专题02 确定圆的条件八大题型专项训练(题型专练)数学新教材苏科版九年级上册
2026-08-13
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内容正文:
专题02 确定圆的条件八大题型专项训练
(题型突破·举一反三)
题型01 确定圆的条件
题型02 根据点确定圆的个数
题型03 确定圆心的位置
题型04 三角形外接圆概念的辨析
题型05 确定三角形外心的位置
题型06 利用三角形外心的性质求角度
题型07 利用三角形外心的性质求线段长
题型08 三角形的外接圆的综合题
▌题型01 确定圆的条件
1. 圆的两大决定要素:圆心定位置,半径定大小,二者同时确定,圆唯一。
2. 三点定圆核心定理:不在同一直线上的三个点确定一个圆;三点共线时,不存在同时过三点的圆。
3. 基础结论:
· 过 1 个点:无数个圆;
· 过 2 个点:无数个圆,圆心都在两点连线的垂直平分线上;
易错关键词:判断正误题必须看清有无 “不共线” 前提。
【典例1】下列说法中,错误的是( )
A.经过点P的圆有无数个 B.以点P为圆心的圆有无数个
C.半径为且经过点P的圆有无数个 D.以点P为圆心,长为半径的圆有无数个
【变式1-1】下列条件中,能确定一个圆的是( )
A.经过已知点M
B.以点O为圆心,10cm长为半径
C.以10cm长为半径
D.以点O为圆心
【变式1-2】下列条件中,能确定一个圆的是( )
A.已知圆心O B.已知半径r=5cm
C.已知圆心O,半径r=5cm D.已知点A为圆上一点
【变式1-3】已知点A,B,且AB<4,画经过A,B两点且半径为2的圆有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.无数个
▌题型02 根据点确定圆的个数
1. 分类讨论依据:点是否共线、选取三点是否共线。
2. 通用计数规则:
· 平面内一组点,任选 3 个不共线的点,就能画出 1 个圆;
· 只要三点共线,这组三点不能画圆;
3. 解题步骤:
① 找出所有三点组合;
② 剔除共线三点组;
③ 剩余组数即为可画圆的数量;
4. 典型模型:直线上 3 点 + 直线外 1 点,最多可画 3 个圆。
【典例2】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.
【变式1-1】如图所示,点A,B,C在同一直线上,点M在AC外,经过图中的三个点作圆,可以作 个.
【变式1-2】如图,点,,,均在直线上,点在直线外,则经过其中任意三个点,最多可画出圆的个数为( )
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
【变式1-3】平面内有A,B,C,D四个点,试探索:
(1)若四点共线,则过其中三点作圆,可作 个圆;
(2)若有三点共线,则过其中三点作圆,可作 圆;
(3)若任意三点不共线,则过其中三点作圆,可作 个圆;
(4)过A,B,C,D四个点中的任意三点作圆,最多可以作几个圆?最少可以作几个圆?
▌题型03 确定圆心的位置
1. 几何作图原理:弦的垂直平分线交点 = 圆心(两条垂直平分线即可定位)。
2. 作图步骤(复原破损圆 / 找外心通用):
① 在圆弧 / 三角形上取两组两点,连线段(弦);
② 分别作两条弦的垂直平分线;
③ 交点即为圆心;
3. 坐标系求圆心方法:
① 设圆心;
② 利用圆心到圆上各点距离相等列等式;
③ 联立方程求解坐标;
4. 生活应用:碎玻璃配镜片、到三个地点距离相等的站点选址。
【典例3】如图,方格纸上每个小正方形的边长均为1个单位长度,点O,A,B,C在格点上,以点O为原点建立直角坐标系,则过A,B,C三点的圆的圆心坐标为( )
A.(-1,-2) B.(-2,-1) C.(1,2) D.(2,1)
【变式1-1】如图,在8×8正方形网格中,一条圆弧经过A,B,C三点,那么这条圆弧所在圆的圆心是( )
A.点E B.点F C.点G D.点H
【变式1-2】如图,一圆弧过方格的格点A、B、C,试在方格中建立平面直角坐标系,使点A的坐标为.B的坐标为.则该圆弧所在圆的圆心坐标是( )
A. B. C. D.
【变式1-3】如图,方格纸上每个小正方形的边长均为1个单位长度,点O,A,B,C在格点(两条网格线的交点叫格点)上,以点O为原点建立直角坐标系.
(1)过A,B,C三点的圆的圆心M坐标为 .
(2)求⊙M的面积(结果保留π).
▌题型04 三角形外接圆概念的辨析
1. 基础定义(必背)
· 外接圆:经过三角形三个顶点的圆;
· 内接三角形:相对于外接圆,该三角形叫圆的内接三角形;
· 外心:外接圆圆心,三角形三边垂直平分线交点;
2. 易混对比(区分内心 / 外心,选择题高频)
· 外心:垂直平分线交点,到三个顶点距离相等;
· 内心:角平分线交点,到三边距离相等;
【典例4】(2025九年级上·江苏苏州·专题练习)对于三角形的外心,下列说法正确的是( )
A.它到三角形三边的距离相等
B.它是三角形三条高的交点
C.它一定在该三角形的内部
D.它到三角形三个顶点的距离相等
【变式1-1】下列说法正确的是( )
A.三点确定一个圆
B.到三角形三个顶点距离相等的点是三角形的内心
C.三角形三条高的交点是三角形的重心
D.直角三角形的外心在斜边上
【变式1-2】已知在正方形网格中的位置如图所示,点A,B,C,P均在格点上,有下列结论:①点P在的平分线上;②直线可以把分成面积相等的两部分;③;④点P是的外心;⑤点P是的重心.其中正确的有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【变式1-3】(2026九年级上·全国·专题练习)在中,,为所在平面内一点,且点与的任意两个顶点构成的,,均为等腰三角形.满足上述条件的点有( ).
A.个 B.个 C.个 D.个
▌题型05 确定三角形外心的位置
1. 按三角形形状分类记忆(必考)
· 锐角三角形:外心在三角形内部;
· 直角三角形:外心在斜边中点;
· 钝角三角形:外心在三角形外部;
2. 判定技巧:
· 看到直角三角形,直接取斜边中点为外心;
· 作图判断:作两条边垂直平分线,看点落在三角内外 / 边上;
3. 坐标题快速判断:算出外心坐标,对比三角形顶点范围。
【典例5】如图,在平面直角坐标系中,的三个顶点都在格点上,则外接圆的圆心坐标为( )
A.(3,2) B.(2,3) C.(2,2) D.(3,3)
【变式1-1】如图,在的正方形网格中,点,,,,均在格点(网格线的交点)上,点是( )
A.的外心 B.的外心 C.的内心 D.的内心
【变式1-2】如图,A、O在网格中小正方形的顶点处,每个小方格的边长为1,在此网格中找两个格点(即小正方形的顶点)B、C,使O为的外心,则的长度是( )
A. B. C.4 D.
【变式1-3】在中,,.
