内容正文:
数学臻选·2026年暑假苏科版九年级数学上预习手册8
《第3章圆第1节圆的相关概念》预习讲义
一.预习目标
(
1.掌握圆的动态、静态两种定义,区分圆周与圆面,明确圆心定位置、半径定大小。
2.熟练辨析弦、直径、弧(劣弧、半圆、优弧)、等圆、等弧核心概念,理清逻辑关系(直径是弦,弦不一定是直径;半圆是弧,弧不一定是半圆)。
3.掌握点与圆的三种位置关系判定方法:设半径r,点到圆心距离d,d<r圆内、d=r圆上、d>r圆外。
4.能根据概念辨析真假命题,解决圆内线段计数、点与圆位置判断、简单几何计算类基础题型。
5.规避江苏考试高频易错点:等弧必须同圆/等圆、直径是线段不是直线、优弧书写需三个字母、混淆圆周与圆面。
)
二.重点难点
(
(一)重点
1.圆的双重定义、弦、直径、各类弧、等圆、等弧基础概念;
2.点和圆的位置关系判定;
3.基础命题正误判断。
(二)难点
1.等弧概念理解(仅长度相等的弧
≠
等弧,必须能完全重合);
2.优弧、劣弧书写规范;
3.结合线段、几何距离综合判断点与圆位置的综合大题。
)
三.自主探究
(一)圆的两种定义
1.动态定义:平面内,线段OA绕固定端点O旋转一周,端点A形成的封闭曲线叫圆;固定点O为圆心,线段OA为半径;记作⊙O,读作圆O。
如图,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随之旋转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. 以点O为圆心的圆,记作“⊙O”,读作“圆O”.
2.静态定义(集合定义):平面内到定点(圆心O)距离等于定长(半径r)的所有点的集合。
圆心为O,半径为r的圆是平面内到定点O的距离等于定长r的点的集合.平面上的一个圆,把平面上的点分成三类:圆上的点,圆内的点和圆外的点.
圆的内部可以看作是到圆心的距离小于半径的的点的集合;圆的外部可以看成是到圆心的距离大于半径的点的集合.
3.关键提醒:
(1)圆心确定圆的位置,半径确定圆的大小;
(2)圆仅指封闭曲线(圆周),不含内部区域,内部叫圆面;
(3)必须限定平面内,空间中该图形为球面。
(二)点与圆的位置关系
点和圆的位置关系有三种:点在圆内,点在圆上,点在圆外.若⊙O的半径为r,点P到圆心O的距离为d,那么:
(1)点P在圆内 d < r ;
(2)点P在圆上 d = r ;
(3)点P在圆外 d >r.
(三)与圆相关线段概念
1.弦:连接圆上任意两点的线段;如图中线段CD;
2.直径:经过圆心的弦,是圆中最长的弦;直径d=2r;如图中线段AB.
3.关系:直径一定是弦,弦不一定是直径。
直径是圆中通过圆心的特殊弦,也是圆中最长的弦,即直径是弦,但弦不一定是直径.
为什么直径是圆中最长的弦?如图,AB是⊙O的直径,CD是⊙O中任意一条弦,求证:AB≥CD.
证明:连结OC、OD
∵AB=AO+OB=CO+OD≥CD(当且仅当CD过圆心O时,取“=”号)
∴直径AB是⊙O中最长的弦.
(四)与圆相关弧的概念
1.圆弧(弧):圆上两点间的曲线部分;以C,D为端点的弧,记作,读作“弧CD”。
2.半圆:直径两端点分割圆得到的弧,等于圆周长一半;
3.劣弧:小于半圆的弧,用两个字母表示;如图中的,BC是劣弧.
4.优弧:大于半圆的弧,必须用三个字母表示;如图中的是优弧.
5.关系:半圆是弧,弧不一定是半圆;同圆中优弧>半圆>劣弧。
6.补充说明:
①半圆是弧,而弧不一定是半圆;
②无特殊说明时,弧指的是劣弧.
(五)等圆、等弧
1.等圆:半径相等、能完全重合的两个圆;圆心可不同;如图中的两个圆就是等圆。
2.等弧:同圆或等圆中,能够完全重合的弧;仅长度相等不能判定为等弧。
3.补充说明:等弧成立的前提条件是在同圆或等圆中,不能忽视;
(六)高频易错总结
1.直径是线段,对称轴是直径所在直线;
2.过一点可画无数圆,过两点可画无数圆,不在同一直线三点确定唯一圆;
3.优弧必须三字母书写,避免歧义;
4.判断等弧前提:同圆/等圆。
四.经典例题
例1.(2025·南京鼓楼期末)下列说法正确的是( )
A. 圆的对称轴是直径 B. 长度相等的弧是等弧
C. 直径是圆中最长的弦 D. 半圆不是弧
例2.(2024·苏州吴中期末)以线段AB为直径画圆,圆心是( )
A. 点A B. 点B C. AB中点 D. 线段上任意点
例3.在公园的O处附近有E,F,G,H四棵树,位置如图所示(图中小正方形的边长均相等).现计划修建一座以O为圆心,OA为半径的圆形水池,要求池中不留树木,则E,F,G,H四棵树中需要被移除的是________.
例4.如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,以点C为圆心,半径为r作⊙C.
(1)当r取什么值时,点A,B在⊙C外?
