内容正文:
图形的性质 0.8 圆的基本性质及有关计算
考点1: 圆的基本概念及性质
圆: ①动态:在一个平面内,线段OA绕它固定的一个端点O旋转一周,另一个端点A所形成的图形叫作圆,其固定的端点O叫作圆心,线段OA叫作半径.
②静态:到定点的距离等于定长的所有点的集合叫作圆
同心圆:圆心相同、半径不等的圆叫作同心圆
等圆:能够重合的两个圆叫作等圆(半径相等)
半圆:圆分成两条相等的弧,每一条弧都叫作半圆
弦:连接圆上任意两点的线段叫做弦 (如图中弦CB)
直径:经过圆心的弦叫做直径(如图中线段DE为直径d)
弧:圆上任意两点间的部分叫做圆弧;小于半圆的弧叫做劣弧(如图中劣弧),大于半圆的弧叫做优弧(如图中优弧)
圆周角:在圆中,顶点在圆上,并且两边都与圆相交的角叫做圆周角(如图中∠ACB)
圆心角:顶点在圆心并且两边都与圆相交的角叫做圆心角(如图中∠AOB)
弦心距:圆心到弦的垂直距离
· 不在同一直线上的三点确定一个圆
在运用圆周角定理时,一定要注意“在同圆或等圆中”的条件
一条弦对应两条弧,对应两个圆周角且这两个圆周角互补
一条弧只一个圆心角,但却对应着无数个圆周角
考点2: 与圆有关的性质
(1)对称性:圆既是轴对称图形,又是中心对称图形,任何一条直径所在的直线都是它的对称轴,圆心是它的对称中心
(2)旋转不变性:圆绕圆心旋转任意角度都与自身重合
考点3: 垂径定理及其推论
(1)定理:垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧
(2)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
· 根据圆的对称性,在以下5个结论中:①=;②= ;③AE=BE(AB不是直径);
④CD⊥AB;⑤CD是直径,只要满足其中两个结论,另外三个结论就一定成立,即“知二推三”
练习1.
1. 下列对圆的说法中,错误的是( )
A.半圆是弧 B.半径相等的圆是等圆 C.过圆心的线段是直径 D.直径是弦
2. 下列命题中正确的有( )
①弦是圆上任意两点之间的部分;②半径是弦;③直径是最长的弦;④弧是半圆,半圆是弧
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
3. 数学活动课上,同学们要测一个如图所示的残缺圆形工件的半径,小明的解决方案是:在工件圆弧上任取两点A,B,连接AB,作AB的垂直平分线CD交AB于点D,交于点C,测出AB=40 cm,CD=10 cm,则圆形工件的半径为( )
A. 50 cm B. 35 cm C. 25 cm D. 20 cm
4. 往直径为52 cm的圆柱形容器内装入一些水以后,截面如图所示,若水面宽AB=48cm,则水的最大深度为( )
A. 8 cm B. 10 cm C. 16 cm D. 20 cm
5. 如图,AB是⊙O的弦,点P在弦AB上,PA=4,PB=2,OP=,则⊙O的半径为( )
A.5 B.3 C.4 D.
6. 如图,在平面直角坐标系中,以M(2,3)为圆心,AB为直径的圆与x轴相切,与y轴交于A,C两点,则点B的坐标是 .
7. 如图在平面直角坐标系xOy中,直线y=x+与圆O相交于A、B两点,且点A在x轴上,求弦AB的长.
8. 如图,AB是⊙O的直径,点C在⊙O上,且AC=8,BC=6.
(1)尺规作图:过点O作AC的垂线,交劣弧于点D,连接CD(保留作图痕迹,不写作法);
(2)在(1)所作的图形中,求点O到AC的距离及sin∠ACD 的值.
9. 如图,AB是⊙O的直径,C是圆上一点,D是的中点.
(1)尺规作图:过点D作AB的垂线,交半圆AB于点E,交线段直径AB于点F(保留作图痕迹,不写做法);
(2)点P是弧AE上一点,连接BP,CP,AC=6, BF=2.
①求tan∠BPC的值;
②若CP为∠ACB的角平分线,求CP的长.
