专题3.8 圆内接正多边形(知识梳理+4个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共37题)-2025-2026学年北师大版数学九年级下册同步培优讲义
2025-12-25
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2份
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53页
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 初中数学北师大版(2012)九年级下册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 8 圆内接正多边形 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.29 MB |
| 发布时间 | 2025-12-25 |
| 更新时间 | 2025-12-25 |
| 作者 | 勤勉理科资料库 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-12-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55632494.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦圆内接正多边形核心知识点,系统梳理正多边形的概念、重要元素(中心、半径、中心角、边心距)、性质及画法,通过易错点拨强化理解,考点讲练衔接应用,构建从基础到综合的完整学习支架。
资料特色在于分层设计与素养导向,知识梳理结合几何直观培养数学眼光,考点讲练通过典例变式提升推理能力,中考真题与难度分层(基础夯实、培优拔高)强化应用意识。课中辅助教师精准教学,课后助力学生分层巩固,有效查漏补缺。
内容正文:
专题3.8 圆内接正多边形
【知识梳理+4个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共37题】
(解析版)
知识梳理 技巧点拨 1
知识点梳理01:正多边形的概念 1
知识点梳理02:正多边形的重要元素 1
知识点梳理03:正多边形的性质 2
知识点梳理04:正多边形的画法 3
优选题型 考点讲练 4
考点1:求正多边形的中心角 4
考点2:已知正多边形的中心角求边数 8
考点3:正多边形和圆的综合 9
考点4:尺规作图——正多边形 12
中考真题 实战演练 14
难度分层 拔尖冲刺 19
基础夯实 19
培优拔高 28
知识点梳理01:正多边形的概念
各边相等,各角也相等的多边形是正多边形.
【易错点拨】
判断一个多边形是否是正多边形,必须满足两个条件:(1)各边相等;(2)各角相等;缺一不可.如菱形的各边都相等,矩形的各角都相等,但它们都不是正多边形(正方形是正多边形).
知识点梳理02:正多边形的重要元素
1.正多边形的外接圆和圆的内接正多边形
正多边形和圆的关系十分密切,只要把一个圆分成相等的一些弧,就可以作出这个圆的内接正多边形,这个圆就是这个正多边形的外接圆.
2.正多边形的有关概念
(1)一个正多边形的外接圆的圆心叫做这个正多边形的中心.
(2)正多边形外接圆的半径叫做正多边形的半径.
(3)正多边形每一边所对的圆心角叫做正多边形的中心角.
(4)正多边形的中心到正多边形的一边的距离叫做正多边形的边心距.
3.正多边形的有关计算
(1)正n边形每一个内角的度数是;
(2)正n边形每个中心角的度数是;
(3)正n边形每个外角的度数是.
(4)正n边形半径R,边长a,边心距r的关系;
(5)正n边形周长;
(6)正n边形面积;
【易错点拨】
要熟悉正多边形的基本概念和基本图形,将待解决的问题转化为直角三角形.
知识点梳理03:正多边形的性质
1.正多边形都只有一个外接圆,圆有无数个内接正多边形.
2.正n边形的半径和边心距把正n边形分成2n个全等的直角三角形.
3.正多边形都是轴对称图形,对称轴的条数与它的边数相同,每条对称轴都通过正n边形的中心;当边数是偶数时,它也是中心对称图形,它的中心就是对称中心.
4.边数相同的正多边形相似。它们周长的比,边心距的比,半径的比都等于相似比,面积的比等于相似比的平方.
5. 任何正多边形都有一个外接圆和一个内切圆,这两个圆是同心圆
【易错点拨】
(1)各边相等的圆的内接多边形是圆的内接正多边形;
(2)各角相等的圆的外切多边形是圆的外切正多边形.
知识点梳理04:正多边形的画法
1.用量角器等分圆
由于在同圆中相等的圆心角所对的弧也相等,因此作相等的圆心角(即等分顶点在圆心的周角)可以等分圆;根据同圆中相等弧所对的弦相等,依次连接各分点就可画出相应的正n边形.
2.用尺规等分圆
对于一些特殊的正n边形,可以用圆规和直尺作图.
①正四、八边形。
在⊙O中,用尺规作两条互相垂直的直径就可把圆分成4等份,从而作出正四边形。 再逐次平分各边所对的弧(即作∠AOB的平分线交于 E) 就可作出正八边形、正十六边形等,边数逐次倍增的正多边形。
②正六、三、十二边形的作法。
通过简单计算可知,正六边形的边长与其半径相等,所以,在⊙O中,任画一条直径AB,分别以A、B为圆心,以⊙O的半径为半径画弧与⊙O相交于C、D和E、F,则A、C、E、B、F、D是⊙O的6等分点。
显然,A、E、F(或C、B、D)是⊙O的3等分点。
同样,在图(3)中平分每条边所对的弧,就可把⊙O 12等分……。
【易错点拨】
画正n边形的方法:(1)将一个圆n等份,(2)顺次连结各等分点.
考点1:求正多边形的中心角
【典例精讲】(2025·陕西咸阳·二模)如图,点O是正六边形的中心点,连接,则的度数为 .
【答案】
【思路点拨】本题考查正多边形的中心角,连接,根据中心角的计算方法,求出的度数,进而求出的度数即可.
【规范解答】解:连接,
∵点O是正六边形的中心点,
∴,
∴;
故答案为:
【变式训练1】(24-25九年级下·江西上饶·期末)如图,六边形为正六边形,点O为对角线的交点,的面积等于1,请仅用无刻度直尺按下列要求作图(保留作图痕迹).
