内容正文:
期末复习03圆期末冲刺通关必备讲义
1.掌握圆的核心概念(定义、弦、弧、圆心角等),能准确辨析;
2.会用 d 与 r 的关系判断点与圆的位置;
3.掌握垂径定理、圆心角 - 弧 - 弦关系定理,能运用定理计算(弦长、半径等)和证明;
4.规避易错点,形成规范解题思路。
期末必备
知识点梳理
1.圆的定义
2.圆的相关概念
3.点与圆的位置关系
4.园的对称性特征
5.垂径定理及推论
6.圆心角.弧.弦的关系定理
7.易错点总结
8.解题方法及技巧
常考题型
精讲精炼
1.圆的核心基本概念
2,圆的周长和面积计算
3.点与圆的位置关系判定
4.由点圆位置关系反推半径
5.点到圆上点的最值分析
6.垂径定理的数值计算应用
7.垂径定理的推论拓展
8.垂径定理的实际场景应用
9.弧.弦.圆心角的关系计算
10.弧.弦.圆心角的关系证明
期末备考
强化通关
压轴(18)
【知识点01.圆的定义】
圆的定义(两种表述)
1.描述性定义: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 所形成的图形叫做圆。固定的端点 O 叫做圆心,线段 OA 叫做半径。
2.集合性定义:圆是平面内到定点(圆心)的距离等于定长(半径)的所有点的集合。
*强调:圆指的是 “圆周”(曲线),而非 “圆面”;定点为圆心,定长为半径,圆心确定圆的位置,半径确定圆的大小。
【知识点02.圆的相关概念】
概念
定义
注意事项
弦
连接圆上任意两点的线段
直径是最长的弦(直径过圆心);弦不一定是直径
直径
经过圆心的弦
直径 = 2× 半径(d = 2r)
弧
圆上任意两点间的部分
弧用符号 “⌒” 表示,如弧 AB 记作
劣弧
小于半圆的弧
用两个字母表示(如)
优弧
大于半圆的弧
用三个字母表示(如,C 为弧上任意一点)
半圆
圆的任意一条直径的两个端点分圆成的两条弧
半圆既不是劣弧也不是优弧
圆心角
顶点在圆心,两边都与圆相交的角
圆心角的度数等于它所对弧的度数
同心圆
圆心相同,半径不同的两个圆
位置相同,大小不同
等圆
能够重合的两个圆(半径相等)
半径相等的圆是等圆,等圆的半径相等
等弧
在同圆或等圆中,能够互相重合的弧
等弧的长度相等且所对圆心角相等;长度相等的弧不一定是等弧(需同圆 / 等圆)
【知识点03.点与圆的位置关系】
设⊙O 的半径为 r,点 P 到圆心 O 的距离为 d,则:
*点 P 在圆内 ⇔ d < r
*点 P 在圆上 ⇔ d = r
*点 P 在圆外 ⇔ d > r
【知识点04.垂径定理及推论】
(1)垂径定理
垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧。
符号语言:在⊙O 中,直径 CD ⊥ 弦 AB 于点 E,
则:① AE = BE(平分弦);
②=(平分劣弧);
③=(平分优弧)。
条件拆解:① 直径(过圆心的直线 / 线段);② 垂直于弦 → 结论:平分弦、平分弦所对的两条弧。
(2)垂径定理的推论(“知二推三”)
在圆中,对于一条直线和一条弦,若满足以下五个条件中的任意两个,即可推出另外三个:
1 过圆心(直线为直径 / 半径所在直线);
2 垂直于弦;
3 平分弦(非直径的弦);
4 平分弦所对的劣弧;
5 平分弦所对的优弧。
注意:若条件③为 “平分弦”,则弦不能是直径(因为任意两条直径互相平分,但不一定垂直)。
(3)垂径定理的应用技巧
*辅助线:过圆心作弦的垂线(构造直角三角形),垂足为弦的中点;
*公式:设圆的半径为 r,弦长为 l,弦心距(圆心到弦的距离)为 d,则 ()2+d2=r2(勾股定理的应用,核心公式)。
【知识点05.圆心角.弧.弦的关系定理】
(1)基本定理
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。
符号语言:在⊙O 中,若∠AOB = ∠COD,则 =,AB = CD。
(2)推论(“知一推二”)
在同圆或等圆中,两个圆心角、两条弧、两条弦中只要有一组量相等,其余各组量都分别相等。
*即:① ∠AOB = ∠COD ⇔ ② =⇔ ③ AB = CD(同圆 / 等圆中)。
*注意:必须强调 “同圆或等圆”,否则结论不成立(如大圆的小圆心角可能对应弧长大于小圆的大圆心角对应弧长)。
【知识点06.易错点总结】
1.混淆 “圆”(圆周)与 “圆面” 的概念,误认为圆包括内部区域;
2.垂径定理推论中忽略 “弦非直径” 的条件,认为 “平分弦的直径垂直于弦” 恒成立;
3.应用圆心角、弧、弦的关系时,忘记 “同圆或等圆” 的前提;
4.计算弦长时,未作弦心距辅助线,不会利用勾股定理;
5.优弧的表示方法错误(仅用两个字母)。
【知识点07.解题方法与及技巧】
1.概念类题目:紧扣定义,逐一排除错误选项(重点关注 “同圆 / 等圆”“非直径弦” 等限定条件);
2.计算类题目(弦长、半径、弦心距):
*核心步骤:作弦心距→利用垂径定理得弦的一半→结合勾股定理计算;
*公式:()2+弦心距2=半径2;
3.证明类题目(弧、弦、圆心角相等):
*先确认 “同圆 / 等圆” 前提→找到已知相等的量→利用 “知一推二” 结论证明。
【题型1.圆的核心基本概念】
【典例】已知是半径为4的圆内的一条弦,则的长不可能是( )
A.9 B.8 C.7 D.6
【答案】A
【分析】本题考查了圆的认识,基本概念,掌握“圆中最长的弦是直径”是解题的关键.根据圆内弦的性质,弦的长度不超过直径,直径为8,因此的长度不能大于8.
【详解】解:由题意知,该圆的直径为8,
圆中最长的弦为直径,
,
选项A中,故的长不可能为9,符合题意,
故选:A.
【跟踪专练1】如图,是的直径,点,在上,且点,在的异侧,连接,,.若,且,则的度数为 .
【答案】
【分析】本题考查平行线的性质,同圆半径相等,等边对等角,三角形的内角和定理,解题的关键是熟练掌握相关性质和定理.由平行线的性质,可得的度数,从而可得的度数,根据三角形的内角和定理计算可得的度数,再根据平角的定义即可得出.
【详解】解:∵,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵是的直径,
∴,
故答案为:
【跟踪专练2】下列说法正确的是( )
A.无论过圆内哪一点,只能作一条直径
B.直径是弦,弦是直径
C.半圆是轴对称图形
D.长度相等的两条弧是等弧
【答案】C
【分析】本题考查圆的基本概念,包括直径、弦、半圆和等弧的定义和性质,利用圆的有关性质分别判断后及可确定正确的选项.
【详解】解:A、过圆心的点可作无数条直径,过非圆心的点不能作直径,故A错误;
B、 直径是经过圆心的弦,但弦不一定是直径,故B错误;
C、半圆是轴对称图形,其对称轴是垂直于其直径的半径所在的直线,是轴对称图形,故C正确;
D、 等弧需在同圆或等圆中长度相等且重合,仅长度相等不一定等弧,故D错误;
故选:C.