(1)求作:的外接圆O(要求尺规作图,保留作图痕迹,不写作法);
(2)在(1)的条件下,求的半径.
▌题型06 利用三角形外心的性质求角度
主要考查了三角形的外接圆与外心,有时要利用等腰三角形的性质,等边三角形的性质等知识,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.
【典例6-1】(24-25九年级上·江苏淮安·阶段检测)如图,点是的外心,且,则________.
【典例6-2】(24-25九年级上·江苏泰州·阶段检测)已知O为的外心,,则________.
【变式1-1】如图,点是外心,,是的中点,
(1)连接,则______;
(2)若,是边上的高,则的大小为______.
【变式1-2】如图,在中,,,O为的外心,为等边三角形,与相交于D点,连接.
(1)求的度数;
(2)求的度数.
【变式1-3】如图,△ABC中,AB=AC,⊙O是△ABC的外接圆,BO的延长线交边AC于点D.
(1)求证:∠BAC=2∠ABD;
(2)当△BCD是等腰三角形时,求∠BCD的大小.
▌题型07 利用三角形外心的性质求线段长
1. 核心性质:外心到三顶点距离相等,即 外接圆半径;
2. 直角三角形速算:外接圆半径 斜边长;
3. 普通三角形计算模型(勾股方程):
① 连接圆心与顶点,构造直角三角形;
② 设半径为,用表示直角边;
③ 勾股定理列一元一次方程求解;
4. 常见求线段:外接圆半径、边长、圆心到顶点距离。
【典例7-1】(25-26九年级上·全国·课后作业)如图,A,B,C是上的三点,是等边三角形.若,则的半径是( )
A. B. C. D.
【典例7-2】(24-25九年级上·江苏连云港·阶段检测)如图,中,是的平分线,是的垂直平分线,交于点O.若,则外接圆的半径为________.
【变式1-1】在中,,,,那么的外接圆半径为( )
A.5 B.3 C.2 D.
【变式1-2】在中,,,,则它的外心与顶点的距离为( ).
A. B. C. D.
【变式1-3】已知为的外接圆,且圆心O在的内部,分别过点O作,垂足分别为点,若,则________.
▌题型08 三角形的外接圆的综合题
1. 综合考点整合:三点定圆、外心位置、垂直平分线、勾股定理、坐标计算;
2. 通用解题流程:
① 先判断三点是否共线,确定存在外接圆;
② 作垂直平分线求出外心(圆心);
③ 利用结合勾股 / 坐标求半径、边长;
④ 结合三角形形状判断外心位置辅助验证;
3. 典型考法:
· 坐标系中求外接圆半径、外心坐标;
· 破损圆形零件求半径;
· 证明线段相等、判断三角形类型;
4. 答题规范:证明题必须写明 “垂直平分线交点为外心,外心到三顶点距离相等” 作为推理依据。
【典例8】已知:如图,圆O是△ABC的外接圆,AO平分∠BAC.
(1)求证:△ABC是等腰三角形;
(2)当OA=4,AB=6,求边BC的长.
【变式1-1】如图,D是△ABC的边BC的中点,过AD延长线上的点E作AD的垂线EF,E为垂足,EF与AB的延长线相交于点F,点O在AD上,AO=CO,BC∥EF.
(1)证明:AB=AC;
(2)证明:点O是△ABC的外接圆的圆心.
【变式1-2】定义:我们称能完全覆盖某平面图形的圆(即该平面图形上所有的点均在圆内或圆上)为该平面图形的覆盖圆.其中,能完全覆盖平面图形的最小的圆(即直径最小)称为该平面图形的最小覆盖圆.
爱动脑筋的小明思考:任意一个三角形都能被它的外接圆覆盖,那三角形的外接圆一定是该三角形的最小覆盖圆吗?如图,在中,,,.
(1)在图中,作出的外接圆(要求用尺规作图,保留作图痕迹,不写作法).
(2)的外接圆是它的最小覆盖圆吗?如果是,请说明理由;如果不是,请求出的最小覆盖圆的直径.
【变式1-3】定义:到一个三角形三个顶点的距离相等的点叫做该三角形的外心.
(1)如图①,△ABC是等边三角形,点O是△ABC的外心,求证∠ABO=30°
(2)如图②,△ABC是等边三角形,分别延长等边三角形ABC的边AB、BC、CA到点D、E、F,使BD=CE=AF,连接DE,EF,DF.若点O为△ABC的外心,求证:点O也是△DEF的外心.
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专题02 确定圆的条件八大题型专项训练
(题型突破·举一反三)
题型01 确定圆的条件
题型02 根据点确定圆的个数
题型03 确定圆心的位置
题型04 三角形外接圆概念的辨析
题型05 确定三角形外心的位置
题型06 利用三角形外心的性质求角度
题型07 利用三角形外心的性质求线段长
题型08 三角形的外接圆的综合题
▌题型01 确定圆的条件
1. 圆的两大决定要素:圆心定位置,半径定大小,二者同时确定,圆唯一。
2. 三点定圆核心定理:不在同一直线上的三个点确定一个圆;三点共线时,不存在同时过三点的圆。
3. 基础结论:
· 过 1 个点:无数个圆;
· 过 2 个点:无数个圆,圆心都在两点连线的垂直平分线上;
易错关键词:判断正误题必须看清有无 “不共线” 前提。
【典例1】下列说法中,错误的是( )
A.经过点P的圆有无数个 B.以点P为圆心的圆有无数个
C.半径为且经过点P的圆有无数个 D.以点P为圆心,长为半径的圆有无数个
【答案】D
【分析】本题考查的知识点是圆的相关知识,解题的关键是熟练掌握确定圆的条件.根据圆的相关知识逐一分析即可.
【详解】解:由于圆心确定圆的位置,半径确定圆的大小.则:
A、经过一个点P的圆有无数个,正确;
B、以点P为圆心的圆,半径不确定,所以有无数个,正确;
C、半径为且经过点P的圆,圆心不确定,所以有无数个,正确;
D、以点P为圆心,以为半径的圆,圆心半径都确定,所以只有唯一的一个圆,错误.
故选:D.
【变式1-1】下列条件中,能确定一个圆的是( )
A.经过已知点M
B.以点O为圆心,10cm长为半径
C.以10cm长为半径
D.以点O为圆心
【答案】B.
