第三章圆小结与思考(单元小结)》提优特训A·B卷 ·2026-2027学年苏科版九年级数学上册
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内容正文:
数学臻选·2026-2027学年苏科版九年级数学上
《第三章圆小结与思考(单元小结)》提优特训A·B卷
一.特训目标
(
1.系统掌握圆的基本概念、点/直线与圆的位置关系、正多边形与圆的核心定义,构建圆的几何知识体系。
2.熟练运用垂径定理、圆周角定理、切线判定与性质定理,规范完成几何推理、角度与线段推导。
3.掌握圆中常规辅助线作法,能结合图形变换、割补思想解决圆的综合计算、阴影面积问题。
4.熟练掌握弧长、扇形面积、圆锥侧面积计算公式,建立圆的几何计算模型,适配中考综合题型。
)
二.重点难点
(
【重点】
1.
圆的基本性质:垂径定理及推论、圆心角/弧/弦关系、圆周角定理及推论的应用。
2.
位置关系:点与圆、直线与圆的位置关系判定,切线的判定、性质、切线长定理核心应用。
3.
三角形内外心:外接圆(外心)、内切圆(内心)的定义、性质与简单计算。
4.
圆的计算:弧长、扇形面积、圆锥侧面展开图对应关系、阴影面积割补计算。
【难点】
1.
多个圆定理综合嵌套,复杂图形中角度、线段长的推理与计算。
2.
切线证明两类模型(作半径证垂直、作垂直证半径)的精准选用与规范书写。
3.
圆锥侧面展开图等量转化:底面圆周长与扇形弧长的对应关系辨析。
4.
圆内接四边形、动点圆、隐圆问题的综合分析与几何建模。
)
三.知识梳理
【模块1】:圆的基本概念与要素
(一)圆的定义
1.描述性定义(动态定义):
平面内,一条线段绕固定端点旋转一周,另一个端点运动形成的图形叫做圆。固定端点叫圆心O,旋转的线段叫半径r;记作⊙O,读作“圆O”。
如图,在一个平面内,线段OA绕它固定的一个端点O旋转一周,另一个端点A随之旋转所形成的图形叫做圆,固定的端点O叫做圆心,线段OA叫做半径. 以点O为圆心的圆,记作“⊙O”,读作“圆O”.
圆心决定圆的位置,半径决定圆的大小;两个条件缺一不可,只定圆心不能确定圆。
2.集合定义(静态定义):
圆是平面内,到定点(圆心)距离等于定长(半径)的所有点的集合。
3.注意:
⊙O指圆周(一圈曲线),不是内部填充的圆面;圆面是到定点距离小于等于定长的点的集合。
4.同圆、同心圆、等圆
(1)同圆:同一个圆,半径全部相等。
(2)同心圆:圆心相同,半径不相等。
(3)等圆:半径相等的两个圆,圆心位置可以不同;等圆可以经过平移完全重合。
(二)弦与直径
1.弦:
(1)定义:连接圆上任意两点的线段。两端必须都落在圆周上。如图中线段AB,CD;
(2)理解:
①弦是线段,不是曲线,不是直线;有两个端点。
②两个端点必须都在圆周(圆上),一个点在圆心不算弦。
2.直径:
(1)定义:经过圆心的弦。如上图中线段AB.
(2)理解:
①直径属于特殊的弦,也是圆中最长的弦。
②数量关系:直径 D=2r。
重要结论:直径一定是弦,但弦不一定是直径;直径是圆里面最长的弦;半径一端在圆心,另一端在圆上,半径不是弦(弦要求两个端点都在圆上)。
3.关系:
直径一定是弦,弦不一定是直径。直径是圆中通过圆心的特殊弦,也是圆中最长的弦,即直径是弦,但弦不一定是直径.
4.辨析:半径不是弦
半径:一端在圆心,一端在圆上。只有一个端点在圆上,不满足弦“两个端点都在圆上”的条件,所以半径不属于弦。
(三)弧、半圆、优弧、劣弧
1.圆弧(弧):
圆上两点间的曲线部分;以C,D为端点的弧,记作,读作“弧CD”。
2.半圆:
直径两端点分割圆得到的弧,等于圆周长一半;
3.劣弧:
小于半圆的弧,用两个字母表示;如图中的,BC是劣弧.
4.优弧:
大于半圆的弧,必须用三个字母表示;如图中的是优弧.
5.等弧:
在同圆或者等圆中,能够完全互相重合的弧叫做等弧。
【补充说明】:
①半圆是弧,而弧不一定是半圆;
②无特殊说明时,弧指的是劣弧.