【题型2.圆的周长和面积计算】
【典例】一个圆的周长是,另一个圆半径是这个圆的半径的一半,则另一个圆的面积是 (取).
【答案】
【分析】本题考查了圆的周长和圆的面积,先根据一个圆的周长是,求出另一个圆的半径,再结合圆面积公式进行列式计算,即可作答.
【详解】解:依题意,,
∵另一个圆半径是这个圆的半径的一半,
∴,
∴另一个圆的面积是,
故答案为:.
【跟踪专练1】如图,在中,,弦的长为3,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了等边三角形的判定与性质,圆的面积公式,证明为等边三角形得出,再由圆的面积公式计算即可得解.
【详解】解:∵,,
∴为等边三角形,
∴,
∴的面积为,
故选:D.
【跟踪专练2】如图是由10个半径相同的圆组合而成的烟花横截面,点A、B、C分别是三个角上的圆的圆心,且三角形为等边三角形,若圆的半径为,组合烟花的高为,则组合烟花侧面包装纸的面积至少需要(接缝面积不计) .(取3)
【答案】960
【分析】本题考查了圆的周长、等边三角形的性质,先根据圆和等边三角形的相关知识点求出烟花的截面周长,结合组合烟花的高为,计算即可得解,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
【详解】解:如图:
由题意可得:等边三角形的边长,
∴等边的周长是,
∵圆的周长,
∴烟花的截面周长,
∴组合烟花侧面包装纸的面积.
故答案为:960.
【题型3.点与圆的位置关系判定】
【典例】的半径为,点M到圆心O的距离,则点M与的位置关系为( )
A.点M在圆上 B.点M在圆外 C.点M在圆内 D.无法确定
【答案】B
【分析】本题考查点与圆的位置关系,掌握知识点是解题的关键.
根据点与圆的位置关系,比较点到圆心的距离与半径的大小即可判断.
【详解】解:的半径为,点M到圆心O的距离,
∴,
∴点M在圆外.
故选B.
【跟踪专练1】已知的直径是6,点到圆心的距离为方程的一个根,则点在的 (填“内部”、“外部”、“上”)
【答案】外部
【分析】本题考查了解一元二次方程,点与圆的位置关系的应用,注意:已知圆的半径为,点到圆心的距离是,①当时,点在内,②当时,点在上,③当时,点在外.先解一元二次方程,根据点与圆的位置关系求解即可.
【详解】解:
解得或(舍),
∵点到圆心的距离为方程的一个根
∴,
∵的直径是6,
∴半径为,
∴,
∴点在的外部,
故答案为:外部.
【跟踪专练2】如图,在的正方形网格中,一条圆弧经过A,B,C三点,那么点D与这条圆弧所在圆的位置关系是( )
A.在圆内 B.在圆上 C.在圆外 D.在圆内或圆上
【答案】A
【分析】因为圆心到A,B,C三点距离相等,所以圆心在的垂直平分线上,根据图形作线段和的垂直平分线,两线的交点即为圆心,比较半径和的长度即可得出结论.
【详解】解:∵圆心到A,B,C三点距离相等,
∴圆心在的垂直平分线上,
故如图线段的垂直平分线和线段的垂直平分线的交点.
即为圆心,
则,
,
∵,
,
点在这条圆弧所在圆的圆内.
故选:A.
【点睛】本题考查了垂直平分线,点和圆的位置关系,实数的比较大小,勾股定理,数形结合是解答此题的关键.
【题型4.由点圆位置关系反推半径】
【典例】已知的半径为5,点P在上,则的长为 .
【答案】5
【分析】本题考查了半径的定义,根据“圆上的点到圆心的距离等于半径”,即可解答.
【详解】解:∵的半径为5,点P在上,
∴,
故答案为:5.
【跟踪专练1】如图,在矩形中,,,若以顶点A为圆心、r为半径作圆,若点B、C、D只有一点在圆内,则r的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了点与圆的位置关系,解题的关键是明确半径的大小与位置的关系.
根据题意,则只有B点在圆内才满足条件,根据点与圆的位置关系求解即可.
【详解】解:连接,
在中,,
若以顶点A为圆心、r为半径作圆,若点B、C、D三点,只有一点在圆内,
则只有B点在圆内才满足条件,
∴,
故选:B.
【跟踪专练2】一个点到圆上的最小距离为,最大距离为,则圆的半径为 .
【答案】或
【分析】本题主要考查了点与圆的位置关系,注意到分两种情况进行讨论是解决本题的关键.点应分为位于圆的内部和外部两种情况讨论:①当点在圆内时,直径最小距离最大距离;②当点在圆外时,直径最大距离最小距离.
【详解】解:分为两种情况:
①当点在圆内时,如图1,
点到圆上的最小距离,最大距离,
直径,
半径为;
②当点在圆外时,如图2,
点到圆上的最小距离,最大距离,
直径,
半径为,
综上所述,圆的半径为或,
故答案为:或.
【题型5.点到圆上点的最值分析】
【典例】已知一个点到圆上的点的最大距离是,最小距离是,则这个圆的半径是( ).
A. B. C.或 D.不能确定
【答案】C
【分析】本题考查点与圆的位置关系,根据点在圆内还是圆外分类讨论是解题关键.
设这个点到圆心距离为,圆的半径为.当这个点在圆外时,其到圆上一点的最小距离为,最大距离为;当这个点在圆内时,其到圆上一点的最小距离为,最大距离为,分别计算出结果即可.
【详解】设圆的半径为 ,点 到圆心 的距离为 .
∵ 点 到圆上点的最大距离为 ,最小距离为 .
情况一:点 在圆外时,
有 ,,
∴ 两式相加:,,
代入 ,得 ;
情况二:点 在圆内时,
有 ,,
∴ 两式相加:,.
故选:C.
【跟踪专练1】如图,为半径为8的的弦,沿弦折叠经过圆心,点P为上一动点,连接,过点F作的垂线,垂足为H,连接,则最小值为 .
【答案】/
【分析】本题考查了圆周角定理,折叠的性质,等腰直角三角形的判定和性质,勾股定理.取的中点,连接,,当点共线时,有最小值,最小值为的长,,是等腰直角三角形,据此求解即可.
【详解】解:取的中点,连接,,
∵为的弦,
∴,
∵沿弦折叠经过圆心,
∴是半径的一半,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴点在以为直径的上,
∴当点共线时,有最小值,最小值为的长,
此时,是等腰直角三角形,
∴,
∴最小值为,
故答案为:.
【跟踪专练2】如图,半径为的圆心的坐标为,点是上任意一点,,与轴分别交于,两点,且,若点,点关于原点对称,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查点与圆的位置关系、直角三角形斜边的中线等于斜边的一半,连接交延长,交于点,过点作,利用勾股定理可以求出 ,根据直角三角形斜边的中线等于斜边的一半,可知,当点、、共线时有最大值,最大值是,所以的最大值是.
【详解】解:如下图所示,连接并延长,交于点,过点作,
点的坐标为,
,,
,
点,点关于原点对称,
,
,
,
,
当最大时最大,
当点、、共线时有最大值,
的半径为,
的最大值是,
的最大值是.
故选:B.
【题型6.垂径定理的数值计算应用】
【典例】如图,是的两条弦,,垂足为D,若的直径为5,,则的长为( )
A. B. C.4 D.5
【答案】C
【分析】本题考查了垂径定理和勾股定理等知识,熟练掌握垂径定理,由勾股定理求出的长是解此题的关键.由垂径定理求出,再由勾股定理求出,即可求解.
