内容正文:
第10讲 圆周角
内容导航
01 预习航标→ 析目标·明方向:预习导航精准定向
02 教材全解→ 建框架·精讲解:知识体系系统梳理
03 题型突破→ 析考点·破方法:典型题型深度拆解
题型1 圆周角的概念辨析及简单运算
题型2 利用圆周角定理及推论解题
04 过关检测→ 练考点·强落实:过关检测全面巩固
关键词
学习目标导航
圆周角的定义
圆周角定理
圆心角与圆周角的关系
同弧或等弧的圆周角相等
直径所对的圆周角是直角
90度的圆周角所对的弦是直径
分类讨论证明
遇直径想直角
同弧转化等角
1.理解圆周角的定义,能准确识别圆心角与圆周角,掌握“顶点在圆上,并且两边都和圆相交”这两个关键特征。
2.掌握圆周角定理(圆周角的度数等于它所对弧上的圆心角度数的一半),理解定理证明中针对圆心在圆周角的一边上、内部、外部三种情况的分类讨论思想。
3.掌握圆周角定理的两个重要推论:能利用“直径所对的圆周角是直角”和“90°的圆周角所对的弦是直径”进行相关的角度计算和线段垂直的证明。
4.掌握“同弧或等弧所对的圆周角相等,相等的圆周角所对的弧也相等”这一性质,能在复杂图形中利用同弧转化等角进行推理和证明。
5.能在圆中准确识别基本几何模型(如遇直径连弦构造直角三角形),综合运用圆周角定理及推论,解决实际应用问题(如暗礁区航行判断)以及圆内接三角形、四边形中的角度与线段证明问题。
学习重点:掌握圆周角定理及其两个重要推论。能熟练运用“圆周角的度数等于它所对弧上圆心角度数的一半”进行角度换算与计算;准确识别并应用“直径所对的圆周角是直角(及逆定理)”判定垂直关系或寻找直径。
学习难点:理解圆周角定理证明中,需根据圆心与圆周角的相对位置(在角的一边上、内部、外部)分三类进行讨论的思想,体会分类讨论和转化化归的数学方法;同时在综合几何题目中,要具备敏锐的识图能力,能添加恰当的辅助线,将隐蔽的圆心角、圆周角关系在复杂图形中显性化,进而解决实际问题与综合证明。
知|识|框|架
知|识|精|讲
知识点01 圆周角
1.圆周角的定义
顶点在 ,并且两边都与圆 的角叫做圆周角。如下图中∠AEB、∠ADB、∠ACB这样的角。
判断要点:①顶点在圆上;②角的两边分别与圆相交(即两边均为圆的弦)。
2.圆周角定理
在同圆或等圆中, 所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的 。
圆心与圆周角存在三种位置关系:圆心在圆周角的 ;圆心在圆周角的 ;圆心在圆周角的 。
定理证明思路(难点):由于圆心与圆周角的位置关系不同,证明分三类情况进行讨论:
圆心在圆周角的一条边上(利用三角形外角定理);
圆心在圆周角的内部(作直径,利用角的和);
圆心在圆周角的外部(作直径,利用角的差)。
3.圆周角定理的推论
推论1:半圆(或直径)所对的圆周角是 ,90°的圆周角所对的弦是 。
推论2:在同圆或等圆中, 所对的圆周角相等;相等的圆周角所对的 也相等。
4.弧、圆心角、圆周角的度数关系总结
弧的度数=它所对的圆心角的度数。
圆周角的度数=它所对弧的度数的一半。
即时即练如图,内接于,为的直径,D是上一点,连接,.若,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【易错提醒】
(1)圆周角定理成立的前提条件是在同圆或等圆中;且讨论的圆心角、圆周角必须对应同一条弧。如果对应的是不同的弧或不同的圆,上述关系则不成立。
(2)在几何定义中,弧的度数指的就是它所对圆心角的度数。注意这里的“度数”不是“弧长”(弧长和半径有关,度数只和圆心角有关)。
题型1 圆周角的概念辨析及简单运算
【例1】下列四个图中,∠x是圆周角的是( )