(1)在图1中作出一个面积等于4的矩形;
(2)在图2中作出一个面积等于4 的菱形.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【思路点拨】(1)连接、,由正六边形的性质可得、、、、、是全等的等边三角形,四边形、是全等的菱形,得,,进而求解即可;
(2)如图,延长、交于点G,连接并延长交于点N,交于点M,根据正六边形的性质和菱形的判定可得四边形是菱形,从而可证四边形是菱形,设,则,可得,求得,利用菱形的面积公式计算即可.
【规范解答】(1)解:如图,连接、,
∵六边形为正六边形,
∴、、、、、是全等的等边三角形,
∴,四边形、是全等的菱形,
∴,
∵,,
∴,
又∵,
∴,
∴四边形是矩形,;
(2)解:如图,延长、交于点G,连接并延长交于点N,交于点M,
∵六边形为正六边形,
∴、、、、、是全等的等边三角形,
∵,
∴四边形是菱形,
∴垂直平分,
∵,
∴垂直平分,
∴,
∴,
∴四边形是菱形,
设,则,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
即四边形是面积为4的菱形.
【变式训练2】(24-25九年级下·江西抚州·月考)如图,点O为正六边形的中心,连接.若正六边形的边长为4,则点O到的距离的长为( )
A. B.2 C. D.1
【答案】B
【思路点拨】本题主要考查了等边三角形的性质与判定,含30度角的直角三角形的性质,求正多边形的中心角,连接,则,可证明是等边三角形,,则可得到,再求出的长即可得到答案.
【规范解答】解:如图所示,连接,
∵点O为正六边形的中心,
∴,
∴是等边三角形,,
∴,
∵,
∴,
∴点O到的距离的长为2,
故选:B.
考点2:已知正多边形的中心角求边数
【典例精讲】(2025·福建福州·模拟预测)一个正多边形的中心角为,半径为,则该正多边形的面积等于 .
【答案】
【思路点拨】先利用中心角求出正多边形的边数,再利用正多边形的性质求出正多边形的面积.
本题主要考查正多边形的性质,熟记正多边形的中心角与边数的关系是解题关键.
【规范解答】解:该正多边形的中心角为,
正多边形的边数为:,
如图所示,作于点,
则,,
,
,
正多边形的面积.
故答案为:.
【变式训练1】(24-25九年级下·贵州黔东南·月考)若一个圆内接正多边形的中心角是,则这个多边形是( )
A.正十边形 B.正九边形 C.正八边形 D.正七边形
【答案】B
【思路点拨】本题考查圆内接正多边形,根据圆内接正边形的中心角的度数为,进行求解即可.
【规范解答】解:,
故这个多边形为正九边形;
故选:B.
【变式训练2】(2025·江苏徐州·模拟预测)如图,是正多边形的一部分,若,则该正多边形的边数为 .
【答案】
【思路点拨】本题主要考查了正多边形中心角问题、圆周角定理等知识,熟练掌握相关知识是解题关键.连接,,易知点在以点为圆心,为半径的同一个圆上,根据圆周角定理得到,再根据正多边形中心角计算方法即可得到答案.
【规范解答】解:连接,,如下图,
∵为一个正多边形的顶点,为正多边形的中心,
∴点在以点为圆心,为半径的同一个圆上,
∵
∴,
∴这个正多边形的边数.
故答案为:.
考点3:正多边形和圆的综合
【典例精讲】(24-25九年级下·江苏南京·自主招生)如图,为圆的直径,,为圆内接正方形,,分别为的中点,则阴影部分面积为 .
【答案】
【思路点拨】题目主要考查正方形的性质,中位线的性质等,理解题意,作出辅助线,综合运用这些知识点是解题关键.
连接,根据题意得出,确定,再由中位线定理得出,,根据平行线的判定和性质得出,即可求解.
【规范解答】解:连接,如图所示:
∵为圆的直径,,为圆内接正方形,
∴,
∴,
∵分别为的中点,
∴,,
∵,,
∴,
∴阴影部分面积为:,
故答案为:.
【变式训练1】(24-25九年级下·江苏南京·开学考试)如图,正五边形内接于,连接,,则的大小是 .
【答案】/18度
【思路点拨】本题考查正多边形和圆,等腰三角形的性质以及三角形内角和定理,根据正多边形和圆的性质求出中心角的度数,再根据等腰三角形的性质以及三角形内角和定理进行计算即可,掌握正多边形中心角的计算方法,等腰三角形的性质以及三角形内角和定理是正确解答的前提.
【规范解答】解:如图,连接、,
∵五边形是的内接正五边形,
∴,
∴,
∵,
∴,
故答案为:.
【变式训练2】(2025·江苏宿迁·中考真题)如图,正五边形内接于,连接,则的度数为 .
【答案】
【思路点拨】本题考查了圆与正多边形,正多边形的内角问题,等腰三角形的性质,三角形内角和定理等知识点,熟练掌握相关计算公式是解题的关键.
先根据正五边形的内角公式求出,再由等边对等角结合三角形内角和定理求出,最后由即可求解.
【规范解答】解:∵正五边形内接于,
∴,,
∴,
∴,
故答案为:.
考点4:尺规作图——正多边形
【典例精讲】(24-25九年级下·江西景德镇·期末)已知正六边形ABCDEF,请仅用无刻度直尺,按要求画图:
(1)在图1中,画出CD的中点G;
(2)在图2中,点G为CD中点以G为顶点画出一个菱形.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【思路点拨】(1)如图1,分别连接AD、CF交于点H,分别延长线段BC、线段ED于点I,连接HI与线段CD交于点G,点G即为所求;
(2)如图2,延长线段IH与线段AF交于点J,连接BG、GE、EJ、JB,四边形BGEJ即为所求.