【详解】解:连接,如图所示:
∵,
∴,,
∵的直径为5,
∴,
∴,
∴.
故选:C.
【跟踪专练1】半径为圆内的两条平行弦分别为和长,则两条平行弦之间距离是 .
【答案】或
【分析】本题考查了垂径定理,勾股定理,根据题意可得两条平行弦的位置关系分为当和在的两旁时,当和在的同旁时两种情况,分别画出图形即可求解,掌握知识点的应用是解题的关键
【详解】解:如图,当和在的两旁时,过作于,交于N,连接,,
∵,
∴,
∴,,
∵,
∴,,
∴;
如图,当和在的同旁时,
同理可得:;
故答案为:或.
【跟踪专练2】如图,是的直径,弦交于点,,,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了勾股定理,含30度角的直角三角形的性质,垂径定理,掌握以上定理是解题的关键.
过点O作,连接,根据已知条件求得,,根据含30度角的直角三角形的性质即可求得,根据勾股定理即可求得,根据垂径定理即可得出答案.
【详解】解:过点O作,连接,
∵是的直径,,,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
在中
,
∵,
∴,
故选:C.
【题型7.垂径定理的推论拓展】
【典例】如图,在平面直角坐标系中,点,,都在格点上,过,,三点作一圆弧,则圆心的坐标是 .
【答案】
【分析】本题考查垂径定理的应用,解答此题的关键是熟知垂径定理,即“垂直于弦的直径平分弦”.
根据垂径定理的推论:弦的垂直平分线必过圆心,可以作弦和的垂直平分线,交点即为圆心.
【详解】解:根据垂径定理的推论:弦的垂直平分线必过圆心,
可以作弦和的垂直平分线,交点即为圆心.
如图所示,则圆心是.
故答案为:.
【跟踪专练1】如图,是的直径,点在上,,垂足为,,点是上的动点(不与重合),点为的中点,若在运动过程中的最大值为4,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了四点共圆,垂径定理的推论,勾股定理,由垂径定理的推论可得,则可证明点,,,在以为直径的圆上,则的最大值为的长,据此求出,再利用勾股定理求解即可.
【详解】解:如图,
连接,,
点是的中点,
,
,
,
,
,
点,,,在以为直径的圆上,
,
∵,
∴,
在中,根据勾股定理得,
故选A.
【跟踪专练2】如图,为的直径,点D是弧的中点,过点D作于点E,延长交于点F,若,则的直径长为 .
【答案】15
【分析】本题考查了垂径定理及其推论,弧、弦的关系,勾股定理,根据题意可知,,从而得到,,得,得到,得,设圆的半径为R,连接,根据勾股定理,得到,计算的值即可.
【详解】解:点D是弧的中点,
,
为的直径,,
,
,,
,
,
,
设圆的半径为R,连接,
根据勾股定理,得到,
解得,
故答案为:15.
【题型8.垂径定理的实际场景应用】
【典例】一条排水管的截面如图所示,已知排水管的截面半径,截面圆圆心为,当水面宽时,水位高为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了垂径定理和勾股定理的应用,解题的关键是掌握垂径定理.由垂径定理可得,根据勾股定理求出,即可求解.
【详解】解:,,
,
,
,
水位高为,
故选:B.
【跟踪专练1】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,,连接,作的垂直平分线交于点,交于点,测出,,则圆形工件的半径为 .
【答案】10
【分析】本题考查垂径定理,找出正确的圆心是解决本题的关键.
连接,设圆的半径为,在中,利用勾股定理进行求解即可.
【详解】解:由题意得,圆心在所在直线上,连接,设圆的半径为,
∴,,,
在中,,
解得,
圆形工件的半径为.
故答案为:.
【跟踪专练2】图1是一个球形灯罩,图2是球形灯罩的平面示意图,过顶点的直线经过圆心,且垂直底座于点,点A,B在圆上,都垂直于.已知,,,则灯罩截面所在圆的半径为( )
A.15.5cm B.15.6cm C.15.7cm D.15.8cm
【答案】B
【分析】此题考查了垂径定理、勾股定理等知识,连接交于点,设灯罩截面所在圆的圆心为,连接,设灯罩截面所在圆的半径为,则由勾股定理可得,,据此即可求出答案.
【详解】解:连接交于点,
∵都垂直于.,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,,
∵,
∴于点M,
∴,
∴,
设灯罩截面所在圆的圆心为,连接,
设灯罩截面所在圆的半径为,则
由勾股定理可得,,
即
解得
即灯罩截面所在圆的半径为
故选:B
【题型9.弧.弦.圆心角的关系计算】
【典例】如图,在中,,,则的度数为 .
【答案】/72度
【分析】本题主要考查了弧与弦的关系,等边三角形的性质,三角形内角和定理,熟练掌握同加油或等圆中,等弧所对弦相等解题的关键.由题意得出,然后根据等腰三角形的性质及三角形内角和定理可求解.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∵,
∴;
故答案为:.
【跟踪专练1】下列说法中正确的是( )
直径是弦;长度相等的两条弧是等弧;
相等的圆心角所对的弧相等;平分弦的直径垂直于弦
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了圆的基本概念,弦、弧、圆心角等关系,垂径定理推论,根据圆的基本概念,弦、弧、圆心角等关系,垂径定理推论逐一分析即可,掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】解:∵直径是经过圆心的弦,
∴正确,符合题意;
∵等弧需在同一个圆或等圆中长度相等才成立,
∴错误,不符合题意;
∵相等的圆心角所对的弧相等需在同一个圆或等圆中,
∴错误,不符合题意;
∵平分弦的直径垂直于弦,但弦不能是直径(否则可能不垂直),
∴错误,不符合题意;
故选:.
【跟踪专练2】如图,在中,满足,则下列对弦与弦大小关系表述为 .
【答案】
【分析】本题考查了圆心角、弧、弦的关系:在同圆或等圆中,如果两个圆心角、两条弧、两条弦中有一组量相等,那么它们所对应的其余各组量都分别相等.
如图,取弧的中点,利用得到,则根据圆心角、弧、弦的关系得到,再利用三角形三边的关系得,于是有.
【详解】解:如图,取弧的中点,则,
,
,
,
,
.
故答案为:.
【题型10.弧.弦.圆心角的关系证明】
【典例】如图中,A、B、C均为圆上的点,下列说法:①若,则; ② 若,则;③若,则;④若,则O点到弦的距离相等.其中正确的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【分析】本题主要考查圆心角、弧、弦心距的关系,根据“在同圆或等圆中,如果两个圆心角对应的两条弧、两条弦或两条弦的弦心距中有一组量相等,那么它们对应的其余各组量也相等”进行判断即可 .
【详解】解:∵在同圆或等圆中,如果两个圆心角对应的两条弧、两条弦或两条弦的弦心距中有一组量相等,那么它们对应的其余各组量也相等.
∴①若,则,所以,此说法正确;
②若,则,所以,此说法正确;
③若,则,所以,此说法正确;
④若,则O点到弦的距离相等,所以,此说法正确;
∴说法正确的是①②③④,共4个,
故选:D.
【跟踪专练1】已知,是同圆的两段弧,且,则弦与之间的数量关系为 .(填“>”,“=”,“<”)
【答案】<
【分析】本题主要考查了圆弧与弦的关系,三角形三边的关系.熟练掌握同圆中等弧对等弦,三角形任意两边的和大于第三边,是解决问题的关键.
