内容正文:
29.1 圆的有关概念(知识解读)
【新教材人教版】
题型归纳
目录
【题型1 圆的认识】 2
【题型3 利用点与圆的位置关系求半径】 5
【题型4 与圆有关的概念】 7
【题型5 利用圆的基本性质求角度】 8
【题型6 利用圆的基本性质求长度】 12
【题型7 利用圆的基本性质求坐标】 14
【题型8 利用圆的基本性质求最值】 17
知识点1 圆的定义及表示方法
1. 定义:
(1)描述性定义: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所形成的图形叫做圆,其固定的端点O叫做圆心,线段OA叫做半径.
“圆”是指“圆周”(一条封闭曲线)而不是“圆面”.
(2)集合性定义:将圆心为O、半径为r的圆看成是所有到定点O的距离等于定长r的点的集合.
确定一个圆需要两个要素
2. 圆的表示方法
以点O为圆心的圆,记作“⊙O”,读作“圆O”.
3. 圆的特性
(1)圆上各点到定点(圆心O)的距离都等于定长(半径r);
(2)所有到圆心的距离等于半径的点都在同一个圆上;
(3)圆上任意两点和圆心构成的三角形是等腰三角形.
知识点2 点与圆的位置关系
设⊙O的半径为r,点P到圆心的距离为d,则点与圆的位置关系为
知识点3 圆的有关概念
1. 弦与直径
连接圆上任意两点的线段叫做弦(如图中AB),经过圆心的弦叫做直径(如图中AC).
2. 弧、半圆、劣弧、优弧、圆心角
(1)圆上任意两点间的部分叫做圆弧,简称弧.
(2)圆的任意一条直径的两个端点把圆分成两条弧,每一条弧都叫做半圆.
(3)弧
(4)圆心角:顶点在圆心的角叫做圆心角.
3. 同心圆、等圆与等弧
圆心相同,半径不相等的两个圆叫做同心圆.
能够重合的两个圆叫做等圆,半径相等的两个圆是等圆.在同圆或等圆中,能够互相重合的弧叫做等弧.
同圆或等圆的半径相等.
【题型1 圆的认识】
【例1】已知圆的直径为,则其半径为_____________,周长为_____________.
【答案】
【分析】本题考查了圆的直径与半径和周长的关系.根据圆的直径与半径的关系,半径等于直径的一半;周长等于圆周率乘以直径,即可求解.
【详解】解:圆的直径为,
半径为,周长为,
故答案为:,.
【变式1-1】明明用圆规画一个周长是31.4的圆,圆规两脚间的距离是( ).
A. B.5 C.10 D.1
【答案】B
【分析】本题考查圆的周长公式,圆规两脚间的距离是半径,根据周长公式即可求解.
【详解】解: ,
故选:B.
【变式1-2】如图,中,,,以为圆心,长为半径画弧,交边于点;则的长( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【答案】A
【分析】根据平行四边形的性质得,,再根据题意得,即可得出答案.
【详解】解:∵在中,
∴,,
根据题意,得,
∴.
【变式1-3】在图中没有出现的几何图形是( )
A.弦 B.弧 C.弓形 D.扇形
【答案】D
【分析】本题考查了圆的基本概念,关键是熟练应用定义判断;根据弦、弧、弓形及扇形的定义判断即可.
【详解】解:A:弦是连接圆上两点的线段,是弦;
B:弧是圆上两点及其之间的部分,是弧;
C:弓形是由弦和弧围成的图形,与其所对的弧围成的图形即是弓形;
D:扇形是由两条半径和一段弧围成的图形,图中没有半径,也没有扇形;
故选:D .
【题型2 判断点与圆的位置关系】
【例2】已知的半径为6,点到圆心的距离为7,则点与圆的位置关系为( )
A.在圆内 B.在圆上 C.在圆外 D.不确定
【答案】C
【分析】通过比较点到圆心的距离与圆半径的大小关系,判断点与圆的位置关系.
【详解】解:∵点A到圆心O的距离为7,的半径为6,且,
∴点A在外.