(2)当r取什么值时,点A在⊙C内,点B在⊙C外?
例5.如图,过A,C,D三点的圆的圆心为E,过B,F,E三点的圆的圆心为D,∠A=63°,
求∠B的度数.
例6.如图,AB是⊙O的弦,半径OC,OD分别交AB于点E,F,且AE=BF,请你写出线段OE与OF的数量关系,并给予证明.
五.夯实基础
(一)选择题
1.(2024·常州新北期末)圆的集合定义中,定长指( )
A.圆心 B.半径 C.直径 D.弦
2.(2025·宿迁宿豫期末)下列线段是圆中最长弦的是( )
A.半径 B.劣弧 C.直径 D.任意弦
3.(2026·盐城射阳一模)两个圆面积相等,则两圆一定是( )
A.同心圆 B.等圆 C.等弧 D.同一个圆
4.(2025·扬州江都期末)⊙A半径6,点P满足AP=5,点P位置( )
A.圆内 B.圆上 C.圆外 D.圆心
5.(2024·南通通州期末)优弧和劣弧分界线是( )
A.半径 B.直径 C.弦 D.圆心
6.(2026·盐城亭湖一模)⊙O半径为5,点P到圆心距离OP=6,则点P与⊙O位置关系( )
A. 圆内 B. 圆上 C. 圆外 D. 无法判断
(二)填空题
7.(2025·苏州姑苏期末)平面内到定点距离相等的点组成图形是________。
8.(2026·滨海二模)弦经过圆心时,这条弦叫做________。
9.(2025·无锡滨湖期末)⊙O半径7,点Q在圆外,则OQ________7(填>、=、<)。
10.(2026·阜宁一模)以点M为圆心画圆,记作________。
(三)解答题
11.(2025·镇江京口期末)已知线段AB=10,以AB为直径作⊙O。
(1)求⊙O半径长度;
(2)若点P满足OP=6,判断点P与圆位置。
12.(2026·东台一模)辨析概念填空:
(1)圆上两点间曲线部分叫作________;
(2)小于半圆的弧叫________;
(3)判断:长度相等的两段弧是等弧(填对/错)。
13.如图所示,AB为⊙O的直径,CD是⊙O的弦,AB、CD的延长线交于点E,已知AB=2DE,∠AEC=20°.求∠AOC的度数.
14.如图,已知AB是⊙O的直径,C是⊙O上的一点,CD⊥AB于D,AD<BD,若CD=2cm,AB=5cm,求AD、AC的长.
15.新定义题如图①,⊙O的半径为r(r>0),若点P′在射线OP上,满足OP′·OP=r2,则称点P′是点P关于⊙O的“反演点”.如图②,⊙O的半径为4,点B在⊙O上,∠BOA=60°,OA=8,点A′,B′分别是点A,B关于⊙O的“反演点”,求A′B′的长.
六.巩固训练
(一)选择题
1.(2025·徐州云龙期末)下列说法错误的是( )
A.圆有无数条半径 B.所有半径长度相等(同圆)
C.圆面就是圆周 D.圆心不在圆上
2.(2026·南京玄武一模)过平面内一点P作圆,可作( )
A.1个 B.无数个 C.0个 D.2个
3.(2024·苏州相城期末)⊙O半径9,点M在圆上,则OM长度为( )
A.小于9 B.等于9 C.大于9 D.无法确定
4.(2026·江都二模)同圆内,优弧、半圆、劣弧长度大小关系正确的是( )
A.劣弧>半圆>优弧 B.优弧>半圆>劣弧
C.半圆>优弧>劣弧 D.三者相等
5.(2024·连云港赣榆期末)两个等圆,一定相同的是( )
A.圆心位置 B.半径长度 C.位置 D.直径位置
6.为准备一次大型实景演出,某旅游区划定了边长为12m的正方形演出区域,并在该区域画出4×4的网格以便演员定位(如图所示),其中O为中心,A,B,C,D是某节目中演员的四个定位点.为增强演出效果,总策划决定在该节目演出过程中增开人工喷泉,喷头位于演出区域东侧,且在中轴线l上与点O相距14m处.该喷泉喷出的水流落地半径最大为10m,为避免演员被喷泉淋湿,需要调整的定位点的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
7.如图,⊙O为矩形ABCD外接圆,AB=6,BC=8,点M在⊙O上运动,N为MB中点,当点M在⊙O上运动一周时,点N运动的路径长为( C )
A.10π B.10 C.5π D.10π
8.如图,AB是半⊙O的直径,点C在半⊙O上,AB=5cm,AC=4cm.D是上的一个动点,连接AD,过点C作CE⊥AD于E,连接BE.在点D移动的过程中,BE的最小值为( B )
A.1 B.﹣2 C.2﹣1 D.3
9.雷达通过无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置,因此雷达被称为“无线电定位”.现有一款监测半径为5km的雷达,监测点的分布情况如图,如果将雷达装置设在P点,每一个小格的边长为1km,那么能被雷达监测到的最远点为( B )
A.G点 B.H点 C.M点 D.N点
10.如图,A是⊙B上任意一点,点C在⊙B外,已知AB=2,BC=4,△ACD是等边三角形,则△BCD的面积的最大值为( )
A.4+4 B.4 C.4+8 D.6
(二)填空题
11.(2025·南通海门期末)线段绕端点旋转一周形成封闭曲线是________。
12.(2024·泰州海陵期末)对称轴是直径的________(填线段/直线/射线)。
13.(2025·常州溧阳期末)⊙P半径12,点N在圆内,则PN取值范围________。
14.(2026·盐城大丰一模)同一圆中,直径长度是半径的________倍。
15.(2024·镇江丹徒期末)能够完全重合的两个圆叫做________。
16.一个已知点P到圆周上的最长距离是7,最短距离是3,则此圆的半径是 .