【分析】确定一个圆有两个重要因素,一是圆心,二是半径,据此可以得到答案.
【详解】解:∵圆心确定,半径确定后才可以确定圆,
∴B选项正确,
故选:B.
【点睛】本题考查了确定圆的条件,确定圆要首先确定圆的圆心,然后也要确定半径.
【变式1-2】下列条件中,能确定一个圆的是( )
A.已知圆心O B.已知半径r=5cm
C.已知圆心O,半径r=5cm D.已知点A为圆上一点
【答案】C.
【分析】确定一个圆有两个重要因素,一是圆心,二是半径,据此可以得到答案.
【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.
【点睛】本题考查了确定圆的条件,确定圆要首先确定圆的圆心,然后也要确定半径.
【变式1-3】已知点A,B,且AB<4,画经过A,B两点且半径为2的圆有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.无数个
【答案】C.
【分析】作AB的垂直平分线,在垂直平分线上找到A、B两点距离为2的点,该点有两个.
【详解】解:根据题意作图如下,
由图可知经过A,B两点且半径为2的圆有2个.
故选:C.
【点睛】本题主要考查确定圆的条件的知识点,此题不是很难,但需要有较强的作图能力.
▌题型02 根据点确定圆的个数
1. 分类讨论依据:点是否共线、选取三点是否共线。
2. 通用计数规则:
· 平面内一组点,任选 3 个不共线的点,就能画出 1 个圆;
· 只要三点共线,这组三点不能画圆;
3. 解题步骤:
① 找出所有三点组合;
② 剔除共线三点组;
③ 剩余组数即为可画圆的数量;
4. 典型模型:直线上 3 点 + 直线外 1 点,最多可画 3 个圆。
【典例2】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
【分析】本题考查了确定圆的条件,根据题意分两种情况讨论()有三点共线;()任意三点不共线,解题的关键是了解不在同一直线上的三点确定一个圆.
【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:.
【变式1-1】如图所示,点A,B,C在同一直线上,点M在AC外,经过图中的三个点作圆,可以作 个.
【答案】3.
【分析】根据“不在同一直线上的三点确定一个圆”确定圆的个数即可.
【详解】解:过A、B、M;A、C、M;B、C、M共能确定3个圆,
故答案为:3.
【点睛】本题考查了确定圆的条件,注:过三点作圆,分两种情况:①三点共线;②三点不共线.
【变式1-2】如图,点,,,均在直线上,点在直线外,则经过其中任意三个点,最多可画出圆的个数为( )
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
【答案】D
【分析】根据不共线三点确定一个圆可得,直线上任意2个点加上点可以画出一个圆,据此列举所有可能即可求解.
【详解】解:依题意,;;;;,加上点可以画出一个圆,
∴共有6个,
故选:D.
【点睛】本题考查了确定圆的条件,熟练掌握不共线三点确定一个圆是解题的关键.
【变式1-3】平面内有A,B,C,D四个点,试探索:
(1)若四点共线,则过其中三点作圆,可作 个圆;
(2)若有三点共线,则过其中三点作圆,可作 圆;
(3)若任意三点不共线,则过其中三点作圆,可作 个圆;
(4)过A,B,C,D四个点中的任意三点作圆,最多可以作几个圆?最少可以作几个圆?
【答案】(1)0;(2)3;(3)1或4;(4)最多可以作4个圆,最少可以作0个圆.
【分析】(1)根据不共线的三点可以作圆得知四点共线不可以作圆;
(2)线上的任意两点和线外的一点可以构成一个圆;
(3)四个点中的任意三点可以作圆;
(4)共线时同(1),不共线时同(4);
【详解】解:(1)若四点共线,则过其中三点作圆,可作0个圆;
(2)若有三点共线,则过其中三点作圆,可作3圆;
(3)若任意三点不共线,则过其中三点作圆,可作1或4个圆;
(4)过A,B,C,D四个点中的任意三点作圆,最多可以作4个圆,最少可以作0个圆.
故答案为:0;3;1或4;最多可以作4个圆,最少可以作0个圆.
【点睛】本题考查了确定圆的条件,解题的关键是了解不在同一直线上的三点确定一个圆,难度不大.
▌题型03 确定圆心的位置
1. 几何作图原理:弦的垂直平分线交点 = 圆心(两条垂直平分线即可定位)。
2. 作图步骤(复原破损圆 / 找外心通用):
① 在圆弧 / 三角形上取两组两点,连线段(弦);
② 分别作两条弦的垂直平分线;
③ 交点即为圆心;
3. 坐标系求圆心方法:
① 设圆心;
② 利用圆心到圆上各点距离相等列等式;
③ 联立方程求解坐标;
4. 生活应用:碎玻璃配镜片、到三个地点距离相等的站点选址。
【典例3】如图,方格纸上每个小正方形的边长均为1个单位长度,点O,A,B,C在格点上,以点O为原点建立直角坐标系,则过A,B,C三点的圆的圆心坐标为( )
A.(-1,-2) B.(-2,-1) C.(1,2) D.(2,1)
【答案】A
【分析】连接CB,作CB的垂直平分线,根据勾股定理和半径相等得出点圆心D的坐标即可.
【详解】连接CB,作CB的垂直平分线,如图所示:
在CB的垂直平分线上找到一点D,
CD=DB=DA=,
所以D是过A,B,C三点的圆的圆心,
即D的坐标为(﹣1,﹣2),
故选:A.
【点睛】此题考查圆心的确定方法,垂直平分线,勾股定理,点的坐标,正确作图确定圆心是解题的关键.
【变式1-1】如图,在8×8正方形网格中,一条圆弧经过A,B,C三点,那么这条圆弧所在圆的圆心是( )
A.点E B.点F C.点G D.点H
【答案】D
【详解】如图,连接AB,BC,分别作弦AB,BC的垂直平分线,两垂直平分线的交点H即为圆心.
故选D.
【变式1-2】如图,一圆弧过方格的格点A、B、C,试在方格中建立平面直角坐标系,使点A的坐标为.B的坐标为.则该圆弧所在圆的圆心坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了垂径定理的应用.如图以图中每个小方格的边长为单位1,在方格中建立平面直角坐标系,使点A的坐标为,B的坐标为,分别连接,分别作线段的垂直平分线,两条直线交于点D,则点D是所给圆弧所在圆的圆心,即可求解.
【详解】解:如图以图中每个小方格的边长为单位1,在方格中建立平面直角坐标系,使点A的坐标为,B的坐标为,分别连接,分别作线段的垂直平分线,两条直线交于点D,则点D是所给圆弧所在圆的圆心,
由图得点D的坐标为.
