内容正文:
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专题2.5
过不共线的三点作圆
内容概览
教学目标、教学重难点
知识清单
知识点1确定圆的条件
题型1判断确定圆的条件
题型2确定圆心(尺规作图)
确定圆的条件
题型3求确定圆的个数
题型精讲
题型4画圆(尺规作图)
题型5三角形的外接圆
题型6求三角形外心坐标
题型7求三角形外接圆的半径
强化训练
教学目标、教学重难点
1.知识目标:理解点与圆的位置关系,掌握“不在同一直线上的三点确定一个圆”的
定理,明确三角形外接圆、外心的定义与性质。
2.能力目标:通过尺规作图提升几何操作能力,能运用定理解决找圆心、画外接圆等
教学目标
问题,培养逻辑推理与空间想象能力。
3.素养目标:体会“从特殊到一般”的探究思路,感受几何严谨性,养成规范描述作
图与证明过程的习惯。
1.重点
(1)核心定理:深刻理解并掌握“不在同一直线上的三点确定一个圆”,明确定理中“不
共线”的关键条件。
教学重难点
(2)概念与应用:掌握三角形外接圆、外心的定义及外心的性质,能规范完成三角形
外接圆的尺规作图。
2.难点
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(1)逻辑理解:难点在于理解“确定一个圆”的双重含义(存在性与唯一性),以及
共线三点无法确定圆的推理过程。
(2)实际应用:难以灵活运用定理解决实际问题(如破损圆形物件的圆心确定),且
易混淆不同类型三角形外心的位置。
知识清单
知识点01确定圆的条件
1.不在同一条直线上的三个点确定一个圆:
2.一个三角形能画一个外接圆,一个圆中有无数个内接三角形。
3.三角形的外接圆与外心
示意图
点和圆的位置关系
经过三角形的三个顶点可以作一个圆,这个圆叫做三角形的外接圆,外
接圆的圆心是三角形三条边的垂直平分线的交点,叫做这个三角形的外
心.从三角形外心的定义知:三角形的外心到三角形的三个顶点的距离
相等
如图,分别作出线段AB的垂直平分线11和线段BC的垂直平分线12,设
它们的交点为O,则OA=OB=0C.于是以点0为圆心,OA(或OB、OC)为
半径,便可作出经过A、B、C三点的圆.因为过A、B、C三点的圆的圆
心只能是点O,半径等等于0A,所以这样的圆只有一个.
1)经过一个已知点A可画无数个圆。
2)经过已知两点A,B作圆,可画无数个,它们的圆心在线段AB的垂直平分线上
3)经过同一直线上三个点A、B、C的圆是不存在的。
4)经过不再同一直线上的三个点A、B、C可画一个圆,而且只能作一个圆。
【即学即练1】1.(25-26九年级上·山西运城·月考)下列说法:①过三点可以作圆:②相等的圆心角所对
的弧相等;③垂直于弦的直径平分这条弦;④平分弦的直径垂直于弦.其中正确的有()
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
2.(25-26九年级上·安徽芜湖·月考)点A(6,8)是平面直角坐标系x0y上一点,以点A为圆心,A0长为半
径作圆并与坐标轴交于不与原点O重合的B、C两点,则BC的长为」
3.(25-26九年级上·吉林期中)图①,图②,图③均是6×6的正方形网格,每个小正方形的顶点称为格点.点
A,B,C均是格点,ABC的外接圆的圆心记为点O,只用无刻度的直尺,分别在给定的网格中按要求作图.
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图①
图②
图③
(1)在图①中,标出圆心0.
(②)在图②中,ABC的外接圆上找出一点D,使得BD=AC,
(3)在图③中,ABC的外接圆上找出一点E,使得EA=EB
题型精讲
题型01判断确定圆的条件
【典例1】(25-26九年级上·北京·课后作业)下列条件中,只能确定一个圆的是()
A.过定点A
B.过定点A、B,且半径为R
C.过不在同一直线上的三点
D.过不在同一直线上的四点
【变式1】(25-26九年级上·北京·课后作业)下列条件中,能确定一个圆的是()
A.以点O为圆心
B.以6cm为半径
C.以点O为圆心,3cm为半径
D.经过已知点M
【变式2】(23-24九年级上全国单元测试)在平面直角坐标系内的点A(-山,-2),B0,-2),C(3,-2)
确定一个圆(填“能”或“不能”).
【变式3】(24-25九年级上·江苏南京·月考)若过平面直角坐标系中的三个点A(1,0)、B(0,2)、C(-1,m)能确
定一个圆,则m≠一
题型02确定圆心(尺规作图)
【典例2】(24-25九年级上·河南许昌期末)熙熙的一面圆形镜子摔碎了,想配一面与原来大小相同的镜子,
她想到的办法是:把三角板的30顶点A放在圆上,将两边与圆的交点分别记为点B,C,如图所示,测量
出弦BC的长就可以得到镜子的直径.经测量弦BC的长为4cm,则该镜子的直径为()
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A.4cm
B.6cm
C.8cm
D.10cm
【变式1】(2025九年级下·全国专题练习)如图,直角坐标系中一条圆弧经过网格点A、B、C,其中,
B点坐标为(4,4),则该圆弧所在圆的圆心坐标为()
B
A.(2,1)
B.(2,2)
C.(2,0)
D.(2,-1)
【变式2】(25-26九年级上·浙江温州·期中)如图,直角坐标系中一条圆弧经过格点A,B,C,其中B点
坐标为4,4),则该圆弧所在圆的半径为」
【变式3】(25-26九年级上·吉林·期中)图①,图②,图③均是6×6的正方形网格,每个小正方形的顶点称
为格点,点A,B,C均是格点,ABC的外接圆的圆心记为点O,只用无刻度的直尺,分别在给定的网格中
按要求作图
图①
图②
图③
(1)在图①中,标出圆心0.