A. B.
C. D.
【例2】如图,△ABC内接于圆,弦BD交AC于点P,连接AD.下列角中,所对圆周角的是( )
A.∠APB B.∠ABD C.∠ACB D.∠BAC
【易错提醒】
(1)找某条弧的圆周角:先锁定弧的两个端点,所有顶点在圆上、两边分别经过这两个端点的角,都是该弧所对的圆周角;反之,给定一个圆周角,它所对的弧就是角的两边与圆的两个交点之间、不包含角顶点的那段弧。
(2)遇到圆内角度计算,先标记图中所有半径,识别出所有等腰三角形,利用“等边对等角”、“三角形内角和180°”推导基础角度,这是圆中角度计算的通用基础方法。
【变式1-1】如图,四个边长为2的小正方形拼成一个大正方形,A、B、O是小正方形顶点,⊙O的半径为2,P是⊙O上的点,且位于右上方的小正方形内,则∠APB等于()
A.30° B.45° C.60° D.90°
【变式1-2】如图,A、B、C是上的三个点,,,则的度数是( )
A.25° B.30° C.40° D.55°
题型2 利用圆周角定理及推论解题
【例3】如图,在中,弦、相交于点.若,,则的度数是( )
A. B. C. D.
【例4】如图,为的直径,点C,D是上的两点,,则的大小为( )
A. B. C. D.
【易错提醒】
(1)圆内两弦相交求角度,优先用“三角形外角性质+同弧圆周角相等”组合:将交点处的外角拆解为两个不同弧对应的圆周角之和,通过角度等量代换一步求解,无需复杂推导。
(2)题目出现直径时,第一时间连接直径端点与圆上已知点,构造90°圆周角,将问题转化为直角三角形内的角度互余、边长计算问题,这是本题型最高频的辅助线思路。
【变式2-1】如图,内接于,是的直径,与交于点.若,,则( )
A. B. C. D.
【变式2-2】如图,在矩形 中, , , 是边 上的动点,连接,过点作于点.当面积最大时,的长为_______________.
A组 基础过关
1.如图,在中,,,则的度数为( )
A. B. C. D.
2.如图,是的内接三角形,.若的半径为3,则劣弧的长为( )
A. B. C. D.2π
3.如图,在中,为直径,为弦,已知=,则是( )
A. B. C. D.
4.在中,,,,则外接圆的半径为( )
A.10 B.5 C.6 D.4
5.如图,的半径为2,点A为上一点,半径弦于D,如果,那么的长是______.
6.如图在中,弦,相交于点P.若,,则的度数为__________.
7.如图,点、、、都在上,若,,则的度数为_______.
8.如图,,,,是上的四个点,,的延长线相交于点,,相交于点.若,,则的度数是____°.
9.如图,中,弦,交于点E,,,求证:为等边三角形.
10.如图,是三角形的外接圆,是的直径,于点.
(1)求证:;
(2)若长为8,,求的半径长.
B组 综合提升
11.如图,是的直径,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
12.如图,C是以AB为直径的半圆O上一点,连结AC,BC,分别以AC,BC为边向外作正方形ACDE,BCFG,DE,FG, 的中点分别是M,N,P,Q.若MP+NQ=14,AC+BC=20,则AB的长是( )
A.9 B. C.13 D.16
13.如图,在⊙O中,直径CD⊥弦AB,则下列结论中正确的是
A.AC=AB B.∠C=∠BOD C.∠C=∠B D.∠A=∠B0D
14.如图,D是的中点,则图中与∠ABD相等的角的个数是( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
15.如图,在中,直径与弦相交于点,连接,,,若,,则______.
16.如图,海岸线,经过、的弓形内部(包括边缘)是暗礁区,弓形所在圆的半径为,船保持怎样的航行不会进入暗礁区( )
A. B.
C. D.
17.如图,经过正六边形ABCDEF的顶点A、E,则弧AE所对的圆周角等于______.
18.如图是的直径,弦于点,连接,若,.
(1)求弦的长.
(2)连接、,若,求的度数.
19.如图,在中,弦,的延长线交于点P,且,C是弧的中点,求证:是的直径.
20.如图,已知AB是⊙O的直径,点C,D在⊙O上,且AB=6,∠CAB=30°
求:(1)求∠ADC的度数;
(2)如果OE⊥AC,垂足为E,求OE的长.
C组 挑战突破
21.如图,正方形内接于,点为的中点,连接、,若,则的长是( ).