17.如图,⊙O的弦AB、半径OC延长交于点D,BD=OA,若∠AOC=105°,则∠D=
度.
18.在直角坐标系中,M(2,0),⊙M的半径为4,那么点P(﹣2,3)与⊙M的位置关系 .
19.如图,⊙O的半径为6,△OAB的面积为18,点P为弦AB上一动点,当OP长为整数时,P点有 个.
20.如图,在平面直角坐标系中,已知点A(0,1)、点B(0,1+t)、C(0,1﹣t)(t>0),点P在以D(3,3)为圆心,1为半径的圆上运动,且始终满足∠BPC=90°,则t的最小值是 .
(三)解答题
21.(2025·宿迁沭阳期末)已知⊙O直径14,点D、E、F到圆心距离OD=7,OE=6,OF=8。
(1)求⊙O半径;
(2)分别判断D、E、F三点位置。
22.(2024·扬州广陵期末)几何应用:矩形ABCD,AB=6,BC=8,以顶点A为圆心,6为半径作⊙A。
(1)判断点B与⊙A位置;
(2)计算AC长度,判断点C位置;
(3)判断点D与⊙A位置。
23.如图,有两条公路OM,ON相交成30°,沿公路OM方向离两条公路的交叉处O点80米的A处有一所希望小学,当拖拉机沿ON方向行驶时,路两旁50米内会受到噪音影响,已知有两台相距30米的拖拉机正沿ON方向行驶,它们的速度均为5米/秒,问这两台拖拉机沿ON方向行驶时给小学带来噪音影响的时间是多少?
24.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2,以BC为直径的半圆交AB于D,P是上的一个动点,连接AP,求AP的最小值.
25.阅读下列材料:
平面上两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)之间的距离表示为|P1P2|=.如图,设P(x,y)是圆心坐标为C(a,b),半径为r的圆上任意一点,则点P适合的条件可表示为=r,变形可得(x-a)2+(y-b)2=r2,我们称其为圆心为C(a,b),半径为r的圆的标准方程.
例如:由圆的标准方程(x-1)2+(y-2)2=25可得它的圆心为(1,2),半径为5.
根据上述材料,结合你所学的知识,完成下列各题.
(1)圆心为C(3,4),半径为2的圆的标准方程为 ;
(2)若已知圆的标准方程为(x-2)2+y2=22,圆心为C,请判断点A(3,-1)与☉C的位置关系.
26.某校为培育青少年科技创新能力,举办了动漫制作活动,小明设计了点做圆周运动的一个雏形,如图所示,甲、乙两点分别从直径的两端点A,B同时出发,以顺时针、逆时针的方向沿圆周运动,甲运动的路程l(cm)与时间t(s)满足关系:l=t2+t(t≥0),乙以4 cm/s的速度匀速运动,半圆的长度为21 cm.
(1)甲运动4 s后经过的路程是多少?
(2)甲、乙从开始运动到第一次相遇时,它们运动了多少时间?
(3)甲、乙从开始运动到第二次相遇时,它们运动了多少时间?
27.在平行四边形ABCD中,已知∠A=45°,AD⊥BD,点E为线段BC上的一点,连接DE,以线段DE为直角边构造等腰RtDEF,EF交线段AB于点G,连接AF、DG.
(1)如图1,若AB=12,BE=5,则DE的长为多少?
(2)如图2,若点H,K分别为线段BG,DE的中点,连接HK,求证:AG=2HK;
(3)如图3,在(2)的条件下,若BE=2,BG=2,以点G为圆心,AG为半径作⊙G,点M为⊙G上一点,连接MK,取MK的中点P,连接AP,请直接写出线段AP的取值范围.
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数学臻选·2026年暑假苏科版九年级数学上预习手册8
《第3章圆第1节圆的相关概念》预习讲义
一.预习目标
(
1.掌握圆的动态、静态两种定义,区分圆周与圆面,明确圆心定位置、半径定大小。
2.熟练辨析弦、直径、弧(劣弧、半圆、优弧)、等圆、等弧核心概念,理清逻辑关系(直径是弦,弦不一定是直径;半圆是弧,弧不一定是半圆)。
3.掌握点与圆的三种位置关系判定方法:设半径r,点到圆心距离d,d<r圆内、d=r圆上、d>r圆外。
4.能根据概念辨析真假命题,解决圆内线段计数、点与圆位置判断、简单几何计算类基础题型。
5.规避江苏考试高频易错点:等弧必须同圆/等圆、直径是线段不是直线、优弧书写需三个字母、混淆圆周与圆面。
)
二.重点难点
(
(一)重点
1.圆的双重定义、弦、直径、各类弧、等圆、等弧基础概念;
2.点和圆的位置关系判定;
3.基础命题正误判断。
(二)难点
1.等弧概念理解(仅长度相等的弧
≠
等弧,必须能完全重合);
2.优弧、劣弧书写规范;
3.结合线段、几何距离综合判断点与圆位置的综合大题。
)
三.自主探究
(一)圆的两种定义
1.动态定义:平面内,线段OA绕固定端点O旋转一周,端点A形成的封闭曲线叫圆;固定点O为圆心,线段OA为半径;记作⊙O,读作圆O。
如图,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随之旋转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. 以点O为圆心的圆,记作“⊙O”,读作“圆O”.