画图,取的中点E,连接,,根据,,得到,得到,根据,即得.
【详解】如图,取的中点E,连接,,
则,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
故答案为:<.
【跟踪专练2】观察下列选项中的图及相应推理,其中正确的是( )
A.∵,∴
B.∵,∴
C.∵的度数为,∴
D.∵,∴
【答案】B
【分析】本题主要考查了圆的圆心角、弧、弦的相关知识,熟练掌握圆的相关知识是解题的关键.根据圆的圆心角、弧、弦的相关知识逐一分析即可解答.
【详解】解:A、由于两条弧不在同圆或等圆中,则,故A选项错误,不符合题意;
B、在同圆或等圆中,两条弧相等,所对弦相等,故B选项正确,符合题意;
C、弧的度数等于它所对圆心角的度数,则,故C选项错误,不符合题意;
D、因为不是圆心角,则,故D选项错误,不符合题意;
故选:B.
1.下列说法:①长度相等的弧是等弧:②直径是圆中最大的弦;③相等的圆心角所对的弦相等,④平分弦的直径垂直于弦,你认为正确的共有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】B
【分析】本题主要考查了圆的相关性质,解题的关键是掌握圆的相关性质.
本题考查圆的基本性质,包括等弧、弦、圆心角等概念,需要根据圆的性质逐一判断每个说法的正确性.
【详解】解: ① 长度相等的弧必须是同圆或等圆中才称为等弧,故错误;
② 直径是圆中最大的弦,正确;
③ 相等的圆心角所对的弦相等必须在同圆或等圆中才成立,故错误;
④ 平分弦的直径垂直于弦,必须弦不是直径才成立,故错误。
∴ 正确的只有②,共1个,
故选:B.
2.如图,的半径为4,以圆外一点为圆心,半径为画弧,将截成弧长相等的两部分,已知两点之间的距离为,则的值为( )
A. B.16 C.8 D.
【答案】C
【分析】本题考查了圆的有关概念,垂直平分线的定义,勾股定理.由将截成弧长相等的两部分得为直径,根据题意可得,,,则垂直平分,然后根据勾股定理列式计算即可求解.
【详解】解:如图,
∵将截成弧长相等的两部分,
∴为直径,
∴,,,
∴垂直平分,
∴,
∴,
故选:.
3.如图,⊙O中,弦,若于点P,且,则的半径为( )
A.cm B.cm C.5cm D.6cm
【答案】C
【分析】本题考查了圆的弦长性质与勾股定理的应用,解题关键是通过作弦的垂线构造矩形和直角三角形,利用弦长、距离与半径的关系列方程求解.
过圆心作的垂线,利用垂径定理得弦的一半为,结合知四边形为矩形,再通过勾股定理先求弦心距的平方,最终求出圆的半径即可.
【详解】如图:过点O作,连接,
,
,
,
,
四边形是矩形,
,
设,,半径,
在中,由勾股定理得
即 ①,
在中,由勾股定理得
即 ②,
由①②可知 ,
在中,,由勾股定理得
即,
,
,
解得,
,
,
.
故选C.
4.以下是杭州亚运会的会标,其中的水纹我们可以把它抽象为一个圆环的三分之一,已知两圆的半径分别为,,那么亚运会标志的水纹的面积为 .
【答案】
【分析】本题考查了圆环,根据圆环的面积公式计算即可求解,关键是熟练掌握圆环的面积公式.
【详解】解:
.
故亚运会标志的水纹的面积为.
故答案为:.
5.如图,在四边形中,,则的面积的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了圆的定义,三角形的面积,含30度角的直角三角形的性质,过点作于点,以为圆心作为半径的圆,当在的延长线上时,的面积的最大,进而根据三角形的面积公式,即可求解.
【详解】解:如图,过点作于点,以为圆心作为半径的圆,
∵,
∴当在的延长线上时,的高取得最大值,则的面积最大,
∵,
∴,
∴,
∴的面积的最大值为,
故选:D.
6.如图, 在平面直角坐标系中,,,半径为,为上任意一点,是 的中点,则 的最小值是( )
如
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】如图,连接,取的中点,连接,,根据三角形的中位线定理可得,推出点的运动路径是以为圆心半径为的圆.
【详解】解:如图,连接,取的中点,连接,,,
∵是 的中点,半径为,
∴是的中位线,
∴,
∴点的运动路径是以为圆心半径为的圆,
∵,,
∴,
∴,
∵为上任意一点,
∴,当点、、共线时取等号,
此时取得最小值,最小值为,
∵,
∴的最小值为.
故选:B.
【点睛】本题考查点与圆的位置关系,坐标与图形的性质,三角形的中位线定理,两点间距离,三角形三边关系等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,正确寻找点的运动路径.
7.在中,,,,点是以点为圆心,为半径的圆上一点,连接,点为中点,线段长度的最大值为 .
【答案】
【分析】本题考查了点与圆的位置关系,三角形的中位线定理,勾股定理,直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,取的中点,连接,,,由勾股定理得,然后通过直角三角形性质可得,又是的中点,是的中点,则,通过即可求出线段长度的最大值,掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】解:如图,取的中点,连接,,,
∵,,,
∴,
∵点为中点,
∴,
∵是的中点,是的中点,
∴,
∵,
∴,
∴最大值为,
故答案为:.
8.如图,在四边形中,,,,,点为的中点,连接、,则的面积的最小值是 .
【答案】
【分析】本题考查了直角三角形的性质,点和圆的位置关系,勾股定理等,延长相交于点,连接,可得,即得,得到点在以点为圆心,为半径的圆弧上运动,过E点作于,当与圆弧的交点和点重合时,的边上的高最短,此时的面积的最小,再利用直角三角形的性质和勾股定理可求得,即得,最后根据三角形的面积公式计算即可求解,正确作出辅助线并找出点的运动轨迹是解题的关键.
【详解】解:如图,延长相交于点,连接,
∵,,,
∴,
∵点为的中点,
∴,
∴点在以点为圆心,为半径的圆弧上运动,如图所示,
过点作于,当与圆弧的交点和点重合时,的边上的高最短,此时的面积的最小,如图,
∵,
∴,
设,则,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
解得,(不合,舍去),
∴,
∴,
∴的面积的最小值为,
故答案为:.
9.如图,在平面直角坐标系中,已知,,经过点,是上的一动点,将线段绕点B顺时针旋转得到线段,连接,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】将线段绕点B顺时针旋转得到线段,连接,,,由旋转可得,,,再证明,得到,从而得到点C在以点E为圆心,1为半径的圆上运动,当点C运动至的延长线与的交点处时,取得最大值为,当点C运动至与的交点处时,取得最小值为,再根据勾股定理求出的长,即可得出答案.
【详解】解:将线段绕点B顺时针旋转得到线段,连接,,,
∵,经过点,
∴,
∵,
∴,
由旋转可得:,,,
∵,
,
∴,
在和中,
,
∴,
,
∴点C在以点E为圆心,1为半径的圆上运动,
∴当点C运动至的延长线与的交点处时,
取得最大值为,
当点C运动至与的交点处时,
取得最小值为,
在中,,
的取值范围是.
【点睛】本题考查了平面直角坐标,旋转的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,圆的知识,掌握相关知识是解题的关键.
