摘要:
**基本信息**
初中数学“确定圆的条件”同步练,分层梯度清晰,从概念辨析到综合应用,适配新授课知识巩固与技能训练,培养几何直观、推理能力与模型意识。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础认知|确定圆的条件(单一点、半径、三点关系)|以选择、判断题为主,辨析核心概念,如“唯一确定圆的条件”|
|技能应用|尺规作图(确定圆心、外接圆)、外心坐标计算|作图与坐标结合,如“作三角形外接圆并求半径”,强化空间观念|
|综合拓展|实际问题(破损管道半径)、综合证明(损矩形外接圆)|结合生活情境与逻辑推理,如“用垂径定理求管道半径”,发展应用意识|
内容正文:
3.2 确定圆的条件
题型一 确定圆的条件
1.下列条件中,能确定唯一一个圆的是( )
A.以点为圆心 B.以长为半径
C.以点为圆心,长为半径 D.以上都不对
【答案】C
【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.
2.下列说法正确的是( )
A.平分弦的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧
B.长度相等的弧是等弧
C.对角线相互平分且垂直的四边形是菱形
D.三个点确定一个圆
【答案】C
【详解】解:A.平分弦(不是直径)的直径才垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧,当弦本身是直径时结论不成立,故该选项错误;
B.等弧是能完全重合的弧,必须在同圆或等圆中长度相等的弧才是等弧,仅长度相等不能保证是等弧,故该选项错误;
C.对角线相互平分且垂直的四边形是菱形,故该选项正确;
D.不在同一直线上的三个点才能确定一个圆,三点共线时无法确定一个圆,故该选项错误.
3.当,,三点可以确定一个圆,求n的取值范围.
【答案】
【详解】解:设直线的解析式为,
∵,,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,
∴若点在直线上,
则有,
∴当点,,三点可以确定一个圆时,则n需要满足的条件为,
所以n取值范围是.
4.随意画出四个点,其中任何三点都不在同一条直线上,是否一定可以画出一个圆经过这四点?请举例说明.
【答案】不一定,说明如下:
【详解】
如图,三点在圆上,点不在圆上,
故不一定可以画出一个圆经过这四点.
题型二 确定圆心(尺规作图)
1.作正方形的外接圆.
【答案】见解析
【详解】解:如图,为所作.
2.如图,弧是某个圆的一部分,请你用直尺和圆规确定圆心的位置.(保留作图痕迹,不写作法)
【答案】
【分析】在弧上任取一点C(不与A,B重合),连接弦、弦;再分别作线段的垂直平分线、线段的垂直平分线;两条垂直平分线的交点即为圆心O.
【详解】略
3.如图,在中,求作,使经过A,C两点,且圆心落在边上;(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不写作法)
【答案】所作图形如图所示:
【分析】作的垂直平分线,交于点O,以点O为圆心,长度为半径作圆即可.
【详解】略
4.如图所示,破残的圆形轮片上,弦的垂直平分线交于点C,交弦于点D.已知,.
(1)求作此残片所在的圆(不写作法,保留作图痕迹);
(2)求(1)中所作圆的半径.
(3)思考1:求残片所在的圆,关键是找出______,即两条弦的______.
思考2:求半径的长,可以作辅助线构造直角三角形,利用______定理求解.
【答案】(1)见解析;(2);(3)圆心,垂直平分线的交点,勾股
【详解】(1)解:如图,为所求的圆.
(2)解:连接,
设半径为,即,
∴,
∵是的垂直平分线,
∴,,
∴在中,,
即,
解得:,
∴此残片所在圆的半径为.
(3)解:思考1:求残片所在的圆,关键是找出圆心,即两条弦的垂直平分线的交点.
思考2:求半径的长,可以作辅助线构造直角三角形,利用勾股定理求解.
题型三 求三角形外心的坐标
1.如图,方格纸上每个小正方形的边长均为1个单位长度,点均在格点(两条网格线的交点叫格点)上,以点O为原点建立平面直角坐标系,则过三点的圆的半径为( )
A. B.3 C. D.
【答案】C
【详解】解:如图,圆心M的坐标,
∵,
∴,
∴的半径为,
故选:C.
2.如图,顶点都在网格格点上,外接圆的圆心的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】
解:
设外接圆的圆心为点,
外接圆的圆心为三角形三条边中垂线的交点,
由题可知,,,
则作的中垂线交于,
作的中垂线交于,
,
设点的坐标为,
,
,
,
,
则点的坐标为.
故选: .