【规范解答】(1)如图1,分别连接AD、CF交于点H,分别延长线段BC、线段ED于点I,连接HI与线段CD交于点G,点G即为所求;
(2)如图2,延长线段IH与线段AF交于点J,连接BG、GE、EJ、JB,四边形BGEJ即为所求.
【变式训练1】(2024九年级·河北·专题练习)如图,在⊙O中,MF为直径,OA⊥MF,圆内接正五边形ABCDE的部分尺规作图步骤如下:
①作出半径OF的中点H.
②以点H为圆心,HA为半径作圆弧,交直径MF于点G.
③AG长即为正五边形的边长、依次作出各等分点B,C,D,E.
已知⊙O的半径R=2,则AB2= .(结果保留根号)
【答案】
【思路点拨】连接AG,由作图可知,OA=2,H为OF中点,可求OH=,由勾股定理得AH=,可求OG=﹣1,由勾股定理AB2=AG2=OA2+OG2=4+(﹣1)2=10﹣2即可.
【规范解答】解:连接AG,由作图可知,OA=2,OH=1,H为OF中点,
∴OH=,
在Rt△OAH中,由勾股定理
∴AH=,
∵AH=HG=,
∴OG=GH﹣OH=﹣1,
在Rt△AOG中,由勾股定理得,
∴AB2=AG2=OA2+OG2=4+(﹣1)2=10﹣2.
故答案为:10﹣2.
【变式训练2】(2024·山东青岛·一模)已知:如图,A为⊙O上一点;求作:⊙O的内接正方形ABCD.
【答案】见解析
【思路点拨】先作直径AC,再过O点作AC的垂线交⊙O于D、B,然后连接AB、AD、CD、CB即可.
【规范解答】解:如图,四边形ABCD为所作.
1.(2024·江苏无锡·中考真题)如图,正方形内接于,线段在对角线上运动,若的面积为,,则周长的最小值是 .
【答案】4
【思路点拨】本题考查了圆的性质、点的对称性、平行四边形的性质等,由正方形的性质知点C是点A关于的对称点,过点C作,且使,连接交于点N,取,连接、,进而求解.
【规范解答】解析:如图,连接,以为边作,连接,
∵的面积为,
∴,
∴.
∵四边形为正方形,
∴,
∵四边形为平行四边形,
∴,
∴,
∴,
当A,N,E三点共线时,最小,即为的最小值,
在中,,,
∴,
∵,
∴,
∴周长的最小值为
故答案为:4.
2.(2024·上海·中考真题)已知正多边形的边长为a,且它的一个外角是其内角的一半,那么此正多边形的边心距是 .
【答案】
【思路点拨】本题考查了正多边形和圆的知识,掌握相关知识是解题的关键.
根据题意可得这个正多边形的一个外角为,求得它的中心角为,于是得到正六边形的边长与正六边形的半径组成等边三角形,进而可得边心距.
【规范解答】解:正多边形的一个外角是其内角的一半,
设外角为,则内角为,
,
,
这个正多边形的边数是,
它的中心角为,
正六边形的边长与正六边形的半径组成等边三角形,
它的边长为,
作,
则,
∴
此正多边形的边心距是,
故答案为:.
3.(2024·河北邯郸·中考真题)古镇上诸多亭廊的设计兼具实用性和审美性.如图,某亭子的平面图是由正方形和正八边形复合而成,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【思路点拨】设,得到,,即可得到,进一步可得答案.
【规范解答】解:如图,设正方形及正八边形的中心为点O,正八边形落在上的顶点为点M,交于点N,
设,
由正方形和正八边形的性质得到,,
∴,,
∴,
∴,
故选:C
4.(2024·福建厦门·中考真题)如图,正六边形内接于,交于点,连接,则下列三角形中,与关于点成中心对称的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【思路点拨】本题考查了正多边形与圆,成中心对称的定义,利用正多边形与圆的关系,成中心对称的定义即可求解,掌握知识点的应用是解题的关键.
【规范解答】解:∵正六边形内接于,交于点,
∴点与点关于点成中心对称,点与点关于点成中心对称,点与点关于点成中心对称,
∴与关于点成中心对称的是,
故选:.
5.(2024·全国·中考真题)如图,已知正六边形的半径为2,点O为其中心,求正六边形的边心距、边长、周长和面积.
【答案】边心距为,边长为2,周长为,面积为
【思路点拨】此题考查了正六边形和圆、等边三角形的判定和性质、勾股定理等知识,证明是等边三角形是解题的关键.连接,过点O作于点H,证明是等边三角形.依次进行求解即可.
【规范解答】解:如图,连接,过点O作于点H,
∵六边形是正六边形,
∴,.
∴是等边三角形.
∴,即边长为2,周长为.
在中,,
∴,
∴边心距.
∴.
基础夯实
1.(2025·新疆克拉玛依·模拟预测)如图,正六边形内接于,P是圆上任意一点,连接,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【思路点拨】本题考查正多边形与圆、圆周角定理,熟练掌握正六边形性质及圆周角定理作出辅助线是解决问题的关键.连接、,根据正六边形性质得到,再结合圆周角定理:同弧所对的圆周角等于圆心角的一半即可得到答案.
【规范解答】解:连接、,如图所示:
正六边形内接于,
,
P是圆上任意一点,,
根据圆周角定理,,
故选:D.