【变式2-1】若的半径为,点到圆心的距离为,那么点与的位置关系是( )
A.点在圆外 B.点在圆上 C.点在圆内 D.不能确定
【答案】A
【分析】判断点与圆的位置关系,只需比较点到圆心的距离与圆半径的大小关系,当时点在圆外,当时点在圆上,当时点在圆内;
【详解】 的半径为,点到圆心的距离为,
,
点与的位置关系是点在圆外.
【变式2-2】已知的半径为6,点在同一平面内,,则点与的位置关系是( )
A.点在内 B.点在上
C.点在外 D.无法判断
【答案】A
【分析】本题考查点与圆的位置关系,掌握“,则点在圆内,则点在圆上,则点在圆外”是解题关键.
根据点到圆心的距离与圆半径的大小关系,判断点与圆的位置关系.
【详解】∵的半径,点到圆的距离,
∴,
∴点在内,
故选:A.
【变式2-3】如图,在中,,,,以点C为圆心,以的长为半径作圆,则点A与的位置关系是( )
A.点A在外 B.点A在上
C.点A在内 D.以上都有可能
【答案】A
【分析】本题考查了直线与圆的关系,30度角的直角三角形的性质.
根据30度角的直角三角形的性质,得,再与半径比较即可作答.
【详解】解:在中,,,,
设,则,
又,即,
解得,
,
即点A在外.
故选:A.
【题型3 利用点与圆的位置关系求半径】
【例3】点是外一点,的半径是,则的长可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查点与圆的位置关系,根据点在外的性质,可知的长度大于圆的半径,结合选项即可得出答案.
【详解】解: 的半径是,点是外一点,
,
只有满足,
故选:D.
【变式3-1】已知点P在半径为2的上,则的长是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】本题考查圆的基本性质,利用“圆上任意一点到圆心的距离等于圆的半径”这一性质即可求解
【详解】解:∵点P在半径为2的上,
∴是的半径,
∴.
故选:B.
【变式3-2】圆外一点到圆的最大距离是,最小距离是,则这个圆的半径为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查点与圆的位置关系,掌握圆外一点到圆的最大距离与最小距离之差为直径为解题的关键.根据圆外一点到圆的最大距离与最小距离之差为直径即可得出答案.
【详解】解:圆外一点到圆的最大距离是,最小距离是,
圆的直径是,
圆的半径是.
故选:B.
【变式3-3】已知点到圆心的距离为4,若点在圆内,则的半径可能为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【分析】根据点与圆的位置关系判断得出即可.
【详解】解:∵点P在圆内,且,
∴,
故选:D.
【点睛】此题主要考查了点与圆的位置关系,点与圆的位置关系有3种.设的半径为r,点P到圆心的距离,则有:①点P在圆外⇔,②点P在圆上⇔,③点P在圆内⇔.
【题型4 与圆有关的概念】
【例4】下列说法正确的是( )
A.直径是弦,弦是直径 B.过圆心的线段是直径
C.圆中最长的弦是直径 D.圆是轴对称图形,但不是中心对称图形
【答案】C
【分析】本题考查圆的基本性质,包括弦、直径的定义以及圆的对称性,掌握相关知识是解决问题的关键. 直径是经过圆心的弦,且是圆中最长的弦;圆既是轴对称图形也是中心对称图形.
【详解】解:A:直径是弦,但弦不一定是直径(如非直径的弦),故A错误;
B:过圆心的线段必须连接圆上两点才是直径,否则不是,故B错误;
C: 直径是经过圆心的弦,且是圆中最长的弦,故C正确;
D:圆有无数条对称轴(任何直径所在直线),且以圆心为中心对称点,故是中心对称图形,故D错误.
故选:C.
【变式4-1】现有甲、乙两种说法:甲:半圆是弧;乙:长度相等的两条弧是等弧.其中说法正确的是( )
A.甲对 B.乙对 C.甲、乙都对 D.甲、乙都不对
【答案】A
【分析】本题主要考查了圆的相关概念,熟练掌握圆的相关概念是做题的关键.根据弧,半圆和等弧的定义进行分析解答即可.
