内容正文:
圆的基本性质
圆的基本性质
圆的有关概念及性质
圆的基本性质
圆的有关概念及性质
圆的基本性质
垂径
定理
及其
推论
注意:
(1)推论3中,由前两个得后三个时,被平分的弦不是直径;
(2)等弧指能完全重合的弧,其度数一定相同,但度数相同的弧不一定是等弧;
(3)在与垂径定理有关的计算中,一般是将半径、半弦、弦心距结合构造直角三角形,利用勾股定理求解.
圆周角定理及其推论和圆内
接四边形的性质
圆的基本性质
典例1
已知☉O的直径为10 cm,AB,CD是☉O的两条弦,AB∥CD,AB=8 cm,CD=6 cm,则AB与CD之间的距离为 cm.
【答案】 1或7
【解析】 本题考查垂径定理、勾股定理.分两种情况考虑:当两条弦位于圆心O同侧时,如图1所示,过点O作OE⊥CD,交CD于点E,交AB于点F,连接OA,OC.∵AB∥CD,∴OE⊥AB,∴E,F分别为CD,AB的中点,∴CE=DE=CD=×6=3(cm),AF=BF=AB=×8=4 (cm).在Rt△AOF中,OA=5 cm,AF=4 cm,根据勾股定理,得OF=3 cm,在Rt△COE中,OC=5 cm,CE=3 cm,根据勾股定理得OE=4 cm,则EF=OE-OF=4-3=1(cm);当两条弦位于圆心O两侧时,如图2所示,同理可得EF=4+3=7(cm).综上,弦AB与CD的距离为1 cm或7 cm.
典例2
如图,在△ABC中,AC=BC,D是AB上一点,☉O经过点A,C,D,交BC于点E,过点D作DF∥BC,交☉O于点F.求证:
(1)四边形DBCF是平行四边形;
(2)AF=EF.
【答案】 证明:(1)∵AC=BC,∴∠BAC=∠B.∵DF∥BC,∴∠ADF=∠B.∵∠BAC=∠CFD,∴∠ADF=∠CFD,∴BD∥CF.又∵DF∥BC,∴四边形DBCF是平行四边形.
(2)如题图,连接AE.∵∠ADF=∠B,∠ADF=∠AEF,∴∠AEF=∠B.∵四边形AECF是☉O的内接四边形,∴∠ECF+∠EAF=180°.∵BD∥CF,∴∠ECF+∠B=180°,∴∠EAF=∠B,∴∠AEF=∠EAF,∴AF=EF.
【解析】 本题考查等腰三角形的判定与性质、平行线的判定与性质、平行四边形的判定、圆周角的性质、圆内接四边形的性质.(1)根据等边对等角,结合平行线的性质进行代换,可证BD∥CF,从而判定四边形DBCF是平行四边形.(2)连接AE,根据平行线的性质和圆周角的性质证明∠AEF=∠B,结合圆内接四边形的对角互补,再由平行线的性质得∠AEF=∠EAF,从而证明AF=EF.
1.(2024·淮北模拟)下列语句中不正确的有( )
①相等的圆心角所对的弧相等;②平分弦的直径垂直于弦;③圆是轴对称图形,任何一条直径都是它的对称轴;④半圆是弧.
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
C
2.(2024·长沙)如图,在☉O中,弦AB的长为8,圆心O到AB的距离OE=4,则☉O的半径长为( )
A.4 B.4
C.5 D.5
B
第3题图
3.(2024·通辽)如图,圆形拱门最下端AB在地面上,D为AB的中点,C为拱门最高点,线段CD经过拱门所在圆的圆心,若AB=1 m,CD=2.5 m,则拱门所在圆的半径为( )
A.1.25 m B.1.3 m
C.1.4 m D.1.45 m
B
第4题图
4.(2024·常州)如图,AB是☉O的直径,CD是☉O的弦,连接AD,BC,BD.若∠BCD=20°,则∠ABD= °.