2.(2025·福建厦门·模拟预测)我国魏晋时期数学家刘徽在《九章算术注》中提到了著名的“割圆术”,即利用圆的内接正多边形逼近圆的方法来近似估算,指出“割之弥细,所失弥少.割之又割,以至于不可割,则与圆周合体,而无所失矣”.“割圆术”孕育了微积分思想,他用这种思想得到了圆周率的近似值为.如图,的半径为1,运用“割圆术”,以圆内接正六边形面积近似估计的面积,可得的估计值为,若用圆内接正八边形作近似估计,可得的估计值为( )
A. B. C.3 D.
【答案】B
【思路点拨】本题考查了正多边形与圆,勾股定理,等腰三角形的判定与性质,正确掌握相关性质内容是解题的关键.作于C,利用等腰直角三角形的性质求出的面积,从而得出正八边形的面积,进而解决问题.
【规范解答】解:如图,作于C,
∵用半径为1的圆的内接正八边形面积作近似估计,
∴,,
∵
∴,
则,
∴的面积为,
∴正八边形面积为
∴的估计值为.
故选:B.
3.(2025·宁夏银川·一模)如图,正六边形螺帽的边长为4,则这个螺帽的面积是( )
A. B.6 C.24 D.12
【答案】C
【思路点拨】本题主要考查了正多边形,
先画出图形,可知,再作,即可求出,然后根据勾股定理求出,进而求出答案.
【规范解答】解:设正六边形的中心O,一边是,则,作于点G,
可知是等边三角形,且正六边形是由6个等边三角形组成.
如图,在中,,
∴,
∴,
所以这个正六边形的面积.
故选:C.
4.(25-26九年级下·全国·期末)如图,的内接正六边形为正六边形,的半径为6,则的长为 .
【答案】
【思路点拨】本题考查的是正六边形和圆,勾股定理,等边三角形的判定与性质;连接,,证出是等边三角形,进而即可求得答案.
【规范解答】解:如图,连接 ,,,交于,
∵的内接正六边形为正六边形,
∴,,
∵,
∴是等边三角形,
∴,,
∴,
在中;
同理证得是等边三角形,,,,
在中;
;
故答案为.
5.(2025·山东济南·模拟预测)小明和小亮在如图所示的地毯上做投球游戏,已知正六边形是的内接正六边形,则球落在阴影部分的概率为 .
【答案】/0.5
【思路点拨】本题主要考查几何概率,正六边形的性质,熟练掌握概率公式是解题的关键.将阴影部分进行转化为,进行计算即可.
【规范解答】解:正六边形中,,
∴,
,
∴,
∴,
∴球落在阴影部分的概率为,
故答案为:.
6.(2025·吉林长春·二模)如图,正六边形内接于,的半径为,则这个正六边形的边心距的长为 .
【答案】
【思路点拨】本题考查圆内接正六边形的边心距问题,掌握正多边形的性质,会求中心角,会利用边心距和半径构成直角三角形,会用锐角三角函数求解是关键.连接,根据六边形是内接正六边形得出,进而根据三角函数的定义,求得的长,即可求解.
【规范解答】解:如图,连接,
∵六边形是内接正六边形,
∴,
∴,
故答案为:.
7.(2025·青海西宁·三模)如图,若的半径为2,若用的内接正六边形的周长来估计的周长,则的周长与其内接正六边形的周长的差为 .(结果保留)
【答案】
【思路点拨】本题考查的是正多边形和圆,正确求出正六边形的中心角是解题的关键.
连接,根据等边三角形的性质求出,再根据的周长公式、正六边形的周长公式计算.
【规范解答】解:如图,连接,
则,
∵,
∴为等边三角形,
∴,
∴内接正六边形的周长为:,
∴的周长与其内接正六边形的周长的差为:,
故答案为:.
8.(2025·陕西·模拟预测)补全下面的步骤并依照下面的步骤制作八角星.
步骤1:任意画一个圆;
步骤2:以圆心为顶点,连续画 度的角,与圆相交于 个点;
步骤3:连接每隔一个点的两个点;
步骤4:擦去多余的线,就得到八角星,再把它剪下来.
请你仿照上面的方法,利用圆规、量角器、直尺画出图形.(要求:保留画图痕迹,不写画图过程)
【答案】45;8,图见解析
【思路点拨】本题主要考查了中心角,圆和正多边形,尺规作图,
先求出中心角,并作出8个点,再隔一个点依次连接,可得答案.
【规范解答】解:步骤1:任意画一个圆;
步骤2:以圆心为顶点,连续画的角,与圆相交于8个点;
步骤3:连接每隔一个点的两个点;
步骤4:擦去多余的线,就得到八角星,再把它剪下来.
画出图形如图所示.
答案为:45;8.
9.(2025·甘肃·三模)丹麦数学家莫尔在他的著作《欧几里得作图》中指出:只用圆规可以完成一切尺规作图.请你根据以下步骤完成这个作图过程.
(1)如图,是上一点,仅用圆规作图(保留作图痕迹,不写作法);
①以点为圆心,长为半径,自点起,在上顺时针方向依次截取.
②依次连接点,得圆内接正六边形.
(2)根据(1)中完成的图,若的半径为2,求六边形的面积.
【答案】(1)见详解
(2)
【思路点拨】本题考查了尺规作图,等边三角形的判定与性质,解直角三角形的相关运算,正多边形与圆,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)根据题干的描述过程进行作图,即可作答.
(2)连接,结合六边形是正六边形,证明是等边三角形,把数值代入进行计算,得,再计算的面积,即可作答.