(2)在图②中,ABC的外接圆上找出一点D,使得BD=AC.
(3)在图③中,ABC的外接圆上找出一点E,使得E4=EB
题型03求确定圆的个数
【典例3】(25-26九年级上·江苏徐州阶段练习)已知AB=7cm,则过点A,B,且半径为2cm的圆有()
A.0个
B.1个
C.2个
D.无数个
【变式1】(25-26九年级上全国·课后作业)如图,点A,B,C,D均在直线1上,点P在直线1外,则经
过其中任意三个点,最多可画出圆的个数为()
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P。
A.3
B.4
C.5
D.6
【变式2】(23-24九年级上·全国·课后作业)过一点可以作
个圆;过两点可以作
、个
圆,这些圆的圆心在两点所连线段的」
上;过不在同一条直线上的三个点可以作
个圆:
【变式3】(25-26九年级上·浙江绍兴阶段练习)如图,点A,B,C均在直线1上,点P在直线1外,则
经过其中任意三个点,最多可画出圆的个数为
个.
P.
A
题型04画圆(尺规作图)
【典例4】(25-26九年级上·陕西·期中)如图,己知ABC,请用尺规作图法作⊙0,使得AB为O0的直径.
(不写作法,保留作图痕迹)
A
【变式1】(24-25九年级下·甘肃张掖·期中)阅读下面材料:在数学课上,老师提出利用尺规作图完成下面
问题:
己知:∠ACB是ABC的一个内角.求作:∠APB=LACB.
B
小芸同学的作法如下:
如图,①作线段AB的垂直平分线m;
②作线段BC的垂直平分线n,与直线m交于点O;
③以点0为圆心,OA为半径作圆:
④则⊙O为ABC的外接圆;
⑤在优弧ACB上取一点P,连结AP,BP,则可得LAPB=∠ACB.
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根据小芸设计的尺规作图过程,
(1)使用直尺和圆规,完成上面的作图过程;(不写画法,保留作图痕迹)
(②)LAPB=∠ACB的依据是
【变式2】(25-26九年级上江苏无锡期中)如图,已知ABC.
(1)尺规作图:作ABC的外接圆OO,(保留作图痕迹,不写作法)
(2)在(1)的条件下,若⊙0的半径为10,点0到BC的距离为6,求BC的长.
【变式3】(2023·内蒙古通辽中考真题)下面是“作己知直角三角形的外接圆”的尺规作图过程:
己知:如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°.
求作:Rt△ABC的外接圆.
作法:如图2
(1)分别以点A和点B为圆心,大于AB的长为半径作弧,两弧相交于P,Q两点;
(2)作直线P9,交AB于点O:
(3)以0为圆心,OA为半径作⊙0,⊙0即为所求作的圆.
B
图1
图2
下列不属于该尺规作图依据的是()
A.两点确定一条直线
B.直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半
C.与线段两个端点距离相等的点在这条线段的垂直平分线上
D.线段垂直平分线上的点与这条线段两个端点的距离相等
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题型05三角形的外接圆
【典例5】(25-26九年级上山东日照·期中)根据图中圆规的作图痕迹,只用直尺就可确定ABC的外心的
是()
【变式1】(2425九年级上河北廊坊期中)己知0是ABC的内心,∠BAC=70°,P为平面上一点,点0恰
好又是△BCP的外心,则∠BPC的度数为()
A.50°
B.65.5°
C.55°
D.62.5°
【变式2】(2024九年级上·山东青岛·专题练习)如图,点A,B,C均在6×6的正方形网格格点上,过A,
B,C三点的外接圆除经过A,B,C三点外还能经过的格点数为一,
..B
C
【变式3】(2022贵州铜仁·一模)如图,已知点0是ABC的外心,∠A=40°,连结B0,CO,则∠B0C
的度数是」
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0
B
题型06求三角形外心坐标
【典例6】(24-25九年级上江苏无锡·期末)如图,在平面直角坐标系中,A0,-2),B(2,0),C(2,2).则
ABC的外心坐标为()
A.(0,0
B.-1,0
C.(-1,
D.-2,1
【变式1】(24-25九年级上湖南常德期末)如图,在平面直角坐标系xOy中,ABC的三个顶点的坐标分
别为:A-2,4),B(4,4),C(4,0),经画图操作可知,ABC的外心坐标应是()
y
6
5
B
4
3
2
1
-4-3-2-1O
123456x
A.(2,1
B.(2,2
C.(4,4
D.(1,2
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【变式2】(25-26九年级上江苏淮安·月考)如图,在平面直角坐标系中,A(0,-2),B(2,0),C(2,2),则
ABC的外心坐标为
5
3
2
1
B
5-4-3-2-10
2
3
45
3
【变式3】(24-25九年级下江苏连云港·月考)如图,在平面直角坐标系x0y中,有三点A0,1,B(4,1),
C(5,6),则ABC的外心坐标是
…6
…4
…2
A
B
4:6衣
24
题型07求三角形外接圆的半径
【典例7】(24-25九年级上湖北恩施月考)如图是由6个边长为1的小正方形组成的图形,若点A,B,C
在同一个圆上,则圆的半径为()
A.5
B.25
c.