③同圆中优弧>半圆>劣弧。
④仅仅弧长相等,不能叫等弧;大小不一样的圆,弧长再长也不可能是等弧。
【模块2】:圆的对称性
(一)圆的两种对称性
1.轴对称性:
圆是轴对称图形,经过圆心的每一条直线都是圆的对称轴,圆有无数条对称轴。
注意:对称轴是直线,直径是线段,不能表述为“直径是圆的对称轴”,正确表述:直径所在直线是圆的对称轴 。
2.中心对称与旋转不变性
(1)旋转不变性
观察下列图形并回答问题
从上面的图形可以看出:圆绕着它的圆心旋转任意角度,都能与原来的圆重合。圆的上述性质称为旋转不变性.
圆绕圆心旋转任意角度,都能与原图形完全重合,是独有的性质。
(2)中心对称:
我们知道:把一个图形绕着某一个点旋转180,如果旋转后的图形能够和原来的图形互相重合,那么这个图形叫做中心对称图形。
由此可见:圆是中心对称图形,圆心是它的对称中心。
(二)垂径定理及其推论
1.垂径定理:
(1)内容:垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的两条弧(优弧、劣弧)。
(2)几何语言:
如图若CD是⊙O直径,AB是⊙O的弦,AB⊥CD,
∵ CD是直径,CD⊥AB于E,
∴ AE=BE,
2.垂径定理的推论:
(1)推论1: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.
(2)推论2:弦的垂直平分线经过圆心,并且平分弦所对的两条弧.
(3)推论3:平分弦所对一条弧的直径垂直平分弦,并且平分弦所对的另一条弧.
五要素知二推三:①过圆心 ②垂直弦 ③平分弦 ④平分弦劣弧 ⑤平分弦优弧;推论特殊限制:平分弦(弦不是直径)的直径,才垂直弦;若弦为直径,两条直径互相平分但不一定垂直。
(三)圆心角、弧、弦的关系
1.圆心角:
(1)定义:顶点在圆心,两边和圆相交的角叫做圆心角。
(2)定理:在同圆或者等圆中,如果两个圆心角、两条弧、两条弦,有一组量相等,那么它们所对应的其余各组量全部相等(知一推二) 。
①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
②在同圆或等圆中,相等的弧所对的圆心角相等,所对的弦相等
③在同圆或等圆中,相等的弦所对的圆心角相等,所对的弧对应相等.
注意:前提条件不能丢,不在同圆、不等圆,结论不成立。
2.弧的度数
弧的度数 = 它所对圆心角的度数。
例:60o圆心角对着60o的弧;90o的弧对应的圆心角是90o。
注意:弧的度数只看圆心角大小,和圆半径大小无关。
3.平行弦小拓展
圆中两条互相平行的弦,所夹的两段弧相等;
如图,若AB‖CD,则
注意:平行弦距离题目要分两种情况:两弦在圆心同侧;两弦在圆心异侧,需要分类计算。
【模块3】确定圆的条件
(一)过已知点作圆的探究
1.经过1个点作圆:
可以作无数个圆。圆心可以是除该点以外平面内任意一点,半径为圆心到该点距离。
【结论】:过一点的圆有无数个,圆心为除该点以外任意一点.半径为圆心到该定点距离。
2.经过2个点作圆:
可作无数个圆,所有圆心都在线段AB的垂直平分线上,半径为圆心到A(或B)的距离。
【原理】:线段垂直平分线上的点,到线段两端点距离相等,满足OA=OB。
【结论】:经过2个点可以作无数个圆。圆心必须在该线段的垂直平分线上;垂直平分线上任意一点都可以作为圆心,圆心到该线段端点的距离为半径。
3.经过三个点作圆
(1)三点共线:无法作出同时经过三点的圆;
经过同一条直线上的三个点不能作圆.原因:两条垂直平分线互相平行,没有交点,找不到圆心,无法画圆。
(2)三点不在同一直线:
【作法】:①连结AB,作线段AB的垂直平分线MN;
②连接AC,作线段AC的垂直平分线EF,交MN于点O;
③以O为圆心,OA为半径作圆.
所以⊙O就是所求作的圆.
通过刚刚的作图过程,∵直线MN和EF只有一个交点O,并且点O到A,B,C三个点的距离相等,∴经过点A,B,C三点可以作一个圆,并且只能作一个圆.
