内容正文:
第3章 圆 知识清单
依据苏科版《义务教育教科书·数学》九年级上册编写,供复习备考使用。
一、章知识概览
【学习内容】本章共七节:3.1圆的相关概念;3.2确定圆的条件;3.3圆的对称性;3.4圆周角;3.5点与圆、直线与圆的位置关系;3.6正多边形与圆;3.7扇形。
【考点地位】圆是平面几何的核心图形,中考常以选择、填空考查概念、圆周角、垂径定理与弧长扇形面积,以解答题考查垂径定理计算与位置关系判断。
【学习目标】①理解圆、弦、直径、弧、圆心角等概念;②掌握确定圆的条件与外心;③掌握圆的对称性与垂径定理;④理解圆周角概念与圆周角定理、直径所对圆周角;⑤掌握点与圆、直线与圆的位置关系判定;⑥了解正多边形与圆,掌握弧长与扇形面积公式。
【知识结构图】按“章→节→核心知识点”三层呈现,一图速查本章全貌。
节
核心知识点
3.1 圆的相关概念
圆、圆心、半径、弦、直径、弧(半圆/优弧/劣弧)、圆心角
3.2 确定圆的条件
不在同一直线上的三点确定一个圆;外接圆、外心
3.3 圆的对称性
中心对称;同圆等圆等圆心角对等弧对等弦;垂径定理
3.4 圆周角
圆周角定义;同弧圆周角是圆心角的一半;直径所对圆周角为直角
3.5 位置关系
点与圆d与r;直线与圆相离、相切、相交(d与r比较)
3.6 正多边形与圆
内接正多边形;中心角
3.7 扇形
弧长l=nπ;扇形面积S=lR
二、核心公式定理
【速查表】本章核心概念、定理、公式集中列表,复习时以表代翻书。
名称
定理·性质内容
说明与易错提示
圆的定义
平面内到一定点的距离等于定长的点的集合叫作圆;定点叫圆心,定长叫半径
圆是到定点距离等于定长的点的集合;圆心定位置、半径定大小。
确定圆的条件
不在同一直线上的三个点确定一个圆;外心是三边垂直平分线的交点,到三顶点距离相等
三点必须不共线;外心是三边垂直平分线交点,到三顶点等距。
垂径定理
垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的两条弧
条件是垂直于弦的直径;常结合勾股定理求弦长。
圆周角定理
同弧所对的圆周角等于它所对圆心角的一半;直径所对的圆周角是直角(90°)
针对同弧(等弧)所对;直径所对圆周角为90°是常用构造。
点与圆
d<r在圆内,d=r在圆上,d>r在圆外(d为点到圆心距离,r为半径)
比较点到圆心距离d与半径r的大小。
直线与圆
d>r相离,d=r相切,d<r相交(d为圆心到直线距离,r为半径)
比较圆心到直线距离d与半径r;d=r时相切。
弧长公式
l=(n为圆心角度数,R为半径)
n为圆心角度数(非弧度),R为半径;由圆周长按分得。
扇形面积
S==lR
S==lR;已知弧长时用lR更简便。
【注意】圆心角顶点在圆心;圆周角顶点在圆上且两边都与圆相交,二者不可混淆。
三、考点知识梳理
(一)3.1 圆的相关概念
【知识定位】概念是本章基础,常以选择、填空辨析弦、直径、弧。
【圆、圆心、半径】平面内到一定点的距离等于定长的点的集合叫作圆,定点叫作圆心(centre of circle),定长叫作半径(radius)。以点O为圆心的圆记作“⊙O”。
图1 圆、圆心与半径(⊙O)
【弦与直径】连接圆上任意两点的线段叫作弦(chord);经过圆心的弦叫作直径(diameter),直径是圆中最长的弦。
图2 弦与直径
【弧】圆上任意两点间的曲线段叫作弧(arc),用符号“⌒”表示。直径两个端点把圆分成两条等弧,每条弧叫半圆;大于半圆的弧叫优弧,小于半圆的弧叫劣弧。
