内容正文:
29.2 圆的有关性质
29.2.1 垂直于弦的直径
圆的对称性
下列说法中,不正确的是(C)
A.圆是轴对称图形
B.圆的任意一条直径所在的直线都是圆的对称轴
C.圆的任意一条直径都是圆的对称轴
D.经过圆心的任意直线都是圆的对称轴
垂径定理
如图,点A,B在⊙O上,直径MN⊥AB于点C,下列结论中不一定成立的是(B)
A.AC=CB B.OC=CN
C.= D.=
2题图
3题图
4题图
(宜宾中考)如图,AB是⊙O的弦,半径OC⊥AB于点D.若AB=8,OC=5,则OD的长是(A)
A.3 B.2 C.6 D.
(长沙中考)如图,AB为⊙O的弦,OC⊥AB于点C,连接OA,OB,若AB=OA,AC=3,则OA的长为6.
(教材母题变式)如图,AB是⊙O的弦,C,D为直线AB上的两点,OC=OD.求证:AC=BD.
5题图
证明:过点O作OH⊥AB于点H,
则由垂径定理,得AH=BH.
∵OC=OD,OH⊥AB,∴CH=DH,
∴CH-AH=DH-BH,即AC=BD.
垂径定理的推论
下列命题正确的有(A)
①平分弦所对的两条弧的直线必垂直于弦;②垂直于弦的直线平分弦;③平分弦的直线必平分弦所对的两条弧;④与直径不垂直的弦不能被该直径平分;⑤平分弦的直径必平分弦所对的两条弧.
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
7题图
(上海杨浦区期末)如图,在圆O中,直径AB=10,弦CD交AB于点E,且CE=DE,若BE=2,则CD=8.
如图,AB,CD为⊙O的两条弦,AB∥CD,经过AB的中点E的直径MN与CD交于点F,求证:CF=DF.
8题图
证明:∵E为AB的中点,MN过圆心O,
∴MN⊥AB.
∵AB∥CD,∴MN⊥CD,∴CF=DF.
垂径定理及其推论的应用
(天津红桥区期末)如图,一个圆柱形输水管的横截面,阴影部分为有水部分,如果水面AB的宽为8 cm,水最深地方的深度为2 cm,则该输水管的半径为5cm.
9题图
10题图① 10题图②
[传统文化]如图①,这是中国传统园林建筑中的月亮门,拱门的上部分是圆的一段弧.随着四季更迭,半遮半掩之间,便将丝丝景致幻化成诗情画意.图②是月亮门的示意图,其中AB=1.8米,C为AB中点,D为月亮门最高点,圆心O在线段CD上,CD=2.7米,月亮门所在圆半径的长为1.5米.
如图,AB是⊙O的直径,弦CD交AB于点P,AP=2,BP=6,∠APC=30°,则CD的长为(C)
A. B.2 C.2 D.8
1题图
2题图
(重庆巴南区期末)如图,AB是⊙O的弦,D是弦AB的中点,OD的延长线与⊙O交于点C,AE是直径,连接BE,DE,∠ABE=90°.若DE=3OD=3,则半径OC的长为(C)
A.2 B. C. D.
(辽宁大连期末)如图,⊙O的直径CD=6 cm,AB是⊙O的弦,AM=BM,OM∶OC=2∶3,则AB的长为2cm.
3题图
4题图
5题图
如图,⊙O的半径为5,弦AB的长为8,M是弦AB上的动点,则线段OM长的最小值为3,最大值为5.
如图,在⊙O中,弦AB=1,点C在AB上移动,连接OC,过点C作CD⊥OC交⊙O于点D,则CD的最大值为.
如图,CD为⊙O的直径,CD⊥AB,垂足为F,AO⊥BC,垂足为E,连接AC.
(1)求∠B的度数;
(2)若CE=,求⊙O的半径.
6题图
解:(1)∵AE⊥BC,且AE过圆心O,
∴CE=BE,
∴AE是BC的垂直平分线,∴AC=AB.
同理AC=BC,∴AB=AC=BC,
∴△ABC是等边三角形,∴∠B=60°.
(2)∵△ABC是等边三角形,∴∠ACB=60°.
∵CD⊥AB,AC=BC,
∴∠DCB=∠ACB=30°,∴OC=2OE.
在Rt△COE中,OC2=OE2+CE2,CE=,
∴(2OE)2=OE2+()2,解得OE=1(负值舍去),
∴OC=2OE=2,即⊙O的半径为2.
(浙江杭州期末)如图,有一座圆弧形拱桥,它的跨度AB为30 m,拱高PM为9 m,当洪水泛滥到跨度只有15 m时,就要采取紧急措施,若某次洪水中,拱顶离水面只有2 m,即PN=2 m时,试求:
(1)拱桥所在的圆的半径;
(2)通过计算说明是否需要采取紧急措施.
7题图
解:(1)如答图,设圆弧所在圆的
圆心为O,连接OA,OA′.
设半径为x m,
则OA=OA′=OP=x m.
由垂径定理可知AM=BM,A′N=B′N.
∵AB=30 m,∴AM=AB=15 m.
连接OM.∵AM=BM,
7题答图
∴OM⊥AB,且点O,M,P共线.
在Rt△AOM中,OM=OP-PM=(x-9)m,
由勾股定理可得AO2=OM2+AM2,
即x2=(x-9)2+152,解得x=17,
即拱桥所在的圆的半径为17 m.
(2)∵OP=17 m,∴ON=OP-PN=17-2=15(m).
在Rt△A′ON中,由勾股定理可得
A′N===8(m),
∴A′B′=2A′N=16 m>15 m,∴不需要采取紧急措施.
[核心素养]在⊙O中,AB为直径,P是AB上一点,∠NPB=45°.
(1)如图①,若点P与圆心O重合,直接写出的值;
(2)如图②,若MP=1,NP=7,求的值;
(3)当点P在AB上运动时,(2)中的结论是否改变?若不变,求其值;若变化,求其变化的范围.
8题图① 8题图② 8题备用图
解:(1)=.
(2)==.
(3)(2)中的结论不改变.=.
(详细答案见《参考答案及解析》P38)
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