【详解】解:弧是圆上任意两点间的部分,半圆是圆的一半,是弧的一种,故甲正确;
等弧指在同圆或等圆中能完全重合的弧,仅长度相等不一定能重合,故乙错误,
说法正确的是甲.
故选:A.
【变式4-2】已知的半径是,则中最长的弦长是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】圆中最长的弦是直径,直径的长度是半径的2倍,解答即可.
本题考查了直径是圆中最大弦,熟练掌握知识是解题的关键.
【详解】解:∵的半径是,
∴最长的弦(直径),
故选:B.
【变式4-3】下列说法中,正确的是( )
A.弦是直径
B.长度相等的两条弧一定是等弧
C.圆的每一条直径都是它的对称轴
D.半圆是弧
【答案】D
【分析】本题考查圆的基本概念,包括弦、弧、等弧和对称轴的定义,掌握知识点是解题的关键.正确理解弦、直径、弧、等弧和对称轴的定义是解题关键,注意细节区别.
根据圆的基本概念,包括弦、弧、等弧和对称轴的定义,逐一判断选项的正误即可.
【详解】解:∵ 弦是连接圆上任意两点的线段,直径是经过圆心的特殊弦,但并非所有弦都是直径,∴ A错误;
∵ 等弧要求长度相等且在同圆或等圆中,仅长度相等不一定构成等弧,∴ B错误;
∵ 圆的对称轴是直径所在的直线,而直径是线段,不是直线,∴ C错误;
∵ 半圆是圆的一条弧,其度数为180°,∴ D正确.
故选D.
【题型5 利用圆的基本性质求角度】
【例5】如图,三点在上,若,,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查的是圆与三角形综合,熟练掌握圆的基本性质,等腰三角形性质,是解题的关键
连接,由圆的半径相等得,由平行线性质得,由等腰三角形性质即得.
【详解】解:连接,
∵,且,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴.
故选:A.
【变式5-1】如图,点、在以为直径的上,连接,,,.若,且,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】连接,由得,由,根据两直线平行,内错角相等得,再由求出,然后根据即可求解.
【详解】如图,连接,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴.
【变式5-2】如图,中,,,以为圆心、为半径的圆交于点D,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了圆的有关概念,三角形的内角和定理,等腰三角形的性质,先求得,再由等腰三角形的性质以及三角形内角和定理求出,再根据与互余求解即可,解题的关键是掌握等腰三角形的性质.
【详解】解:∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故选:C.
【变式5-3】如图,是的直径,是上一点,,为延长线上一点,且,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】考查圆的半径性质、等腰三角形性质、三角形外角定理.解题关键是利用“半径相等”将转化为等腰三角形的腰,通过外角定理推导角的倍数关系;易错点是遗漏连接辅助线,或混淆外角与内角的关系.
首先连接,由,得是等腰三角形,故;其次由三角形外角定理,得;然后由,得是等腰三角形,故;最后再由外角定理,得.
【详解】解:连接,如图,
,,
,
,
而,
,
,,
,
,
.
故选:C.
【题型6 利用圆的基本性质求长度】
【例6】如图,直线,垂足为,线段,,以点为圆心,的长为半径画弧,交直线于点.则的长为( )
A.8 B.6 C.4 D.2
【答案】D
【分析】本题主要考查了勾股定理以及圆的性质,根据勾股定理求出,再根据半径相等可得出,最后利用线段的和差关系即可得出答案.
【详解】解:∵,
∴,
∵,,
∴,
∵以点为圆心,的长为半径画弧,交直线于点.
∴,
∴,
故选:D.
【变式6-1】如图,作,,;以A为圆心,以AC长为半径画弧,交斜边AB与点D;以B为圆心,以BD长为半径画弧,交BC与点E.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据勾股定理求出AB,再根据圆的定义可求得AD=AC,BE=BD即可求解.