70
第5题图
5.(2024·长春)如图,AB是半圆的直径,AC是一条弦,D是的中点,DE⊥AB于点E,交AC于点F,DB交AC于点G,连接AD.
给出下面四个结论:
①∠ABD=∠DAC;
②AF=FG;
③当DG=2,GB=3时,FG=;
④当=2,AB=6时,△DFG的面积是 .
其中正确结论的序号有 .
①②③
第6题图
6.沈括的《梦溪笔谈》是中国古代科技史上的杰作,其中收录了计算圆弧长度的“会圆术”,如图,是以O为圆心,OA为半径的圆弧,C是弦AB的中点,D在上,CD⊥AB.“会圆术”给出长l的近似值s的计算公式:s=AB+.当OA=2,∠AOB=90°时,|l-s|= .(结果保留一位小数)
0.1
7.(2024·江西抚州校级模拟)某育花苗圃的木制大门上面一部分是半圆形,下面一部分是长方形.现有一辆装满货物的小货车要从该木制大门(大门相关尺寸如图所示)开进该苗圃,车高2.5 m,宽1.6 m.问:这辆小货车能否通过该苗圃的木制大门?
解:∵车宽1.6 m,1.6<2,∴要判断小货车能否通过,只要比较距大门中轴线0.8 m处的门高与车高即可.如图,过点O作OP⊥EF于点P,在PF上取点H,使得PH=0.8 m,过点H作HM⊥AB于点D,交半圆AB于点M.易知DH=OP=2.3 m,OM=OB=1 m,OD=PH=0.8 m.在Rt△OMD中,由勾股定理可得,MD==0.6(m),∴MH=MD+DH=0.6+2.3=2.9(m).∵2.9>2.5,
∴这辆小货车能通过该苗圃的木制大门.
考点1 圆周角定理及其推论
1.(2023·安徽)已知四边形ABCD内接于☉O,对角线BD是☉O的直径.
(1)如图1,连接OA,CA,若OA⊥BD,求证:CA平分∠BCD;
(2)如图2,E为☉O内一点,满足AE⊥BC,CE⊥AB.若BD=3,AE=3,求弦BC的长.
(1)证明:∵OA⊥BD,且OB=OD,∴AO垂直平分BD,∴AB=AD,∴∠ABD=∠ADB.∵∠ACD=∠ABD,∠ADB=∠ACB,∴∠ACD=∠ACB,∴CA平分∠BCD.
(2)解:如图,延长AE交BC于M,延长CE交AB于N.∵AE⊥BC,CE⊥AB,∴∠AMB=∠CNB=90°.∵BD是☉O的直径,∴∠BAD=∠BCD=90°,∴∠BAD=∠CNB,∠BCD=∠AMB,∴AD∥NC,CD∥AM,∴四边形AECD是平行四边形,∴AE=CD=3,∴BC==3.
2.(2021·安徽)如图,圆O的半径为1,△ABC内接于圆O.若∠A=60°,∠B=75°,则AB= .
第2题图
3.(2019·安徽)如图,△ABC内接于☉O,∠CAB=30°,∠CBA=45°,CD⊥AB于点D,若☉O的半径为2,则CD的长为 .
第3题图
考点2 垂径定理及其推论
4.(2022·安徽)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=( )
A. B.4 C. D.5
D
5.(2021·安徽)如图,圆O中两条互相垂直的弦AB,CD交于点E.
(1)M是CD的中点,OM=3,CD=12,求圆O的半径长;
(2)点F在CD上,且CE=EF,求证:AF⊥BD.
(1)解:如图,连接OC,OD.
∵M是CD的中点且CD=12,
∴CM=DM=6且OM⊥DM.
在Rt△OMD中,
由勾股定理得OD==3,
故圆O的半径长为3.
(2)证明:如图,连接AC,延长AF交BD于点N.