A. B. C. D.
22.如图,中,,点为的边上或内部一动点,满足,连接,若的最小值是,则的最大值是( )
A. B. C. D.
23.如图,在矩形 中, , , 是边 上的动点,连接,过点作于点.当面积最大时,的长为_______________.
24.如图,正方形中,,点为正方形内部一点,连接,,,且,当为等腰三角形时,的长为___________.
25.如图,已知矩形,在边,上分别取点,,连接和,满足,的外接圆交于点,连接,.
(1)当时,求的度数;
(2)猜测和的数量关系,并说明理由;
(3)当,,时,求的长度.
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第10讲 圆周角
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03 题型突破→ 析考点·破方法:典型题型深度拆解
题型1 圆周角的概念辨析及简单运算
题型2 利用圆周角定理及推论解题
04 过关检测→ 练考点·强落实:过关检测全面巩固
关键词
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圆周角的定义
圆周角定理
圆心角与圆周角的关系
同弧或等弧的圆周角相等
直径所对的圆周角是直角
90度的圆周角所对的弦是直径
分类讨论证明
遇直径想直角
同弧转化等角
1.理解圆周角的定义,能准确识别圆心角与圆周角,掌握“顶点在圆上,并且两边都和圆相交”这两个关键特征。
2.掌握圆周角定理(圆周角的度数等于它所对弧上的圆心角度数的一半),理解定理证明中针对圆心在圆周角的一边上、内部、外部三种情况的分类讨论思想。
3.掌握圆周角定理的两个重要推论:能利用“直径所对的圆周角是直角”和“90°的圆周角所对的弦是直径”进行相关的角度计算和线段垂直的证明。
4.掌握“同弧或等弧所对的圆周角相等,相等的圆周角所对的弧也相等”这一性质,能在复杂图形中利用同弧转化等角进行推理和证明。
5.能在圆中准确识别基本几何模型(如遇直径连弦构造直角三角形),综合运用圆周角定理及推论,解决实际应用问题(如暗礁区航行判断)以及圆内接三角形、四边形中的角度与线段证明问题。
学习重点:掌握圆周角定理及其两个重要推论。能熟练运用“圆周角的度数等于它所对弧上圆心角度数的一半”进行角度换算与计算;准确识别并应用“直径所对的圆周角是直角(及逆定理)”判定垂直关系或寻找直径。
学习难点:理解圆周角定理证明中,需根据圆心与圆周角的相对位置(在角的一边上、内部、外部)分三类进行讨论的思想,体会分类讨论和转化化归的数学方法;同时在综合几何题目中,要具备敏锐的识图能力,能添加恰当的辅助线,将隐蔽的圆心角、圆周角关系在复杂图形中显性化,进而解决实际问题与综合证明。
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知识点01 圆周角
1.圆周角的定义
顶点在圆上,并且两边都与圆相交的角叫做圆周角。如下图中∠AEB、∠ADB、∠ACB这样的角。
判断要点:①顶点在圆上;②角的两边分别与圆相交(即两边均为圆的弦)。
2.圆周角定理
在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半。
圆心与圆周角存在三种位置关系:圆心在圆周角的一边上;圆心在圆周角的内部;圆心在圆周角的外部。
定理证明思路(难点):由于圆心与圆周角的位置关系不同,证明分三类情况进行讨论:
圆心在圆周角的一条边上(利用三角形外角定理);
圆心在圆周角的内部(作直径,利用角的和);
圆心在圆周角的外部(作直径,利用角的差)。
3.圆周角定理的推论
推论1:半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90°的圆周角所对的弦是直径。
推论2:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等;相等的圆周角所对的弧也相等。
4.弧、圆心角、圆周角的度数关系总结
弧的度数=它所对的圆心角的度数。
圆周角的度数=它所对弧的度数的一半。
即时即练如图,内接于,为的直径,D是上一点,连接,.若,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了圆周角定理,等腰三角形的性质.连接,根据直径所对的圆周角为直角,得,由圆周角定理,得,求得,再由等腰三角形的性质即可得出结果.
【详解】解:如图,连接,
是的直径,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
故选:D.