D.V85
4
【变式1】(25-26九年级上·全国·课后作业)如图,A,B,C是⊙0上的三点,ABC是等边三角形.若
AB=3,则⊙0的半径是()
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0
3
B.3
C.5
D.
2
2
【变式2】(25-26九年级上·江苏扬州期中)若直角三角形的两直角边长分别为3和4,则它的外接圆的半
径为
【变式3】(24-25九年级下·四川成都阶段练习)如图,正三角形ABC的边长为2√6,则它的外接圆00的
半径为
0
B
强化训练
一、单选题
1.(25-26九年级上江苏扬州期中)如图,在平面直角坐标系x0y中,点A0,3),B(2,1),C(2,-3),则
ABC的外心坐标是()
B
A.-2,-2
B.(-2,-1
C.-1,-2)
D.(-1,-1
2.(25-26九年级上·福建莆田·期中)下列说法中,正确的是()
A,长度相等的弧是等弧
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专题2.5 过不共线的三点作圆
教学目标
1. 知识目标:理解点与圆的位置关系,掌握“不在同一直线上的三点确定一个圆”的定理,明确三角形外接圆、外心的定义与性质。
2. 能力目标:通过尺规作图提升几何操作能力,能运用定理解决找圆心、画外接圆等问题,培养逻辑推理与空间想象能力。
3. 素养目标:体会“从特殊到一般”的探究思路,感受几何严谨性,养成规范描述作图与证明过程的习惯。
教学重难点
1.重点
(1)核心定理:深刻理解并掌握“不在同一直线上的三点确定一个圆”,明确定理中“不共线”的关键条件。
(2)概念与应用:掌握三角形外接圆、外心的定义及外心的性质,能规范完成三角形外接圆的尺规作图。
2.难点
(1) 逻辑理解:难点在于理解“确定一个圆”的双重含义(存在性与唯一性),以及共线三点无法确定圆的推理过程。
(2)实际应用:难以灵活运用定理解决实际问题(如破损圆形物件的圆心确定),且易混淆不同类型三角形外心的位置。
知识点01 确定圆的条件
1.不在同一条直线上的三个点确定一个圆;
2.一个三角形能画一个外接圆,一个圆中有无数个内接三角形。
3.三角形的外接圆与外心
示意图
点和圆的位置关系
经过三角形的三个顶点可以作一个圆,这个圆叫做三角形的外接圆,外接圆的圆心是三角形三条边的垂直平分线的交点,叫做这个三角形的外心.从三角形外心的定义知:三角形的外心到三角形的三个顶点的距离相等.
如图,分别作出线段AB的垂直平分线l1和线段BC的垂直平分线l2,设它们的交点为O,则OA=OB=OC.于是以点O为圆心,OA(或OB、OC)为半径,便可作出经过A、B、C三点的圆.因为过A、B、C三点的圆的圆心只能是点O,半径等等于OA,所以这样的圆只有一个.
1)经过一个已知点A可画无数个圆。
2)经过已知两点A,B作圆,可画无数个,它们的圆心在线段AB的垂直平分线上
3)经过同一直线上三个点A、B、C的圆是不存在的。
4)经过不再同一直线上的三个点A、B、C可画一个圆,而且只能作一个圆。
【即学即练1】1.(25-26九年级上·山西运城·月考)下列说法:①过三点可以作圆:②相等的圆心角所对的弧相等;③垂直于弦的直径平分这条弦;④平分弦的直径垂直于弦.其中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】A
【分析】本题考查确定圆的条件、圆心角与弧的关系、垂径定理及其推论.根据相关性质逐一判断每个说法的正确性.
【详解】解:①过三点不一定可以作圆(三点共线时不能),故说法错误;
②相等的圆心角所对的弧相等必须在同圆或等圆中,故说法错误;
③垂直于弦的直径平分这条弦(垂径定理),故说法正确;
④平分弦的直径不一定垂直于弦(当弦为直径时,平分但不垂直),故说法错误.
∴ 正确的只有1个.
故选:A.
2.(25-26九年级上·安徽芜湖·月考)点是平面直角坐标系上一点,以点为圆心,长为半径作圆并与坐标轴交于不与原点重合的、两点,则的长为 .
【答案】20
【分析】本题考查了圆的性质,勾股定理,由点A坐标求长作为半径,则,设与x轴交于点,与y轴交于点,则,,即可求出b、c,在中利用勾股定理求的长即可.
【详解】解:点到原点O的距离,
故圆的半径为10,
∴,
设与x轴交于点,与y轴交于点,
∴,,
∵、两点不与原点重合,即,,
∴,,
∴在中,,,由勾股定理得,
则.
故答案为:20.
3.(25-26九年级上·吉林·期中)图①,图②,图③均是的正方形网格,每个小正方形的顶点称为格点.点均是格点,的外接圆的圆心记为点,只用无刻度的直尺,分别在给定的网格中按要求作图.
(1)在图①中,标出圆心.
(2)在图②中,的外接圆上找出一点,使得.
(3)在图③中,的外接圆上找出一点,使得.
【答案】(1)见详解;
(2)见详解;
(3)见详解.
【分析】本题考查了垂径定理,圆周角定理等知识,熟练掌握网格的特点是解题的关键.
(1),作中点即可;
(2)过作(取格点)即可;
(3)作的垂直平分线即可.