【规范解答】(1)解:依题意,圆内接正六边形如图所示:
(2)解:连接,
过点作于点G,
∵六边形是正六边形,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
则,
则,
则,
∴,
∴的面积为,
∴六边形的面积为.
10.(2025·江苏镇江·模拟预测)如图,已知正方形 ,以边为直径作,点E是边上一点(不与B,C重合),将正方形沿折叠,使得点C恰好落在上.
(1)判断直线与的位置关系,并说明理由;
(2)若正方形的边长为2,求线段的长.
【答案】(1)为的切线.理由见解析;
(2)线段的长为
【思路点拨】(1)先根据正方形的性质得到,再根据折叠的性质得到,所以,于是可判断,所以,然后根据切线的判定方法可判断为的切线;
(2)先由得到点O、、E共线,设,则,所以,然后利用勾股定理得到,从而可解方程即可.
【规范解答】(1)解:与相切.
理由如下:
四边形为正方形,
,
正方形沿折叠,使得点恰好落在上,
,
,
在和中,
,
,
,
为的半径,
为的切线:
(2)由(1)得,
,
点O、、E共线,
设,则,
,
为的直径,
,
,
在中,,
解得
即线段的长为.
培优拔高
11.(2025·四川雅安·二模)如图,边长为4的正六边形内接于,则它的内切圆半径为( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】D
【思路点拨】本题主要考查了正多边形和圆,掌握正六边形的性质以及勾股定理是正确解答此题的关键.根据正六边形的性质知是正三角形,在中,利用勾股定理进行计算即可.
【规范解答】解:如图,连接,,过点作,垂足为点,
六边形是正六边形,点是它的中心,
,
,
是正三角形,
,
,
在中,,,
.
故答案为:D.
12.(2025·安徽淮南·二模)已知O为边长为2的正六边形的中心,P为正六边形内一点,且.若,则的度数为( )
A. B.或 C. D.或
【答案】B
【思路点拨】本题考查了正多边形的性质,等边三角形的判定和性质,线段垂直平分线的判定和性质,圆的性质,熟练掌握性质是解题的关键.
根据,得点P在以O为圆心,半径为1的圆上运动,连接,连接,交于点G,证明直线是线段的垂直平分线,,都是等边三角形,延长交小圆于点P,连接,易证,得到,此时,;延长交小圆于点P,同理可得.
【规范解答】解:根据,得点P在以O为圆心,半径为1的圆上运动,
连接,连接,交于点G,
∵O为边长为2的正六边形的中心,
∴,
∴直线是线段的垂直平分线,,都是等边三角形,
∴,,,
∴,,
延长交小圆于点P,连接,则,
在和中,
∴
∴,即,
此时,;
延长交小圆于点P,连接,同理可得,
此时,;
故选:B.
13.(24-25九年级下·福建漳州·期中)如图,将两个全等的正六边形一边重合放置在一起,中心分别为,,公共边为,其中一个正六边形的外接圆与交于点A,若,则四边形的面积是( )
A.4 B. C. D.
【答案】D
【思路点拨】本题考查了正多边形与圆、等边三角形的判定与性质、勾股定理和菱形面积的计算,连接,令与交于点,则,,,,有为等边三角形,即可求得,和,结合面积公式即可求得四边形的面积.
【规范解答】解:如图,连接,令与交于点,
则,,,,
∴为等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∴,
则四边形为菱形,
∴四边形的面积是,
故选:D.
14.(2025·山西长治·二模)在平面直角坐标系中,正六边形按如图所示的方式放置,若点的坐标为 ,则点的坐标为 .
【答案】/
【思路点拨】本题考查了正多边形的性质及解直角三角形,过点 作轴,垂足为,通过正六边形的性质和解直角三角形求出点的横坐标,即可求解,熟练掌握知识点是解题的关键.
【规范解答】解:如图,过点作轴,垂足为
∵正六边形,
∴,,
∵,
∴,
∵
∴
在中,
∵在第二象限
∴
故答案为:.
15.(2025·上海·二模)已知正六边形的边长为4,其外接圆被顶点分为六条小劣弧,那么任意一条弦所对劣弧上一点到这条弦的最大距离是 .
【答案】
【思路点拨】本题考查了正多边形外接圆的性质,等边三角形的判定与性质,直角三角形的性质,正确地画出图形是解决本题的关键.
先画出正六边形和外接圆,再取的中点G,连接,根据等边三角形的性质和含的直角三角形的性质求解即可.
【规范解答】解:∵正六边形的边长为4,
∴外接圆半径,
∵正六边形的每条边都是外接圆的一条弦,
∴对应的圆心角为,
又∵,
∴为等边三角形,
取的中点G,连接并延长交于点H,则是点H到弦的最大距离;
∵为等边三角形,
∴,,,
∴,
在含的中,,
∴,
∴任意一条弦所对劣弧上一点到这条弦的最大距离是,
故答案为:.
16.(2024·广东·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,边长为2的正六边形的中心与原点重合,轴,交轴于点.将绕点顺时针旋转,每次旋转,则第2024次旋转结束时,点的坐标为
【答案】
【思路点拨】首先确定点的坐标,再根据旋转推导出4次一个循环,再计算经过第2024次旋转后点的坐标即可;本题考查了正多边形的性质,规律型问题,旋转等知识,解题的关键是学会探究规律的方法,属于中考常考题型.
【规范解答】解:∵正六边形边长为2,中心与原点重合,轴,
∴,
∴,
∴;
∵每次旋转,,
∴4次一个循环,
∵,
∴第2024次旋转结束时,点A的坐标为.
故答案为:.