故该圆弧所在圆的圆心坐标是.
故选:B.
【变式1-3】如图,方格纸上每个小正方形的边长均为1个单位长度,点O,A,B,C在格点(两条网格线的交点叫格点)上,以点O为原点建立直角坐标系.
(1)过A,B,C三点的圆的圆心M坐标为 .
(2)求⊙M的面积(结果保留π).
【答案】(1)(1,﹣2);
(2)10π.
【分析】(1)连接AB,AC,分别作AB、AC的垂直平分线,两直线交于点M,就是过A,B,C三点的圆的圆心,有图形可得M的坐标;
(2)由勾股定理即可求得圆的直径,根据圆的面积公式即可得到结论.
【详解】解:(1)如图所示:连接AB,AC,分别作AB、AC的垂直平分线,两直线交于点M,
则点M就是过A,B,C三点的圆的圆心,由图形可知M的坐标为M(1,﹣2),
故答案为:(1,﹣2);
(2)连接MB,
由勾股定理得MB,
故圆的面积为10π.
【点睛】此题考查三角形的外接圆与外心,垂径定理,勾股定理,解题的关键是根据垂径定理得出圆心位置.
▌题型04 三角形外接圆概念的辨析
1. 基础定义(必背)
· 外接圆:经过三角形三个顶点的圆;
· 内接三角形:相对于外接圆,该三角形叫圆的内接三角形;
· 外心:外接圆圆心,三角形三边垂直平分线交点;
2. 易混对比(区分内心 / 外心,选择题高频)
· 外心:垂直平分线交点,到三个顶点距离相等;
· 内心:角平分线交点,到三边距离相等;
【典例4】(2025九年级上·江苏苏州·专题练习)对于三角形的外心,下列说法正确的是( )
A.它到三角形三边的距离相等
B.它是三角形三条高的交点
C.它一定在该三角形的内部
D.它到三角形三个顶点的距离相等
【答案】D
【分析】本题考查了三角形外心的定义.根据三角形的外心是三角形外接圆的圆心,到三角形三个顶点的距离相等,它是三角形三条边垂直平分线的交点,据此即可求得答案.
【详解】解:三角形的外心是三角形外接圆的圆心,到三角形三个顶点的距离相等,它是三角形三条边垂直平分线的交点,故A、B错误;D正确;锐角三角形的外心在三角形内部,直角三角形的外心是斜边的中点,钝角三角形的外心在三角形外部,故C错误.
故选:D.
【变式1-1】下列说法正确的是( )
A.三点确定一个圆
B.到三角形三个顶点距离相等的点是三角形的内心
C.三角形三条高的交点是三角形的重心
D.直角三角形的外心在斜边上
【答案】D
【详解】选项A:只有不在同一直线上的三点才能确定一个圆,选项A错误,不符合题意;
选项B:到三角形三个顶点距离相等的点是三角形的外心,到三角形三边距离相等的点才是三角形的内心,所以B错误,不符合题意;
选项C:三角形三条高的交点是三角形的垂心,三角形三条中线的交点才是三角形的重心,所以C错误,不符合题意;
选项D:直角三角形的外心是其斜边的中点,因此直角三角形的外心在斜边上,所以D正确.
【变式1-2】已知在正方形网格中的位置如图所示,点A,B,C,P均在格点上,有下列结论:①点P在的平分线上;②直线可以把分成面积相等的两部分;③;④点P是的外心;⑤点P是的重心.其中正确的有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】C
【分析】本题考查了勾股定理,等腰三角形的判定与性质,三角形的重心、外心的定义等知识.
结合网格线特点、以及三角形的重心的定义即可判断⑤,进而可判断②;利用勾股定理求出、的长,进而得出其数量关系,得出的形状特点,结合⑤以及“三线合一”的性质可判断①③;利用勾股定理求出,再利用网格线可知、的长即可判定④.
【详解】解:如图:
结合网格线的特点可知:在中,点P既在边的中线上,又在边的中线上,
即:点P是中、边上的中线的交点,
∴点P是的重心,故⑤正确;
∴点P也在边的中线上,
∵点P在的边的中线上,
又∵三角形的中线可将三角形分成面积相等的两个部分,
∴直线可以把分成面积相等的两部分,故②正确;
根据勾股定理有:,,即,
∴是等腰三角形,
∵在等腰三角形中,底边上的中线和顶角的角平分线,
又∵点P也在底边的中线上,
∴点P在的平分线上,故①正确;
∵是等腰三角形,,
∴,故③正确;
连接,如图,
根据勾股定理有:,
∵,
∴点P到的三个顶点的距离不相等,
∴点P不是的外心,故④错误;
即正确的结论有4个.
【变式1-3】(2026九年级上·全国·专题练习)在中,,为所在平面内一点,且点与的任意两个顶点构成的,,均为等腰三角形.满足上述条件的点有( ).
A.个 B.个 C.个 D.个
【答案】D
【分析】的外心到三角形三个顶点的距离相等,所以的外心满足条件;
根据线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等,作等腰的底边的垂直平分线,再以点为圆心为半径作圆,这个圆与的垂直平分线的两个交点也满足条件;
分别以点、为圆心,以长为半径画圆,这两个圆相交于两点,其中一点是点,另一点为满足条件的点;
以点为圆心为半径画圆,这个圆和以点为圆心为半径的圆有两个交点,其中一个交点是点,另一个交点为满足条件的点;
同理以点为圆心为半径画圆,这个圆和以点为圆心为半径的圆有两个交点,其中一个交点是点,另一个交点为满足条件的点.
【详解】解:如图所示,作的垂直平分线,
的外心为满足条件的一个点,
以点为圆心,以长为半径画圆,、为满足条件的点,
分别以点、为圆心,以长为半径画圆,为满足条件的点,
分别以点、为圆心,以长为半径画圆,、为满足条件的点,
综上所述,满足条件的所有点的个数为.
故选:D.
【点睛】本题考查了等腰三角形的判定与性质,主要利用了线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等的性质,三角形的外心到三个顶点的距离相等,圆的半径相等的性质.
▌题型05 确定三角形外心的位置
1. 按三角形形状分类记忆(必考)
· 锐角三角形:外心在三角形内部;
· 直角三角形:外心在斜边中点;
· 钝角三角形:外心在三角形外部;
2. 判定技巧:
· 看到直角三角形,直接取斜边中点为外心;
· 作图判断:作两条边垂直平分线,看点落在三角内外 / 边上;
3. 坐标题快速判断:算出外心坐标,对比三角形顶点范围。
【典例5】如图,在平面直角坐标系中,的三个顶点都在格点上,则外接圆的圆心坐标为( )
A.(3,2) B.(2,3) C.(2,2) D.(3,3)
【答案】A
【分析】本题考查了三角形的外接圆与外心,作和的垂直平分线,它们的交点为外接圆圆心,然后写出点坐标即可.