【详解】(1)解:如图,点即为所求;
;
(2)点即为所求;
;
(3)如图,点即为所求.
题型01 判断确定圆的条件
【典例1】(25-26九年级上·北京·课后作业)下列条件中,只能确定一个圆的是( )
A.过定点A
B.过定点A、B,且半径为R
C.过不在同一直线上的三点
D.过不在同一直线上的四点
【答案】C
【分析】本题考查了确定圆的条件,根据过不在同一直线上的三点能确定一个圆进行判断后即可.
【详解】A.过定点A可以画无数个圆,故不符合题意;
B.过定点A、B,且半径为R,设A、B两点间的距离为d,当半径时,可以作两个圆;当半径时,可以作一个圆;当半径时,无法作圆.因此该条件不能唯一确定一个圆,不符合题意;
C.过不在同一直线上的三点能确定一个圆,故符合题意;
D.过不在同一直线上的四点不一定能画出一个圆,故不符合题意.
故选C.
【变式1】(25-26九年级上·北京·课后作业)下列条件中,能确定一个圆的是( )
A.以点O为圆心 B.以为半径
C.以点O为圆心,为半径 D.经过已知点M
【答案】C
【分析】本题考查了圆的相关概念.
确定一个圆有两个重要因素,一是圆心,二是半径,据此可以得到答案.
【详解】解:∵圆心确定,半径确定后才可以确定圆,
∴C选项正确,
故选:C.
【变式2】(23-24九年级上·全国·单元测试)在平面直角坐标系内的点,, 确定一个圆(填“能”或“不能”).
【答案】不能
【分析】本题考查确定圆的条件,不在同一直线上的三个点确定一个圆.判断三个点在不在一条直线上即可.
【详解】解:∵,,,在这条直线上,
∴三个点,,不能确定一个圆.
故答案为:不能.
【变式3】(24-25九年级上·江苏南京·月考)若过平面直角坐标系中的三个点、、能确定一个圆,则 .
【答案】4
【分析】本题考查一次函数与几何的综合应用,圆的确定,根据不在同一直线的三个点确定一个圆,得到当点不在直线上,三个点确定一个圆,进行求解即可.
【详解】解:∵、,
∴设直线的解析式为:,把代入,得:,
∴,
∴当时,,
∴当时,平面直角坐标系中的三个点、、能确定一个圆,
故答案为:4
题型02 确定圆心(尺规作图)
【典例2】(24-25九年级上·河南许昌·期末)熙熙的一面圆形镜子摔碎了,想配一面与原来大小相同的镜子,她想到的办法是:把三角板的30°顶点A放在圆上,将两边与圆的交点分别记为点B,C,如图所示,测量出弦的长就可以得到镜子的直径.经测量弦的长为,则该镜子的直径为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了圆周角定理,掌握圆周角定理是解题的关键.连接,根据圆周角定理得出,继而得出是等边三角形,即可求解.
【详解】解:如图,设圆心为O,连接,
,
,
是等边三角形
,
该镜子的直径为8cm,
故选: C.
【变式1】(2025九年级下·全国·专题练习)如图,直角坐标系中一条圆弧经过网格点、、,其中,点坐标为,则该圆弧所在圆的圆心坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查由弧确定所在圆的圆心,涉及垂径定理的推论:弦的垂直平分线必过圆心,作弦和的垂直平分线,交点即为圆心.熟练掌握通过圆弧,由垂径定理的推论确定弧所在圆的圆心方法是解决问题的关键.
【详解】解:根据垂径定理的推论:弦的垂直平分线必过圆心,作弦和的垂直平分线,交点即为圆心.
、,
与关于直线对称,
即垂直平分;
,
中点坐标是,
则连接与,刚好是正方形的对角线,
即这条正方形对角线垂直平分;
如图所示:
则圆心是,
故选:C.
【变式2】(25-26九年级上·浙江温州·期中)如图,直角坐标系中一条圆弧经过格点,,,其中点坐标为,则该圆弧所在圆的半径为 .
【答案】
【分析】本题考查了由弧确定所在圆的圆心,勾股定理.
作弦和的垂直平分线,交点即为圆心,进而根据勾股定理作答即可.
【详解】解:根据垂径定理的推论:弦的垂直平分线必过圆心,作弦和的垂直平分线,交点即为圆心.
、,
与关于直线对称,
即垂直平分;
,
中点坐标是,
则连接与,刚好是正方形的对角线,
即这条正方形对角线垂直平分;
如图所示:
则圆心是,
则圆的半径为.
故答案为:.
【变式3】(25-26九年级上·吉林·期中)图①,图②,图③均是的正方形网格,每个小正方形的顶点称为格点.点均是格点,的外接圆的圆心记为点,只用无刻度的直尺,分别在给定的网格中按要求作图.
(1)在图①中,标出圆心.
(2)在图②中,的外接圆上找出一点,使得.
(3)在图③中,的外接圆上找出一点,使得.
【答案】(1)见详解;
(2)见详解;
(3)见详解.
【分析】本题考查了垂径定理,圆周角定理等知识,熟练掌握网格的特点是解题的关键.
(1),作中点即可;
(2)过作(取格点)即可;
(3)作的垂直平分线即可.
【详解】(1)解:如图,点即为所求;
;
(2)点即为所求;
;
(3)如图,点即为所求.