考点4: 弦、弧、圆心角之间的关系
(1)定理: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
· 如图,在⊙O中,若∠AOB=∠COD,则=,AB=CD
(2)推论:①在同圆或等圆中,如果两条弧相等,那么它们所对的圆心角相等,所对的弦相等
· 如图,在⊙O中,若=,则∠AOB=∠COD,AB=CD
②在同圆或等圆中,如果两条弦相等,那么它们所对的圆心角相等,所对的优弧与劣弧分别相等
· 如图,在⊙O中,若AB=CD,则∠AOB=∠COD,=
考点5: 圆周角定理及其推论
定理:圆上一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半
推论:(1)同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等;
(2)直径(或半圆)所对的圆周角是90°,90°的圆周角所对的弦是直径
常见
图形
图①
图②
图③
结论
∠APB=∠AOB
应用:如图①,已知AP是⊙O的直径,点B是圆上一点(不与A,P重合),连接AB,则有∠ABP=90°
练习2.
1. 如图,AB是⊙O的直径,∠BAC=50°,则∠D=( )
A. 20° B. 40° C. 50° D. 80°
2. 如图,AB是⊙O的直径,点C为圆上一点,AC=3,∠ABC的平分线交AC于点D,CD=1,则⊙O的直径为( )
A. B.2 C.1 D.2
3. 如图,△ABC内接于⊙O,过点O作OD⊥AB交⊙O于点D,连接AD,∠D=54°,则∠C的度数为( )
A.36° B.54° C.72° D.80°
4. 如图,在⊙O中,直径DE⊥弦AB,C是圆上一点,若∠ACD=26°,则∠AOB的度数为( )
A.104° B.103° C.102° D.52°
5. 如图,分别延长圆内接四边形ABCD的两组对边,延长线相交于点E,F.若∠E=54°41',∠F=43°19',则∠A的度数为( )
A.42° B.41°20' C.41° D.40°20'
6. 如图,在⊙O中,AB为直径,C为圆上一点,∠BAC的角平分线与⊙O交于点D,若∠ADC=20°,则∠BAD= °.
7. 在⊙O中,若弦BC垂直平分半径OA,则弦BC所对的圆周角等于 °.
8. 半径长为n的⊙O中,有一条弦AB的长为n,则弦AB所对的圆周角度数等于 .
9. 在半径为4cm的⊙O中,弦CD平行于弦AB,AB=4cm,∠BOD=90°,则AB与CD之间的距离是
cm.
10. 已知⊙O的直径为10 cm,AB,CD是⊙O的两条弦,AB∥CD,AB=8cm,CD=6cm ,则AB与CD之间的距离为 cm.
11. 如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,BC是⊙O的直径,BC=2CD,则∠BAD的度数是 .
12. 如图,AB为⊙O的弦,D,C为的三等分点,AC∥BE.
(1)求证:∠A=∠E;
(2)若BC=3,BE=5,求CE的长.
13. 如图,四边形ABCD内接于⊙O,AC为⊙O的直径,∠ADB=∠CDB.
图①
图②
图③
(1)试判断△ABC的形状,并给出证明;
(2)若AB=,AD=1,求CD的长度;
(3)如图②,连接DO并延长,交于点G,若∠ADB=2∠BDG,求证:AB∥DG;
(4)如图③,BD交AC于点H,且AH=OH,求sin ∠ACD的值.
考点6: 圆的内接四边形
概念
四个顶点均在同一个圆上的四边形叫做圆的内接四边形
性质
(1)圆内接四边形的对角互补,如图,∠A+∠BCD=180°,∠B+∠D=180°;
(2)圆内接四边形的任意一个外角等于它的内对角,如图,∠DCE=∠BAD
练习3.
1. 如图,已知四边形ABCD,过点A,B,C的圆交AD于点E,连接CE,∠B=70°,∠D=80°,则∠DCE的度数为( )
A. 10° B. 30° C. 50° D. 60°
2. 如图,四边形ABCD内接于⊙O,过点B作BE∥AD,交CD于点E.若∠BEC=50°,则∠ABC的度数是( )
A. 50° B. 100° C. 130° D. 150°
3. 如图,四边形ABCD内接于⊙O,∠B=60°,CD=4,AD=2,则AC的长为( )
A.5 B. 3 C. 2 D. +2
4. 如图,已知⊙O是△ABC的外接圆,AC是⊙O的直径,且BD=BC,延长AC到E,且有∠EBC=∠CAB.
