内容正文:
第三十章 直线与圆的位置关系
章末小结
人教版九年级上册
直线与圆的位置关系
正多边形与圆
相交
相切
相离
画正多边形
三角形的内切圆
切线长定理
单元知识梳理
2
知识点1 直线与圆的位置关系
直线与圆的
位置关系 相离 相切 相交
图示
公共点个数 0 1 2
圆心到直线的距离d与半径r的关系 d>r d=r d<r
公共点名称 — 切点 交点
直线 l 名称 — 切线 交线
总结 直线l与⊙O相离
⇔d>r. 直线l与⊙O相切
⇔d=r. 直线l与⊙O相交
⇔d<r.
直线与圆的位置关系
单元知识梳理
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定
圆的半径为4cm,圆心与直线上某一点距离为4cm,则直线与圆的位置关系不可能是( )
例1
A
解:∵圆的半径为4cm,圆心与直线上某一点的距离为4cm,
∴直线与圆有交点.
∴当圆心与该点的连线垂直于该直线时,由切线的判定定理可知,直线与圆相切;
当圆心与该点的连线不垂直于该直线时,则由垂线段最短,
可知圆心到该直线的距离小于4,从而直线与圆相交.
知识点1 直线与圆的位置关系
单元知识梳理
的半径r=5cm,圆心O到直线l的距离d=OD=3cm,在直线l上有三点P,Q,R,若PD=4cm,则P点在_________;若QD=2cm,则Q点在_________;若R点不在内,则满足的条件为:_________.
上
内
RD≥4
例2
R P Q D l
O
知识点1 直线与圆的位置关系
单元知识梳理
知识点2 切线的性质与判定
切线的性质:
圆的切线垂直于过切点的半径.
切线的判定定理:
经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.
单元知识梳理
知识点2 切线的性质与判定
类型 依据 作法 简称
已知切线 切线的
性质 通常连接过切点的半径,得出切线和半径垂直的结论. 见切点,连半径,得垂直.
需证切线 切线的判定定理 通常连接过直线与圆的公共点的半径,证明该直线与半径垂直,得出直线是圆的切线的结论. 有公共点,连半径,证垂直.
切线判定的距离法 通常过圆心作直线的垂线,证明圆心到该直线的距离等于半径,得出直线是圆的切线的结论. 无公共点,作垂直,证半径.
与切线相关的常见辅助线作法
单元知识梳理
例3
如图所示,O为∠BAC的平分线上一点,OD⊥AB于点D,以O为圆心,以OD为半径作,
求证:与AC相切.
证明:如图所示,过O作OE⊥AC,垂足为E.
∵O为∠BAC的平分线上一点,OD⊥AB于点D,
∴OE=OD.
∵OE⊥AC,
∴与AC相切.
知识点2 切线的性质与判定
单元知识梳理
已知BC是的直径,点D是BC延长线上一点,AB=AD,AE是的弦,∠AEC=30°.
(1)求证:直线AD是的切线;
(2)若AE⊥BC,垂足为M,的半径为10,求AE的长.
例4
(1)证明:如图,连接 ,
∵
∴
∵
∴
∴
∴
∴
知识点2 切线的性质与判定
单元知识梳理
已知BC是 的直径,点D是BC延长线上一点,AB=AD,AE是 的弦,∠AEC=30°.
(1)求证:直线AD是的切线;
(2)若AE⊥BC,垂足为M,的半径为10,求AE的长.
例4
(2)解:如图,连接OA.
∵ 是 的直径,且 于点 ,∴
∵
∴
∴
∴
∴
知识点2 切线的性质与判定
单元知识梳理
如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的分别与BC,AC交于点D,E,过点D作DF⊥AC于点F.
(1)求证:DF是的切线.
(2)若的半径为3,∠CDF=15°,求阴影部分的面积.
例5
(1)证明:连接OD,如图所示.
∵OB=OD,∴∠ODB=∠B.