题型03 求确定圆的个数
【典例3】(25-26九年级上·江苏徐州·阶段练习)已知,则过点,,且半径为的圆有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.无数个
【答案】A
【分析】本题考查了圆的几何性质,过两点、的圆的圆心必在线段的垂直平分线上,且到、的距离等于半径,据此即可求解.
【详解】解:∵半径为的圆的直径为,
∴过点,,且半径为的圆没有
故选:A.
【变式1】(25-26九年级上·全国·课后作业)如图,点,,,均在直线上,点在直线外,则经过其中任意三个点,最多可画出圆的个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】D
【分析】本题考查了确定圆的条件,熟练掌握不共线的三点确定一个圆是解题的关键.直线上任意两个点加上点可以画出一个圆,据此列举所有可能即可求解.
【详解】解:过以下三点可以画出一个圆:、、;、、;、、;、、;、、;、、.
∴最多可画出圆的个数为个.
故选:D.
【变式2】(23-24九年级上·全国·课后作业)过一点可以作 个圆;过两点可以作 个圆,这些圆的圆心在两点所连线段的 上;过不在同一条直线上的三个点可以作 个圆.
【答案】 无数 无数 垂直平分线 一
【分析】利用过点作圆的个数即可求解.
【详解】解:过一点可以作无数个圆;过两点可以作无数个圆;这些圆的圆心在两点所连线段的垂直平分线上;过不在同一条直线上的三个点可以作一个圆,
故答案为:无数;无数;垂直平分线;一.
【点睛】本题考查了确定圆的个数,熟练掌握基础知识是解题的关键.
【变式3】(25-26九年级上·浙江绍兴·阶段练习)如图,点,,均在直线上,点在直线外,则经过其中任意三个点,最多可画出圆的个数为 个.
【答案】3
【分析】本题考查了确定圆的条件.
根据不共线的三点确定一个圆可得答案.
【详解】解:经过点P、A、B;P、A、C;P、B、C可分别画出一个圆,最多可画出圆的个数为3个,
故答案为:3.
题型04 画圆(尺规作图)
【典例4】(25-26九年级上·陕西·期中)如图,已知,请用尺规作图法作,使得为的直径.(不写作法,保留作图痕迹)
【答案】图见解析
【分析】本题考查的是作圆及线段垂直平分线的尺规作图,作线段的垂直平分线交于点O,再以点O为圆心,为半径作圆即可.
【详解】解:如下图即为所求作.
【变式1】(24-25九年级下·甘肃张掖·期中)阅读下面材料:在数学课上,老师提出利用尺规作图完成下面问题:
已知:是的一个内角.求作:.
小芸同学的作法如下:
如图,①作线段的垂直平分线;
②作线段的垂直平分线,与直线交于点;
③以点为圆心,为半径作圆;
④则为的外接圆;
⑤在优弧上取一点,连结,.则可得.
根据小芸设计的尺规作图过程,
(1)使用直尺和圆规,完成上面的作图过程;(不写画法,保留作图痕迹)
(2)的依据是_______.
【答案】(1)见解析
(2)同弧所对的圆周角相等
【分析】本题主要考查了画三角形外接圆,同弧所对的圆周角相等等等,熟知相关作图方法是解题的关键.
(1)根据题意作图即可.
(2)根据同弧所对的圆周角相等即可得出结论.
【详解】(1)解:如图所示,即为所求;
(2)解:∵,
∴(同弧所对的圆周角相等).
【变式2】(25-26九年级上·江苏无锡·期中)如图,已知.
(1)尺规作图:作的外接圆.(保留作图痕迹,不写作法)
(2)在(1)的条件下,若的半径为10,点到BC的距离为6,求BC的长.
【答案】(1)见解析
(2)16
【分析】本题考查尺规作图,垂径定理,勾股定理三角形的外接圆与外心等知识,
(1)作线段,的垂直平分线交点为,点即为的外接圆的圆心,然后以点O为圆心,以为半径画圆即可;
(2)作于利用勾股定理求出,再利用垂径定理可得,求出即可.
【详解】(1)解:如图,即为所求;
(2)解:作于.
在中,,,
,
,
,
.
【变式3】(2023·内蒙古通辽·中考真题)下面是“作已知直角三角形的外接圆”的尺规作图过程:
已知:如图1,在中,.
求作:的外接圆.
作法:如图2.
(1)分别以点A和点B为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于P,Q两点;
(2)作直线,交于点O;
(3)以O为圆心,为半径作,即为所求作的圆.
下列不属于该尺规作图依据的是( )
A.两点确定一条直线
B.直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半
C.与线段两个端点距离相等的点在这条线段的垂直平分线上
D.线段垂直平分线上的点与这条线段两个端点的距离相等
【答案】D
【分析】利用直角三角形斜边中线的性质证明:即可.
【详解】解:作直线(两点确定一条直线),
连接,
∵由作图,,
∴且(与线段两个端点距离相等的点在这条线段的垂直平分线上).
∵,
∴(直角三角形斜边中线等于斜边的一半),
∴,
∴A,B,C三点在以O为圆心,为直径的圆上.
∴为的外接圆.
故选:D.
【点睛】本题考查作图-复杂作图,线段的垂直平分线的定义,直角三角形斜边中线的性质等知识,解题的关键熟练掌握基本知识,属于中考常考题型.
题型05 三角形的外接圆
【典例5】(25-26九年级上·山东日照·期中)根据图中圆规的作图痕迹,只用直尺就可确定的外心的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】本题主要考查了三角形外心的定义.