【易错提醒】
(1)圆周角定理成立的前提条件是在同圆或等圆中;且讨论的圆心角、圆周角必须对应同一条弧。如果对应的是不同的弧或不同的圆,上述关系则不成立。
(2)在几何定义中,弧的度数指的就是它所对圆心角的度数。注意这里的“度数”不是“弧长”(弧长和半径有关,度数只和圆心角有关)。
题型1 圆周角的概念辨析及简单运算
【例1】下列四个图中,∠x是圆周角的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】试题分析:根据圆周角的定义:顶点在圆上,并且两边都与圆相交的角叫做圆周角,因此,∠x是圆周角的为C.故选C.
【例2】如图,△ABC内接于圆,弦BD交AC于点P,连接AD.下列角中,所对圆周角的是( )
A.∠APB B.∠ABD C.∠ACB D.∠BAC
【答案】C
【分析】根据题意可直接进行求解.
【详解】解:由图可知:所对圆周角的是∠ACB或∠ADB,
故选C.
【易错提醒】
(1)找某条弧的圆周角:先锁定弧的两个端点,所有顶点在圆上、两边分别经过这两个端点的角,都是该弧所对的圆周角;反之,给定一个圆周角,它所对的弧就是角的两边与圆的两个交点之间、不包含角顶点的那段弧。
(2)遇到圆内角度计算,先标记图中所有半径,识别出所有等腰三角形,利用“等边对等角”、“三角形内角和180°”推导基础角度,这是圆中角度计算的通用基础方法。
【变式1-1】如图,四个边长为2的小正方形拼成一个大正方形,A、B、O是小正方形顶点,⊙O的半径为2,P是⊙O上的点,且位于右上方的小正方形内,则∠APB等于()
A.30° B.45° C.60° D.90°
【答案】B
【分析】根据圆周角定理:一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半求解.
【详解】解:
故选:B
【变式1-2】如图,A、B、C是上的三个点,,,则的度数是( )
A.25° B.30° C.40° D.55°
【答案】B
【分析】首先根据∠B的度数求得∠BOC的度数,然后求得∠AOC的度数,从而求得等腰三角形的底角即可.
【详解】∵OB=OC,∠B=55°,
∴∠B=∠OCB,
∴∠BOC=180°-2∠B=70°,
∵∠AOB=50°,
∴∠AOC=∠AOB+∠BOC=70°+50°=120°,
∵OA=OC,
∴∠A=∠OCA==30°,
故选:B.
题型2 利用圆周角定理及推论解题
【例3】如图,在中,弦、相交于点.若,,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由三角形的外角的性质可得,由圆周角定理可得.
【详解】解:∵是的外角,
∴,
∴
∵,
∴.
【例4】如图,为的直径,点C,D是上的两点,,则的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】连接,利用圆周角定理得到,再根据直径所对的圆周角是直角得到,最后利用直角三角形两锐角互余计算即可.
【详解】解:连接,
,
,
为的直径,
,
.
【易错提醒】
(1)圆内两弦相交求角度,优先用“三角形外角性质+同弧圆周角相等”组合:将交点处的外角拆解为两个不同弧对应的圆周角之和,通过角度等量代换一步求解,无需复杂推导。
(2)题目出现直径时,第一时间连接直径端点与圆上已知点,构造90°圆周角,将问题转化为直角三角形内的角度互余、边长计算问题,这是本题型最高频的辅助线思路。
【变式2-1】如图,内接于,是的直径,与交于点.若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据是直径得到,因此根据角的和差求出,根据三角形的内角和定理求出,即可得到,再根据三角形外角的性质即可求解.
【详解】解:∵是直径,
∴,
∵,
∴.
∵,,
∴,
∴,
∴.
【变式2-2】如图,在矩形 中, , , 是边 上的动点,连接,过点作于点.当面积最大时,的长为_______________.
【答案】1
【分析】根据题意得出在以为直径的上运动,进而可得当时,到的距离最大,此时面积最大,得出,结合题意得出是等腰直角三角形,求得,根据线段的和差关系,即可求解.
【详解】解:如图,设的中点为,
∵
∴
∴在以为直径的上运动
∴当时,到的距离最大,此时面积最大,
∴
∴
∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴
∴
A组 基础过关
1.如图,在中,,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了垂径定理和圆周角定理,由垂径定理得出,然后根据圆周角定理即可得出答案.