【详解】解:∵,,
∴AC=3,
在中,,由勾股定理得:
,
由题意,AD=AC=3,BE=BD=AB-AD=-3,
∴CE=BC-BE=6-(-3)=9-,
故选:A.
【点睛】本题考查圆的定义、勾股定理,熟练掌握勾股定理是解答的关键.
【变式6-2】如图,,,是上的点,,垂足为点,且为的中点,若,则的长为______.
【答案】
【分析】连接,可得,根据垂直平分线的性质可得,即可得出.
【详解】解:如图,连接,
∵,,是上的点,
∴,
∵,垂足为点,且为的中点,
∴是的垂直平分线,
∴,
∴.
【变式6-3】如图,已知,以点为圆心,的长为半径画圆,交轴正半轴于点,则线段的长度等于___________.
【答案】
【分析】本题主要考查了勾股定理与圆的半径性质,熟练掌握“利用勾股定理计算线段长度、结合圆的半径相等确定点的坐标”是解题的关键.
先利用勾股定理求出的长度,再结合圆的半径相等得到的长度,进而确定点的坐标,最后用勾股定理计算的长度.
【详解】解:∵ ,,
∴ ,.
在中,.
∵ 以为圆心,为半径画圆,
∴ .
∵ ,
∴ ,即.
在中,
.
故答案为:.
【题型7 利用圆的基本性质求坐标】
【例7】如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为,点B在y轴正半轴上,以点B为圆心,长为半径作弧,交x轴正半轴于点C,则点C的坐标为______.
【答案】
【分析】本题考查了同圆半径相等、等腰三角形的三线合一、点坐标等知识点.连接,先根据点的坐标可得,再根据等腰三角形的判定可得是等腰三角形,然后根据等腰三角形的三线合一可得,由此即可得出答案.
【详解】解:如图,连接,
点的坐标为,
,
由同圆半径相等得:,
是等腰三角形,
,
(等腰三角形的三线合一),
又点位于轴正半轴,
点的坐标为,
故答案为:.
【变式7-1】如图,在中,为边的中线,以O为圆心,线段长为半径画弧,交x轴正半轴于点D,则点D的坐标为______________________.
【答案】
【分析】本题考查了坐标与图形的性质、直角三角形斜边中线的性质、勾股定理、圆的定义,属于基础题,明确直角三角形斜边中线等于斜边一半是关键.先由勾股定理求,再根据直角三角形斜边中线等于斜边一半可得的长,由半径相等得长,从而写出的坐标.
【详解】解:,
,
,
,
为边的中线,
,
,
,
故答案为:.
【变式7-2】如图,半径为1的圆,在x轴上从原点O开始向右滚动一周后,圆心的坐标为________.
【答案】
【分析】本题考查圆周长公式,平面直角坐标系坐标表示.根据题意先求出圆周长即可得到本题答案.
【详解】解:∵半径为1的圆,
∴圆周长为:,
∴圆心的坐标为:.
【变式7-3】如图,在平面直角坐标系中,以点O为圆心,适当长为半径作弧,交x轴负半轴于点A,交y轴正半轴于点B;再分别以点O,B为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于点C,D,直线与相交于点E.若,则点E的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了坐标与图形,勾股定理,线段垂直平分线的尺规作图及性质,连接,设交于,由作图方法可得垂直平分,则,,再利用勾股定理求出的长即可得到答案.
【详解】解:如图所示,连接,设交于,
由作图方法可得垂直平分,
∴,,
又∵,
∴,
∴点E的坐标为,
故选:B.
【题型8 利用圆的基本性质求最值】
【例8】如图,的半径为2,圆心M的坐标为,点P是上的任意一点,,且与x轴分别交于A、B两点,若点A、点B关于原点O对称,则的最小值( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【分析】本题主要考查点与圆的位置关系.由中知要使取得最小值,则需取得最小值,连接,当点在线段上时,取得最小值,据此求解可得.