图3 弧(半圆、优弧、劣弧)
【圆心角】顶点在圆心的角叫作圆心角(central angle)。圆心相同、半径不等的两个圆叫同心圆,半径相等的两个圆叫等圆。
图4 圆心角
(二)3.2 确定圆的条件
【知识定位】理解过一点、两点可作无数个圆,三点确定圆的条件。
【确定圆】经过一个点、两个已知点都可以画无数个圆;不在同一直线上的三个点确定一个圆。经过三角形三个顶点的圆叫三角形的外接圆,外接圆的圆心(外心)是三边垂直平分线的交点,它到三个顶点的距离相等。
(三)3.3 圆的对称性
【知识定位】对称性推出等圆心角、等弧、等弦关系与垂径定理。
【对称性】圆是中心对称图形,圆心是它的对称中心。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。
【垂径定理】垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的两条弧。过圆心作弦的垂线,垂足即弦的中点,这是构造直角三角形、用勾股定理求弦长与半径的依据。
图5 垂径定理
(四)3.4 圆周角
【知识定位】圆周角定理是角度换算的核心。
【圆周角】顶点在圆上,并且两边都和圆相交的角叫作圆周角(angle in a circular segment)。
图6 圆周角
【圆周角定理】同弧所对的圆周角等于它所对圆心角的一半;直径所对的圆周角是直角(90°)。
(五)3.5 点与圆、直线与圆的位置关系
【知识定位】用距离d与半径r的大小比较判定位置关系。
【点与圆】⊙O半径为r,点P到圆心距离为d:d<r点在圆内,d=r点在圆上,d>r点在圆外。
图7 点与圆的位置关系
【直线与圆】圆心到直线距离为d、半径为r:d>r相离,d=r相切,d<r相交。
图8 直线与圆的三种位置关系
(六)3.6 正多边形与圆
【知识定位】了解正多边形内接于圆,各边所对圆心角相等。
【正多边形】把圆n等分,依次连接各分点得到圆的内接正n边形;正n边形每个中心角为。
(七)3.7 扇形
【知识定位】弧长与扇形面积是计算高频点。
【扇形】一条弧和经过这条弧两端点的两条半径所组成的图形叫作扇形(sector)。
【弧长与面积】半径R、圆心角n°时,弧长l=nπ;扇形面积S=lR。
四、重点知识记忆方法
【记忆口诀】圆心半径定圆面,弦过圆心是直径;三点不共线定圆,外心垂平线交点;垂径垂直平分弦,同弧周角半圆心;直径对出直角角,点线比d和r;弧长nπR比180,扇形
【对比记忆】点与圆、直线与圆的d与r比较如下表。
比较对象
d<r
d=r
d>r
点P与圆
圆内
圆上
圆外
直线与圆
相交
相切
相离
【易混对比】圆心角顶点在圆心,圆周角顶点在圆上且两边都与圆相交;同弧所对圆周角等于圆心角的一半,勿误记为相等,也勿混淆二者顶点位置。
五、解题方法总结
题型1 概念辨析(弦、直径、弧、圆心角、圆周角)
【解题方法】①扣定义:直径必过圆心,圆周角顶点在圆上;②排除“过圆心的线是直径”“弧是半圆”等错误表述。
【数学思想】定义辨析思想:紧扣定义逐条排除,区分直径、弦、弧、圆心角、圆周角。
题型2 垂径定理求弦长、半径
【解题方法】①过圆心作弦的垂线,由垂径定理得垂足平分弦;②连半径构造直角三角形,用勾股定理求半径或弦长一半。
【数学思想】构造(化归)思想:作弦的垂线、连半径构造直角三角形,化归到勾股定理求半径与半弦。
题型3 圆周角与圆心角换算
【解题方法】①同弧圆周角是圆心角一半;②见直径想90°圆周角;③找准同一条弧再换算。
