内容正文:
课时分层训练(八) 正多边形和圆
知识点一 圆内接正多边形
1.(2026·淄博月考)如图,正六边形ABCDEF内接于⊙O.若⊙O的周长是12π,则正六边形的边长是 6 .
2.如图,A,B,C,D,E是⊙O的五等分点,怎样才能画出圆的内接正五边形?这个正五边形的中心角是多少度?你能不能在这个图中再画出一个正十边形?
解:如图,连接BA,EA,CB,CD,DE,五边形ABCDE即为⊙O的内接正五边形,
其中心角为=72°.
把二等分,连接⊙O的各等分点,即为正十边形.
3.如图,(1)尺规作图:作出⊙O的内接正方形ABCD,使正方形ABCD的对边AD,BC都垂直于EF(见示意图);(说明:不要求写作法,但需保留作图痕迹)
(2)连接EA,EB,求出∠EAD,∠EBC的度数.
解:(1)如图所示.
(2)由作图可知∠EOD=45°,∠EOC=135°,
∴∠EBC=∠EOC=×135°=67.5°,
∠EAD=∠EOD=×45°=22.5°.
知识点二 正多边形
4.下列正多边形中,对称轴条数是6条的是( C )
A.正三角形 B.正方形
C.正六边形 D.正五边形
5.(2026·济宁检测)苯分子中的6个碳原子与6个氢原子均在同一平面,且所有碳碳键的键长都相等(如图1),组成了一个完美的六边形(正六边形),图2是其平面示意图,则∠1的度数为( B )
A.130° B.120°
C.110° D.60°
解析:∵六边形ABCDEF是正六边形,
∴AB=AF=EF,∠BAF==120°.
∴∠ABF=∠AFB==30°.
同理∠EAF=30°,
∴∠1=180°-30°-30°=120°.
6.如图,两个正方形彼此相邻且内接于半圆,若小正方形的面积为16 cm2,则该半圆的半径为 4 cm .
7.如图,在圆内接正六边形ABCDEF中,半径OC=4,OG⊥BC,垂足为点G,试求这个正六边形的中心角、边长和边心距.
解:如图,连接OD.
∵六边形ABCDEF为正六边形,
∴∠COD==60°.
∴△COD为等边三角形.∴CD=OC=4.
在Rt△COG中,∠COG=×60°=30°.
OC=4,CG=2,∴OG=2.
∴正六边形ABCDEF的中心角为60°,边长为4,边心距为2.
8.如图,已知正n边形的边长为a,边心距为r,求正n边形的半径R、周长P和面积S.
解:∵正n边形的边长为a,OM⊥AB,
OA=OB,∴AM=AB=a.
∵边心距为r,
∴正n边形的半径R===,
周长P=na,
面积S=nS△OAB=n×a×r=nar.
9.(2026·山西模拟)蜂巢结构精巧,其巢房横截面的形状均为正六边形.如图是部分巢房的横截面图,图中7个全等的正六边形不重叠且无缝隙,将其放在平面直角坐标系中,点P,Q,M均为正六边形的顶点.若点P,Q的坐标分别为(-2,3),(0,-3),则点M的坐标为( A )
A.(3,-2)
B.(3,2)
C.(2,-3)
D.(-2,-3)
解析:如图,连接PF.
设正六边形的边长为a.
∵∠ABC=120°,∴∠ABO=60°.
∵∠AOB=90°,∴∠BAO=30°.
∴OB=a,OA=.
∴AC=CE=a,OF=OB+BF=.
∵点P的坐标为(-2,3),
∴=3,即a=2.
∴OE=OC+CE==3,EM=2.
∴点M的坐标为(3,-2).
10.如图,在正方形ABCD内有一折线段,其中AE⊥EF,EF⊥FC,并且AE=3,EF=4,FC=5.求正方形ABCD的外接圆的半径.
解:如图,连接AC,则AC是该圆的直径,延长AE交圆于点G,连接CG,则∠AGC=90°.
∵AE⊥EF,EF⊥FC,
∴四边形EFCG是矩形.
∴EG=FC=5,GC=EF=4.∴AG=8.
由勾股定理,得AC==4,
∴正方形ABCD的外接圆的半径为2.
11.如图,正六边形ABCDEF内接于⊙O.
(1)若P是上的动点,连接BP,FP,求∠BPF的度数;
(2)已知△ADF的面积为2,求⊙O的面积.
解:(1)如图,在上取一点P,连接BP,AP,FP,FO.
∵六边形ABCDEF是正六边形,
∴AF=AB,∠AOF==60°.
∴∠APF=∠AOF=30°.
∵AF=AB,∴∠APB=∠APF=30°.
∴∠BPF=∠APB+∠APF=60°.
(2)∵∠AOF=60°,AO=FO,
∴△AOF是等边三角形.
∴∠DAF=60°.
∴DF=AF,AD=2AF.
∴S△ADF=AF·DF=AF2=2.
∴AF=2,即⊙O的半径为2.
∴⊙O的面积为π×22=4π.
12.如图,P是⊙O上的一点.
(1)在⊙O上求作一点B,使PB是⊙O的内接正三角形的一边;
(2)在上求作一点A,使PA是⊙O的内接正方形的一边;
(3)连接OB,求∠AOB的度数;
(4)求作⊙O的内接正十二边形.
解:(1)如图1,以点P为圆心、OP为半径在⊙O上依次截取2个点,第二个点为B,则PB即为所求.
(2)如图1,作直径PH,过圆心作直径PH的垂线交于点A,则PA即为所求.
(3)∵PA是⊙O的内接正方形的一边,
∴∠AOP=90°.
∵PB是⊙O的内接正三角形的一边,
∴∠BOP=120°.
∴∠AOB=30°.
(4)如图2,以点P为圆心,OP为半径在⊙O上依次截取5个点,
则这5个点连同点P是圆的六等分点.
作各弧的中点,顺次连接12个点,得到⊙O的内接正十二边形.
【创新运用】
13.如图,M,N分别是⊙O的内接正三角形A1A2A3,正方形A1A2A3A4,正五边形A1A2A3A4A5的边A1A2,A2A3上的点,且A2M=A3N,连接OM,ON.
(1)求图1中∠MON的度数;
(2)图2中∠MON的度数是 90° ,图3中∠MON的度数是 72° .
解:(1)如图1,连接OA2,OA3.
∵A1A2=A1A3,
∴∠A1A2A3=∠A1A3A2.
∵OA3=OA2,点O是外接圆的圆心,
∴A3O平分∠A1A3A2.
∴∠OA2A3=∠OA3A2=30°.
∴∠OA2M=∠OA3N=30°.
∵A2M=A3N,OA2=OA3,
∴△OMA2≌△ONA3(SAS).
∴∠A2OM=∠A3ON.
∴∠MON=∠A2OA3.
∵∠A2OA3==120°,
∴∠MON=∠A2OA3=120°.
(2)如图2,连接OA2,OA3.
易证△OMA2≌△ONA3,
∴∠A2OM=∠A3ON.
∴∠MON=∠A2OA3.
∵∠A2OA3==90°,
∴∠MON=∠A2OA3=90°.
如图3,连接OA2,OA3.
易证△OMA2≌△ONA3,
∴∠A2OM=∠A3ON.
∴∠MON=∠A2OA3.
∵∠A2OA3==72°,
∴∠MON=∠A2OA3=72°.
故答案为90°;72°.
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