根据三角形外心是三角形三条垂直平分线的交点进行求解即可.
【详解】解:∵三角形外心是三角形三条垂直平分线的交点,
∴四个选项中只有A选项作图方法是垂直平分线的尺规作图,
故选:A.
【变式1】(24-25九年级上·河北廊坊·期中)已知是的内心,,为平面上一点,点恰好又是的外心,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】连接,如图所示,由三角形内心性质结合三角形内角和定理得到,再由三角形外心定义,由圆周角定理求解即可得到答案.
【详解】解:连接,如图所示:
是的内心,
是的角平分线、是的角平分线,
,,
在中,,则由三角形内角和定理可知,
,
在中,,
点恰好又是的外心,
由圆周角定理可得,
故选:D.
【点睛】本题考查圆中求角度,涉及三角形内心性质、角平分线定义、三角形内角和定理、三角形外心定义及圆周角定理等知识,熟记三角形内心性质及外心定义是解决问题的关键.
【变式2】(2024九年级上·山东青岛·专题练习)如图,点,,均在的正方形网格格点上,过,,三点的外接圆除经过,,三点外还能经过的格点数为 .
【答案】5
【分析】本题考查了三角形的外接圆与外心,解题的关键是掌握三角形外心的定义(三角形三边垂直平分线的交点),并通过作图确定外接圆经过的格点.
先作出、的垂直平分线,找到它们的交点(即外接圆的圆心),再以为圆心、为半径作圆,最后数出该圆除、、外经过的格点数.
【详解】解:如图,分别作、的中垂线,两直线的交点为,
以为圆心、为半径作圆,则即为过,,三点的外接圆,
由图可知,还经过点、、、、这5个格点,
故答案为:5.
【变式3】(2022·贵州铜仁·一模)如图,已知点是的外心,,连结,,则的度数是 .
【答案】
【分析】本题考查了圆的知识;解题的关键是熟练掌握三角形外接圆、圆周角、圆心角的性质,从而完成求解.
结合题意,根据三角形外接圆的性质,作;再根据圆周角和圆心角的性质分析,即可得到答案.
【详解】的外接圆如下图
∵∠
∴.
故答案为:.
题型06 求三角形外心坐标
【典例6】(24-25九年级上·江苏无锡·期末)如图,在平面直角坐标系中,,,.则的外心坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了三角形的外心,解题的关键是掌握三角形的外心的定义.根据三角心的外心是三角形三边的垂直平分线的交点,分别作、的垂直平分线交于点,即可求解.
【详解】解:如图,分别作、的垂直平分线交于点,点即为所求,
故选:C.
【变式1】(24-25九年级上·湖南常德·期末)如图,在平面直角坐标系中,的三个顶点的坐标分别为:,,,经画图操作可知,的外心坐标应是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】此题考查了三角形外心的知识,注意三角形的外心即是三角形三边垂直平分线的交点,解此题的关键是数形结合思想的应用.首先由的外心即是三角形三边垂直平分线的交点,所以在平面直角坐标系中作与的垂线,两垂线的交点即为的外心.
【详解】解:的外心即是三角形三边垂直平分线的交点,
作图得:
与的垂直平分线交点即为的外心,
的外心坐标是,
故选:D.
【变式2】(25-26九年级上·江苏淮安·月考)如图,在平面直角坐标系中,,则的外心坐标为
【答案】.
【分析】本题考查了三角形的外心和平面直角坐标系内点的坐标;解题的关键是利用垂直平分线的交点找外心.依据三角形的外心是边的垂直平分线的交点,作和的垂直平分线,交点为所求.
【详解】解:作和的垂直平分线,交点为所求,
所以的外心坐标为 ,
故答案为:.
【变式3】(24-25九年级下·江苏连云港·月考)如图,在平面直角坐标系中,有三点,,,则的外心坐标是 .
【答案】
【分析】本题考查了三角形外心的知识,注意三角形的外心即是三角形三边垂直平分线的交点,掌握以上知识是解答本题的关键;
本题根据
【详解】解:根据三角形的外心即是三角形三边垂直平分线的交点,然后作和的垂直平分线,如图:
,
通过图像可以明显得到和的垂直平分线交点坐标为:;
故答案为:;
题型07 求三角形外接圆的半径
【典例7】(24-25九年级上·湖北恩施·月考)如图是由6个边长为1的小正方形组成的图形,若点A,B,C在同一个圆上,则圆的半径为( )
A.5 B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了圆周角定理,勾股定理的应用,解直角三角形等,作直径,连接,根据勾股定理求得 ,,解直角三角形得到,由,,得出,进而即可求得,从而求得圆的半径为.
【详解】解:作的外接圆,作直径,连接,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴圆的半径为,
故选:D.
【变式1】(25-26九年级上·全国·课后作业)如图,A,B,C是上的三点,是等边三角形.若,则的半径是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查三角形的外接圆与外心,直角三角形的性质,掌握等边三角形的性质,应用垂径定理和勾股定理解题是关键.
连接、,过点作,结合同弧所对的圆心角是圆周角的两倍、等腰三角形的性质和三角形内角和为得到,再利用垂径定理,直角三角形的性质,勾股定理即可求出的半径.
【详解】解:连接、,过点作,
∵是等边三角形的外接圆,
∴,
∴,
,
又∵,
∴,
在中,利用勾股定理得,.
故选:.
【变式2】(25-26九年级上·江苏扬州·期中)若直角三角形的两直角边长分别为3和4,则它的外接圆的半径为 .