【详解】解:如图所示,作和的垂直平分线,它们的交点为外接圆圆
即外接圆圆心的坐标为.
故选:A.
【变式1-1】如图,在的正方形网格中,点,,,,均在格点(网格线的交点)上,点是( )
A.的外心 B.的外心 C.的内心 D.的内心
【答案】B
【分析】本题考查了网格与勾股定理,外接圆,正确掌握相关性质内容是解题的关键.结合网格与勾股定理得出,即可得出是的外接圆.
【详解】解:观察网格,得
即,
∴是的外接圆,
∴点是的外心,
故选:B.
【变式1-2】如图,A、O在网格中小正方形的顶点处,每个小方格的边长为1,在此网格中找两个格点(即小正方形的顶点)B、C,使O为的外心,则的长度是( )
A. B. C.4 D.
【答案】A
【分析】本题考查外心的定义:外心是三角形外接圆的圆心,外心到三角形三个顶点的距离相等,也考查了勾股定理.根据题意作出图形,得到点B和点C的位置,根据勾股定理求解即可.
【详解】解:如图所示,
∵点O为的外心,
∴,点B和点C的位置如图所示,
∴,
故选:A.
【变式1-3】在中,,.
(1)求作:的外接圆O(要求尺规作图,保留作图痕迹,不写作法);
(2)在(1)的条件下,求的半径.
【答案】(1)
如图所示,的外接圆O即为所求,
(2)
【分析】本题考查了三角形外接圆的作图,等腰三角形的性质,勾股定理及圆的半径求解.
(1)分别作出,,的垂直平分线,三条垂直平分线交于一点,则该点为的外心,即为外接圆的圆心O,以为半径画出,的外接圆O即为所求;
(2)作的垂直平分线,交于点D,连接,由为的垂直平分线,得出点D为的中点,求得,再利用勾股定理求得的长度,设,则,利用勾股定理和线段的和差关系列出方程求解x的值,再将x代入即可求得的半径.
【详解】(1)略
(2)解:如图,作的垂直平分线,交于点D,连接,
∵,,
∴为等腰三角形,
∵为的垂直平分线,
∴点D为的中点,
∴,
在中,,
设,则,
在中,,即,
又∵,
∴,
将代入得:,
解得:,
∴.
▌题型06 利用三角形外心的性质求角度
主要考查了三角形的外接圆与外心,有时要利用等腰三角形的性质,等边三角形的性质等知识,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.
【典例6-1】(24-25九年级上·江苏淮安·阶段检测)如图,点是的外心,且,则________.
【答案】
【分析】根据点是的外心,可得,从而,再利用三角形的内角和即可求解.
【详解】解:∵点为的外心,
∴点、、均在以点为圆心,长为半径的圆上,
∴,
∴,
又∵,
∴.
故答案为:
【点睛】本题主要考查了三角形的外心,等腰三角形的性质,熟练掌握三角形的外心位置是解题的关键.
【典例6-2】(24-25九年级上·江苏泰州·阶段检测)已知O为的外心,,则________.
【答案】或
【分析】本题主要考查了三角形的外接圆与外心,圆内接四边形的性质,利用分类讨论的思想方法解答是解题的关键.分圆心与点在的同侧和圆心与点在的两侧两种情况解答,利用一条弧所对的圆周角等于它所对圆心角的一半即可求得结论;延长交于点,连接,利用一条弧所对的圆周角等于它所对圆心角的一半即可求得,再利用圆内接四边形的性质即可求得结论.
【详解】解:当圆心与点在的同侧时,如图,
;
当圆心与点在的两侧时,如图,
延长交于点,连接,
,
.
四边形为圆的内接四边形,
.
.
综上,或.
故答案为:或
【变式1-1】如图,点是外心,,是的中点,
(1)连接,则______;
(2)若,是边上的高,则的大小为______.
【答案】 30°/30度 23°/23度
【分析】(1)连接OC,由点是外心得OA=OB=OC,从而可以得到,,,再根据即可求出答案.
(2)先求出利用等腰三角形的性质求出=90°-30°=60°,进而求出,然后利用三角形的内角和定理求出,最后利用直角三角形两锐角互余即可求出答案.
【详解】解:(1)如图1,连接OC,
点是外心,
OA=OB=OC,
,,,
,,
.
故答案为:30°;
(2)如图2,连接OC,
OB=OC,是的中点,
=30°,,,
=90°-30°=60°,
,
,,,,,
,
,
是边上的高,
.
故答案为:23°.
【点睛】本题考查了三角形的外心性质、等腰三角形的性质、三角形的内角和定理等知识,熟练掌握这些知识点是解题的关键.
【变式1-2】如图,在中,,,O为的外心,为等边三角形,与相交于D点,连接.
(1)求的度数;
(2)求的度数.
【答案】(1)
(2)
【分析】此题主要考查了三角形的外心的性质以及等边三角形的性质等知识,得出是解题关键.
(1)连接,通过证得,从而问题得解;
(2)利用三角形外心的性质以及利用等腰三角形的性质得出,然后根据三角形内角和得出.再根据,即可求解.
【详解】(1)解:连接,
∵O为的外心,
,
,
,
,
,
(2)解:∵由(1)得,,
,
∴
为正三角形,
,
.
【变式1-3】如图,△ABC中,AB=AC,⊙O是△ABC的外接圆,BO的延长线交边AC于点D.
(1)求证:∠BAC=2∠ABD;
(2)当△BCD是等腰三角形时,求∠BCD的大小.
【答案】(1)见详解;(2)67.5°或72°.
【分析】(1)连接OA并延长AO交BC于E,证明∠BAC=2∠BAE和∠ABD=∠BAE即可得结论,
(2)设∠ABD为x,用x表示出有关的角,再列方程即得答案.
【详解】解(1)连接OA并延长AO交BC于E,
∵AB=AC,
∴,
∵AE过圆心O,
∴AE垂直平分BC(平分弧的直径垂直平分弧所对的弦),
∴AE平分∠BAC,
∴∠BAC=2∠BAE,
∵OA=OB,
∴∠ABD=∠BAE,
∴∠BAC=2∠ABD;
(2)设∠ABD=x,
由(1)知∠BAC=2∠ABD=2x,
∴∠BDC=3x,
△BCD是等腰三角形,
①若BD=BC,
则∠C=∠BDC=3x,
∵AB=AC,
∴∠ABC=∠C=3x,
在△ABC中,∠ABC+∠C+∠BAC=180°,
∴3x+3x+2x=180°,
解得x=22.5°,
∴∠BCD=3x=67.5°,
②若BC=CD,则∠BDC=∠CBD=3x,
∴∠ABC=∠ACB=4x,
在△ABC中,∠ABC+∠C+∠BAC=180°,
∴4x+4x+2x=180°,
∴x=18°,
∴∠BCD=4x=72°,
综上所述,△BCD是等腰三角形,∠BCD为67.5°或72°.