2.静态定义(集合定义):平面内到定点(圆心O)距离等于定长(半径r)的所有点的集合。
圆心为O,半径为r的圆是平面内到定点O的距离等于定长r的点的集合.平面上的一个圆,把平面上的点分成三类:圆上的点,圆内的点和圆外的点.
圆的内部可以看作是到圆心的距离小于半径的的点的集合;圆的外部可以看成是到圆心的距离大于半径的点的集合.
3.关键提醒:
(1)圆心确定圆的位置,半径确定圆的大小;
(2)圆仅指封闭曲线(圆周),不含内部区域,内部叫圆面;
(3)必须限定平面内,空间中该图形为球面。
(二)点与圆的位置关系
点和圆的位置关系有三种:点在圆内,点在圆上,点在圆外.若⊙O的半径为r,点P到圆心O的距离为d,那么:
(1)点P在圆内 d < r ;
(2)点P在圆上 d = r ;
(3)点P在圆外 d >r.
(三)与圆相关线段概念
1.弦:连接圆上任意两点的线段;如图中线段CD;
2.直径:经过圆心的弦,是圆中最长的弦;直径d=2r;如图中线段AB.
3.关系:直径一定是弦,弦不一定是直径。
直径是圆中通过圆心的特殊弦,也是圆中最长的弦,即直径是弦,但弦不一定是直径.
为什么直径是圆中最长的弦?如图,AB是⊙O的直径,CD是⊙O中任意一条弦,求证:AB≥CD.
证明:连结OC、OD
∵AB=AO+OB=CO+OD≥CD(当且仅当CD过圆心O时,取“=”号)
∴直径AB是⊙O中最长的弦.
(四)与圆相关弧的概念
1.圆弧(弧):圆上两点间的曲线部分;以C,D为端点的弧,记作,读作“弧CD”。
2.半圆:直径两端点分割圆得到的弧,等于圆周长一半;
3.劣弧:小于半圆的弧,用两个字母表示;如图中的,BC是劣弧.
4.优弧:大于半圆的弧,必须用三个字母表示;如图中的是优弧.
5.关系:半圆是弧,弧不一定是半圆;同圆中优弧>半圆>劣弧。
6.补充说明:
①半圆是弧,而弧不一定是半圆;
②无特殊说明时,弧指的是劣弧.
(五)等圆、等弧
1.等圆:半径相等、能完全重合的两个圆;圆心可不同;如图中的两个圆就是等圆。
2.等弧:同圆或等圆中,能够完全重合的弧;仅长度相等不能判定为等弧。
3.补充说明:等弧成立的前提条件是在同圆或等圆中,不能忽视;
(六)高频易错总结
1.直径是线段,对称轴是直径所在直线;
2.过一点可画无数圆,过两点可画无数圆,不在同一直线三点确定唯一圆;
3.优弧必须三字母书写,避免歧义;
4.判断等弧前提:同圆/等圆。
四.经典例题
例1.(2025·南京鼓楼期末)下列说法正确的是( )
A. 圆的对称轴是直径 B. 长度相等的弧是等弧
C. 直径是圆中最长的弦 D. 半圆不是弧
【答案】:C
【解析】:A对称轴是直径所在直线,直径是线段;B等弧必须同圆/等圆且能重合;D半圆属于弧;C正确。
例2.(2024·苏州吴中期末)以线段AB为直径画圆,圆心是( )
A. 点A B. 点B C. AB中点 D. 线段上任意点
【答案】:C
【解析】:直径中点到两端距离相等,即为圆心。
例3.在公园的O处附近有E,F,G,H四棵树,位置如图所示(图中小正方形的边长均相等).现计划修建一座以O为圆心,OA为半径的圆形水池,要求池中不留树木,则E,F,G,H四棵树中需要被移除的是________.
【答案】E,F,G
【解析】 ∵OA==, ∴OE=2<OA,点E在⊙O内,OF=2<OA,点F在⊙O内,OG=1<OA,点G在⊙O内,OH==2 >OA,点H在⊙O外,故答案是E,F,G.
例4.如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,以点C为圆心,半径为r作⊙C.
(1)当r取什么值时,点A,B在⊙C外?
(2)当r取什么值时,点A在⊙C内,点B在⊙C外?
解:(1)若点A,B在⊙C外,则AC>r.∵AC=3,∴0<r<3.
(2)若点A在⊙C内,点B在⊙C外,则AC<r<BC.∵AC=3,BC=4,∴3<r<4.
例5.如图,过A,C,D三点的圆的圆心为E,过B,F,E三点的圆的圆心为D,∠A=63°,
求∠B的度数.