3.如图,在平面直角坐标系中,已知点,,,写出的外接圆的圆心坐标为___________.
【答案】
【详解】解:分别作线段的垂直平分线,如图所示:
∴由坐标系可知:的外接圆的圆心坐标为;
故答案为.
4.如图,外接圆的圆心坐标为______.
【答案】
【详解】解:如图,作线段、线段的垂直平分线相交于点,
由垂径定理可得,点即为外接圆的圆心,
由图象可得,点的坐标为,
故答案为:.
题型一 求能确定圆的个数
1.已知线段,经过、两点且半径为5的圆有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.无数个
【答案】C
【详解】解:如图,
分别以、为圆心、5为半径作圆,两圆相交于点C、D,
然后分别以C、D为圆心,5为半径作圆,则和为所求.
故选:C.
2.如图,点A,B,C,D均在直线l上,点P在直线l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
【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6个.
故选:.
3.已知为平面内不重合的四个点,且这四点不在同一直线上,它们可以确定圆的个数不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:∵四点不在同一直线上,
∴根据题意分两种情况讨论:()若有三点共线,则过其中三点作圆,可作个圆;
()若任意三点不共线,则过其中三点作圆,可作或个圆;
∴确定圆的个数为、或,不可能为,
故选:.
4.已知线段.
(1)画半径为的圆,使它经过A,B两点,这样的圆能画几个?
(2)画半径为的圆,使它经过A,B两点,这样的圆能画几个?
(3)能画出半径为的圆,使它经过A,B两点吗?
【答案】(1)一个;(2)两个;(3)不能
【详解】(1)画半径为的圆,使它经过A,B两点,,这样的圆能画一个,圆心是的中点;
(2)画半径为的圆,使它经过A,B两点,,这样的圆能画两个,圆心在线段的垂直平分线上圆心到A点的距离是;
(3)由于,故不能画出半径为的圆,使它经过A,B两点.
题型二 求特殊三角形外接圆的半径
1.边长为的等边三角形的外接圆的半径为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:设等边边长为,为其外接圆圆心,连接,过作于点,
∵是等边三角形,外接圆圆心在三角形的高上,
∴,.
设外接圆半径,在中,.
∵,
∴,
由勾股定理得 ,
代入得 ,
整理得 ,
,
∵,
∴.
2.已知一个三角形的三边长分别为、、,则其外接圆的半径为_________.
【答案】
【详解】解:如图,在 中, , ,过点 作 于点 ,
∵ , ,
∴ , 垂直平分 ,
∴ ,
∵三角形外接圆圆心在三角形任意一边的垂直平分线上,
∴外接圆圆心 在射线上,连接,设外接圆半径为 ,则 ,
∴ ,
在 中, ,
∴,
解得:.即外接圆的半径为.
3.如图,在中,,能够将完全覆盖的最小圆形纸片的面积是 _________.
【答案】
【详解】解:设圆的圆心为点,能够将完全覆盖的最小圆是的外接圆,作于点,连接,,如下图所示:
∵在中,,,
∴,
∵,,
∴为等腰三角形的角平分线和中线,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
由勾股定理得,
得方程,
解得或(舍去),
∴圆的面积为.
4.已知,.
(1)求作一点,使以为圆心的圆经过三点(要求用尺规作图,保留作图痕迹,不写作法和证明)
(2)若为,为,求的半径.
【答案】(1)见解析;(2)的半径为5.
【详解】(1)解:如图所示:
;
(2)∵,,,,
∴,
∵令的半径为,
∴.