【结论】:不在同一直线三点确定有1个圆(核心定理)。圆心:其中两条线段垂直平分线的交点;半径:交点到任意一个已知点的距离。
【点拨】:命题“三点确定一个圆”是错误,必须带上前提条件“不在同一直线上”。
(二)三角形的外接圆、圆的内接三角形、三角形的外心
1.三角形的外接圆:
用直尺和圆规作一个圆,使它经过 △ABC的三个顶点。
【作法】:
(1)作线段AB的垂直平分线MN;
(2)作线段AC的垂直平分线EF,交MN于点O;(3)连接OB.(4)以O为圆心,OB为半径作圆.
⊙O就是所求作的圆.
【结论】:经过三角形三个顶点的圆叫做三角形的外接圆.任意三角形有且只有1个外接圆;
2.圆的内接三角形:
(1)定义:如果三角形的三个顶点都在同一个圆上,这个三角形就叫做这个圆的内接三角形。
(2)一个圆,有无数个内接三角形。在圆周上任取3个不同的点,连接都可以得到该圆的内接三角形。
3.外心:
(1)定义:三角形外接圆的圆心叫做三角形的外心。外心是三角形三条边的垂直平分线的交点。
(2)作图:只需作任意两条边的垂直平分线,交点就是外心,第三条垂直平分线一定经过该交点。
(3)性质:外心到三角形三个顶点距离相等,即OA=OB=OC,这三条线段都是外接圆半径R。
(4)不同类型三角形外心的位置
分别画一个锐角三角形、直角三角形和钝角三角形,再画出它们的外接圆,观察并叙述各三角形的外心与这个三角形的位置关系。
①锐角三角形 三角形内部 普通计算,多用垂直平分线、勾股定理求
②直角三角形 斜边中点 ,斜边就是外接圆直径
③钝角三角形 三角形外部 外心在最长边外侧
记忆口诀:锐内、直中、钝外。
(三)实际应用:残破圆形物件找圆心
瓷器碎片、破损圆盘复原整圆:在圆弧上任取三个不在同一直线上的点,连接两点作两条线段的垂直平分线,交点即为圆心,圆心到点距离就是半径,即可补全整圆。
(四)拓展:反证法简单理解
证明“同一直线上三点不能作圆”
已知:点A、B、C在直线l上。
求证:过A、B、C三点不能作圆。
证明:假设过在同一直线上的A、B、C三点可以作一个圆,设这个圆的圆心为O。
因为OA=OB(都是圆的半径),所以点O在线段AB的垂直平分线上;同理,OB=OC,点O在线段BC的垂直平分线上。线段AB、BC都在直线l上,它们的垂直平分线都垂直于直线l。于是,过点O可以作出两条不同的直线同时垂直于直线l。与基本公理,过平面内一点,有且只有一条直线与已知直线垂直互相矛盾。∴假设不成立。故:过同一直线上的三点不能作圆。
【归纳】反证法简单步骤:
①假设:假设要证明的结论反过来是正确的;
②推理,推出和公理、定理矛盾;
③说明假设错误,原命题成立。
【模块4】圆周角
(一)圆周角的定义(必考辨析)
1.定义:顶点在圆上,两边都与圆相交的角,叫做圆周角。
如图中∠BA1C,∠BA2C,∠BA3C这样的角,它们的顶点在圆上,并且两边都与圆相交的角叫做圆周角.
2.两个缺一不可条件
(1)顶点必须在圆上;
(2)角的两条边必须与圆有另外交点(两边是圆的弦)。
3.快速排除
(1)顶点在圆内、圆外→不是圆周角
(2)一边相切、一边相交→不是圆周角
(二)圆周角定理(本节核心、必考)
1.定理内容:
在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,且圆周角度数 = 这条弧所对圆心角度数的一半。
2.公式:
圆周角的度数=圆心角
(核心前提:同圆/等圆、同弧/等弧,否则定理不成立。)
(三)圆周角三大黄金推论
推论1:等弧对等角、等角对等弧
同圆或等圆中:弧相等⇔所对圆周角相等
推论2:直径模型
半圆(直径)所对的圆周角是直角(90°)
【口诀】:遇直径,构直角(看到直径,优先连接弦构造Rt△)
推论3:直角返推直径
90°的圆周角所对的弦一定是圆的直径(用于:判定直径、找圆心、确定半圆。)
(四)弧对应两类圆周角(提优难点)
1.劣弧对应:锐角圆周角
2.优弧对应:钝角圆周角
3.重要结论:同一条弦所对的两个圆周角互补(一个优弧、一个劣弧),考试大题、多解填空题必考!