又∵AB=AC,∴∠C=∠B,
∴∠ODB=∠C,
∴OD∥AC.
∵DF⊥AC,
∴DF⊥OD.
∵点D在上,
∴DF与的相切.
知识点2 切线的性质与判定
单元知识梳理
如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的分别与BC,AC交于点D,E,过点D作DF⊥AC于点F.
(1)求证:DF是的切线;
(2)若的半径为3,∠CDF=15°,求阴影部分的面积.
例5
(2)解:连接OD,OE.
∵DF⊥AC,∠CDF=15°,
∴∠ABC=∠ACB=75°,∴∠BAC=30°
∵OA=OE,∴∠AOE=120°
∵的半径为3,
∴S扇形 AOE = = 3π,
S阴影 =3π
知识点2 切线的性质与判定
单元知识梳理
知识点2 切线的性质与判定
切线长定理:
从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等,并且这一点和圆心的连线平分两条切线的夹角.
单元知识梳理
如图,是四边形ABCD的内切圆,下列结论一定正确的有( )个:
①AF=BG;②CG=CH;③AB+CD=AD+BC;④BG<CG.
A.1 B.2 C.3 D.4
例6
解析:∵是四边形ABCD的内切圆,
∴AF=AE,BF=BG,CG=CH,DH=DE,
∴AB+CD=AF+BF+CH+DH=AE+BG+CG+DE=AD+BC.
①AF=BG;④BG<CG无法判断.
正确的有②③.
B
知识点2 切线的性质与判定
单元知识梳理
如图,P为外一点,PA,PB分别切于点A,B,CD切于点E,分别交PA,PB于点C,D,若PA=8,则△PCD的周长为( )
A.8 B.12 C.16 D.20
例7
C
解:∵PA,PB分别切于点A,B,CD切于点E,
∴PA=PB=8,AC=EC,BD=ED,
∴PC+CD+PD=PC+CE+DE+PD
=PC+AC+BD+PD
=PA+PB
=8+8
=16,
即△PCD的周长为16.
知识点2 切线的性质与判定
单元知识梳理
知识点3 三角形的内切圆
三角形的内切圆:
与三角形各边都相切的圆叫作三角形的内切圆.
三角形的内心:
三角形内切圆的圆心是三角形三条角平分线的交点.
单元知识梳理
知识点3 三角形的内切圆
三角形的内心的性质:
(1)三角形的内心到三角形三条边的距离相等;
(2)三角形的内心与三角形三个顶点的连线分别平分三角形的三个内角.
尺规作图步骤:
(1)定圆心:作三角形任意两内角的平分线,其交点为圆心;
(2)定半径:以圆心到任意一边的距离为半径画圆.
单元知识梳理
若点 P 为 △ABC 的内心,则( )
A.点 P 为三边中线的交点
B.点 P 为三边中垂线的交点
C.点 P 到三顶点的距离相等
D.点 P 到三边的距离相等
例8
D
知识点3 三角形的内切圆
单元知识梳理
△ABC的三边长分别为6,8,10,则此三角形的内心与外心的距离为_____.
例9
解析:如图,圆O是△ABC的内切圆,切点分别为D,E,N,M为AB的中点.
∵AC=6,BC=8,AB=10,∴AC2+BC2=AB2,
∴△ABC是直角三角形,且∠C=90°,
∴点M是△ABC的外心(直角三角形的外心是斜边的中点).
设Rt△ABC的内切圆的半径为r,则OD=OE=r,
∵∠C=90°,∴四边形CDOE是正方形,
∴CE=CD=r,AE=AN=6-r,BD=BN=8-r,
∴8-r+6-r=10,解得r=2,
∴AN=4,在Rt△OMN中,MN=AM-AN=1.
在 中,,
,
∴ 此三角形的内心与外心的距离为 .
知识点3 三角形的内切圆
单元知识梳理
知识点4 正多边形与圆
正多边形:
各边相等、各角也相等的多边形是正多边形.