【点睛】本题考查圆及内接三角形,关键是垂径定理及等腰三角形性质的应用.
▌题型07 利用三角形外心的性质求线段长
1. 核心性质:外心到三顶点距离相等,即 外接圆半径;
2. 直角三角形速算:外接圆半径 斜边长;
3. 普通三角形计算模型(勾股方程):
① 连接圆心与顶点,构造直角三角形;
② 设半径为,用表示直角边;
③ 勾股定理列一元一次方程求解;
4. 常见求线段:外接圆半径、边长、圆心到顶点距离。
【典例7-1】(25-26九年级上·全国·课后作业)如图,A,B,C是上的三点,是等边三角形.若,则的半径是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查三角形的外接圆与外心,直角三角形的性质,掌握等边三角形的性质,应用垂径定理和勾股定理解题是关键.
连接、,过点作,结合同弧所对的圆心角是圆周角的两倍、等腰三角形的性质和三角形内角和为得到,再利用垂径定理,直角三角形的性质,勾股定理即可求出的半径.
【详解】解:连接、,过点作,
∵是等边三角形的外接圆,
∴,
∴,
,
又∵,
∴,
在中,利用勾股定理得,.
故选:.
【典例7-2】(24-25九年级上·江苏连云港·阶段检测)如图,中,是的平分线,是的垂直平分线,交于点O.若,则外接圆的半径为________.
【答案】3
【分析】本题考查三线合一,三角形外接圆的圆心位置的确定,熟练掌握以上性质是解题的关键.根据三线合一,得到垂直平分,根据是的垂直平分线,得到点即为外接圆的圆心,即为半径,即可得出结果.
【详解】解:∵是的平分线,
∴,
∴垂直平分,
∵是的垂直平分线,交于点O,
∴点即为外接圆的圆心,
∵,
∴外接圆的半径为3;
故答案为:3.
【变式1-1】在中,,,,那么的外接圆半径为( )
A.5 B.3 C.2 D.
【答案】D
【分析】先根据勾股定理逆定理判断是直角三角形,再利用直角三角形外接圆半径等于斜边一半计算即可.
【详解】解:∵,且,
∴,
∴,则是直角三角形,
∵直角三角形的外接圆直径等于斜边长,
∴的外接圆半径为.
【变式1-2】在中,,,,则它的外心与顶点的距离为( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查直角三角形外心的性质、勾股定理以及直角三角形斜边上的中线性质等,熟练掌握直角三角形外心在斜边中点,外接圆半径等于斜边的一半是解题的关键.先运用勾股定理求出的值,再通过外心为斜边的中点,求出外接圆半径,即得外心与顶点的距离.
【详解】解:∵,,,,
∴.
∵ 外心为斜边的中点,
∴ 外接圆半径.
∴ 外心与顶点的距离为.
故选:D.
【变式1-3】已知为的外接圆,且圆心O在的内部,分别过点O作,垂足分别为点,若,则________.
【答案】16
【分析】本题考查了三角形外心的性质,三角形的中位线等,熟练掌握和灵活运用相关知识是解题的关键;
由点是的外心,,得到是的中位线,根据三角形中位线定理即可求得.
【详解】解:如图,
是的外心,,,
,,
为的中位线,
.
故答案为:16
▌题型08 三角形的外接圆的综合题
1. 综合考点整合:三点定圆、外心位置、垂直平分线、勾股定理、坐标计算;
2. 通用解题流程:
① 先判断三点是否共线,确定存在外接圆;
② 作垂直平分线求出外心(圆心);
③ 利用结合勾股 / 坐标求半径、边长;
④ 结合三角形形状判断外心位置辅助验证;
3. 典型考法:
· 坐标系中求外接圆半径、外心坐标;
· 破损圆形零件求半径;
· 证明线段相等、判断三角形类型;
4. 答题规范:证明题必须写明 “垂直平分线交点为外心,外心到三顶点距离相等” 作为推理依据。
【典例8】已知:如图,圆O是△ABC的外接圆,AO平分∠BAC.
(1)求证:△ABC是等腰三角形;
(2)当OA=4,AB=6,求边BC的长.
【答案】(1)见详解;
(2)3.
【分析】(1)连接OB、OC,先证明∠OBA=∠OCA=∠BAO=∠CAO,再证明△OAB≌△OAC得AB=AC,问题得证;
(2)延长AO交BC于点H,先证明AH⊥BC,BH=CH,设OH=b,BH=CH=a,根据OA=4,AB=6,由勾股定理列出a、b的方程组,解得a、b,便可得BC.
【详解】解:(1)连接OB、OC,
∵OA=OB=OC,OA平分∠BAC,
∴∠OBA=∠OCA=∠BAO=∠CAO,
在△OAB和△OAC中,
,
∴△OAB≌△OAC(AAS),
∴AB=AC
即△ABC是等腰三角形;
(2)延长AO交BC于点H,
∵AH平分∠BAC,AB=AC,
∴AH⊥BC,BH=CH,
设OH=b,BH=CH=a,
∵BH2+OH2=OB2,BH2+AH2=AB2,OA=4,AB=6,
∴,
解得,,
∴BC=2a=3.
【点睛】本题是圆的一个综合题,主要考查了圆的性质,等腰三角形的性质,全等三角形的性质与判定,角平分线的性质,第(1)关键在证明三角形全等;第(2)题关键由勾股定理列出方程组.
【变式1-1】如图,D是△ABC的边BC的中点,过AD延长线上的点E作AD的垂线EF,E为垂足,EF与AB的延长线相交于点F,点O在AD上,AO=CO,BC∥EF.
(1)证明:AB=AC;
(2)证明:点O是△ABC的外接圆的圆心.
【答案】(1)见详解;(2)见详解.
【分析】(1)由BC∥EF,AD⊥EF,可证得AD⊥BC,又由D是△ABC的边BC的中点,即可得AD是线段BC的垂直平分线,则可证得AB=AC;
(2)由AD是线段BC的垂直平分线,可证得OB=OC,又由AO=CO,则可得AO=BO=CO,则问题得证.