10.如图1,已知是中位于圆心O上下两侧的两条弦,且满足,设弦,,y关于x的函数图象如图2所示,当时,求的长( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查动点的函数图象,垂径定理,勾股定理,连接,作,则,证明,得到,进而得到,根据函数图象得到圆的半径为1,设,得到,利用勾股定理列出方程进行求解即可.
【详解】解:连接,作,则:,,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
由图象可知,当时,,此时为直径,
∴圆的直径为,
∴,
在中,设,则,
由勾股定理,得,
∴,
∴;
故选D.
11.在平面直角坐标系中,的半径为1,若平移d个单位后,使某图形上所有点在内或上,则称d的最小值为对该图形的“最近覆盖距离”.例如,如图,,则对线段的“最近覆盖距离”为3.
(1)对点的“最近覆盖距离”为________________;
(2)点P是函数图象上一点,且对点P的“最近覆盖距离”为2,则点P的坐标为________;
(3)若一次函数的图象上存在点C,使对点C的“最近覆盖距离”为,求k的取值范围;
(4),且,将对线段的“最近覆盖距离”记为d,直接写出d的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
(3)或
(4)
【分析】(1)求出原点到点的距离,再将距离减1即为对该点的“最近覆盖距离”;
(2)设点P的坐标为,根据对点P的“最近覆盖距离”为2可列方程求解;
(3)根据题意可得,一次函数与x轴的交点为,对和的临界状态进行分类讨论;
(4)根据题意可得倾斜角度为,长度为,,对m的取值范围进行分类讨论,列不等式求出d的取值范围.
【详解】(1)解:原点到点的距离为,的半径为1,
“最近覆盖距离”为,
答:.
(2)解:设点,
原点到点的距离为,对点P的“最近覆盖距离”为2,
,
,
解得,,分别代入,
可得点的坐标为或,
答:或.
(3)解:如下图,一次函数分别交x、y轴于E、D点,过O做于点C,考虑临界状态,一次函数上存在点C,使对点C的“最近覆盖距离”为,
时,
中,时,,时,,
,
,,
当时,
,,
,
,
,
设,,
由勾股定理得,
解得,(舍去),
,,
此时,,
经过分析可知,一次函数图像比临界状态更靠近轴时,则存在点C,即.
同理得,当时,,
答:的取值范围为或.
(4)解:根据题意可得,且倾斜角度为,
可在圆上找到两条与之平行且相等的弦,,
当在上或在上,有,
当时,,
即;
当时,,
即;
综上,.
答:的取值范围为.
【点睛】本题主要考查“最近覆盖距离”问题,掌握圆的基本知识,两点间距离公式,一次函数的图像性质,三角形的相似与判定.找到临界状态并分类讨论是解题关键.
12.【概念】在初中数学中,我们学习了“两点间的距离”、“点到直线的距离”、“平行线之间的距离”.距离的本质是“最短”.
给出新定义:为图形上任意一点,为图形上任意一点,如果P、Q两点间的距离有最小值,那么称这个最小值为图形M、N间的“距离”,记作.特别地,若图形M、N有公共点,规定.
【理解】
(1)如图1,过A、B作垂线段分别交直线于点C、D、E、F,则是 的长度.
A.垂线段 B.垂线段 C.垂线段 D.垂线段
(2)如图2,已知线段,请画出同时满足下列2个条件的所有线段.
①线段长为;
②.
注:标注必要的数据;若满足条件的线段是有限的,请画出;若满足条件的线段是无限的,请用阴影表示所在区域.
(3)如图3,已知的圆心为,半径为1.若,请直接写出的取值范围 .
【答案】(1)C
(2)见解析
(3)或或
【分析】本题属于圆综合题,考查了垂线段最短,直线与圆的位置关系,坐标与图形的性质等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题.
(1)根据图形M、N间的“距离”的定义以及垂线段的性质即可解决问题.
(2)满足条件的线段是无限的,所形成的图形为椭圆环.
(3)当到直线的距离为2时,,当到的距离为2时,或,观察图象即可解决问题.
【详解】(1)解:如图1中,
根据垂线段最短可知:的长度,
故选:C.
(2)解:满足条件的线段是无限的,如图2中阴影部分.
(3)解:如图3中,
设直线表达式为,直线与x轴交于点E,与y轴交于点F,把代入,
,
解得:,
则直线表达式为,
当时,,当时,,
,
,
,
当点M在左侧时,作于H,
当的圆心M到直线的距离为2时,即,
,
,
同理,当点M在右侧时,
当到的距离为2时,或.
观察图形可知当或或时,.
故答案为:或或.
13.弦把分成,连接、,过的中点A作,交于B,求的度数.
【答案】
【分析】本题考查了弧、弦、圆心角的关系,垂直平分线的性质,借助辅助线构造等边三角形是解题关键.
连接、、,延长交于点C,利用弦把分成1:3,可计算出,由于,所以,由于点A为的中点,可得垂直平分,根据垂直平分线的性质可判断为等边三角形,则,根据,可求的度数.
【详解】解:如图,连接、、,
∵弦把分成,
∴,
∵,
∴,
∵点A为的中点,
∴点C为的中点,
即垂直平分,
∴,
而,
∴,
∴为等边三角形,
∴,
∴,
∴的度数为.
答:的度数为.
14.【新知引入】定义:如图(1),点M,N把线段分割成和,若以为边的三角形是一个直角三角形,则称点M,N是线段的勾股分割点.
(1)已知点M,N是线段的勾股分割点,若,则___________.
【探究证明】
(2)如图(2),在中,,M,N在线段上,且.求证:点M,N是线段的勾股分割点.
【拓展应用】
(3)如图(3),在中,圆心角,P是上一动点,连接,分别作的垂直平分线,分别交直线于点C,D,已知,当是以为底边的等腰三角形时,请直接写出线段的长.
【答案】(1)或;(2)见解析;(3)或
【分析】(1)分是直角三角形的斜边和直角边两种情况,分运用由勾股分割点的求解即可;
(2)将绕点逆时针旋转得到,连接,证明,得到,在中,,即,即可得到点,是线段的勾股分割点;
(3)分点P在上方和下方两种情况讨论,连接,当点P在上方,根据题意易得都是等腰三角形,同理(2)可证点C,D是线段的勾股分割点,得到,证明,推出,设,则,利用勾股定理即可建立一元二次方程求解即可,点P在下方,同理求解即可.
【详解】(1)解:∵点,是线段的勾股分割点,
∴分两种情况:
当为斜边时,.
当为斜边时,.
∴或;
故答案为:或;
(2)证明:,
,
将绕点逆时针旋转得到,连接,则,,,.
∵,,
∴,即,
∴.
又∵,
∴,
∴.
∵,
∴在中,,即,
∴点,是线段的勾股分割点.
(3)解:如图,当点P在上方时,连接,
∵点在上,
∴是的内接三角形,
∴分别在的垂直平分线上,
∵,
∴都是等腰三角形,
∴,
∵是以为底边的等腰三角形,
∴,
∴,,
∴,
∵圆心角,
∴,
由(2)同理可证点C,D是线段的勾股分割点,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
设,则.
∴,即,
解得:或(舍去),
∴,
∴;
当点P在下方时,如图,
∵,
∴,
同理得点A,B是线段的勾股分割点,
∴,
同理上一种情况得,
设,则,
∴,
解得:(负值舍去),
∴;
综上,的长为或.