解:连接EC,ED.∵AE=CE,∴∠ACE=∠A=63°.∴∠AEC=180°-63°×2=54°.∵DE=DB,∴∠DEB=∠B.∴∠CDE=∠DEB+∠B=2∠B.∵CE=DE,∴∠ECD=∠CDE=2∠B.∴∠AEC=∠ECD+∠B=3∠B.∴3∠B=54°.∴∠B=18°.
例6.如图,AB是⊙O的弦,半径OC,OD分别交AB于点E,F,且AE=BF,请你写出线段OE与OF的数量关系,并给予证明.
解:OE=OF.证明:连接OA,OB.∵OA,OB是⊙O的半径,∴OA=OB.∴∠OAB=∠OBA.又∵AE=BF,
∴△OAE≌△OBF(SAS).∴OE=OF.
五.夯实基础
(一)选择题
1.(2024·常州新北期末)圆的集合定义中,定长指( )
A.圆心 B.半径 C.直径 D.弦
【答案】:B
【解析】:定点是圆心,定长是半径。
2.(2025·宿迁宿豫期末)下列线段是圆中最长弦的是( )
A.半径 B.劣弧 C.直径 D.任意弦
【答案】:C
【解析】:直径是过圆心的弦,同圆内最长弦。
3.(2026·盐城射阳一模)两个圆面积相等,则两圆一定是( )
A.同心圆 B.等圆 C.等弧 D.同一个圆
【答案】:B
【解析】:面积相等则半径相等,半径相等为等圆。
4.(2025·扬州江都期末)⊙A半径6,点P满足AP=5,点P位置( )
A.圆内 B.圆上 C.圆外 D.圆心
【答案】:A
【解析】:d=5<6=r,点在圆内。
5.(2024·南通通州期末)优弧和劣弧分界线是( )
A.半径 B.直径 C.弦 D.圆心
【答案】:B
【解析】:直径分割圆为两个半圆,半圆区分优弧劣弧
6.(2026·盐城亭湖一模)⊙O半径为5,点P到圆心距离OP=6,则点P与⊙O位置关系( )
A. 圆内 B. 圆上 C. 圆外 D. 无法判断
【答案】:C
【解析】:d=6>r=5,满足d>r,点在圆外。
(二)填空题
7.(2025·苏州姑苏期末)平面内到定点距离相等的点组成图形是________。
【答案】:圆
【解析】:圆的静态集合定义。
8.(2026·滨海二模)弦经过圆心时,这条弦叫做________。
【答案】:直径
【解析】:直径专属定义。
9.(2025·无锡滨湖期末)⊙O半径7,点Q在圆外,则OQ________7(填>、=、<)。
【答案】:>
【解析】:点在圆外d>r。
10.(2026·阜宁一模)以点M为圆心画圆,记作________。
【答案】:⊙M
【解析】:圆标准书写格式,圆心字母写在符号后。
(三)解答题
11.(2025·镇江京口期末)已知线段AB=10,以AB为直径作⊙O。
(1)求⊙O半径长度;
(2)若点P满足OP=6,判断点P与圆位置。
解:(1)直径是半径2倍,直接除法计算。直径AB=10,半径r=10÷2=5;
(2)距离大于半径,对应圆外。OP=6>5=r,点P在圆外;
12.(2026·东台一模)
辨析概念填空:
(1)圆上两点间曲线部分叫作________;
(2)小于半圆的弧叫________;
(3)判断:长度相等的两段弧是等弧(填对/错)。
【答案】(1)圆弧(弧);(2)劣弧;(3)错;
【解析】(1)弧的基础定义;(2)劣弧<半圆,优弧>半圆;(3)缺少同圆/等圆前提,长度相等不一定重合,不是等弧。
13.如图所示,AB为⊙O的直径,CD是⊙O的弦,AB、CD的延长线交于点E,已知AB=2DE,∠AEC=20°.求∠AOC的度数.
解:连接OD,如图,∵AB=2DE,而AB=2OD,∴OD=DE,∴∠DOE=∠E=20°,∴∠CDO=∠DOE+∠E=40°,而OC=OD,∴∠C=∠ODC=40°,∴∠AOC=∠C+∠E=60°.
14.如图,已知AB是⊙O的直径,C是⊙O上的一点,CD⊥AB于D,AD<BD,若CD=2cm,AB=5cm,求AD、AC的长.
解:连接OC,∵AB=5cm,∴OC=OA=AB=cm,Rt△CDO中,由勾股定理得:DO=1.5cm,∴AD=﹣=1cm,由勾股定理得:AC==,则AD的长为1cm,AC的长为cm
15.新定义题如图①,⊙O的半径为r(r>0),若点P′在射线OP上,满足OP′·OP=r2,则称点P′是点P关于⊙O的“反演点”.如图②,⊙O的半径为4,点B在⊙O上,∠BOA=60°,OA=8,点A′,B′分别是点A,B关于⊙O的“反演点”,求A′B′的长.
解:依题意知OA′·OA=16,且OA=8,所以OA′=2.同理可知,OB′=4,即点B的“反演点”B′与点B重合.设OA交⊙O于点M,连结B′M,因为∠BOA=60°,OM=OB′,所以△OB′M为等边三角形.又因为OA′=2=OM,所以A′B′⊥OM.根据勾股定理,得OB′2=OA′2+A′B′2,即16=4+A′B′2,解得A′B′=2 (负值已舍去).