【详解】(1)证明:∵D是△ABC的边BC的中点,
∴BD=CD,
∵BC∥EF,AD⊥EF,
∴AD⊥BC,
∴AB=AC;
(2)证明:连接BO,
∵BD=CD,AD⊥BC,
∴BO=CO,
∵AO=CO,
∴AO=BO=CO,
∴点O是△ABC的外接圆的圆心.
【点睛】此题考查了线段垂直平分线的性质,三角形内接圆的性质等知识.此题综合较强,但难度不大,解题的关键是数形结合思想的应用.
【变式1-2】定义:我们称能完全覆盖某平面图形的圆(即该平面图形上所有的点均在圆内或圆上)为该平面图形的覆盖圆.其中,能完全覆盖平面图形的最小的圆(即直径最小)称为该平面图形的最小覆盖圆.
爱动脑筋的小明思考:任意一个三角形都能被它的外接圆覆盖,那三角形的外接圆一定是该三角形的最小覆盖圆吗?如图,在中,,,.
(1)在图中,作出的外接圆(要求用尺规作图,保留作图痕迹,不写作法).
(2)的外接圆是它的最小覆盖圆吗?如果是,请说明理由;如果不是,请求出的最小覆盖圆的直径.
【答案】(1)
解:如图,即所求.
(2)不是,
【分析】(1)作线段,的垂直平分线交于点O,连接以O为圆心,为半径作即可;
(2)的外接圆不是它的最小覆盖圆,以为直径的圆是最小覆盖圆.
【详解】(1)略
(2)解:的外接圆不是它的最小覆盖圆.以为直径的是的最小覆盖圆.
如图,过点作交的延长线于点.
,
,
,
,,
,
,
的最小覆盖圆的直径为.
【变式1-3】定义:到一个三角形三个顶点的距离相等的点叫做该三角形的外心.
(1)如图①,△ABC是等边三角形,点O是△ABC的外心,求证∠ABO=30°
(2)如图②,△ABC是等边三角形,分别延长等边三角形ABC的边AB、BC、CA到点D、E、F,使BD=CE=AF,连接DE,EF,DF.若点O为△ABC的外心,求证:点O也是△DEF的外心.
【答案】(1)见详解;(2)见详解.
【分析】(1)根据等边三角形的性质得到∠ABC=60°,AB=AC=BC,根据全等三角形的性质得到∠ABO=∠OBC,于是得到结论;
(2)连接OF,OD,OE,由(1)得,∠ABO=30°,推出∠FAO=∠DBO,根据全等三角形的性质即可得到结论.
【详解】证明:(1)∵△ABC是等边三角形,
∴∠ABC=60°,AB=AC=BC,
∵点O是△ABC的外心,
∴OA=OB=OC,
在△AOB与△COB中,
,
∴△AOB≌△COB(SSS),
∴∠ABO=∠OBC,
∵∠ABO+∠OBC=∠ABC=60°,
∴∠ABO=30°;
(2)连接OF,OD,OE,
由(1)得,∠ABO=30°,
∵点O为△ABC的外心,
∴OA=OB,
∴∠OAB=∠ABO=30°,
∴∠OAC=60°﹣30°=30°,
∴180°﹣∠OAC=180°﹣∠ABO,
∴∠FAO=∠DBO,
在△FAD与△DBO中,
,
∴△FAD≌△DBO(SAS),
∴OF=OD,
同理,OF=OE,
∴OF=OE=OD,
∴点O也是△DEF的外心.
【点睛】本题考查了三角形的外接圆与外心,全等三角形的判定和性质,等边三角形的性质,正确地作出辅助线是解题的关键.
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专题02 确定圆的条件八大题型专项训练
(题型突破·举一反三)
题型01 确定圆的条件
题型02 根据点确定圆的个数
题型03 确定圆心的位置
题型04 三角形外接圆概念的辨析
题型05 确定三角形外心的位置
题型06 利用三角形外心的性质求角度
题型07 利用三角形外心的性质求线段长
题型08 三角形的外接圆的综合题
▌题型01 确定圆的条件
【典例1】【答案】D
【变式1-1】【答案】B.
【变式1-2】【答案】C.
【变式1-3】【答案】C.
▌题型02 根据点确定圆的个数
【典例2】【答案】B
【变式1-1】【答案】3.
【变式1-2】【答案】D
【变式1-3】
【答案】(1)0;(2)3;(3)1或4;(4)最多可以作4个圆,最少可以作0个圆.
▌题型03 确定圆心的位置
【典例3】【答案】A
【变式1-1】【答案】D
【变式1-2】【答案】B
【变式1-3】
【答案】(1)(1,﹣2);
(2)10π.
【分析】(1)连接AB,AC,分别作AB、AC的垂直平分线,两直线交于点M,就是过A,B,C三点的圆的圆心,有图形可得M的坐标;
(2)由勾股定理即可求得圆的直径,根据圆的面积公式即可得到结论.
【详解】解:(1)如图所示:连接AB,AC,分别作AB、AC的垂直平分线,两直线交于点M,
则点M就是过A,B,C三点的圆的圆心,由图形可知M的坐标为M(1,﹣2),
故答案为:(1,﹣2);
(2)连接MB,
由勾股定理得MB,
故圆的面积为10π.
【点睛】此题考查三角形的外接圆与外心,垂径定理,勾股定理,解题的关键是根据垂径定理得出圆心位置.
▌题型04 三角形外接圆概念的辨析
【典例4】【答案】D
【变式1-1】【答案】D
【变式1-2】【答案】C
【变式1-3】【答案】D
▌题型05 确定三角形外心的位置
【典例5】【答案】A
【变式1-1】【答案】B
【变式1-2】【答案】A
【变式1-3】
【答案】(1)
如图所示,的外接圆O即为所求,
(2)
【分析】本题考查了三角形外接圆的作图,等腰三角形的性质,勾股定理及圆的半径求解.
(1)分别作出,,的垂直平分线,三条垂直平分线交于一点,则该点为的外心,即为外接圆的圆心O,以为半径画出,的外接圆O即为所求;
(2)作的垂直平分线,交于点D,连接,由为的垂直平分线,得出点D为的中点,求得,再利用勾股定理求得的长度,设,则,利用勾股定理和线段的和差关系列出方程求解x的值,再将x代入即可求得的半径.
【详解】(1)略
(2)解:如图,作的垂直平分线,交于点D,连接,
∵,,
∴为等腰三角形,
∵为的垂直平分线,
∴点D为的中点,
∴,
在中,,
设,则,
在中,,即,
又∵,
∴,
将代入得:,
解得:,
∴.