【详解】解:,
,
,
,
,
故选:C.
2.如图,是的内接三角形,.若的半径为3,则劣弧的长为( )
A. B. C. D.2π
【答案】B
【分析】本题主要考查圆周角定理,弧长的计算,掌握圆周角定理是关键,根据题意得到,由弧长公式即可求解.
【详解】解:如图,连接,
由圆周角定理得:,
∴劣弧的长为.
故选:B.
3.如图,在中,为直径,为弦,已知=,则是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了圆周角定理,解题的关键是利用直径所对的圆周角为直角,结合同弧所对的圆周角相等进行角度计算.
由为直径得,求出的度数,再由同弧所对的圆周角相等得.
【详解】解:∵是的直径,
∴(直径所对的圆周角是直角).
在中,,
∴ .
又∵与所对的弧为,
∴.
故选:B.
4.在中,,,,则外接圆的半径为( )
A.10 B.5 C.6 D.4
【答案】B
【分析】本题考查了直角三角形外接圆的半径,勾股定理.
在直角三角形中,外接圆的半径等于斜边的一半,因此需先利用勾股定理求斜边长,进而作答即可.
【详解】解:∵,,,
∴,
又∵是外接圆的直径,
∴外接圆的半径.
故选:B.
5.如图,的半径为2,点A为上一点,半径弦于D,如果,那么的长是______.
【答案】1
【分析】本题考查了圆周角定理、垂径定理、直角三角形30度的性质,解题的关键是熟记圆周角定理.
由于,根据圆周角定理可求,又,根据垂径定理可知,在,利用直角三角形30度的性质易求.
【详解】解:∵,
∴,
∵弦,,
∴,,
∴,
∴,
故答案为:1.
6.如图在中,弦,相交于点P.若,,则的度数为__________.
【答案】
【分析】本题主要考查了同弧所对的圆周角相等,三角形外角的性质,根据三角形外角的性质可得,再由同弧所对的圆周角相等即可得到答案.
【详解】解:∵,,,
∴,
∵,
∴,
故答案为:.
7.如图,点、、、都在上,若,,则的度数为_______.
【答案】/度
【分析】本题考查了圆周角定理,根据已知可得,根据圆周角定理可得,即可求解.
【详解】解:∵,,
∴,
∴,
故答案为:.
8.如图,,,,是上的四个点,,的延长线相交于点,,相交于点.若,,则的度数是____°.
【答案】21
【分析】本题考查了圆周角定理,三角形的外角性质,根据三角形的外角性质得到,根据圆周角定理得到,再根据三角形的外角性质列方程,解方程得到答案,熟练掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】解:∵是的外角,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵是的外角,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
9.如图,中,弦,交于点E,,,求证:为等边三角形.
【答案】见解析
【分析】本题主要考查同弧或等弧所对的圆周角相等,等弧所对的弦相等,全等三角形的判定和性质,等边三角形的判定,掌握圆的基础知识,全等三角形的判定和性质是解题的关键.
根据同弧或等弧所对的圆周角相等,等弧所对的弦相等,可得,,,再根据全等三角形的判定方法可证,进而得到,结合即可求解.
【详解】证明: 与所对的弧相同,与所对的弧相同,
,,
,
,
在和中,
,
.
,
又,
,
为等边三角形
10.如图,是三角形的外接圆,是的直径,于点.
(1)求证:;
(2)若长为8,,求的半径长.
【答案】(1)见解析
(2)5
【分析】本题主要考查了垂径定理,圆周角定理,勾股定理,掌握垂径定理:“垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧”是解题关键.
(1)根据垂径定理和圆周角定理进行判断即可;
(2)设的半径为,根据垂径定理得出点为的中点,在中,利用勾股定理列式计算,即可求出结果.
【详解】(1)证明: ,
,
;
(2)解:连接,如图,设的半径为,则,
,
,
在中,,
解得,
即的半径长为5.
B组 综合提升
11.如图,是的直径,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先根据“直径所对的圆周角为”可得,进而可得,然后结合“同弧或等弧所对的圆周角相等”,即可获得答案.
【详解】解:∵是的直径,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴.
故选:C.