(1)求证:BE是⊙O的切线;
(2)若BC=,AD=5,求圆的直径AC及切线BE的长
考点7: 与圆有关的计算
1. 弧长与扇形面积
圆周长
C=2πr
r为圆(扇形)的半径;
n°为弧所对的圆心角的度数;
l是扇形的弧长
扇形弧长
l=
圆面积
S=πr2
扇形面积
S扇形==lr
2. 圆锥的相关计算
相关
计算
(1)圆锥的侧面展开图是扇形;
(2)圆锥的母线长l为扇形的半径;
(3)圆锥底面圆的周长2πr为扇形的弧长;
(4)圆锥的高为h,则r2+h2=l2;
(5)圆锥的底面圆周长:C=2πr;
(6)圆锥的底面圆面积:S=πr2;
(7)圆锥的侧面积:S=πrl
r为底面圆半径
l为圆锥的母线长
3. 正多边形与圆
名称
公式
图例
中心角
正n边形的每个中心角θ为
R:半径 r:边心距
a:边长 θ:中心角
边心距
正n边形的边心距r=
周长
正n边形的周长l=na
面积
正n边形的面积S=rl(l为正n边形的周长)
练习4.
1. 我国魏晋时期的数学家刘徽首创“割圆术”:通过圆内接正多边形割圆,边数越多割得越细,正多边形的周长就越接近圆的周长.如图,由圆内接正六边形可算出π≈3.若利用圆内接正十二边形来计算圆周率,则圆周率π约为( )
A.12sin30°
B.12cos30°
C.12sin15°
D.12cos15°
2. 如图,在△ABC中,AB=AC=12cm,∠BAC=50°,以AB为直径作半圆,交BC于点D,交AC于点E,则弧DE的长为( )cm.
A.π B.π C.π D.2π
3. 如图,直角三角板30°角的顶点A落在直径为6的⊙O上,两边与⊙O分别交于B、C两点,则劣弧BC的弧长为( )
A.π B.2π C.π D. 3π
4. 如图,圆锥的侧面展开图是一个圆心角为72°的扇形,若扇形的半径l是5,则该圆锥的体积是( )
A.π B.π C.2π D.π
5. 如图,点P1~P8是⊙O的八等分点.若△P1 P3 P7,四边形 P3 P4 P6 P7的周长分别为a,b,则下列正确的是( )
A.a<b B.a=b C.a>b D. a,b大小无法比较
6. 如图,圆锥的母线AB与底面半径OB的夹角为α,tanα=,则圆锥侧面展开扇形的圆心角是 °.
7. 如图,等腰直角三角形ABC中,∠A=90°,BC=4.分别以点B、点C为圆心,线段BC长的一半为半径作圆弧,交AB、BC、AC于点D、E、F,则图中阴影部分的面积为 .
8. 如图,从一块半径为1m的圆形铁皮上剪出一个圆周角为120°的扇形ABC,如果将剪下来的扇形围成一个圆锥,则该圆锥的底面圆的半径为 m.
9. 如图,在矩形ABCD中,BC=AB,O为BC中点,OE=AB=4,则扇形EOF的面积为 .
10. 在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4.把它沿AC所在直线旋转一周,所得几何体的全面积为 .
11. 如图,在平面直角坐标系xOy中,点A(-2,0),B(0,2),所在圆的圆心为O.将向右平移5个单位,得到(点A平移后的对应点为C).
(1)点D的坐标是___________,所在圆的圆心坐标是___________;
(2)在图中画出,并连接AC,BD;
(3)求由,BD,DC,CA首尾依次相接所围成的封闭图形的周长.(结果保留π)
12. 综合与实践
【主题】滤纸与漏斗
【素材】如图1所示:
①一张直径为10cm的圆形滤纸;
②一只漏斗口直径与母线均为7cm的圆锥形过滤漏斗.
【实践操作】
步骤1:取一张滤纸;
步骤2:按如图2所示步骤折叠好滤纸;
步骤3:将其中一层撑开,围成圆锥形;
步骤4:将围成圆锥形的滤纸放入如图1所示漏斗中.
【实践探索】
(1)滤纸是否能紧贴此漏斗内壁(忽略漏斗管口处)?用你所学的数学知识说明.
(2)当滤纸紧贴漏斗内壁时,求滤纸围成圆锥形的体积.(结果保留π)
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