17.(2024·广东·模拟预测)大自然中有许多小动物都是“小数学家”,蜜蜂的蜂巢结构非常精巧、实用而且节省材料,多名学者通过观测研究发现:蜂巢巢房的横截面大都是正六边形.一个巢房的横截面为正六边形,如图所示,若边心距 则这个正六边形的边长是 .
【答案】2
【思路点拨】本题考查了正六边形的性质,等边三角形的判定和性质,勾股定理,解答本题的关键是明确正六边形的特点.
连接,,证明为等边三角形,得出,根据勾股定理求出,得出即可.
【规范解答】解:连接,,如图所示:
六边形是正六边形,
∴,,
∴为等边三角形,
∴,
∵,
∴,,
∴,
根据勾股定理得:,
即,
解得:,负值舍去,
∴,
∴这个正六边形的边长是,
故答案为:2.
18.(25-26九年级下·全国·期末)在圆内接正六边形中,分别交于点.
(1)如图①,求证:点三等分;
(2)如图②,过点作的垂线,垂足为,以点为圆心,的长为半径作圆;(保留作图痕迹,不写作法)
(3)在(2)所作图形中,求证:是所作圆的切线.
【答案】(1)证明见解析
(2)作图见解析
(3)证明见解析
【思路点拨】(1)先由正六边形的性质、等腰三角形的性质得到相关角度,再由两个三角形全等的判定定理得到,则,进而由等边三角形的判定定理得到是等边三角形,由全等三角形性质及等边三角形性质即可得到,从而得证;
(2)由尺规作图,过点作线段的垂直平分线即可得到答案;
(3)过点作,垂足为,连接,如图所示,由切线的判定方法求证即可得到答案.
【规范解答】(1)证明:在圆内接正六边形中,,,
,
,,
在和中,
,
,
,
,
是等边三角形,
,
∴点三等分;
(2)解:如图所示:
、即为所求;
(3)证明:过点作,垂足为,连接,如图所示:
则,
由(1)知,
,
,
,
为所作圆的半径,
是所作圆的切线.
19.(2024·湖北武汉·模拟预测)请仅用无刻度直尺按下列要求作图.
(1)在图1中,已知正七边形,分别画出一个以为边的平行四边形和为边的菱形;
(2)在图2中,若正七边形的外接圆为,画出的中点P,过点A作的切线.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【思路点拨】本题主要考查了几何作图,包括平行四边形、菱形、切线的作法等,解题关键是理解正多边形的性质以及平行四边形、菱形和圆的相关性质.
(1)连接,交于,交于,则四边形是平行四边形;延长,交于点,则四边形为菱形;
(2)连接并延长,交于点,即为所求;连接并延长,交于点,连接交于点,连接并延长,交延长线于点,连接并延长,交延长线于点,作射线,即为所求.
【规范解答】(1)解:如图所示,四边形为平行四边形,四边形为菱形;
(2)如图所示,点P为的中点,为的切线.
20.(2026·江西·模拟预测)新素材正六边形蜂窝状置物架如图(1)是某阅览室墙上安装的正六边形蜂窝状置物架,将该置物架抽象成如图(2)所示的图形,点A,B,C,D,E,F均为正六边形的顶点,点O为的中点,每个正六边形的边长均为.
(1)连接,求的长;
(2)求该置物架所占用墙面的宽度 d.
【答案】(1)
(2)
【思路点拨】本题考查了解直角三角形的应用,根据题目的已知条件并结合图形添适当的辅助线是解题的关键.
(1)连接并延长交的延长线于点 G,作于点R.先求出,,过点C作,垂足为H,证明四边形为矩形,得出,再根据勾股定理求出结论;
(2)由题意得:共线,连接,过点Q作,垂足为N,则,求出,在求出,即可求出结论.
【规范解答】(1)解:如图(1),连接并延长交的延长线于点 G,作于点R.
,
,
,
,
,
∴,
∴ ,
∵,
∴.
过点C作,垂足为H,
则,
∵
∴四边形为矩形,
,
∴,
;
(2)如图(2),由题意得:共线,连接,
过点Q作,垂足为N,
则 ,
在中, ,
,
设左上角正六边形中心为点O,其左上角的顶点为W,连接,
则,
是等边三角形,
,
,
答:该置物架所占用墙面的宽度 d为.
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专题3.8 圆内接正多边形
【知识梳理+4个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共37题】
(原卷版)
知识梳理 技巧点拨 1
知识点梳理01:正多边形的概念 1
知识点梳理02:正多边形的重要元素 1
知识点梳理03:正多边形的性质 2
知识点梳理04:正多边形的画法 3
优选题型 考点讲练 4
考点1:求正多边形的中心角 4
考点2:已知正多边形的中心角求边数 5
考点3:正多边形和圆的综合 5
考点4:尺规作图——正多边形 6
中考真题 实战演练 7
难度分层 拔尖冲刺 9
基础夯实 9
培优拔高 12
知识点梳理01:正多边形的概念
各边相等,各角也相等的多边形是正多边形.
【易错点拨】
判断一个多边形是否是正多边形,必须满足两个条件:(1)各边相等;(2)各角相等;缺一不可.如菱形的各边都相等,矩形的各角都相等,但它们都不是正多边形(正方形是正多边形).
知识点梳理02:正多边形的重要元素
1.正多边形的外接圆和圆的内接正多边形
正多边形和圆的关系十分密切,只要把一个圆分成相等的一些弧,就可以作出这个圆的内接正多边形,这个圆就是这个正多边形的外接圆.
2.正多边形的有关概念
(1)一个正多边形的外接圆的圆心叫做这个正多边形的中心.