【答案】
【分析】本题考查了特殊三角形的外接圆半径;先利用勾股定理求出直角三角形的斜边长,再根据直角三角形的外接圆半径等于斜边的一半求解.
【详解】解:直角三角形的两直角边长分别为和,
斜边长,
外接圆半径.
故答案为:
【变式3】(24-25九年级下·四川成都·阶段练习)如图,正三角形的边长为,则它的外接圆的半径为 .
【答案】
【分析】连接,过点作于点,根据垂径定理求出,根据圆周角定理求出,进而求出,最后根据余弦的定义解答即可求解.
【详解】解:如图,连接,过点作于点,
则,
为等边三角形,
,
,
,
,
,
故答案为:
【点睛】本题考查了三角形的外接圆与外心,圆周角定理、垂径定理、等边三角形的性质、余弦的定义,正确作出辅助线是解题的关键.
一、单选题
1.(25-26九年级上·江苏扬州·期中)如图,在平面直角坐标系中,点,,,则的外心坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查三角形的外心,熟练掌握三角形的外心是解题的关键;根据三角形的外心可分别作出线段的垂直平分线,它们的交点即为三角形的外心,进而问题可求解.
【详解】解:如图,
由图可知:的外心坐标是;
故选B.
2.(25-26九年级上·福建莆田·期中)下列说法中,正确的是( )
A.长度相等的弧是等弧
B.三角形的外心到三角形三条边的距离相等
C.平分弦的直径垂直于弦
D.在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弦相等
【答案】D
【分析】本题考查圆的性质和三角形外心的概念,根据定义和定理逐项判断即可.
【详解】解:A.∵在同圆或等圆中,能够互相重合的弧叫做等弧,∴错误;
B.∵三角形的外心是三边垂直平分线的交点,到顶点距离相等,到边距离相等的是内心,∴错误;
C.∵垂径定理指出平分弦(非直径)的直径垂直于弦,未指定非直径,∴错误;
D.∵在同圆或等圆中,相等圆心角所对的弦相等,是圆心角定理,∴正确;
故选D.
3.(25-26九年级上·河北沧州·期中)如图,在4×4的网格中,点,,,,,,均在格点上,则的外心是( )
A.点 B.点 C.点 D.点
【答案】C
【分析】本题主要考查三角形的外心,关键是熟练掌握三角形的外心的概念.根据三角形的外心是三边的垂直平分线的交点,再结合图形进行判断即可.
【详解】解:三角形的外心是三边的垂直平分线的交点,
三角形的外心到三个顶点的距离相等.
由图可知,设网格中每个小正方形的边长为,
则点到三个顶点的距离均为,
即点到三个顶点的距离相等,
的外心是点.
故选:C.
4.(25-26九年级上·全国·单元测试)如图,为的外接圆,且是的直径,点是上的一点,连接,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了三角形的外接圆与外心,圆周角定理,圆内接四边形性质,根据圆周角定理得到,即可求出的度数,再根据圆内接四边形的对角互补解答即可,掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】解:∵为的外接圆,且是的直径,,
∴,
∴,
∵四边形是圆内接四边形,
∴,
∴,
故选:.
5.(25-26九年级上·全国·课后作业)如图,A,B,C是上的三点,是等边三角形.若,则的半径是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查三角形的外接圆与外心,直角三角形的性质,掌握等边三角形的性质,应用垂径定理和勾股定理解题是关键.
连接、,过点作,结合同弧所对的圆心角是圆周角的两倍、等腰三角形的性质和三角形内角和为得到,再利用垂径定理,直角三角形的性质,勾股定理即可求出的半径.
【详解】解:连接、,过点作,
∵是等边三角形的外接圆,
∴,
∴,
,
又∵,
∴,
在中,利用勾股定理得,.
故选:.
二、填空题
6.(25-26九年级上·浙江绍兴·月考)如图,点,,均在直线上,点在直线外,则经过其中任意三个点,最多可画出圆的个数为 个.
【答案】3
【分析】本题考查了确定圆的条件.
根据不共线的三点确定一个圆可得答案.
【详解】解:经过点P、A、B;P、A、C;P、B、C可分别画出一个圆,最多可画出圆的个数为3个,
故答案为:3.
7.(24-25九年级上·江苏宿迁·期中)若过平面直角坐标系中的三个点、、能确定一个圆,则 .
【答案】4或
【分析】本题考查了不共线三点确定一个圆,求一次函数解析式,解一元二次方程等知识;根据题意求出直线的解析式,把点C的坐标代入函数解析式中,求得m的值,则当m不取这些值时,三点不共线,能确定一个圆.
【详解】解:直线的解析式为,
则有,
解得:,
∴直线的解析式为,
把点C的坐标代入得:,
即,
解得:,
∴当或时,A、B、C三点能确定一个圆;
故答案为:4或.
8.(2025·辽宁·一模)如图,在中,,,,分别以、为圆心,大于的长为半径作弧,连接弧的两个交点;分别以、为圆心,大于的长为半径作弧,连接弧的两个交点,取所作两条直线的交点,以该交点为圆心,该交点到的距离为半径作弧交于,则弧的长为 .
【答案】
【分析】此题考查了圆周角定理、三角形的外接圆、弧长公式等知识,由作图可知点O为的外接圆圆心是解题的关键.由作图可知,点O为的外接圆圆心,连接,由圆周角定理求出,得到,利用弧长公式即可求出答案.