【点睛】本题属于几何变换综合题,考查了新定义“勾股分割点”、勾股定理、等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质,解一元二次方程等知识点,正确添加辅助线、构造全等三角形解决问题是解题的关键.
15.如图,在矩形中,,,点P从点A出发沿以的速度向点B移动;同时,点Q从点B出发沿以的速度向点C移动,设运动时间为t秒.
(1)当时,的面积为______;
(2)是否存在一个时刻,使得点Q在的垂直平分线上,若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由;
(3)运动过程中,当A、P、Q、D四点恰好在同一个圆上时,求t的值.
【答案】(1)28;
(2)存在,;
(3)当或时A、P、Q、D四点恰好在同一个圆上
【分析】(1)由矩形的性质得出,,,由题意得出,,,,由矩形的面积减去三个直角三角形的面积,即可得出答案;
(2)由得出,解方程可得出答案;
(3)证出A、P、D三点在以为直径的圆上,由圆周角定理得出,由勾股定理得出方程,解方程即可.
【详解】(1)解:∵四边形是矩形,
,,,
由题意得:,,
,,
当时,,,,,
的面积,
故答案为:28;
(2)解:存在;
当时,Q在DP的垂直平分线上,
,
解得,舍去,;
(3)解:,
、P、D三点在以DP为直径的圆上,
若点Q也在圆上,则,
,,,,
;
解得,,
当或时,A、P、Q、D四点恰好在同一个圆上.
【点睛】本题考查了点与圆的位置关系,矩形的性质、三角形面积、勾股定理等知识;熟练掌握勾股定理是解题的关键.
16.如图①、②,点分别在圆外、在圆内,直线分别交圆于点,则是点到圆上的点的最短距离,是点到圆上的点的最长距离.
【问题解决】
(1)已知点到圆上的点的最短距离为3,最长距离为7.则圆的半径为_____.
(2)如图③点,动点在以为圆心,为半径的圆上,的中点为,求线段的最值.
(3)如图④,正方形中,点分别为上的动点,且,、交于,点为的中点,点为上一个动点,连接.若,求的最小值.
【答案】(1)2或5
(2)线段的最大值为,最小值为;
(3)
【分析】(1)分两种情况:若点在圆外,若点P在圆内,即可求解;
(2)取点,连接,可得是的中位线,从而得到当线段取得最大值时,线段也取得最大值;当线段取得最小值时,线段也取得最小值,连接,并延长交圆P于点、,当点B位于点时,线段有最大值;当点B位于点时,线段有最小值,根据点P,点D的坐标与圆P的半径即可求出的长,进而即可解答;
(3)证明,可得,从而得到,进而得到点E在以为直径的圆上运动;取的中点O,作点F关于的对称点H,连接,可得到当E,P,H三点共线时,有最小值,即此时有最小值,最小值为的长,当O,P,E三点共线时,有最小值,即此时有最小值,再求出的长,从而得到的长,进而得到的最小值,即可求解.
【详解】(1)解:如图①,若点在圆外,此时,,
∴,
∴圆的半径为2;
如图②,若点P在圆内,此时,,
∴,
∴圆的半径为5;
综上所述,圆的半径为2或5;
故答案为:2或5;
(2)解:取点,连接,
∵点,
∴点A为线段的中点,
∵点C为线段的中点,
∴,
∴当线段取得最大值时,线段也取得最大值;当线段取得最小值时,线段也取得最小值,
连接,并延长交圆P于点、,
∴当点B位于点时,线段有最大值;当点B位于点时,线段有最小值,
∵,
∴,
∵圆P的半径为,即,
∴,
∴线段的最大值为,最小值为
∴线段的最大值为,最小值为;
(3)解:∵四边形是正方形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴点E在以为直径的圆上运动;
如图,取的中点O,作点F关于的对称点H,连接,
∴,
∴,
∴当E,P,H三点共线时,有最小值,即此时有最小值,最小值为的长,
∴当O,P,E三点共线时,有最小值,即此时有最小值,
∵点F为的中点,
∴,
∴,
∴,
∴的最小值为,
∴的最小值为.
【点睛】本题主要考查了一点到圆上一点的距离的最值问题,勾股定理,正方形的性质,全等三角形的性质与判定,三角形三边的关系,坐标与图形,三角形中位线定理,正确理解一点到圆上一点的距离取值最值的情形是解题的关键.
17.已知内接于,,E是弧的中点,连结,交于点D,射线交的延长线于点F.
(1)如图1,
①求证:;
②若,,求的长;
(2)若直线与直线交于点G,且,求的度数.
【答案】(1)①见解析②
(2)或
【分析】(1)①由垂径定理知,,,则,,因为,所以,则题目可证;
②设与交于点,连接,设,则,根据勾股定理得,据此列出方程求解即可;
(2)利用分类讨论的思想方法分两种情况同理解答:①点在线段上时,连接,设,则,利用线段的垂直平分线的性质,等腰三角形的性质和三角形的内角和定理解答即可;②点在线段的延长线上时,连接,类比①的方法解答即可.
【详解】(1)①证明:,
,
,
,
是弧的中点,
,
,
,
,
,
;
②解:设与交于点,连接,如图,
,
,
,
,
设,则,
,
,
,
,
,
.
(2)解:①点在线段上时,连接,如图,
,
,
设,
,
是弧的中点,
,,
为的垂直平分线,
,
,
,
,,,
,
,
,
,
,
,
,
;
②点在线段的延长线上时,连接,如图,
,
,
设,
,
是弧的中点,
,,
为的垂直平分线,
,
,
,
,
,,,
,
,
,
,
,
,
.
综上,的度数为或.
【点睛】本题主要考查了圆的有关性质,垂径定理及其推论,线段的垂直平分线的判定与性质,等腰三角形的性质与判定,直角三角形的性质,勾股定理,添加适当的辅助线构造等腰三角形与直角三角形是解题的关键.
18.请用直尺与圆规按要求完成下列作图.
(1)如图:已知两个半径不同的圆,请用不同的方法分别画出两个圆的直径.
(2)请再画出一个圆使得它的面积等于已知两个圆面积的和
(3)请再画出一个圆使得它的周长等于已知两个圆周长和的倍.
【答案】(1)作图见解析
(2)作图见解析
(3)作图见解析
【分析】()方法一:画圆的一条弦,作弦的垂直平分线,与圆的交点构成的线段即为圆的直径;方法二:作圆周角,连接,则线段即为所求;
()分别作出两个圆的圆心,确定出两个圆的半径,再以为直角边作直角三角形,最后以斜边为半径画,可知的面积为,即等于已知两个圆面积的和;
()以为边长作等边,再作直角,与的延长线相交于点,最后以半径,点为圆心画,由三角形函数可知,可得的周长为,即的周长等于已知两个圆周长和的倍;
本题考查了作圆及圆的直径,掌握圆的性质是解题的关键.
【详解】(1)解:方法一:如图所示,线段即为所求;
方法二:如图所示,线段即为所求;
(2)解:如图所示,即为所求;
(3)解:如图所示,即为所求.