(2)正多边形外接圆的半径叫做正多边形的半径.
(3)正多边形每一边所对的圆心角叫做正多边形的中心角.
(4)正多边形的中心到正多边形的一边的距离叫做正多边形的边心距.
3.正多边形的有关计算
(1)正n边形每一个内角的度数是;
(2)正n边形每个中心角的度数是;
(3)正n边形每个外角的度数是.
(4)正n边形半径R,边长a,边心距r的关系;
(5)正n边形周长;
(6)正n边形面积;
【易错点拨】
要熟悉正多边形的基本概念和基本图形,将待解决的问题转化为直角三角形.
知识点梳理03:正多边形的性质
1.正多边形都只有一个外接圆,圆有无数个内接正多边形.
2.正n边形的半径和边心距把正n边形分成2n个全等的直角三角形.
3.正多边形都是轴对称图形,对称轴的条数与它的边数相同,每条对称轴都通过正n边形的中心;当边数是偶数时,它也是中心对称图形,它的中心就是对称中心.
4.边数相同的正多边形相似。它们周长的比,边心距的比,半径的比都等于相似比,面积的比等于相似比的平方.
5. 任何正多边形都有一个外接圆和一个内切圆,这两个圆是同心圆
【易错点拨】
(1)各边相等的圆的内接多边形是圆的内接正多边形;
(2)各角相等的圆的外切多边形是圆的外切正多边形.
知识点梳理04:正多边形的画法
1.用量角器等分圆
由于在同圆中相等的圆心角所对的弧也相等,因此作相等的圆心角(即等分顶点在圆心的周角)可以等分圆;根据同圆中相等弧所对的弦相等,依次连接各分点就可画出相应的正n边形.
2.用尺规等分圆
对于一些特殊的正n边形,可以用圆规和直尺作图.
①正四、八边形。
在⊙O中,用尺规作两条互相垂直的直径就可把圆分成4等份,从而作出正四边形。 再逐次平分各边所对的弧(即作∠AOB的平分线交于 E) 就可作出正八边形、正十六边形等,边数逐次倍增的正多边形。
②正六、三、十二边形的作法。
通过简单计算可知,正六边形的边长与其半径相等,所以,在⊙O中,任画一条直径AB,分别以A、B为圆心,以⊙O的半径为半径画弧与⊙O相交于C、D和E、F,则A、C、E、B、F、D是⊙O的6等分点。
显然,A、E、F(或C、B、D)是⊙O的3等分点。
同样,在图(3)中平分每条边所对的弧,就可把⊙O 12等分……。
【易错点拨】
画正n边形的方法:(1)将一个圆n等份,(2)顺次连结各等分点.
考点1:求正多边形的中心角
【典例精讲】(2025·陕西咸阳·二模)如图,点O是正六边形的中心点,连接,则的度数为 .
【变式训练1】(24-25九年级下·江西上饶·期末)如图,六边形为正六边形,点O为对角线的交点,的面积等于1,请仅用无刻度直尺按下列要求作图(保留作图痕迹).
(1)在图1中作出一个面积等于4的矩形;
(2)在图2中作出一个面积等于4 的菱形.
【变式训练2】(24-25九年级下·江西抚州·月考)如图,点O为正六边形的中心,连接.若正六边形的边长为4,则点O到的距离的长为( )
A. B.2 C. D.1
考点2:已知正多边形的中心角求边数
【典例精讲】(2025·福建福州·模拟预测)一个正多边形的中心角为,半径为,则该正多边形的面积等于 .
【变式训练1】(24-25九年级下·贵州黔东南·月考)若一个圆内接正多边形的中心角是,则这个多边形是( )
A.正十边形 B.正九边形 C.正八边形 D.正七边形
【变式训练2】(2025·江苏徐州·模拟预测)如图,是正多边形的一部分,若,则该正多边形的边数为 .
考点3:正多边形和圆的综合
【典例精讲】(24-25九年级下·江苏南京·自主招生)如图,为圆的直径,,为圆内接正方形,,分别为的中点,则阴影部分面积为 .
【变式训练1】(24-25九年级下·江苏南京·开学考试)如图,正五边形内接于,连接,,则的大小是 .
【变式训练2】(2025·江苏宿迁·中考真题)如图,正五边形内接于,连接,则的度数为 .
考点4:尺规作图——正多边形
【典例精讲】(24-25九年级下·江西景德镇·期末)已知正六边形ABCDEF,请仅用无刻度直尺,按要求画图:
(1)在图1中,画出CD的中点G;
(2)在图2中,点G为CD中点以G为顶点画出一个菱形.
【变式训练1】(2024九年级·河北·专题练习)如图,在⊙O中,MF为直径,OA⊥MF,圆内接正五边形ABCDE的部分尺规作图步骤如下:
①作出半径OF的中点H.
②以点H为圆心,HA为半径作圆弧,交直径MF于点G.
③AG长即为正五边形的边长、依次作出各等分点B,C,D,E.
已知⊙O的半径R=2,则AB2= .(结果保留根号)
【变式训练2】(2024·山东青岛·一模)已知:如图,A为⊙O上一点;求作:⊙O的内接正方形ABCD.
1.(2024·江苏无锡·中考真题)如图,正方形内接于,线段在对角线上运动,若的面积为,,则周长的最小值是 .
2.(2024·上海·中考真题)已知正多边形的边长为a,且它的一个外角是其内角的一半,那么此正多边形的边心距是 .