12.如图,C是以AB为直径的半圆O上一点,连结AC,BC,分别以AC,BC为边向外作正方形ACDE,BCFG,DE,FG, 的中点分别是M,N,P,Q.若MP+NQ=14,AC+BC=20,则AB的长是( )
A.9 B. C.13 D.16
【答案】D
【分析】连接OP、OQ分别交AC、BC相交于点G、H,利用中位线定理求出OG+OH的长,根据AC+BC求出MG+NH的长,再由MP+NQ求出PG+QH的长,进而求出OP+OQ的长,即可确定出AB的长.
【详解】连接OP、OQ分别与AC、BC相交于点G、H,
根据中点可得OG+OH=(AC+BC)=10,MG+NH=AC+BC=20,
∵MP+NQ=14,
∴PG+QH=20﹣14=6,
则OP+OQ=(OG+OH)+(PG+QH)=10+6=16,
根据题意可得OP、OQ为圆的半径,AB为圆的直径,
则AB=OP+OQ=16.
故选D.
13.如图,在⊙O中,直径CD⊥弦AB,则下列结论中正确的是
A.AC=AB B.∠C=∠BOD C.∠C=∠B D.∠A=∠B0D
【答案】B
【分析】先利用垂径定理得到弧AD=弧BD,然后根据圆周角定理得到∠C=∠BOD,从而可对各选项进行判断.
【详解】解:∵直径CD⊥弦AB,
∴弧AD =弧BD,
∴∠C=∠BOD.
故选B.
14.如图,D是的中点,则图中与∠ABD相等的角的个数是( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【答案】B
【分析】根据等弧所对的圆周角相等,得到与∠ABD相等的角有∠ACD、∠CBD、∠DAC共3个.
【详解】试题分析:圆周角定理:同弧或等弧所对的圆周角相等,均等于所对圆心角的一半.
∵D是的中点,
∴=,
∴∠ABD=∠CBD=∠ACD=∠DAC.
故选B.
15.如图,在中,直径与弦相交于点,连接,,,若,,则______.
【答案】
【分析】本题考查了圆周角定理、三角形外角的性质,根据是的直径,可得,根据圆周角定理可知,根据三角形外角的性质可以求出,根据角之间的关系可以求出.
【详解】解:是的直径,
,
,
,
是的外角,
,
,
,
.
故答案为:.
16.如图,海岸线,经过、的弓形内部(包括边缘)是暗礁区,弓形所在圆的半径为,船保持怎样的航行不会进入暗礁区( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】连接交圆O于D,连接、,过O作于H,延长交圆O于E,连接、,根据垂径定理,结合线段垂直平分线和勾股定理求得,可证明是等边三角形得到,根据圆周角定理可得,根据三角形的外角性质可得,进而可得结论.
【详解】解:连接交圆O于D,连接、,过O作于H,延长交圆O于E,连接、,
则,,则,
在中,,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∴,
∵是的一个外角,
∴,
即,
∴船保持的航行不会进入暗礁区,
故选:D.
17.如图,经过正六边形ABCDEF的顶点A、E,则弧AE所对的圆周角等于______.
【答案】
【分析】根据正六边形的性质求出,,,求出,,求出,求出,根据圆周角定理即可求出答案.
【详解】解:连接AC、EC,
六边形ABCDEF是正六边形,
,,,
,
同理,
,
同理,
在四边形ACEF中,,
,
故答案为.
18.如图是的直径,弦于点,连接,若,.
(1)求弦的长.
(2)连接、,若,求的度数.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了垂径定理,勾股定理,圆周角定理,熟练掌握垂径定理是解题的关键.
(1)根据垂径定理得到,根据题意得到,在中,由勾股定理即可得到答案;
(2)由圆周角定理可得,由直径所对的圆周角是直角可得,即可得解.
【详解】(1)解:,
,
,,
,
,
,
在中,,
;
(2)解:如图,连接、,
,
,
是的直径,
,
.
19.如图,在中,弦,的延长线交于点P,且,C是弧的中点,求证:是的直径.
【答案】见解析
【分析】本题主要考查了等腰三角形的判定和性质,圆周角定理,直径所对的角是直角,熟练掌握性质定理是解题的关键.连接,根据题意证明,即可证明即可得到答案.
【详解】证明:连接,
是的中点,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
故是的直径.