六.巩固训练
(一)选择题
1.(2025·徐州云龙期末)下列说法错误的是( )
A.圆有无数条半径 B.所有半径长度相等(同圆)
C.圆面就是圆周 D.圆心不在圆上
【答案】:C
【解析】:圆周是曲线,圆面是圆周内部全部区域,二者不同。
2.(2026·南京玄武一模)过平面内一点P作圆,可作( )
A.1个 B.无数个 C.0个 D.2个
【答案】:B
【解析】:圆心可取平面内除P外任意点,半径为圆心到P距离,无数种组合。
3.(2024·苏州相城期末)⊙O半径9,点M在圆上,则OM长度为( )
A.小于9 B.等于9 C.大于9 D.无法确定
【答案】:B
【解析】:圆上点到圆心距离等于半径。
4.(2026·江都二模)同圆内,优弧、半圆、劣弧长度大小关系正确的是( )
A.劣弧>半圆>优弧 B.优弧>半圆>劣弧
C.半圆>优弧>劣弧 D.三者相等
【答案】:B
【解析】:优弧大于半圆,劣弧小于半圆。
5.(2024·连云港赣榆期末)两个等圆,一定相同的是( )
A.圆心位置 B.半径长度 C.位置 D.直径位置
【答案】:B
【解析】:等圆判定核心:半径相等,圆心位置可不同。
6.为准备一次大型实景演出,某旅游区划定了边长为12m的正方形演出区域,并在该区域画出4×4的网格以便演员定位(如图所示),其中O为中心,A,B,C,D是某节目中演员的四个定位点.为增强演出效果,总策划决定在该节目演出过程中增开人工喷泉,喷头位于演出区域东侧,且在中轴线l上与点O相距14m处.该喷泉喷出的水流落地半径最大为10m,为避免演员被喷泉淋湿,需要调整的定位点的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】:B
【解析】:如图,设点P是喷泉中心位置,OP=14m,连接PT.由题意,OA=6m,∴PA=8m<10m,∵PT==m<10m,PB=11m>10m,PC>PB>10m,∴为避免演员被喷泉淋湿,需要调整的定位点的个数是2个,故选:B.
7.如图,⊙O为矩形ABCD外接圆,AB=6,BC=8,点M在⊙O上运动,N为MB中点,当点M在⊙O上运动一周时,点N运动的路径长为( C )
A.10π B.10 C.5π D.10π
【答案】:C
【解析】:如图,连接BD,ON.∵四边形ABCD是矩形,∴∠C=90°,AB=﹣CD=6,
∴BD===10,∴OB=OD=5,∵NB=NM,∴ON⊥BM,
∴点N的运动轨迹是以OB为直径的圆,∴点N运动的路径长为5π,故选:C.
8.如图,AB是半⊙O的直径,点C在半⊙O上,AB=5cm,AC=4cm.D是上的一个动点,连接AD,过点C作CE⊥AD于E,连接BE.在点D移动的过程中,BE的最小值为( B )
A.1 B.﹣2 C.2﹣1 D.3
【答案】:B
【解析】:如图,连接BO′、BC.∵CE⊥AD,∴∠AEC=90°,∴在点D移动的过程中,点E在以AC为直径的圆上运动,∵AB是直径,∴∠ACB=90°,在Rt△ABC中,∵AC=4,AB=5,∴BC===3,O′E=2,在Rt△BCO′中,BO′===,∵O′E+BE≥O′B,∴当O′、E、B共线时,BE的值最小,最小值为O′B﹣O′E=﹣2,故选:B.
9.雷达通过无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置,因此雷达被称为“无线电定位”.现有一款监测半径为5km的雷达,监测点的分布情况如图,如果将雷达装置设在P点,每一个小格的边长为1km,那么能被雷达监测到的最远点为( B )
A.G点 B.H点 C.M点 D.N点
【答案】:B
【解析】:如图,观察图象可知,能被雷达监测到的最远点为点H.故选:B.
10.如图,A是⊙B上任意一点,点C在⊙B外,已知AB=2,BC=4,△ACD是等边三角形,则△BCD的面积的最大值为( )
A.4+4 B.4 C.4+8 D.6
【答案】:A
【解析】:以BC为边作等边△BCM,连接DM.∵∠DCA=∠MCB=60°,∴∠DCM=∠ACB,
∵DC=AC,MC=BC∴△DCM≌△CAB(SAS),∴DM=AB=2为定值,即点D在以M为圆心,半径为2的圆上运动,当点D运动至BC的中垂线与圆的交点时,CB边上的高取最大值为2+2,此时面积为4+4.故选:A.
(二)填空题
11.(2025·南通海门期末)线段绕端点旋转一周形成封闭曲线是________。
【答案】:圆
【解析】:圆动态定义。
12.(2024·泰州海陵期末)对称轴是直径的________(填线段/直线/射线)。
【答案】:直线
【解析】:直径是线段,对称轴为无限延伸的直线。
13.(2025·常州溧阳期末)⊙P半径12,点N在圆内,则PN取值范围________。
【答案】:0<PN<12
【解析】:圆内点到圆心距离大于0小于半径。
14.(2026·盐城大丰一模)同一圆中,直径长度是半径的________倍。
【答案】:2
【解析】:直径定义d=2r。
15.(2024·镇江丹徒期末)能够完全重合的两个圆叫做________。
【答案】:等圆
【解析】:等圆判定标准:半径相等、可完全重合。
16.一个已知点P到圆周上的最长距离是7,最短距离是3,则此圆的半径是 .
