内容正文:
29.2 圆的有关性质
29.2.2 圆 心 角
第二十九章 圆
人教版(新教材)·九年级上册
学 习 目 标
1
2
3
理解圆心角的定义:能准确识别并指出图形中的圆心角,区分圆心角与圆周角(预留伏笔).
掌握圆心角定理:能准确叙述并证明圆心角定理及其推论,理解“在同圆或等圆中”这一前提条件的必要性.
灵活运用“弧、弦、圆心角”关系:能运用三者之间的对应关系解决简单的证明和计算问题.
4
发展核心素养:经历“操作—猜想—验证—证明”的探究过程,体会旋转对称性、转化思想和从特殊到一般的数学思想,发展逻辑推理和几何直观能力.
知识回顾
圆的对称性
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
圆是轴对称图形,任何一条直径所在直线都是圆的对称轴.
M
M'
A
B
N
O
轴对称
平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧.
垂径定理推论
①过圆心,
②垂直于弦,
③平分弦,
④平分弦所对的优弧,
⑤平分弦所对的劣弧.
已知二个条件推出其他三个结论
一条直线具备“①过圆心,②垂直于弦,③平分弦,④平分弦所对的优弧,⑤平分弦所对的劣弧”中两个条件,就能推出其他三个结论成立。
五个点
圆心
垂足
弦中点
优弧中点
劣弧中点
知识回顾
垂径定理推论
M'
O
M
A
B
N
辅助线
①连半径,
②过圆心作弦的垂线,
③连结圆心和弦(弧)的中点
构造Rt△利用勾股定理计算或建立方程
五现象
有中点连结,无中点作垂直
导入新课
观察钟面上时针与分针运动
分针从“12”旋转到“4”
时针从“3”旋转到“12”.
►分针和时针在旋转过程中,旋转角各是多少度?
►指针开始位置与终止位置形成的角有什么特点?
角的顶点在圆心
圆心角
顶点在圆心的角叫做圆心角。
定义
导入新课
B
A
O
·
如图,在⊙O中,连接半径OA、OB,形成∠AOB.
连结AB,弦AB 可以视为圆心角∠AOB所对的弦
图中可以视为圆心角∠AOB所对的弧
(1)如果⊙O绕圆心O旋转任意角度,它是否与自身重合?
思考
(2)如果⊙O绕圆心O旋转,使半径OA旋转至OB所在位置,即∠AOB旋转到新的位置,为那么圆心角∠AOB 所对的,所对的弦AB有什么变化?
要解决这些问题,需要研究圆心角所具有的性质.
B
A
A'
B'
● O
·
新知探究
探究点1
圆的旋转不变性
剪一个圆形纸片,把它绕圆心旋转180°,所得的图形与原图形重合吗?由此你能得到什么结论?把圆绕圆心旋转任意一个角度呢?
圆是中心对称图形,
圆心就是它的对称中心
把圆绕圆心旋转任意一个角度,
所得的图形都与原图形重合。
90°
180°
探 究
O
把圆绕圆心旋转任意一个角度,所得的图形都与原图形重合。
·
新知探究
探究点1
圆的旋转不变性
剪一个圆形纸片,把它绕圆心旋转180°,所得的图形与原图形重合吗?由此你能得到什么结论?把圆绕圆心旋转任意一个角度呢?
探 究
圆是中心对称图形,圆心就是它的对称中心
圆的对称性
圆是轴对称图形,经过圆心的一条直线是圆的对称轴,圆的对称轴有无数条
新知探究
探究点1
圆的旋转不变性
议一议
(2)根据圆是旋转对称性,猜想在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弦和弧有怎样的关系?
A
B
O
在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦相等.
(1)一个圆心角所对的弧有几个?对几条弦?
一个圆心角所对的弧有1个,对1条弦
思考
O
A′
B′
A
B
新知探究
探究点2
探究圆心角定理
如图.在⊙O中,当圆心角∠AOB = ∠A′OB′时,它们所对的弧 和 有什么关系?弦AB和A'B'呢?为什么?