1.如图,等边三角形ABC的边长是定值,点O是它的内心,过点O任意作一条直线分别交AB,BC于点D,E.将△BDE沿直线DE折叠,得到△B'DE,若B'D,B'E分别交AC于点F,G,连接OF,OG,则下列判断错误的是( )
A.△ADF≌△CGE
B.△B'FG的周长是一个定值
C.四边形FOEC的面积是一个定值
D.四边形OGB'F的面积是一个定值
【答案】D
【解答】解:A、连接OA、OC,
∵点O是等边三角形ABC的外心,
∴AO平分∠BAC,
∴点O到AB、AC的距离相等,
由折叠得:DO平分∠BDB',
∴点O到AB、DB'的距离相等,
∴点O到DB′、AC的距离相等,
∴FO平分∠DFG,∠DFO=∠OFG,
由折叠得:∠BDE=∠ODF,
∴∠OFD+∠ODF∠AFD)=120°,
∴∠DOF=60°,
同理可得∠EOG=60°,
∴∠FOG=60°=∠DOF=∠EOG,
∴△DOF≌△GOF≌△GOE(ASA),
∴OD=OG,OE=OF,∠OGF=∠ODF=∠ODB,∠OFG=∠OEG=∠OEB,
∴△OAD≌△OCG(SAS),△OAF≌△OCE(SAS),
∴AD=CG,AF=CE,
∴△ADF≌△CGE(SAS),
故选项A正确;
B、∵△DOF≌△GOF≌△GOE,
∴DF=GF=GE,
∴△ADF≌△B′GF≌△CGE(AAS),
∴B'G=AD,
∴△B'FG 的周长=FG+B′F+B′G=FG+AF+CG(定值),
故选项B正确;
C、S四边形FOEC=S△OCF+S△OCE=S△OCF ,
故选项C正确;
D、S四边形BGO'F=S△OFG+S△B'GF=S△OFD+S△ADF=S四边形OFAD=S△OAD+S△OAF=S△OCG+S△OAF=S△OAC﹣S△OFG,
过O作OH⊥AC于H,
∴,由于OH是定值,FG变化,故△OFG 的面积变化,从而四边形OGB′F的面积也变化,
故选项D不一定正确;
故选:D.
2.已知,如图,△ABC和△DBE中,BA=BC,BD=BE,∠ABC=∠DBE,点D是△ABC的外心,试判断四边形BDCE的形状,并说明理由.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:四边形BDCE是菱形,
∵∠ABC=∠DBE,
∴∠ABD=∠CBE,
在△ABD和△CBE中,
,
∴△ABD≌△CBE,
∴AD=CE,
∵点D是△ABC的外心,
∴DA=DB=DC,
又∵BD=BE,
∴DB=BE=EC=CD,
∴四边形BDCE是菱形.
3.某居民小区一处圆柱形的输水管道破裂,维修人员为更换管道,需确定管道圆形截面的半径,如图是水平放置的破裂管道有水部分的截面.
(1)请找出截面的圆心;(不写画法,保留作图痕迹.)
(2)若这个输水管道有水部分的水面宽AB=16cm,水面最深地方的高度为4cm,求这个圆形截面的半径.
【答案】(1)见试题解答内容;(2)10cm
【解答】解:(1)如图所示;
(2)如图,OE⊥AB交AB于点D,
则DE=4cm,AB=16cm,AD=8cm,
设半径为Rcm,则
OD=OE﹣DE=R﹣4,
由勾股定理得,OA2=AD2+OD2,
即R2=82+(R﹣4)2,
解得R=10.
故这个圆形截面的半径是10cm.
4.定义:只有一组对角是直角的四边形叫做损矩形,连接它的两个非直角顶点的线段叫做这个损矩形的直径.
(1)如图①,在损矩形ABCD中,∠ABC=∠ADC=90°,则该损矩形的直径是线段 AC .
(2)在图①中的线段AC上确定一点P,使损矩形ABCD的四个顶点都在以P为圆心的同一圆上(即损矩形的四个顶点在同一个圆上),请作出这个圆,并说明理由.友情提醒:“尺规作图”不要求写作法,但要保留作图痕迹.
【答案】(1)AC;(2)图见解析;
【解答】解:(1)根据损矩形直径的定义,可得线段AC是损矩形ABCD的直径,
故答案为:AC;
(2)如图,作线段AC的垂直平分线,交AC于P,以P为圆心,AP为半径作圆即可,
∵点P为AC中点,
∴PA=PCAC.
∵∠ABC=∠ADC=90°,
∴BP=DPAC,
∴PA=PB=PC=PD,
∴点A、B、C、D在以P为圆心,AC为半径的同一个圆上.
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3.2 确定圆的条件
题型一 确定圆的条件
1.下列条件中,能确定唯一一个圆的是( )
A.以点为圆心 B.以长为半径
C.以点为圆心,长为半径 D.以上都不对
2.下列说法正确的是( )
A.平分弦的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧
B.长度相等的弧是等弧
C.对角线相互平分且垂直的四边形是菱形
D.三个点确定一个圆
3.当,,三点可以确定一个圆,求n的取值范围.
4.随意画出四个点,其中任何三点都不在同一条直线上,是否一定可以画出一个圆经过这四点?请举例说明.
题型二 确定圆心(尺规作图)
1.作正方形的外接圆.
2.如图,弧是某个圆的一部分,请你用直尺和圆规确定圆心的位置.(保留作图痕迹,不写作法)
3.如图,在中,求作,使经过A,C两点,且圆心落在边上;(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不写作法)
4.如图所示,破残的圆形轮片上,弦的垂直平分线交于点C,交弦于点D.已知,.
