6 m.
第5题图
1.6
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—— 思维拓展练 ——
6.(陷阱题)已知☉O的直径CD=10 cm,AB是☉O的弦,AB⊥CD,垂足为M,且AB=8 cm,则AC的长为( C )
A.2 cm B.4 cm
C.2 cm或4 cm D.2 cm或4 cm
7.如图,☉O的半径OD⊥弦AB于点C,连接AO并延长交☉O于点E,连接EC.若AB=8,CD=2,则EC的长为 .2 .
第7题图
C
2
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8.如图,在平面直角坐标系中,☉O的半径为4,弦AB的长为3,过O作OC⊥AB于点C,则OC的长度是 ,☉O内一点D的坐标为(-2,1),当弦AB绕O点顺时针旋转时,点D到AB的距离的最小值是 - ,最大值是 + .
第8题图
-
+
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9.(核心素养·模型观念)某地有一座拱桥(圆弧形),如图,桥下水面宽度AB为7.2 m,拱顶C高出水面2.4 m,现有一艘宽3 m,上部为长方形并且高出水面2 m的货船要经过这里.问此货船能顺利通过拱桥吗?
解:
如图,过点C作CD⊥AB于点D,在