把∠AOB连同绕圆心O旋转,
使射线OA与OA'重合.
∵∠AOB=∠A'OB',
∴射线OB与OB'重合.
又OA=OA',OB=OB',
∴点A与A'重合,点B与B'重合.
因此,AB与A′B′重合, 与 重合,
即AB=A'B', = .
探 究
问题解答
注意:证明“弧相等”时,“完全重合”是唯一标准,
新知探究
探究点2
探究圆心角定理
归一归
在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦相等.
弧、弦与圆心角的关系定理
文字语言
几何语言
∵在⊙O中,∠AOB =∠A′OB′ ,
∴则AB =A'B’ , = .
·
O
·
O ′
A′
B′
·
O
A
B
在等圆中,如果∠AOB=∠A′O ′ B′,通过叠合,等量关系依然成立
(1)同圆或等圆中,两个圆心角、两条弧、两条弦,有一组量相等,它们所对应的其余各组量由什么关系?
新知探究
探究点3
定理的推论
讨论
根据圆的旋转不变性,可以得到:
在同圆或等圆中,如果两个圆心角 ,那么它们所对的弧_____, 所对的弦________;
在同圆或等圆中,如果两条弧相等,那么它们所对的圆心角_____, 所对的弦________;
在同圆或等圆中,如果两条弦相等,那么他们所对的圆心角______,所对的弧_________.
相等
相等
相等
相等
相等
相等
相等
新知探究
探究点3
定理的推论
讨论
(2)弧、弦与圆心角的关系定理
►在同圆或等圆中,如果两条弧相等,那么它们所对的圆心角相等,所对的弦相等.
►在同圆或等圆中,如果两条弦相等,那么它们所对的圆心角相等,所对的弧相等.
►在同圆或等圆中,如果两圆心角相等,那么它们所对的圆心角相等,所对的弦相等.
同圆或等圆中,两个圆心角、两条弧、两条弦,有一组量相等,它们所对应的其余各组量也相等.
(1) 圆心角
(2) 弧
(3) 弦
知一得二
同圆或等圆中,两个圆心角、两条圆心角所对的弧、两条圆心角所对的弦中如果有一组量相等,它们所对应的其余各组量也相等。
等对等
圆心角及其所对的弧、弦之间的关系
圆心角相等
弧相等
弦相等
归一归
新知探究
探究点3
定理的推论
新知探究
探究点3
定理的推论
证明:在⊙O中, = ,
∴AB=AC,△ABC是等腰三角形.
又∠ACB=60°,
∴△ABC是等边三角形,可得AB=BC=AC.
∴∠AOB=∠BOC=∠AOC.
(3)如图,在 ⊙O 中, = ,∠ACB = 60°,
求证:∠AOB = ∠BOC = ∠AOC.
要证明圆心角∠AOB=∠BOC=∠AOC,
需要证明其所对的弦相等
讨论
问题分析
典例分析
例1.如图,点在上,且,判断与的数量关系.
理论:在同圆或等圆中,如果两个圆心角以及它们对应的两条弧、两条弦中有一组量相等,则另外两组量也对应相等.
解:.理由如下:
∵,
∴,
即,
∴.
问题分析
关键找等量:
由,可得,
即,因此与相等.
1. 如图,AB、CD 是 ⊙O 的两条弦.
(1)如果 AB = CD,那么__________,_____________ .
(2)如果 = ,那么_________ ,_____________.
(3)如果∠AOB = ∠COD,那么_________,__________ .
(4)如果 AB = CD,OE ⊥ AB,OF ⊥ CD, OE 与 OF 相等吗?为什么?