【数学思想】转化思想:在圆周角与圆心角之间相互转化,见直径想90°圆周角。
题型4 弧长、扇形面积计算
【解题方法】①分清圆心角n与半径R;②代入l=nπ、S=;③已知弧长用S=lR更简便。
【数学思想】方程思想:代入弧长、扇形面积公式,列方程反求圆心角、半径或弧长。
六、易错点清单
【清单】逐条对照教材与常见易错情形,先自查再对照下表。
易错点
正确做法
把过圆心的直线误当直径
直径是过圆心的弦(线段),不是直线
混淆圆心角与圆周角顶点位置
圆心角顶点在圆心,圆周角顶点在圆上
同弧圆周角误写成等于圆心角
同弧圆周角等于圆心角的一半
垂径定理漏“垂直”条件
垂直于弦的直径才平分弦及所对弧
弧长公式误带整圆周长
l=nπ,只取n°占比
位置关系d、r比较方向写反
点在圆内d<r,直线相交d<r
七、高频考点速记
①圆是到定点距离等于定长的点的集合;直径是最长的弦。
②不在同一直线上的三点确定一个圆,外心到三顶点距离相等。
③垂径定理:垂直于弦的直径平分弦及所对两条弧。
④同弧圆周角=圆心角的一半;直径所对圆周角=90°。
⑤点与圆、直线与圆都用d与r比较判定。
⑥弧长l=nπ,扇形面积S=lR。
八、学情自测
(一)选择题(共14题)
1.平面内到一定点的距离等于定长的点的集合叫作( )
A.圆 B.弦 C.弧 D.圆心角
2.下列说法正确的是( )
A.弦是直径 B.直径是过圆心的弦 C.过圆心的直线是直径 D.弧是半圆
3.过不在同一直线上的三个点,可以确定的圆的个数是( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.无数个
4.已知⊙O的半径为5,点P到圆心O的距离为3,则点P在( )
A.圆内 B.圆上 C.圆外 D.无法确定
5.如图,点A,B,C在⊙O上,连结AB,AC,OB,OC.若∠BAC=50°,则∠BOC的度数是( )
A.80° B.90° C.100° D.110°
6.同弧所对的圆周角等于它所对圆心角的( )
A.相等 B.一半 C.两倍 D.三分之一
7.直径所对的圆周角是( )
A.锐角 B.钝角 C.直角 D.平角
8.若扇形的弧长是5π,半径是18,则该扇形的圆心角是( )
A.50° B.60° C.100° D.120°
9.垂直于弦的直径( )
A.平分这条弦 B.不平分弦 C.只平分弦的一半 D.平分圆心角
10.已知圆心到某直线的距离d=3,圆的半径r=5,则这条直线与圆( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定
11.圆内接正六边形每个中心角的度数是( )
A.30° B.60° C.90° D.120°
12.半径为6,圆心角为120°的扇形的面积是( )
A.3π B.6π C.9π D.12π
13.如图,已知AB是△ABC外接圆的直径,∠A=35°,则∠B的度数是( )
A.35° B.45° C.55° D.65°
14.如图,四边形ABCD内接于⊙O,,连接BD,若∠ABC=70°,则∠BDC的度数是( )
A.20° B.35° C.55° D.70°
(二)填空题(共2题)
15.AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB于点E,DE=5,那么CD=________.
16.边AB是⊙O内接正六边形的一边,点C在弧AB上,且BC是⊙O内接正八边形的一边,若AC是⊙O内接正n边形的一边,则n=________.