【详解】解:连接,
,
,
,
,
若要使取得最小值,则需取得最小值,
连接,当点在线段上时,取得最小值,
过点作轴于点,
圆心的坐标为,
则,,
,
又 的半径为2,
的最小值为,
,
故选:C
【变式8-1】如图,矩形中,,以A为圆心,2为半径作.若点E在上,点P在上,则的最小值是( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【答案】C
【分析】延长到点M,使得,连接交于点O,交于点N,
当点E与点O重合,点P与点N重合时,此时取得最小值,利用矩形的性质和勾股定理解答即可.
【详解】解:延长到点M,使得,连接交于点O,交于点N,
∵,
∴当点E,P,M三点共线时,取得最小值,此时为,
∵点E是上动点,
∴当E与点O重合时,最小,此时为,
∴当点E与点O重合,点P与点N重合时,此时取得最小值,
∵矩形中,,以A为圆心,2为半径作.
∴,,
∴,
∴,
故选:C.
【点睛】本题考查了矩形的性质,勾股定理,圆的基本性质,两点之间线段最短,熟练掌握矩形的性质,勾股定理,圆的基本性质是解题的关键.
【变式8-2】如图,在平面直角坐标系中,,以点B为圆心,2为半径的上有一动点P.连接,若点C为的中点,连接,则的最小值是( )
A. B.2 C.25 D.3
【答案】A
【分析】取点,连接,连接交于E,根据三角形中位线定理得到,根据勾股定理求出,进而求出,计算即可.
【详解】解:如图,取点,连接,连接交于E,
是的中点,O是的中点,
是的中位线,
,
在中,,
,
当点P与点E重合时,最小为,
的最小值为:,
故选:A.
【点睛】本题考查的是三角形中位线定理、勾股定理的应用,正确作出辅助线是解题的关键.
【变式8-3】如图,中,,,,是内部的一个动点,且满足,则线段长的最小值为( )
A. B.2 C. D.
【答案】A
【分析】首先证明点P在以为直径的上,连接交于点P,此时最小,再利用勾股定理求出即可解决问题.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
又,
∴,
∴,
∴点P在以为直径的上,连接交于点P,此时最小,
在中,,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴最小值为,
故选:A.
【点睛】本题考查点与圆的位置关系、圆周角定理、动点线段最值问题等知识,解题的关键是确定点P的位置,学会求圆外一点到圆的最小、最大距离,属于中考常考题型.
随堂检测
【随堂检测】
1.已知的半径为,点为平面内一点,且,则点与的位置关系是( )
A.点在上 B.点在内 C.点在外 D.无法判断
【答案】B
【详解】的半径,点到圆心的距离,
.
点在内.
2.以下说法正确的是( )
A.相等的圆心角所对的弦相等 B.弦是直径
C.半圆是最长的弧 D.同圆中直径是最长的弦
【答案】D
【分析】本题考查圆的有关性质.根据圆的基本性质逐项判断即可.
【详解】解:A选项:缺少“同圆或等圆”条件,即相等的圆心角所对的弦相等需在同圆或等圆中成立, 故A错误,不符合题意;
B选项:弦不一定是直径,故B错误,不符合题意;
C选项:弧有优弧和劣弧之分,优弧长于半圆,故C错误,不符合题意;
D选项:同圆中直径是最长的弦,故D正确,符合题意,
故选:D.
3.如图所示,点,,,点,,以及点,,分别在一条直线上,则圆中弦的条数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了圆的有关概念,由连接圆上任意两点的线段叫做弦,即可判断得出答案,掌握圆的有关概念是解题的关键.
【详解】解:圆中的弦有:、,共两条,
故选:.
4.已知是线段的中点,点在半径为的外,点与点的距离是8,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了点与圆的位置关系,牢记点与圆的位置关系是解题关键.
根据点与圆的位置关系,点在圆外等价于,由此可得的取值范围.
【详解】解:∵ 是的中点,,
∴ ,
∵ 点在外,
∴ ,
即,
又∵,
∴ .
故选:C.