新知巩固
∠AOB=∠COD
AB = CD
∠AOB=∠COD
AB = CD
(4)解: OE 与 OF相等,理由如下:
∵ OE ⊥ AB,OF ⊥ CD, AB = CD
∴AE==BE=CF=FD
∵OA=OC
∴Rt△AOE ≌Rt△ COF(HL)
∴ OE = OF
=
=
课本p127页
新知巩固
2. 如图,AB 是 ⊙O 的直径, = = ,∠COD = 35°, 求 ∠AOE 的度数。
解:∵ = = ,
∴∠BOC = ∠COD = ∠DOE.
又 ∠COD = 35°,
∴∠BOE = ∠BOC + ∠COD + ∠DOE = 105°,
则∴∠AOE = 180°-∠BOE = 75°
课本p127页
拓展提升
1.①如图,是的直径,是的弦,,的延长线交于点E.若,,则的度数为________.
②如图,是的弦,C、D为直线上两点,,求证:.
解:①如图,连接,
∵,
∴,又,
∴,∴,
∵,∴
∴;
拓展提升
1.①如图,是的直径,是的弦,,的延长线交于点E.若,,求的度数为________.
②如图,是的弦,C、D为直线上两点,,求证:.
②证明:作于H,如图,
则,
∵,,
∴,
∴,
即.
H
∟
真题感知
1.(2026·潍坊统考期中)如图,在中,,劣弧的度数是( )
A. B. C. D.
解:连接,如图所示:
则
∵,
∴
∴
故劣弧的度数是.
D
真题感知
2.(2026.舒城二中单元测试)已知:如图,等边三角形的三个顶点都在上
求证:.
解:证明:连接,,.
,
.
真题感知
3.(2025·揭阳校考期中)已知,如图,A、B、C、D是⊙O上的点,∠AOB=∠COD,求证:AC=BD
证:∵
∴
∴
∴
课堂小结
一个定义:
顶点在圆心的角叫做圆心角.
一个定理:
在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦相等.
一个推论:
在同圆或等圆中,两条弧、两条弦、两个圆心角中有一组量相等,其余各组量也分别相等(“知一推二”).
知识与技能
课堂小结
旋转思想:利用圆的旋转对称性探究定理.
转化思想:将圆中的弧、弦问题转化为圆心角问题,将角的问题转化为三角形问题.
类比思想:类比垂径定理的学习路径(定义→性质→应用),形成研究圆的性质的一般思路.
思想与方法
课堂小结
*“在同圆或等圆中”不可少:
离开这一前提,相等的圆心角所对的弦不一定相等
(举例:两个半径不同的圆中,相同度数的圆心角所对的弦长度不同).
*弦对应的弧有两个:
一条弦所对的弧有优弧和劣弧两个,在说“弦相等→弧相等”时,通常指它们所对的劣弧相等(或优弧相等).
*“弧相等”与“弧的长度相等”的区别:
弧相等是指能够完全重合,包含弧的度数相等且长度相等两层含义.
易错点提醒
课后练习
3.如图,OA,OB,OC是的三条半径, = AC=BC,M,N分别是OA,OB的中点.求证MC=NC.
课本p127页
证明
课后练习
2.如图, 中, = ,∠C=75°.求∠A的度数.
解: ∵ = ,
∴ AB=AC,
∴∠ B= ∠ C.
又∵ ∠ C=75°,
∴ ∠ B=75°,
∴ ∠ A=180°- ∠ B-∠ C=30°.
O
B
C
A
习题 29.2
课本p132页
课后练习
9. 如图,A,B是上的两点,∠AOB = 120°,C是 的中点. 求证:四边形OACB是菱形.
O
B
C
A
习题 29.2
课本p132页
证明:连结OC
∵ C 是 的中点,∴ =
∴ ∠AOC = ∠COB = ∠AOB= ×120°= 60°
∵ OA = OC ∴ △AOC 是等边三角形
(有一个角是 60° 的等腰三角形是等边三角形),
∴ OA = AC = OC
同理 OB = BC = OC
∴OA = AC = CB = BO
∴四边形OACB是菱形.
谢谢聆听
$