【答案】2或5
【解析】①当点在圆外时,∵圆外一点和圆周的最短距离为3,最长距离为7,∴圆的直径为7﹣3=4,∴该圆的半径是2;②当点在圆内时,∵点到圆周的最短距离为3,最长距离为7,∴圆的直径=7+3=10,∴圆的半径为5,故答案为2或5.
17.如图,⊙O的弦AB、半径OC延长交于点D,BD=OA,若∠AOC=105°,则∠D=
度.
【答案】25
【解析】连接OB,∵BD=OA,OA=OB所以△AOB和△BOD为等腰三角形,设∠D=x度,则∠OBA=2x°,因为OB=OA,所以∠A=2x°,在△AOB中,2x+2x+(105﹣x)=180,
解得x=25,即∠D=25°.
18.在直角坐标系中,M(2,0),⊙M的半径为4,那么点P(﹣2,3)与⊙M的位置关系 .
【答案】点P在圆外
【解析】∵M(2,0),P(﹣2,3),∴MP==5,∵圆M的半径为4,5>4,∴点P在圆外,故答案为:点P在圆外.
19.如图,⊙O的半径为6,△OAB的面积为18,点P为弦AB上一动点,当OP长为整数时,P点有 个.
【答案】4
【解析】解法一:过O作OC⊥AB于C,则AC=BC,设OC=x,AC=y,∵AB是⊙O的一条弦,⊙O的半径为6,∴AB≤12,∵△OAB的面积为18,
∴,则y=,∴,解得x=3或﹣3(舍),∴OC=3>4,∴4<OP≤6,∵点P为弦AB上一动点,当OP长为整数时,OP=5或6,P点有4个.
解法二:设△AOB中OA边上的高为h,则,即,∴h=6,∵OB=6,∴OA⊥OB,即∠AOB=90°,∴AB=6,图中OC=3,同理得:点P为弦AB上一动点,当OP长为整数时,OP=5或6,P点有4个.故答案为:4.
20.如图,在平面直角坐标系中,已知点A(0,1)、点B(0,1+t)、C(0,1﹣t)(t>0),点P在以D(3,3)为圆心,1为半径的圆上运动,且始终满足∠BPC=90°,则t的最小值是 .
【答案】-1
【解析】如图,连接AP,∵点A(0,1)、点B(0,1+t)、C(0,1﹣t)(t>0),∴AB=(1+t)﹣1=t,AC=1﹣(1﹣t)=t,∴AB=AC,∵∠BPC=90°,∴AP=BC=AB=t,要t最小,就是点A到⊙D上的一点的距离最小,∴点P在AD上,∵A(0,1),D(3,3),
∴AD==,∴t的最小值是AP=AD﹣PD=﹣1,故答案为﹣1.
(三)解答题
21.(2025·宿迁沭阳期末)已知⊙O直径14,点D、E、F到圆心距离OD=7,OE=6,OF=8。
(1)求⊙O半径;
(2)分别判断D、E、F三点位置。
解:(1)直径÷2得半径;r=14÷2=7;
(2)对比距离与半径大小判定。OD=7=r,D在圆上;OE=6<7,E在圆内;OF=8>7,F在圆外。
22.(2024·扬州广陵期末)几何应用:矩形ABCD,AB=6,BC=8,以顶点A为圆心,6为半径作⊙A。
(1)判断点B与⊙A位置;
(2)计算AC长度,判断点C位置;
(3)判断点D与⊙A位置。
解:(1)距离等于半径;AB=6=r,点B在圆上;
(2)勾股定理求对角线,对比半径;矩形对角线AC2=62+82=102,AC=10,10>6,点C在圆外;
(3)AD=BC=8,距离大于半径。AD=8>6,点D在圆外。
23.如图,有两条公路OM,ON相交成30°,沿公路OM方向离两条公路的交叉处O点80米的A处有一所希望小学,当拖拉机沿ON方向行驶时,路两旁50米内会受到噪音影响,已知有两台相距30米的拖拉机正沿ON方向行驶,它们的速度均为5米/秒,问这两台拖拉机沿ON方向行驶时给小学带来噪音影响的时间是多少?
解:如图, 过点A作AC⊥ON,∵∠MON=30°,OA=80米,∴AC=40米,当第一台拖拉机到B点时对学校产生噪音影响,此时AB=50,由勾股定理得:BC=30,第一台拖拉机到D点时噪音消失,所以CD=30.由于两台拖拉机相距30米,则第一台到D点时第二台在C点,还须前行30米后才对学校没有噪音影响.所以影响时间应是:90÷5=18秒.
答:这两台拖拉机沿ON方向行驶给小学带来噪音影响的时间是18秒
24.(6分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2,以BC为直径的半圆交AB于D,P是上的一个动点,连接AP,求AP的最小值.
解:找到BC的中点E,连接AE,交半圆于P2 , 在半圆上取P1 , 连接AP1 , EP1 ,
可见,AP1+EP1>AE,即AP2是AP的最小值,∵AE==, P2E=1,∴AP2=﹣1.