【详解】解:如图,由作图可知,点O为的外接圆圆心,连接,
在中,,,
∴,
∴,
∴,
∴弧的长为,
故答案为:
9.(25-26九年级上·江苏宿迁·月考)如图,是的内接三角形.若,,则的半径是 .
【答案】
【分析】本题考查的是三角形的外接圆与外心.连接、,根据圆周角定理得到,根据勾股定理计算即可.
【详解】解:连接、,则,
,
,
,即,
解得:(负值已舍去),
故答案为:.
10.(25-26九年级上·安徽淮南·月考)如图,与x轴交于点,,与y轴的正半轴交于点C.若.
(1)圆心P的坐标为 ;
(2)点C的纵坐标为 .
【答案】 /
【分析】(1)连接,,,过点作于,于,根据圆周角定理得到,根据等腰三角形的性质得到,由垂径定理得到,解直角三角形得到,,,即可求出圆心P的坐标;
(2)根据勾股定理得到的长,于是得到结论.
【详解】解:(1)连接,,,过点作于,于,
,
,
,
,
,,
,
,
,,
,,,
四边形是矩形,
,,
∴圆心P的坐标为.
故答案为:;
(2)∵,
,
,
点的纵坐标为,
故答案为:.
【点睛】本题考查了圆周角定理,坐标与图形性质,垂径定理,矩形的判定与性质,勾股定理,正确的作出辅助线是解题的关键.
三、解答题
11.(25-26九年级上·浙江·月考)如图,一个弓形零件,高为,长.
(1)请用直尺和圆规画出弓形所在圆的圆心.
(2)请计算弓形所在圆的半径长.
【答案】(1)图见详解
(2)弓形所在圆的半径长为.
【分析】本题考查作图—应用与设计作图,垂径定理,勾股定理等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题.
(1)在上取一点E,连接,作线段,的垂直平分线交于点O,点O即为所求;
(2)设,的垂直平分线交于点C,交于点D.利用勾股定理构建方程求解.
【详解】(1)解:如图,点即为所求;
(2)解:设,的垂直平分线交于点C,交于点D.
,
,
∵,
∴,
在中,则有,
解得,
∴弓形所在圆的半径长为.
12.(25-26九年级上·江苏南京·月考)已知等腰三角形,如图.
(1)用直尺和圆规作的外接圆;
(2)设的外接圆的圆心为,若,,则的外接圆的半径为 .
【答案】(1)图见详解;
(2)2
【分析】(1)本题考查了尺规作图及外接圆性质,根据外接圆到各个顶点的距离相等作出、的垂直平分线,找到交点即为外接圆圆心,再画圆即可得到答案;
(2)本题考查圆周角定理及圆内接四边形对角互补,根据,求出,再根据垂径定理求出即可得到答案;
【详解】(1)解:作、的垂直平分线交点即为外接圆圆心,如图所示,
;
(2)解:∵,,
∴,
,
∴,
∵等腰三角形的外接圆的圆心为,
∴,,
∴是等边三角形,
∵,
∴.
13.(25-26九年级上·浙江金华·期中)如图,在正方形网格图中建立一直角坐标系,一条圆弧经过网格点,, ,解答下列问题:
(1)请在图中确定该圆弧所在圆心点的位置,则点坐标为_______.
(2)连结,,求出的度数.
【答案】(1)图形见解析,
(2)
【分析】本题主要考查确定圆的条件、勾股定理的逆定理、平面直角坐标系:
(1)作线段和线段的垂直平分线,两条直线的交点即为点;
(2)利用勾股定理的逆定理求解即可.
【详解】(1)如图所示,作线段和线段的垂直平分线,两条直线的交点即为点.
故答案为:
(2)如图所示,连接.
∵,,,
∴.
∴.
14.(25-26九年级上·山东潍坊·期中)如图,在中,于点D,,.
(1)求的长;
(2)若,求外接圆的半径.
【答案】(1)6
(2)
【分析】本题考查了解直角三角形,勾股定理,外接圆的半径,熟练掌握以上知识点是解题的关键.
(1)先解求出,再由勾股定理求解;
(2)在中运用勾股定理求解,再根据直角三角形外接圆半径等于斜边的一半即可求解.
【详解】(1)解:∵于点D,,,
∴,
∴
(2)解:∵,,
∴,
∵,
∴,
∴外接圆的半径.
15.(25-26九年级上·江西新余·月考)如图是的正方形网格,请仅用无刻度的直尺按要求完成以下作图(保留作图痕迹).
(1)在图1中作的外接圆圆心O.
(2)在图2中作的外接圆圆心P.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)作中垂线与边交于点即为所求.可证明是直角三角形,由垂直平分线的性质可知,则,可证,则,所以,则即为所求;
(2)根据方格作的垂直平分线,其交点即为点,根据垂直平分线的性质可证,所以即为所求.
【详解】(1)解:作中垂线与斜边交于点即为所求;
由勾股定理可知:,
,
∴是直角三角形,
作中垂线与斜边交于点,
则,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故点即为所求;
(2)解:作垂直平分线的交点即为所求;
∵在的垂直平分线上,
∴,
∵在的垂直平分线上,
∴,
∴,
故点即为所求.
【点睛】本题考查方格纸作图,三角形的外接圆,线段的垂直平分线,勾股定理的逆定理,等腰三角形的性质和判定,直角三角形的性质,掌握相关知识是解决问题的关键.
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