在△AEC与△AEF中,
∵AE=AE,∠AEC=∠AEF,EC=EF,∴△AEC≌△AEF,∴∠EAC=∠EAF.
又∵∠BAC=∠BDC,
∴∠AND=∠BAN+∠ABN=∠CDB+∠ABD=90°,∴AF⊥BD.
6.(2020·安徽)已知点A,B,C在☉O上,则下列命题为真命题的是( )
A.若半径OB平分弦AC,则四边形OABC是平行四边形
B.若四边形OABC是平行四边形,则∠ABC=120°
C.若∠ABC=120°,则弦AC平分半径OB
D.若弦AC平分半径OB,则半径OB平分弦AC
B
7.(2018·安徽)如图,☉O为锐角△ABC的外接圆,半径为5.
(1)用尺规作图作出∠BAC的平分线,并标出它与劣弧BC的交点E(保留作图痕迹,不写作法);
(2)若(1)中的点E到弦BC的距离为3,求弦CE的长.
解:(1)如图1所示.
(2)连接OE,OC,EC,如图2,由(1)知AE为∠BAC的角平分线,∴∠BAE=∠CAE,∴,根据垂径定理知OE⊥BC,则DE=3.∵OE=OC=5,∴OD=OE-DE=2.在Rt△ODC中,DC=,
在Rt△DEC中,CE=
.∴弦CE的长为.
【变式训练】
如图,以AB为直径的☉O经过△ABC的顶点C,AE,BE分别平分∠BAC和∠ABC,AE的延长线交☉O于点D,连接BD.
(1)判断△BDE的形状,并证明你的结论;
(2)若AB=10,BE=2,求BC的长.
(1)△BDE为等腰直角三角形.证明:∵AE平分∠BAC,BE平分∠ABC,∴∠BAE=∠CAD=∠CBD,∠ABE=∠EBC.∵∠BED=∠BAE+∠ABE,∠DBE=∠DBC+∠CBE,∴∠BED=∠DBE,∴BD=ED.∵AB为☉O的直径,∴∠ADB=90°,∴△BDE是等腰直角三角形.
(2)解:如图,连接OC,CD,OD,OD交BC于点F.
∵∠DBC=∠CAD=∠BAD=∠BCD,∴BD=CD.
∵OB=OC,∴OD垂直平分BC.
∵△BDE是等腰直角三角形,BE=2,∴BD=2.
∵AB=10,∴OB=OD=5.设OF=t,则DF=5-t.在Rt△BOF和Rt△BDF中,52-t2=-(5-t)2,解得t=3,∴BF=4,∴BC=2BF=8.
第1题图
考点1 圆的有关性质
1.(2024·台湾)如图,皆为半圆,相交于E点,其中A,B,C,D在同一直线上,且B为AC的中点.若=58°,则的度数为( )
A.58° B.60°
C.62° D.64°
D
第2题图
2.(2024·泰安)如图,AB是☉O的直径,C,D是☉O上两点,BA平分∠CBD,若∠AOD=50°,则∠A的度数为( )
A.65° B.55°
C.50° D.75°
A
第3题图
考点2 垂径定理及其推论
3.(2024·新疆)如图,AB是☉O的直径,CD是☉O的弦,AB⊥CD,垂足为E.若CD=8,OD=5,则BE的长为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
B
第4题图
4.(2024·凉山州)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
C
第5题图
5.(2024·北京)如图,☉O的直径AB平分弦CD(不是直径).若∠D=35°,则∠C= °.