20.如图,已知AB是⊙O的直径,点C,D在⊙O上,且AB=6,∠CAB=30°
求:(1)求∠ADC的度数;
(2)如果OE⊥AC,垂足为E,求OE的长.
【答案】(1) ∠ADC=60°;(2)OE =.
【分析】(1)由AB是 O的直径,根据圆周角定理的推论得到∠ACB=90°,在Rt△ABC中,理由∠B的余弦可求出∠B=60°,然后根据圆周角定理得到∠ADC=60°;
(2)由于OE⊥AC,根据垂径定理得到AE=CE,则OE为△ABC的中位线,所以OE=BC=.
【详解】(1)∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∵AB=6,BC=3,
∴∠B=60°,
∴∠ADC=60°;
(2)∵OE⊥AC,
∴AE=CE,
∴OE为△ABC的中位线,
∵AB=6,∠CAB=30°,
∴BC=3∴OE=BC=.
C组 挑战突破
21.如图,正方形内接于,点为的中点,连接、,若,则的长是( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】连接、、、,设与交于点,利用正方形内接于圆的性质得为直径,,由点是弧的中点推出垂直平分,再结合正方形性质、勾股定理建立边长关系,求解长度.
【详解】解:连接、、、,设与交于点,
由,,,
故对角线是的直径,对角线是的直径,,
已知点为弧的中点,
,垂直平分,,
又,
是等腰直角三角形,
,
设正方形边长,则,
在中,,
,
,
,
在中,,
即,
解得,
根据勾股定理,.
22.如图,中,,点为的边上或内部一动点,满足,连接,若的最小值是,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据,可知点在以为直径的上,根据的最小值是,求出,因为当点在上时,最大,利用勾股定理可得方程设,则,解方程求出的值即为的最大值.
【详解】解:如下图所示,
,
点在以为直径的上,
当点在上时,最小,
、是的半径,
,
设,则,
,点是的中点,
,
在中,,
,
解得:,
,
当点在上时,最大,
设,则,
,
即,
解得:.
23.如图,在矩形 中, , , 是边 上的动点,连接,过点作于点.当面积最大时,的长为_______________.
【答案】1
【分析】根据题意得出在以为直径的上运动,进而可得当时,到的距离最大,此时面积最大,得出,结合题意得出是等腰直角三角形,求得,根据线段的和差关系,即可求解.
【详解】解:如图,设的中点为,
∵
∴
∴在以为直径的上运动
∴当时,到的距离最大,此时面积最大,
∴
∴
∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴
∴
24.如图,正方形中,,点为正方形内部一点,连接,,,且,当为等腰三角形时,的长为___________.
【答案】或
【分析】由已知可得,即得点在以为直径的圆上,再分,和三种情况解答即可求解,
【详解】解:∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴点在以为直径的圆上,
∵为等腰三角形,
当时,点为正方形对角线的中点,如图,
∵ ,
∴;
当时,如图,过点作于,则,,
∵,,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
设,则,
∵,
∴,
∴,
∴;
当时,如图,仅当点和点重合时,
∵点为正方形内部一点,
∴此种情况不符合;
综上,的长为或,
故答案为:或.
【点睛】本题考查了正方形的性质,点和圆的关系,圆周角,等腰三角形的定义全等三角形的判定和性质,勾股定理等,运用分类讨论思想解答是解题的关键.
25.如图,已知矩形,在边,上分别取点,,连接和,满足,的外接圆交于点,连接,.
(1)当时,求的度数;
(2)猜测和的数量关系,并说明理由;
(3)当,,时,求的长度.
【答案】(1)
(2)
;
理由如下:
由(1)可设,
∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
(3)
【分析】(1)根据矩形的性质结合平行线的性质可得,根据圆周角定理和已知条件可得,进而求解;
(2)设,根据矩形的性质求得,进而可得结论;
(3)延长交于点P,如图,根据角的代换证明,,进而得到,推出,设,则,然后在直角三角形中,根据勾股定理构建方程求解即可.
【详解】(1)解:∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴;
(2)略
(3)解:延长交于点P,如图,
由(2)题,∵,
∴,
∴,,
∵,
∴,即G是中点,
∵,
∴,
∴,
设,则,
在直角三角形中,根据勾股定理可得:
,即,
整理得:,
解得:(舍去),
∴.
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