25.阅读下列材料:
平面上两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)之间的距离表示为|P1P2|=.如图,设P(x,y)是圆心坐标为C(a,b),半径为r的圆上任意一点,则点P适合的条件可表示为=r,变形可得(x-a)2+(y-b)2=r2,我们称其为圆心为C(a,b),半径为r的圆的标准方程.
例如:由圆的标准方程(x-1)2+(y-2)2=25可得它的圆心为(1,2),半径为5.
根据上述材料,结合你所学的知识,完成下列各题.
(1)圆心为C(3,4),半径为2的圆的标准方程为 ;
(2)若已知圆的标准方程为(x-2)2+y2=22,圆心为C,请判断点A(3,-1)与☉C的位置关系.
解:(1)圆心为C(3,4),半径为2的圆的标准方程为(x-3)2+(y-4)2=4.
(2)由题意知圆心为C(2,0),半径为2,
∵A(3,-1),∴AC=<2, ∴点A在☉C内部.
26.某校为培育青少年科技创新能力,举办了动漫制作活动,小明设计了点做圆周运动的一个雏形,如图所示,甲、乙两点分别从直径的两端点A,B同时出发,以顺时针、逆时针的方向沿圆周运动,甲运动的路程l(cm)与时间t(s)满足关系:l=t2+t(t≥0),乙以4 cm/s的速度匀速运动,半圆的长度为21 cm.
(1)甲运动4 s后经过的路程是多少?
(2)甲、乙从开始运动到第一次相遇时,它们运动了多少时间?
(3)甲、乙从开始运动到第二次相遇时,它们运动了多少时间?
解:(1)当t=4 s时,l=t2+t=8+6=14(cm).答:甲运动4 s后经过的路程是14 cm.
(2)由图可知,甲、乙第一次相遇时走过的路程为半圆21 cm,甲走过的路程为t2+t,乙走过的路程为4t,则t2+t+4t=21,解得t1=3,t2=-14(不合题意,舍去).答:甲、乙从开始运动到第一次相遇时,它们运动了3 s.
(3)由图可知,甲、乙第二次相遇时走过的路程为三个半圆:3×21=63(cm),
则t2+t+4t=63,解得t1=7,t2=-18(不合题意,舍去).
答:甲、乙从开始运动到第二次相遇时,它们运动了7 s.
27.在平行四边形ABCD中,已知∠A=45°,AD⊥BD,点E为线段BC上的一点,连接DE,以线段DE为直角边构造等腰RtDEF,EF交线段AB于点G,连接AF、DG.
(1)如图1,若AB=12,BE=5,则DE的长为多少?
(2)如图2,若点H,K分别为线段BG,DE的中点,连接HK,求证:AG=2HK;
(3)如图3,在(2)的条件下,若BE=2,BG=2,以点G为圆心,AG为半径作⊙G,点M为⊙G上一点,连接MK,取MK的中点P,连接AP,请直接写出线段AP的取值范围.
解:(1)∵∠A=45°,且AD⊥BD,∴∠ADB=90°,∴△ABD为等腰直角三角形,
又∵,∴BD=12,∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD∥BC,∴∠DBE=∠ADB=90°,在Rt△BED中,BD=12,BE=5,∠DBE=90°,∴DE= ==13;(2)如图2,连接GK,BK,延长BK 交AD于M,连接GM,∵AD∥BC,
∴∠EBK=∠DMK,∠KEB=∠MDK,又DK=KE,∴△BEK≌△MDK(AAS),∴DK=KE,又∵BH=GH,∴KH∥GM,∵△DEF是等腰直角三角形,∴∠EDF=∠ADB=90°,DE=DF,∠DFE=∠DEF=45°,∴∠EDB+∠BDF=∠FDA+∠BDF,∴∠EDB=∠FDA,
∵∠ADB=90°,∠BAD=45°,∴∠ABD=90°﹣∠BAD=45°,∴∠ABD=∠BAD,∴DB=DA,∴△ADF≌△BDE(SAS),∴∠DAF=∠DBE=90°,AF=BE∵∠DAG=∠DFG=45°,
∴A、F、G、D四点共圆,∴∠DGE=∠DAF=90°,在Rt△DGE中,K是DE的中点,∴GK=DE,在Rt△DKE 中,同理可得:KB=DE,∴GK=KB,又∵BH=GH,∴KH⊥BG,
∵KH∥MG,∴MG⊥AB,∴∠AGM=90°,∵∠BAD=45°,∴∠AMG=∠BAD=45°,∴AG=GM,∴KH=GM=AG.(3)作EN⊥AB于N,在Rt△BEN中,∠EBN=180°﹣∠ABC=45°,BE=2,∴EN=BN=,在Rt△GEN中,GN=GB+BN=3,EN=,∴GE=2,∴DE=GE=2,在Rt△DBE中,BE=2,DE=2,∴BD=6,∴AB=BD=6,∴AG=AB﹣BG=4连接MG,取GK的中点I,作IQ⊥AB于Q,∵P是MK的中点,∴PI==2,∴点P在以I为圆心,半径为2的⊙I上运动由(2)知:KH=AG=2,∵IQ是△KGH的中位线,∴IQ=KH=,在Rt△AIQ 中,AQ=AG+GQ=4+=,IQ=KH=,∴AI=,∴AI﹣PI≤AP≤AI+PI,∴﹣2≤AP≤+2.
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