5.如图,某公园计划砌一个喷水池,有甲、乙两种方案,若外圆的直径相等,水池边沿的宽度和高度一样,你认为砌水池边沿( )
A.甲需要的材料多 B.乙需要的材料多
C.甲、乙需要的材料一样多 D.不确定
【答案】C
【分析】此题考查了圆的周长的应用.根据圆的周长公式,将每个圆的周长计算出来,找到周长的关系即可.
【详解】解:设大圆的直径是,图乙中三个小圆的直径分别为:,
∴
根据圆周长公式,得图甲中,需要;
图乙中,需要
∴甲、乙需要的材料一样多,
故选:C.
6.如图,点的坐标分别为,点为坐标平面内一点,,点为线段的中点,连接,则最长为( )
A. B. C.2 D.3
【答案】A
【分析】本题考查了坐标和图形,勾股定理,圆外一点到圆上一点的最值问题,三角形的中位线定理等知识.先得到点在半径为1的上,取,连接,可知为射线与圆B的交点时,最大,即最大,根据三角形的中位线定理可得结论.
【详解】解:∵点A、B的坐标分别为,
,
点为坐标平面内一点,,
在上,且半径为1,
取,连接,
为线段的中点,,
是的中位线,
,
当最长时,即最长,
∵
∴,,三点共线时,最长,此时为射线与圆B的交点,
,,
,
,
,
即的最大值为,
故选:A.
7.的半径是,同一平面内,若点P到点O的距离是,则点P与的位置关系为________.
【答案】点P在外
【详解】解:已知的半径,点到圆心的距离,
可得,
因此点与的位置关系是点在圆外.
8.平面上到点的距离为的点的轨迹是______________.
【答案】以点为圆心,为半径的圆
【分析】本题考查了轨迹,圆的认识,解题的关键是理解圆的定义.
利用圆的定义进行回答.
【详解】解:平面上到点的距离为的点的轨迹是以为圆心,为半径的圆.
故答案为:以为圆心,为半径的圆.
9.的半径为3,点到圆心的距离为2,点与的位置关系为____.
【答案】在内
【分析】本题主要考查了点与圆的位置关系判断,点到圆心的距离小于半径,点在圆内;距离等于半径,点在圆上;距离大于半径,点在圆外.熟练掌握点与圆的位置关系判断方法是解题的关键.
通过比较点到圆心的距离与圆的半径的大小关系来判断位置.
【详解】解:∵的半径为3,点到圆心的距离为2,
∴点到圆心的距离小于半径,
∴点在内.
故答案为:在内.
10.如图,已知:在中,直径 弦于E,,则的半径为_____.
【答案】
【分析】本题主要考查了圆的基本性质,勾股定理,连接,设,则,由勾股定理可得,解方程即可得到答案.
【详解】解:如图所示,连接,设,则,
在中,由勾股定理得,
∴,
解得,
∴,
∴的半径为,
故答案为:.
11.如图,点A,B,C在上.若,则的度数为__________
【答案】
【分析】本题考查了等腰三角形的性质,圆心角、弧、弦的关系,熟练掌握等腰三角形的性质是解题的关键.
利用等腰直角三角形的性质可得 ,从而可得,然后利用等腰三角形的性质,即可解答.
【详解】解:∵,
,
,
,
,
,
故答案为:.
12.如图,已知是的直径,点在上,.
(1)求证:;
(2)求的度数.
【答案】(1)
证明:的半径为,
,
,,
;
(2)
【分析】本题考查了全等三角形的性质与判定、三角形内角和以及等腰三角形等边对等角,熟练掌握相关性质是解题的关键.
(1)根据已知条件利用证明全等即可;
(2)根据,求出,再利用全等求出,最后利用等边对等角即可求.
【详解】(1)略
(2)解:,
,
,
,
,
,
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是等腰三角形,
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29.1 圆的有关概念(知识解读)
【新教材人教版】
题型归纳
目录
【题型1 圆的认识】 2
【题型3 利用点与圆的位置关系求半径】 4
【题型4 与圆有关的概念】 4
【题型5 利用圆的基本性质求角度】 4
【题型6 利用圆的基本性质求长度】 5
【题型7 利用圆的基本性质求坐标】 7
【题型8 利用圆的基本性质求最值】 8
知识点1 圆的定义及表示方法
1. 定义:
(1)描述性定义: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所形成的图形叫做圆,其固定的端点O叫做圆心,线段OA叫做半径.