55
第6题图
考点3 圆周角定理和圆内接四边形
6.(2024·赤峰)如图,AD是☉O的直径,AB是☉O的弦,半径OC⊥AB,连接CD,交OB于点E,∠BOC=42°,则∠OED的度数是( )
A.61° B.63°
C.65° D.67°
B
第7题图
7.(2024·湖南)如图,AB,AC为☉O的两条弦,连接OB,OC.若∠A=45°,则∠BOC的度数为( )
A.60° B.75°
C.90° D.135°
C
第8题图
8.(2024·湖北)AB为半圆O的直径,点C为半圆上一点,且∠CAB=50°.①以点B为圆心,适当长为半径作弧,交AB,BC于D,E;②分别以D,E为圆心,大于DE为半径作弧,两弧交于点P;③作射线BP.则∠ABP=( )
A.40° B.25°
C.20° D.15°
C
第9题图
9.(2024·重庆B卷)如图,AB是☉O的弦,OC⊥AB交☉O于点C,点D是☉O上一点,连接BD,CD.若∠D=28°,则∠OAB的度数为( )
A.28° B.34°
C.56° D.62°
B
第10题图
10.(2024·连云港)如图,AB是圆的直径,∠1,∠2,∠3,∠4的顶点均在AB上方的圆弧上,∠1,∠4的一边分别经过点A,B,则∠1+∠2+∠3+∠4= °.
90
第11题图
11.(2024·南充)如图,AB是☉O的直径,位于AB两侧的点C,D均在☉O上,∠BOC=30°,则∠ADC= °.
75
12.(2024·江西)如图,AB是☉O的直径,AB=2,点C在线段AB上运动,过点C的弦DE⊥AB.将沿DE翻折交直线AB于点F,当DE的长为正整数时,线段FB的长为
.
第12题图
2-或2
13.(2024·浙江)如图,在圆内接四边形ABCD中,AD<AC,∠ADC<∠BAD,延长AD至点E,使AE=AC,延长 BA 至点F,连接EF,使∠AFE=∠ADC.
(1)若∠AFE=60°,CD为直径,求∠ABD的度数.
(2)求证:①EF∥BC;②EF=BD.
(1)解:CD为直径,∴∠CAD=90°,∵∠AFE=∠ADC=60°,∠ACD=90°-60°=30°,∴∠ABD=∠ACD=30°.
(2)证明:①如图,延长AB至M,∵四边形ABCD是圆内接四边形,∠CBM=∠ADC.又∵∠AFE=∠ADC,
∴∠AFE=∠CBM,∴EF∥BC.
②过点D作DG∥BC交☉O于点G,连接AG,CG.∵DG∥BC,∴∠BCD=∠CDG,,∴BD=CG.四边形ACGD是圆内接四边形,∴∠GDE=∠ACG.∵EF∥DG,∴∠DEF=∠GDE,∴∠DEF=∠ACG.∵∠AFE=∠ADC,∠ADC=∠AGC,∴∠AFE=∠AGC.∵AE=AC,∴△AEF≌△ACG(AAS),∴EF=CG,∴EF=BD.
14.(2024·新疆)如图,在☉O中,AB是☉O的直径.弦CD交AB于点E,.
(1)求证:△ACD∽△ECB;
(2)若AC=3,BC=1,求CE的长.
(1)证明:,∴∠ACD=∠BCD.∵∠ADC和∠ABC都是所对的圆周角,∴∠ADC=∠ABC,∴△ACD∽△ECB.
(2)解:∵AB是☉O的直径,∴∠ACB=90°,由(1)知∠ACD=∠BCD=45°,∴CD平分∠ACB,AD=BD.过点D作DM⊥AC交AC于点M,作DN⊥CB交CB的延长线于点N,∴DM=DN,在Rt△ADM和Rt△BDN中,AD=BD,DM=DN,∴Rt△ADM≌Rt△BDN,∴AM=BN.在Rt△CDM和Rt△CDN中,CD=CD,DM=DN,∴Rt△CDM≌Rt△CDN,∴CM=CN.设AM=BN=x.∵AC=3,BC=1,∴3-x=1+x,解得x=1,∴CM=CN=2.∵∠ACD=45°,∴CD=2.∵△ACD∽△ECB,∴.
∵AC=3,BC=1,CD=2,∴CE=.
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