(三)解答题(共2题)
17.往水平放置的圆柱形油槽内装入一些油后,若油面宽AB=80cm,油的最大深度为80cm,求油槽的半径OA。
18.已知扇形的圆心角为120°,半径为6。(1)求该扇形的弧长;(2)求该扇形的面积。
九、参考答案
【选择题】
1.【答案】A
解题步骤:
①平面内到定点距离等于定长的点的集合叫作圆;②故选A。
【知识点睛】圆的定义是到定点距离等于定长的点的集合,定点为圆心、定长为半径。
2.【答案】B
解题步骤:
①直径是过圆心的弦;A弦不一定过圆心,C过圆心的线未必是线段弦,D弧不都是半圆,故选B。
【知识点睛】直径必须同时满足“过圆心”和“是弦(线段)”两个条件。
3.【答案】B
解题步骤:
①不在同一直线上的三点确定一个圆;②故选B。
【知识点睛】三点共线时不能作圆,不共线三点唯一确定一个圆。
4.【答案】A
解题步骤:
①d=3<r=5;②点P在圆内,故选A。
【知识点睛】点P到圆心距离d=3小于半径r=5,故点P在圆内,先算距离再与半径比较。
5.【答案】C
解题步骤:
①∠BAC=50°是弧BC所对的圆周角;②弧BC所对的圆心角∠BOC=2∠BAC=100°;③故选C。
【知识点睛】同弧所对的圆心角等于圆周角的2倍,即∠BOC=2∠BAC。
6.【答案】B
解题步骤:
①同弧所对圆周角等于圆心角的一半;②故选B。
【知识点睛】圆周角定理:同弧圆周角是圆心角的一半,不是相等。
7.【答案】C
解题步骤:
①直径所对的圆周角是90°,即直角;②故选C。
【知识点睛】见直径想直角,直径所对圆周角恒为90°。
8.【答案】A
解题步骤:
①由弧长l=nπ,得5π=nπ×;②解得n=50°,故选A。
【知识点睛】弧长公式反求圆心角,把已知弧长与半径代入l=nπ。
9.【答案】A
解题步骤:
①垂径定理:垂直于弦的直径平分这条弦,并平分所对两条弧;②故选A。
【知识点睛】垂径定理的前提是“垂直于弦”,结论是平分弦及所对弧。
10.【答案】C
解题步骤:
①d=3<r=5;②直线与圆相交,故选C。
【知识点睛】圆心到直线距离小于半径时,直线与圆相交。
11.【答案】B
解题步骤:
①正六边形中心角==60°;②故选B。
【知识点睛】正n边形每个中心角为,正六边形为60°。
12.【答案】D
解题步骤:
①扇形面积公式为S=;②当n=120,R=6时,S=12π;③故选D。
【知识点睛】扇形面积公式S=,注意与弧长公式l=区分。
13.【答案】C
解题步骤:
①AB是△ABC外接圆的直径,∠ACB=90°;②∠B=180°−35°−90°=55°;③故选C。
【知识点睛】直径所对的圆周角是直角,再由三角形内角和定理求另一锐角。
14.【答案】C
解题步骤:
①四边形ABCD内接于⊙O,∠ABC+∠ADC=180°,∠ADC=110°;②⌢AB=⌢BC,则∠ADB=∠BDC;③∠ADC=∠ADB+∠BDC=2∠BDC,故∠BDC=55°;④故选C。
【知识点睛】圆内接四边形对角互补;等弧所对的圆周角相等。
【填空题】
15.【答案】10
解题步骤:
①CD⊥AB于E,由垂径定理E是CD的中点,CE=DE=5;②CD=2×5=10。
【知识点睛】垂直于弦的直径平分弦,故CD=2DE=10。
16.【答案】24
解题步骤:
①正六边形一边所对圆心角∠AOB=360°÷6=60°;②正八边形一边所对圆心角∠BOC=360°÷8=45°;③∠AOC=60°−45°=15°,故n=360°÷15°=24。
【知识点睛】正多边形一边所对圆心角为,先分别求出正六边形、正八边形对应圆心角,相减得AC所对圆心角,再用360°除以该角求边数。
【解答题】
17.【答案】半径OA=50cm
解题步骤:
①过O作OC⊥AB于C,延长CO交圆于D;由垂径定理AC=CB=40cm;
②设半径OA=R,油深80cm,则OC=R−80;在Rt△OAC中,
【知识点睛】垂径定理得半弦长40,连半径用勾股定理列方程求半径。
18.【答案】(1)弧长4π;(2)扇形面积12π
解题步骤:
(1)l=nπ=120π×=4π;
(2)S==120π×=12π(也可用S=lR=×4π×6=12π)。
【知识点睛】先代弧长公式求l,再用S=或S=lR求扇形面积。
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