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专题07.圆中的重要模型--四点共圆模型
四点共圆是初中数学的常考知识点,近年来,特别是四点共圆判定的题目出现频率较高。相对四点共圆性质的应用,四点共圆的判定往往难度较大,往往是填空题或选择题的压轴题,而计算题或选择中四点共圆模型的应用(特别是最值问题),通常能简化运算或证明的步骤,使问题变得简单。本文主要介绍四点共圆的四种重要模型。
四点共圆:若在同一平面内,有四个点在同一个圆上,则称这四个点共圆,一般简称为“四点共圆”。
模型1、定点定长共圆模型(圆的定义)
【模型解读】若四个点到一定点的距离相等,则这四个点共圆。这也是圆的基本定义,到定点的距离等于定长点的集合。
条件:如图,平面内有五个点O、A、B、C、D,使得OA=OB=OC=OD,
结论:A、B、C、D四点共圆(其中圆心为O)。
例1、(2023•连云港期中)如图,点O为线段BC的中点,点A、C、D到点O的距离相等,若∠ABC=40°,则∠ADC的度数是 .
例2.(2022·安徽合肥·校考一模)如图,O是的中点,点B,C,D到点O的距离相等,连接.下列结论不一定成立的是( )
A. B. C. D.平分
例3.(2023·陕西·九年级期中)如图,已知AB=AC=AD,∠CBD=2∠BDC,∠BAC=44°,则∠CAD的度数为( )
A.68° B.88° C.90° D.112°
例4.(2022·绵阳市·九年级专题练习)如图所示中,,,分别在边和上,且,,垂足分别为,,求的长.
模型2、定边对双直角共圆模型
同侧型 异侧型
1)定边对双直角模型(同侧型)
条件:若平面上A、B、C、D四个点满足,
结论:A、B、C、D四点共圆,其中AD为直径。
2)定边对双直角模型(异侧型)
条件:若平面上A、B、C、D四个点满足,
结论:A、B、C、D四点共圆,其中AC为直径。
例1.(2023·山东烟台·九年级统考期中)如图,平面直角坐标系中,点A、B坐标分别为(3,0)、(0,4),点C是x轴正半轴上一点,连接BC.过点A垂直于AB的直线与过点C垂直于BC的直线交于点D,连接BD,则的值是 .
例2.(2022·浙江·九年级专题练习)如图,是和的公共斜边,AC=BC,,E是的中点,联结DE、CE、CD,那么___________________.
例3.(2023·贵州·统考中考真题)如图①,小红在学习了三角形相关知识后,对等腰直角三角形进行了探究,在等腰直角三角形中,,过点作射线,垂足为,点在上.
(1)【动手操作】如图②,若点在线段上,画出射线,并将射线绕点逆时针旋转与交于点,根据题意在图中画出图形,图中的度数为_______度;
(2)【问题探究】根据(1)所画图形,探究线段与的数量关系,并说明理由;
(3)【拓展延伸】如图③,若点在射线上移动,将射线绕点逆时针旋转与交于点,探究线段之间的数量关系,并说明理由.
例4.(2022秋·广东梅州·九年级校考阶段练习)如图,在四边形 中,, 是 的中点, 是 的中点,若 ,,,则 的长为( )
A. B. C. D.
模型3、定边对定角共圆模型
条件:如图1,平面上A、B、C、D四个点满足,结论:A、B、C、D四点共圆.
条件:如图2,AC、BD交于H,,结论:四点共圆.
例1.(2023·黑龙江哈尔滨·九年级校联考阶段练习)如图,等边△ABC中,D在BC上,E在AC上,BD=CE,连BE、AD交于F,T在EF上,且DT=CE,AF=50,TE=16,则FT= .
例2.(2022·江苏无锡·中考真题)△ABC是边长为5的等边三角形,△DCE是边长为3的等边三角形,直线BD与直线AE交于点F.如图,若点D在△ABC内,∠DBC=20°,则∠BAF=________°;现将△DCE绕点C旋转1周,在这个旋转过程中,线段AF长度的最小值是________.
例3.(2023·浙江·九年级假期作业)请阅读以下材料,完成相应任务.
我们知道,过任意一个三角形的三个顶点能作一个圆,那么过任意一个四边形的四个顶点能作一个圆吗?李雷经过实践探究发现了如下结论:
如果线段同侧两点(与线段在同一平面内)分别与线段两端点的连线所组成的夹角相等,那么这两点和线段两端点四点共圆.下面是李雷证明上述命题的过程(不完整).
已知:如图1,点,是线段同侧两点,且.
求证:点,,,四点共圆.
证明:作的外接圆,假设点在外或在内.
如图2,若点在外.设与交于点,连接,
则(依据一),
又(依据二),
.
.这与已知条件“”矛盾,故点在