3.(2024·河北邯郸·中考真题)古镇上诸多亭廊的设计兼具实用性和审美性.如图,某亭子的平面图是由正方形和正八边形复合而成,则等于( )
A. B. C. D.
4.(2024·福建厦门·中考真题)如图,正六边形内接于,交于点,连接,则下列三角形中,与关于点成中心对称的是( )
A. B. C. D.
5.(2024·全国·中考真题)如图,已知正六边形的半径为2,点O为其中心,求正六边形的边心距、边长、周长和面积.
基础夯实
1.(2025·新疆克拉玛依·模拟预测)如图,正六边形内接于,P是圆上任意一点,连接,,则的度数为( )
A. B. C. D.
2.(2025·福建厦门·模拟预测)我国魏晋时期数学家刘徽在《九章算术注》中提到了著名的“割圆术”,即利用圆的内接正多边形逼近圆的方法来近似估算,指出“割之弥细,所失弥少.割之又割,以至于不可割,则与圆周合体,而无所失矣”.“割圆术”孕育了微积分思想,他用这种思想得到了圆周率的近似值为.如图,的半径为1,运用“割圆术”,以圆内接正六边形面积近似估计的面积,可得的估计值为,若用圆内接正八边形作近似估计,可得的估计值为( )
A. B. C.3 D.
3.(2025·宁夏银川·一模)如图,正六边形螺帽的边长为4,则这个螺帽的面积是( )
A. B.6 C.24 D.12
4.(25-26九年级下·全国·期末)如图,的内接正六边形为正六边形,的半径为6,则的长为 .
5.(2025·山东济南·模拟预测)小明和小亮在如图所示的地毯上做投球游戏,已知正六边形是的内接正六边形,则球落在阴影部分的概率为 .
6.(2025·吉林长春·二模)如图,正六边形内接于,的半径为,则这个正六边形的边心距的长为 .
7.(2025·青海西宁·三模)如图,若的半径为2,若用的内接正六边形的周长来估计的周长,则的周长与其内接正六边形的周长的差为 .(结果保留)
8.(2025·陕西·模拟预测)补全下面的步骤并依照下面的步骤制作八角星.
步骤1:任意画一个圆;
步骤2:以圆心为顶点,连续画 度的角,与圆相交于 个点;
步骤3:连接每隔一个点的两个点;
步骤4:擦去多余的线,就得到八角星,再把它剪下来.
请你仿照上面的方法,利用圆规、量角器、直尺画出图形.(要求:保留画图痕迹,不写画图过程)
9.(2025·甘肃·三模)丹麦数学家莫尔在他的著作《欧几里得作图》中指出:只用圆规可以完成一切尺规作图.请你根据以下步骤完成这个作图过程.
(1)如图,是上一点,仅用圆规作图(保留作图痕迹,不写作法);
①以点为圆心,长为半径,自点起,在上顺时针方向依次截取.
②依次连接点,得圆内接正六边形.
(2)根据(1)中完成的图,若的半径为2,求六边形的面积.
10.(2025·江苏镇江·模拟预测)如图,已知正方形 ,以边为直径作,点E是边上一点(不与B,C重合),将正方形沿折叠,使得点C恰好落在上.
(1)判断直线与的位置关系,并说明理由;
(2)若正方形的边长为2,求线段的长.
培优拔高
11.(2025·四川雅安·二模)如图,边长为4的正六边形内接于,则它的内切圆半径为( )
A.1 B.2 C. D.
12.(2025·安徽淮南·二模)已知O为边长为2的正六边形的中心,P为正六边形内一点,且.若,则的度数为( )
A. B.或 C. D.或
13.(24-25九年级下·福建漳州·期中)如图,将两个全等的正六边形一边重合放置在一起,中心分别为,,公共边为,其中一个正六边形的外接圆与交于点A,若,则四边形的面积是( )
A.4 B. C. D.
14.(2025·山西长治·二模)在平面直角坐标系中,正六边形按如图所示的方式放置,若点的坐标为 ,则点的坐标为 .
15.(2025·上海·二模)已知正六边形的边长为4,其外接圆被顶点分为六条小劣弧,那么任意一条弦所对劣弧上一点到这条弦的最大距离是 .
16.(2024·广东·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,边长为2的正六边形的中心与原点重合,轴,交轴于点.将绕点顺时针旋转,每次旋转,则第2024次旋转结束时,点的坐标为
17.(2024·广东·模拟预测)大自然中有许多小动物都是“小数学家”,蜜蜂的蜂巢结构非常精巧、实用而且节省材料,多名学者通过观测研究发现:蜂巢巢房的横截面大都是正六边形.一个巢房的横截面为正六边形,如图所示,若边心距 则这个正六边形的边长是 .
18.(25-26九年级下·全国·期末)在圆内接正六边形中,分别交于点.
(1)如图①,求证:点三等分;
(2)如图②,过点作的垂线,垂足为,以点为圆心,的长为半径作圆;(保留作图痕迹,不写作法)
(3)在(2)所作图形中,求证:是所作圆的切线.
19.(2024·湖北武汉·模拟预测)请仅用无刻度直尺按下列要求作图.
(1)在图1中,已知正七边形,分别画出一个以为边的平行四边形和为边的菱形;
(2)在图2中,若正七边形的外接圆为,画出的中点P,过点A作的切线.
20.(2026·江西·模拟预测)新素材正六边形蜂窝状置物架如图(1)是某阅览室墙上安装的正六边形蜂窝状置物架,将该置物架抽象成如图(2)所示的图形,点A,B,C,D,E,F均为正六边形的顶点,点O为的中点,每个正六边形的边长均为.
(1)连接,求的长;
(2)求该置物架所占用墙面的宽度 d.
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