“圆”是指“圆周”(一条封闭曲线)而不是“圆面”.
(2)集合性定义:将圆心为O、半径为r的圆看成是所有到定点O的距离等于定长r的点的集合.
确定一个圆需要两个要素
2. 圆的表示方法
以点O为圆心的圆,记作“⊙O”,读作“圆O”.
3. 圆的特性
(1)圆上各点到定点(圆心O)的距离都等于定长(半径r);
(2)所有到圆心的距离等于半径的点都在同一个圆上;
(3)圆上任意两点和圆心构成的三角形是等腰三角形.
知识点2 点与圆的位置关系
设⊙O的半径为r,点P到圆心的距离为d,则点与圆的位置关系为
知识点3 圆的有关概念
1. 弦与直径
连接圆上任意两点的线段叫做弦(如图中AB),经过圆心的弦叫做直径(如图中AC).
2. 弧、半圆、劣弧、优弧、圆心角
(1)圆上任意两点间的部分叫做圆弧,简称弧.
(2)圆的任意一条直径的两个端点把圆分成两条弧,每一条弧都叫做半圆.
(3)弧
(4)圆心角:顶点在圆心的角叫做圆心角.
3. 同心圆、等圆与等弧
圆心相同,半径不相等的两个圆叫做同心圆.
能够重合的两个圆叫做等圆,半径相等的两个圆是等圆.在同圆或等圆中,能够互相重合的弧叫做等弧.
同圆或等圆的半径相等.
【题型1 圆的认识】
【例1】已知圆的直径为,则其半径为_____________,周长为_____________.
【变式1-1】明明用圆规画一个周长是31.4的圆,圆规两脚间的距离是( ).
A. B.5 C.10 D.1
【变式1-2】如图,中,,,以为圆心,长为半径画弧,交边于点;则的长( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【变式1-3】在图中没有出现的几何图形是( )
A.弦 B.弧 C.弓形 D.扇形
【题型2 判断点与圆的位置关系】
【例2】已知的半径为6,点到圆心的距离为7,则点与圆的位置关系为( )
A.在圆内 B.在圆上 C.在圆外 D.不确定
【变式2-1】若的半径为,点到圆心的距离为,那么点与的位置关系是( )
A.点在圆外 B.点在圆上 C.点在圆内 D.不能确定
【变式2-2】已知的半径为6,点在同一平面内,,则点与的位置关系是( )
A.点在内 B.点在上
C.点在外 D.无法判断
【变式2-3】如图,在中,,,,以点C为圆心,以的长为半径作圆,则点A与的位置关系是( )
A.点A在外 B.点A在上
C.点A在内 D.以上都有可能
【题型3 利用点与圆的位置关系求半径】
【例3】点是外一点,的半径是,则的长可能是( )
A. B. C. D.
【变式3-1】已知点P在半径为2的上,则的长是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式3-2】圆外一点到圆的最大距离是,最小距离是,则这个圆的半径为( )
A. B. C. D.
【变式3-3】已知点到圆心的距离为4,若点在圆内,则的半径可能为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【题型4 与圆有关的概念】
【例4】下列说法正确的是( )
A.直径是弦,弦是直径 B.过圆心的线段是直径
C.圆中最长的弦是直径 D.圆是轴对称图形,但不是中心对称图形
【变式4-1】现有甲、乙两种说法:甲:半圆是弧;乙:长度相等的两条弧是等弧.其中说法正确的是( )
A.甲对 B.乙对 C.甲、乙都对 D.甲、乙都不对
【变式4-2】已知的半径是,则中最长的弦长是( )