试卷第1页,共3页
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期末复习03圆期末冲刺通关必备讲义
1.掌握圆的核心概念(定义、弦、弧、圆心角等),能准确辨析;
2.会用 d 与 r 的关系判断点与圆的位置;
3.掌握垂径定理、圆心角 - 弧 - 弦关系定理,能运用定理计算(弦长、半径等)和证明;
4.规避易错点,形成规范解题思路。
期末必备
知识点梳理
1.圆的定义
2.圆的相关概念
3.点与圆的位置关系
4.园的对称性特征
5.垂径定理及推论
6.圆心角.弧.弦的关系定理
7.易错点总结
8.解题方法及技巧
常考题型
精讲精炼
1.圆的核心基本概念
2,圆的周长和面积计算
3.点与圆的位置关系判定
4.由点圆位置关系反推半径
5.点到圆上点的最值分析
6.垂径定理的数值计算应用
7.垂径定理的推论拓展
8.垂径定理的实际场景应用
9.弧.弦.圆心角的关系计算
10.弧.弦.圆心角的关系证明
期末备考
强化通关
压轴(18)
【知识点01.圆的定义】
圆的定义(两种表述)
1.描述性定义: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 所形成的图形叫做圆。固定的端点 O 叫做圆心,线段 OA 叫做半径。
2.集合性定义:圆是平面内到定点(圆心)的距离等于定长(半径)的所有点的集合。
*强调:圆指的是 “圆周”(曲线),而非 “圆面”;定点为圆心,定长为半径,圆心确定圆的位置,半径确定圆的大小。
【知识点02.圆的相关概念】
概念
定义
注意事项
弦
连接圆上任意两点的线段
直径是最长的弦(直径过圆心);弦不一定是直径
直径
经过圆心的弦
直径 = 2× 半径(d = 2r)
弧
圆上任意两点间的部分
弧用符号 “⌒” 表示,如弧 AB 记作
劣弧
小于半圆的弧
用两个字母表示(如)
优弧
大于半圆的弧
用三个字母表示(如,C 为弧上任意一点)
半圆
圆的任意一条直径的两个端点分圆成的两条弧
半圆既不是劣弧也不是优弧
圆心角
顶点在圆心,两边都与圆相交的角
圆心角的度数等于它所对弧的度数
同心圆
圆心相同,半径不同的两个圆
位置相同,大小不同
等圆
能够重合的两个圆(半径相等)
半径相等的圆是等圆,等圆的半径相等
等弧
在同圆或等圆中,能够互相重合的弧
等弧的长度相等且所对圆心角相等;长度相等的弧不一定是等弧(需同圆 / 等圆)
【知识点03.点与圆的位置关系】
设⊙O 的半径为 r,点 P 到圆心 O 的距离为 d,则:
*点 P 在圆内 ⇔ d < r
*点 P 在圆上 ⇔ d = r
*点 P 在圆外 ⇔ d > r
【知识点04.垂径定理及推论】
(1)垂径定理
垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧。
符号语言:在⊙O 中,直径 CD ⊥ 弦 AB 于点 E,
则:① AE = BE(平分弦);
②=(平分劣弧);
③=(平分优弧)。
条件拆解:① 直径(过圆心的直线 / 线段);② 垂直于弦 → 结论:平分弦、平分弦所对的两条弧。
(2)垂径定理的推论(“知二推三”)
在圆中,对于一条直线和一条弦,若满足以下五个条件中的任意两个,即可推出另外三个:
1 过圆心(直线为直径 / 半径所在直线);
2 垂直于弦;
3 平分弦(非直径的弦);
4 平分弦所对的劣弧;
5 平分弦所对的优弧。
注意:若条件③为 “平分弦”,则弦不能是直径(因为任意两条直径互相平分,但不一定垂直)。
(3)垂径定理的应用技巧
*辅助线:过圆心作弦的垂线(构造直角三角形),垂足为弦的中点;
*公式:设圆的半径为 r,弦长为 l,弦心距(圆心到弦的距离)为 d,则 ()2+d2=r2(勾股定理的应用,核心公式)。
【知识点05.圆心角.弧.弦的关系定理】
(1)基本定理
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。
符号语言:在⊙O 中,若∠AOB = ∠COD,则 =,AB = CD。
(2)推论(“知一推二”)
在同圆或等圆中,两个圆心角、两条弧、两条弦中只要有一组量相等,其余各组量都分别相等。
*即:① ∠AOB = ∠COD ⇔ ② =⇔ ③ AB = CD(同圆 / 等圆中)。
*注意:必须强调 “同圆或等圆”,否则结论不成立(如大圆的小圆心角可能对应弧长大于小圆的大圆心角对应弧长)。
【知识点06.易错点总结】
1.混淆 “圆”(圆周)与 “圆面” 的概念,误认为圆包括内部区域;
2.垂径定理推论中忽略 “弦非直径” 的条件,认为 “平分弦的直径垂直于弦” 恒成立;
3.应用圆心角、弧、弦的关系时,忘记 “同圆或等圆” 的前提;
4.计算弦长时,未作弦心距辅助线,不会利用勾股定理;
5.优弧的表示方法错误(仅用两个字母)。
【知识点07.解题方法与及技巧】
1.概念类题目:紧扣定义,逐一排除错误选项(重点关注 “同圆 / 等圆”“非直径弦” 等限定条件);
2.计算类题目(弦长、半径、弦心距):
*核心步骤:作弦心距→利用垂径定理得弦的一半→结合勾股定理计算;
*公式:()2+弦心距2=半径2;
3.证明类题目(弧、弦、圆心角相等):
*先确认 “同圆 / 等圆” 前提→找到已知相等的量→利用 “知一推二” 结论证明。
【题型1.圆的核心基本概念】
【典例】已知是半径为4的圆内的一条弦,则的长不可能是( )
A.9 B.8 C.7 D.6
【跟踪专练1】如图,是的直径,点,在上,且点,在的异侧,连接,,.若,且,则的度数为 .
【跟踪专练2】下列说法正确的是( )
A.无论过圆内哪一点,只能作一条直径
B.直径是弦,弦是直径
C.半圆是轴对称图形
D.长度相等的两条弧是等弧
【题型2.圆的周长和面积计算】
【典例】一个圆的周长是,另一个圆半径是这个圆的半径的一半,则另一个圆的面积是 (取).
【跟踪专练1】如图,在中,,弦的长为3,则的面积为( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图是由10个半径相同的圆组合而成的烟花横截面,点A、B、C分别是三个角上的圆的圆心,且三角形为等边三角形,若圆的半径为,组合烟花的高为,则组合烟花侧面包装纸的面积至少需要(接缝面积不计) .(取3)
【题型3.点与圆的位置关系判定】
【典例】的半径为,点M到圆心O的距离,则点M与的位置关系为( )
A.点M在圆上 B.点M在圆外 C.点M在圆内 D.无法确定
【跟踪专练1】已知的直径是6,点到圆心的距离为方程的一个根,则点在的 (填“内部”、“外部”、“上”)
【跟踪专练2】如图,在的正方形网格中,一条圆弧经过A,B,C三点,那么点D与这条圆弧所在圆的位置关系是( )
A.在圆内 B.在圆上 C.在圆外 D.在圆内或圆上
【题型4.由点圆位置关系反推半径】
【典例】已知的半径为5,点P在上,则的长为 .
【跟踪专练1】如图,在矩形中,,,若以顶点A为圆心、r为半径作圆,若点B、C、D只有一点在圆内,则r的取值范围为( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】一个点到圆上的最小距离为,最大距离为,则圆的半径为 .
【题型5.点到圆上点的最值分析】
【典例】已知一个点到圆上的点的最大距离是,最小距离是,则这个圆的半径是( ).
A. B. C.或 D.不能确定
【跟踪专练1】如图,为半径为8的的弦,沿弦折叠经过圆心,点P为上一动点,连接,过点F作的垂线,垂足为H,连接,则最小值为 .