正多边形与圆的关系:
名称 概念 图示说明
圆内接正多边形 把一个圆分成相等的一些弧,以各分点为顶点的多边形就是这个圆的内接正多边形,这个圆就是这个正多边形的外接圆. 的内接正九边形
圆外切正多边形 经过各分点作圆的切线,以相邻切线的交点为顶点的多边形就是这个圆的外切正多边形,这个圆就是这个正多边形的内切圆. 的外切正六边形
单元知识梳理
知识点4 正多边形与圆
名称 公式 图示(以正六边形为例)
内角 正n边形的每个内角都为. 内角 α= =120°
中心角等于外角:
半径、边长、边心距的关系:
周长:l=6a
面积:S=lr
中心角 正n边形的每个中心角都为
外角 正n边形的每个外角都为.
半径、边长、边心距的关系
周长 正n边形的周长 .
面积 正n边形的面积 S=ar⋅n=lr.
与正 n 边形有关的计算公式(正 n 边形的半径为 R,边长为 a,边心距为 r)
单元知识梳理
正三角形的边心距、半径和高的比是( )
A. B.
C. D.
解:如图,O为△ABC的中心,AD为△ABC的边BC上的高,
则OD为边心距,
∴∠BAD=30°.
又∵AO=BO,∴∠ABO=∠BAD=30°,
∴∠OBD=60°30°=30°,
在Rt△OBD中,BO=2DO,
即AO=2DO,
∴OD:OA:AD=1:2:3.
例10
A
知识点4 正多边形与圆
单元知识梳理
如图,正六边形ABCDEF内接于,其半径为6,则这个正六边形的边心距 OM 的长为 __________.
例11
3
知识点4 正多边形与圆
单元知识梳理
例12
如图,五边形ABCDE是的内接正五边形,AF是的直径,
求∠BDF的度数.
解:∵ 是 的直径,五边形 是 的内接正五边形,
∴ ,,,
∴ ,
∴ ,
∴ .
知识点4 正多边形与圆
单元知识梳理
如图,在正六边形ABCDEF中,M,N是对角线BE上的两点. 添加下列条件中的一个:①BM=EN;②∠FAN=∠CDM;③AM=DN;④∠AMB=∠DNE.
能使四边形AMDN是平行四边形的是________(填上所有符合要求的条件的序号).
例13
解:①连接AD,交BE于点O.
∵正六边形ABCDEF中,∠BAO=∠ABO=∠OED=∠ODE=60°,
∴△AOB和△DOE是等边三角形,
∴OA=OD,OB=OE,
又∵BM=EN,∴OM=ON,
∴四边形AMDN是平行四边形,故①符合题意;
②∵∠FAN=∠CDM,∠CDA=∠DAF,
∴∠OAN=∠ODM,∴AN∥DM,
又∵∠AON=∠DOM,OA=OD,
O
∴△AON≌△DOM(ASA),
∴AN=DM,
∴四边形AMDN是平行四边形,故②符合题意;
知识点4 正多边形与圆
单元知识梳理
如图,在正六边形ABCDEF中,M,N是对角线BE上的两点. 添加下列条件中的一个:①BM=EN;②∠FAN=∠CDM;③AM=DN;④∠AMB=∠DNE.
能使四边形AMDN是平行四边形的是________(填上所有符合要求的条件的序号).
①②④
例13
③∵AM=DN,AB=DE,∠ABM=∠DEN,
∴△ABM与△DEN不一定全等,不能得出四边形AMDN是平行四边形,故③不符合题意;
④∵∠AMB=∠DNE,∠ABM=∠DEN,AB=DE,
∴△ABM≌△DEN(AAS),
∴AM=DN.
∵∠AMB+∠AMN=180°,∠DNM+∠DNE=180°,
∴∠AMN=∠DNM,∴AM∥DN,
∴四边形AMDN是平行四边形,故④符合题意.
O
知识点4 正多边形与圆
单元知识梳理
$