A. B. C. D.
【变式4-3】下列说法中,正确的是( )
A.弦是直径
B.长度相等的两条弧一定是等弧
C.圆的每一条直径都是它的对称轴
D.半圆是弧
【题型5 利用圆的基本性质求角度】
【例5】如图,三点在上,若,,则的度数是( )
A. B. C. D.
【变式5-1】如图,点、在以为直径的上,连接,,,.若,且,则的度数为( )
A. B. C. D.
【变式5-2】如图,中,,,以为圆心、为半径的圆交于点D,则的度数为( )
A. B. C. D.
【变式5-3】如图,是的直径,是上一点,,为延长线上一点,且,则的度数是( )
A. B. C. D.
【题型6 利用圆的基本性质求长度】
【例6】如图,直线,垂足为,线段,,以点为圆心,的长为半径画弧,交直线于点.则的长为( )
A.8 B.6 C.4 D.2
【变式6-1】如图,作,,;以A为圆心,以AC长为半径画弧,交斜边AB与点D;以B为圆心,以BD长为半径画弧,交BC与点E.若,则( )
A. B. C. D.
【变式6-2】如图,,,是上的点,,垂足为点,且为的中点,若,则的长为______.
【变式6-3】如图,已知,以点为圆心,的长为半径画圆,交轴正半轴于点,则线段的长度等于___________.
【题型7 利用圆的基本性质求坐标】
【例7】如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为,点B在y轴正半轴上,以点B为圆心,长为半径作弧,交x轴正半轴于点C,则点C的坐标为______.
【变式7-1】如图,在中,为边的中线,以O为圆心,线段长为半径画弧,交x轴正半轴于点D,则点D的坐标为______________________.
【变式7-2】如图,半径为1的圆,在x轴上从原点O开始向右滚动一周后,圆心的坐标为________.
【变式7-3】如图,在平面直角坐标系中,以点O为圆心,适当长为半径作弧,交x轴负半轴于点A,交y轴正半轴于点B;再分别以点O,B为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于点C,D,直线与相交于点E.若,则点E的坐标为( )
A. B. C. D.
【题型8 利用圆的基本性质求最值】
【例8】如图,的半径为2,圆心M的坐标为,点P是上的任意一点,,且与x轴分别交于A、B两点,若点A、点B关于原点O对称,则的最小值( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【变式8-1】如图,矩形中,,以A为圆心,2为半径作.若点E在上,点P在上,则的最小值是( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【变式8-2】如图,在平面直角坐标系中,,以点B为圆心,2为半径的上有一动点P.连接,若点C为的中点,连接,则的最小值是( )
A. B.2 C.25 D.3
【变式8-3】如图,中,,,,是内部的一个动点,且满足,则线段长的最小值为( )
A. B.2 C. D.
随堂检测
【随堂检测】
1.已知的半径为,点为平面内一点,且,则点与的位置关系是( )
A.点在上 B.点在内 C.点在外 D.无法判断
2.以下说法正确的是( )
A.相等的圆心角所对的弦相等 B.弦是直径
C.半圆是最长的弧 D.同圆中直径是最长的弦
3.如图所示,点,,,点,,以及点,,分别在一条直线上,则圆中弦的条数为( )
A. B. C. D.
4.已知是线段的中点,点在半径为的外,点与点的距离是8,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.如图,某公园计划砌一个喷水池,有甲、乙两种方案,若外圆的直径相等,水池边沿的宽度和高度一样,你认为砌水池边沿( )
A.甲需要的材料多 B.乙需要的材料多
C.甲、乙需要的材料一样多 D.不确定
6.如图,点的坐标分别为,点为坐标平面内一点,,点为线段的中点,连接,则最长为( )
A. B. C.2 D.3
7.的半径是,同一平面内,若点P到点O的距离是,则点P与的位置关系为________.
8.平面上到点的距离为的点的轨迹是______________.
9.的半径为3,点到圆心的距离为2,点与的位置关系为____.
10.如图,已知:在中,直径 弦于E,,则的半径为_____.
11.如图,点A,B,C在上.若,则的度数为__________
12.如图,已知是的直径,点在上,.
(1)求证:;
(2)求的度数.
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