【跟踪专练2】如图,半径为的圆心的坐标为,点是上任意一点,,与轴分别交于,两点,且,若点,点关于原点对称,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【题型6.垂径定理的数值计算应用】
【典例】如图,是的两条弦,,垂足为D,若的直径为5,,则的长为( )
A. B. C.4 D.5
【跟踪专练1】半径为圆内的两条平行弦分别为和长,则两条平行弦之间距离是 .
【跟踪专练2】如图,是的直径,弦交于点,,,,则的长为( )
A. B. C. D.
【题型7.垂径定理的推论拓展】
【典例】如图,在平面直角坐标系中,点,,都在格点上,过,,三点作一圆弧,则圆心的坐标是 .
【跟踪专练1】如图,是的直径,点在上,,垂足为,,点是上的动点(不与重合),点为的中点,若在运动过程中的最大值为4,则的值为( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,为的直径,点D是弧的中点,过点D作于点E,延长交于点F,若,则的直径长为 .
【题型8.垂径定理的实际场景应用】
【典例】一条排水管的截面如图所示,已知排水管的截面半径,截面圆圆心为,当水面宽时,水位高为( )
A. B. C. D.
【跟踪专练1】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,,连接,作的垂直平分线交于点,交于点,测出,,则圆形工件的半径为 .
【跟踪专练2】图1是一个球形灯罩,图2是球形灯罩的平面示意图,过顶点的直线经过圆心,且垂直底座于点,点A,B在圆上,都垂直于.已知,,,则灯罩截面所在圆的半径为( )
A.15.5cm B.15.6cm C.15.7cm D.15.8cm
【题型9.弧.弦.圆心角的关系计算】
【典例】如图,在中,,,则的度数为 .
【跟踪专练1】下列说法中正确的是( )
直径是弦;长度相等的两条弧是等弧;
相等的圆心角所对的弧相等;平分弦的直径垂直于弦
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,在中,满足,则下列对弦与弦大小关系表述为 .
【题型10.弧.弦.圆心角的关系证明】
【典例】如图中,A、B、C均为圆上的点,下列说法:①若,则; ② 若,则;③若,则;④若,则O点到弦的距离相等.其中正确的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【跟踪专练1】已知,是同圆的两段弧,且,则弦与之间的数量关系为 .(填“>”,“=”,“<”)
【跟踪专练2】观察下列选项中的图及相应推理,其中正确的是( )
A.∵,∴
B.∵,∴
C.∵的度数为,∴
D.∵,∴
1.下列说法:①长度相等的弧是等弧:②直径是圆中最大的弦;③相等的圆心角所对的弦相等,④平分弦的直径垂直于弦,你认为正确的共有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
2.如图,的半径为4,以圆外一点为圆心,半径为画弧,将截成弧长相等的两部分,已知两点之间的距离为,则的值为( )
A. B.16 C.8 D.
3.如图,⊙O中,弦,若于点P,且,则的半径为( )
A.cm B.cm C.5cm D.6cm
4.以下是杭州亚运会的会标,其中的水纹我们可以把它抽象为一个圆环的三分之一,已知两圆的半径分别为,,那么亚运会标志的水纹的面积为 .
5.如图,在四边形中,,则的面积的最大值为( )
A. B. C. D.
6.如图, 在平面直角坐标系中,,,半径为,为上任意一点,是 的中点,则 的最小值是( )
如
A. B. C. D.
7.在中,,,,点是以点为圆心,为半径的圆上一点,连接,点为中点,线段长度的最大值为 .
8.如图,在四边形中,,,,,点为的中点,连接、,则的面积的最小值是 .
9.如图,在平面直角坐标系中,已知,,经过点,是上的一动点,将线段绕点B顺时针旋转得到线段,连接,则的取值范围是 .
10.如图1,已知是中位于圆心O上下两侧的两条弦,且满足,设弦,,y关于x的函数图象如图2所示,当时,求的长( )
A. B. C. D.
11.在平面直角坐标系中,的半径为1,若平移d个单位后,使某图形上所有点在内或上,则称d的最小值为对该图形的“最近覆盖距离”.例如,如图,,则对线段的“最近覆盖距离”为3.
(1)对点的“最近覆盖距离”为________________;
(2)点P是函数图象上一点,且对点P的“最近覆盖距离”为2,则点P的坐标为________;
(3)若一次函数的图象上存在点C,使对点C的“最近覆盖距离”为,求k的取值范围;
(4),且,将对线段的“最近覆盖距离”记为d,直接写出d的取值范围.
12.【概念】在初中数学中,我们学习了“两点间的距离”、“点到直线的距离”、“平行线之间的距离”.距离的本质是“最短”.
给出新定义:为图形上任意一点,为图形上任意一点,如果P、Q两点间的距离有最小值,那么称这个最小值为图形M、N间的“距离”,记作.特别地,若图形M、N有公共点,规定.
【理解】
(1)如图1,过A、B作垂线段分别交直线于点C、D、E、F,则是 的长度.
A.垂线段 B.垂线段 C.垂线段 D.垂线段
(2)如图2,已知线段,请画出同时满足下列2个条件的所有线段.
①线段长为;
②.
注:标注必要的数据;若满足条件的线段是有限的,请画出;若满足条件的线段是无限的,请用阴影表示所在区域.
(3)如图3,已知的圆心为,半径为1.若,请直接写出的取值范围 .
13.弦把分成,连接、,过的中点A作,交于B,求的度数.
14.【新知引入】定义:如图(1),点M,N把线段分割成和,若以为边的三角形是一个直角三角形,则称点M,N是线段的勾股分割点.
(1)已知点M,N是线段的勾股分割点,若,则___________.
【探究证明】
(2)如图(2),在中,,M,N在线段上,且.求证:点M,N是线段的勾股分割点.
【拓展应用】
(3)如图(3),在中,圆心角,P是上一动点,连接,分别作的垂直平分线,分别交直线于点C,D,已知,当是以为底边的等腰三角形时,请直接写出线段的长.
15.如图,在矩形中,,,点P从点A出发沿以的速度向点B移动;同时,点Q从点B出发沿以的速度向点C移动,设运动时间为t秒.
(1)当时,的面积为______;
(2)是否存在一个时刻,使得点Q在的垂直平分线上,若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由;
(3)运动过程中,当A、P、Q、D四点恰好在同一个圆上时,求t的值.
16.如图①、②,点分别在圆外、在圆内,直线分别交圆于点,则是点到圆上的点的最短距离,是点到圆上的点的最长距离.
【问题解决】
(1)已知点到圆上的点的最短距离为3,最长距离为7.则圆的半径为_____.
(2)如图③点,动点在以为圆心,为半径的圆上,的中点为,求线段的最值.
(3)如图④,正方形中,点分别为上的动点,且,、交于,点为的中点,点为上一个动点,连接.若,求的最小值.
17.已知内接于,,E是弧的中点,连结,交于点D,射线交的延长线于点F.
(1)如图1,
①求证:;
②若,,求的长;
(2)若直线与直线交于点G,且,求的度数.
18.请用直尺与圆规按要求完成下列作图.
(1)如图:已知两个半径不同的圆,请用不同的方法分别画出两个圆的直径.
(2)请再画出一个圆使得它的面积等于已知两个圆面积的和
(3)请再画出一个圆使得它的周长等于已知两个圆周长和的倍.
试卷第1页,共3页
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