(1)求作此残片所在的圆(不写作法,保留作图痕迹);
(2)求(1)中所作圆的半径.
(3)思考1:求残片所在的圆,关键是找出______,即两条弦的______.
思考2:求半径的长,可以作辅助线构造直角三角形,利用______定理求解.
题型三 求三角形外心的坐标
1.如图,方格纸上每个小正方形的边长均为1个单位长度,点均在格点(两条网格线的交点叫格点)上,以点O为原点建立平面直角坐标系,则过三点的圆的半径为( )
A. B.3 C. D.
2.如图,顶点都在网格格点上,外接圆的圆心的是( )
A. B. C. D.
3.如图,在平面直角坐标系中,已知点,,,写出的外接圆的圆心坐标为___________.
4.如图,外接圆的圆心坐标为______.
题型一 求能确定圆的个数
1.已知线段,经过、两点且半径为5的圆有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.无数个
2.如图,点A,B,C,D均在直线l上,点P在直线l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
3.已知为平面内不重合的四个点,且这四点不在同一直线上,它们可以确定圆的个数不可能是( )
A. B. C. D.
4.已知线段.
(1)画半径为的圆,使它经过A,B两点,这样的圆能画几个?
(2)画半径为的圆,使它经过A,B两点,这样的圆能画几个?
(3)能画出半径为的圆,使它经过A,B两点吗?
题型二 求特殊三角形外接圆的半径
1.边长为的等边三角形的外接圆的半径为( )
A. B. C. D.
2.已知一个三角形的三边长分别为、、,则其外接圆的半径为_________.
3.如图,在中,,能够将完全覆盖的最小圆形纸片的面积是 _________.
4.已知,.
(1)求作一点,使以为圆心的圆经过三点(要求用尺规作图,保留作图痕迹,不写作法和证明)
(2)若为,为,求的半径.
1.如图,等边三角形ABC的边长是定值,点O是它的内心,过点O任意作一条直线分别交AB,BC于点D,E.将△BDE沿直线DE折叠,得到△B'DE,若B'D,B'E分别交AC于点F,G,连接OF,OG,则下列判断错误的是( )
A.△ADF≌△CGE
B.△B'FG的周长是一个定值
C.四边形FOEC的面积是一个定值
D.四边形OGB'F的面积是一个定值
2.已知,如图,△ABC和△DBE中,BA=BC,BD=BE,∠ABC=∠DBE,点D是△ABC的外心,试判断四边形BDCE的形状,并说明理由.
3.某居民小区一处圆柱形的输水管道破裂,维修人员为更换管道,需确定管道圆形截面的半径,如图是水平放置的破裂管道有水部分的截面.
(1)请找出截面的圆心;(不写画法,保留作图痕迹.)
(2)若这个输水管道有水部分的水面宽AB=16cm,水面最深地方的高度为4cm,求这个圆形截面的半径.
4.定义:只有一组对角是直角的四边形叫做损矩形,连接它的两个非直角顶点的线段叫做这个损矩形的直径.
(1)如图①,在损矩形ABCD中,∠ABC=∠ADC=90°,则该损矩形的直径是线段 AC .
(2)在图①中的线段AC上确定一点P,使损矩形ABCD的四个顶点都在以P为圆心的同一圆上(即损矩形的四个顶点在同一个圆上),请作出这个圆,并说明理由.友情提醒:“尺规作图”不要求写作法,但要保留作图痕迹.
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3.2确定圆的条件
题型一确定圆的条件
题型二确定圆心(尺规作图)
基础达标题
题型三求三角形外心的坐标
确定圆的条件
题型一求能确定圆的个数
能力提升题
题型二求特殊三角形外接圆的半径
拓展培优题
A
基础达标题
题型一确定圆的条件
1.C
2.c
3.n≠-8
4.不一定,说明如下:
题型二确定圆心(尺规作图)
1.见解析
2.见解析
3.所作图形如图所示:
4.(1)见解析(2)13cm;(3)圆心,垂直平分线的交点,勾股
题型三求三角形外心的坐标
1.C
2.D
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题型一求能确定圆的个数
1.C
2.D
3.B
4.(1)一个:(2)两个;(3)不能
题型二求特殊三角形外接圆的半径
1.D
2.
25
6
3.25πcm
4.(1)见解析;(2)⊙O的半径为5:
拓展培优题
1.D
2.见试题解答内容
3.(1)见试题解答内容:(2)10cm
4.(1)AC;(2)图见解析:
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