▌题型06 利用三角形外心的性质求角度
【典例6-1】【答案】
【典例6-2】【答案】或
【变式1-1】【答案】 30°/30度 23°/23度
【变式1-2】
【答案】(1)
(2)
【分析】此题主要考查了三角形的外心的性质以及等边三角形的性质等知识,得出是解题关键.
(1)连接,通过证得,从而问题得解;
(2)利用三角形外心的性质以及利用等腰三角形的性质得出,然后根据三角形内角和得出.再根据,即可求解.
【详解】(1)解:连接,
∵O为的外心,
,
,
,
,
,
(2)解:∵由(1)得,,
,
∴
为正三角形,
,
.
【变式1-3】
【答案】(1)见详解;(2)67.5°或72°.
【分析】(1)连接OA并延长AO交BC于E,证明∠BAC=2∠BAE和∠ABD=∠BAE即可得结论,
(2)设∠ABD为x,用x表示出有关的角,再列方程即得答案.
【详解】解(1)连接OA并延长AO交BC于E,
∵AB=AC,
∴,
∵AE过圆心O,
∴AE垂直平分BC(平分弧的直径垂直平分弧所对的弦),
∴AE平分∠BAC,
∴∠BAC=2∠BAE,
∵OA=OB,
∴∠ABD=∠BAE,
∴∠BAC=2∠ABD;
(2)设∠ABD=x,
由(1)知∠BAC=2∠ABD=2x,
∴∠BDC=3x,
△BCD是等腰三角形,
①若BD=BC,
则∠C=∠BDC=3x,
∵AB=AC,
∴∠ABC=∠C=3x,
在△ABC中,∠ABC+∠C+∠BAC=180°,
∴3x+3x+2x=180°,
解得x=22.5°,
∴∠BCD=3x=67.5°,
②若BC=CD,则∠BDC=∠CBD=3x,
∴∠ABC=∠ACB=4x,
在△ABC中,∠ABC+∠C+∠BAC=180°,
∴4x+4x+2x=180°,
∴x=18°,
∴∠BCD=4x=72°,
综上所述,△BCD是等腰三角形,∠BCD为67.5°或72°.
【点睛】本题考查圆及内接三角形,关键是垂径定理及等腰三角形性质的应用.
▌题型07 利用三角形外心的性质求线段长
【典例7-1】【答案】C
【典例7-2】【答案】3
【变式1-1】【答案】D
【变式1-2】【答案】D
【变式1-3】【答案】16
▌题型08 三角形的外接圆的综合题
【典例8】
【答案】(1)见详解;
(2)3.
【分析】(1)连接OB、OC,先证明∠OBA=∠OCA=∠BAO=∠CAO,再证明△OAB≌△OAC得AB=AC,问题得证;
(2)延长AO交BC于点H,先证明AH⊥BC,BH=CH,设OH=b,BH=CH=a,根据OA=4,AB=6,由勾股定理列出a、b的方程组,解得a、b,便可得BC.
【详解】解:(1)连接OB、OC,
∵OA=OB=OC,OA平分∠BAC,
∴∠OBA=∠OCA=∠BAO=∠CAO,
在△OAB和△OAC中,
,
∴△OAB≌△OAC(AAS),
∴AB=AC
即△ABC是等腰三角形;
(2)延长AO交BC于点H,
∵AH平分∠BAC,AB=AC,
∴AH⊥BC,BH=CH,
设OH=b,BH=CH=a,
∵BH2+OH2=OB2,BH2+AH2=AB2,OA=4,AB=6,
∴,
解得,,
∴BC=2a=3.
【点睛】本题是圆的一个综合题,主要考查了圆的性质,等腰三角形的性质,全等三角形的性质与判定,角平分线的性质,第(1)关键在证明三角形全等;第(2)题关键由勾股定理列出方程组.
【变式1-1】
【答案】(1)见详解;(2)见详解.
【分析】(1)由BC∥EF,AD⊥EF,可证得AD⊥BC,又由D是△ABC的边BC的中点,即可得AD是线段BC的垂直平分线,则可证得AB=AC;
(2)由AD是线段BC的垂直平分线,可证得OB=OC,又由AO=CO,则可得AO=BO=CO,则问题得证.
【详解】(1)证明:∵D是△ABC的边BC的中点,
∴BD=CD,
∵BC∥EF,AD⊥EF,
∴AD⊥BC,
∴AB=AC;
(2)证明:连接BO,
∵BD=CD,AD⊥BC,
∴BO=CO,
∵AO=CO,
∴AO=BO=CO,
∴点O是△ABC的外接圆的圆心.
【点睛】此题考查了线段垂直平分线的性质,三角形内接圆的性质等知识.此题综合较强,但难度不大,解题的关键是数形结合思想的应用.
【变式1-2】
【答案】(1)
解:如图,即所求.
(2)不是,
【分析】(1)作线段,的垂直平分线交于点O,连接以O为圆心,为半径作即可;
(2)的外接圆不是它的最小覆盖圆,以为直径的圆是最小覆盖圆.
【详解】(1)略
(2)解:的外接圆不是它的最小覆盖圆.以为直径的是的最小覆盖圆.
如图,过点作交的延长线于点.
,
,
,
,,
,
,
的最小覆盖圆的直径为.
【变式1-3】
【答案】(1)见详解;(2)见详解.
【分析】(1)根据等边三角形的性质得到∠ABC=60°,AB=AC=BC,根据全等三角形的性质得到∠ABO=∠OBC,于是得到结论;
(2)连接OF,OD,OE,由(1)得,∠ABO=30°,推出∠FAO=∠DBO,根据全等三角形的性质即可得到结论.
【详解】证明:(1)∵△ABC是等边三角形,
∴∠ABC=60°,AB=AC=BC,
∵点O是△ABC的外心,
∴OA=OB=OC,
在△AOB与△COB中,
,
∴△AOB≌△COB(SSS),
∴∠ABO=∠OBC,
∵∠ABO+∠OBC=∠ABC=60°,
∴∠ABO=30°;
(2)连接OF,OD,OE,
由(1)得,∠ABO=30°,
∵点O为△ABC的外心,
∴OA=OB,
∴∠OAB=∠ABO=30°,
∴∠OAC=60°﹣30°=30°,
∴180°﹣∠OAC=180°﹣∠ABO,
∴∠FAO=∠DBO,
在△FAD与△DBO中,
,
∴△FAD≌△DBO(SAS),
∴OF=OD,
同理,OF=OE,
∴OF=OE=OD,
∴点O也是△DEF的外心.
【点睛】本题考查了三角形的外接圆与外心,全等三角形的判定和性质,等边三角形的性质,正确地作出辅助线是解题的关键.
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