(五)圆心角、圆周角、弧度数关系汇总
1.弧的度数 = 所对圆心角度数
2.圆周角度数 = 对应弧的度数
3.等弧⇔等圆心角⇔等圆周角(同圆等圆)
(六)圆内接四边形
1.圆内接多边形的定义
如果一个多边形的顶点都在同一个圆上,这个多边形叫做圆内接多边形;这个圆叫做这个多边形的外接圆如图,四边形ABCD是0的内接四边形,0是四边形ABCD的外接圆。
2.性质
(1)圆内接四边形性质1:圆内接四边形的对角互补.
如图,四边形ABCD是0的内接四边形,∠D=50°则∠ABC=130°
如图,四边形ABCD是圆内接四边形,E是BC延长线上一点,若∠BAD=105°,则∠DCE=105°。
(2)圆内接四边形性质2:圆内接四边形任意一个外角等于和它相邻的内角的对角.
补充:圆内接四边形的性质是沟通角相等关系的重要依据,在应用此性质时,要注意与圆周角定理结合起来.在应用时要注意是对角,而不是邻角互补.
(七)常用解题辅助线套路
1.看到直径:连端点弦,构造90°直角三角形
2.看到同角、等角:找公共弧、转移角度
3.求未知角:优先转化为同弧圆心角
4.动点角度题:锁定固定弧,角度不变
【模块5】点与圆、直线与圆的位置关系
(一)点与圆的位置关系
1.点和圆的位置关系
点和圆的位置关系有三种:点在圆内,点在圆上,点在圆外.若⊙O的半径为r,点P到圆心O的距离为d,那么:
(1)点P在圆内 d < r ;
(2)点P在圆上 d = r ;
(3)点P在圆外 d >r.
2.圆的集合定义(静态定义)的拓展
若⊙O的半径为r,点P到圆心O的距离为d,那么:
(1)圆内是所有d<r点的集合,
(2)圆上是d=r点的集合,
(3)圆外是d>r点的集合。
3.核心:
点和圆的位置,转化为点到圆心距离和半径大小比较
(二)直线与圆的位置关系
1.相关概念:
(1)相交:直线与圆有两个公共点时,叫做直线与圆相交;
(2)相切:直线与圆有唯一公共点时,叫做直线与圆相切,这条直线叫做圆的切线,这个公共点叫做切点;
(3)相离:直线与圆没有公共点时,叫做直线与圆相离.
2.直线与圆的位置关系的判断
设☉O半径r,圆心到直线垂线段距离d(必须是垂线,斜线段无效),直线与圆的位置关系如下表
位置关系
公共点个数
数量关系
直线名称
相交
2个
d < r
割线
相切
1个
d = r
切线,唯一公共点叫切点
相离
0个
d >r
无专用名称
(三)切线判定与性质
1.切线判定(2种)
(1)定义:直线与圆有唯一公共点;
(2)切线的判定定理:
①定理:经过半径外端,且垂直于这条半径的直线是圆切线(两个条件缺一不可)。
②文字语言: 经过半径的外端点 并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.
③符号语言:
如图,在⊙0中0C是⊙0的半径,直线AB过点C,且 0C⊥AB于点C.
∵ 0C是⊙0的半径,且 0C⊥AB于点C , (注:两个条件缺一不可)
∴ AB是⊙0的切线.
2.切线性质
(1)圆的切线垂直于经过切点的半径;
l
(2)过圆心且垂直切线的直线必经过切点;
(3)过切点且垂直切线的直线必经过圆心。
3.切线证明两大辅助线模型:
(1)已知点在圆上(有公共点):连半径,证垂直,连接圆心和该公共点,证明连线与已知直线垂直。
(2)不知公共点(无明确交点):作垂直,证半径,过圆心向直线作垂线段,证明垂线段长度等于圆半径。
(四)基础拓展--切线长定理
1.切线的画法
用直尺和圆规作出圆外一点的圆的切线的步骤:
(1)连接OP,作线段OP的垂直平分线MN,与OP 交于点C;
(2)以点C为圆心,CO 为半径作圆,与⊙O 相交于A,B两点;
(3)作直线PA,PB,即所求作的切线.
2.切线长
(1)定义:
经过圆外一点的圆的切线上,这点和切点之间线段的长,叫作这点到圆的切线长.
【注意】:切线是直线,不能度量;切线长是切线上一条线段的长,这条线段的两个端点分别是圆外一点和切点,可以度量.
(2)切线长定理:
①内容:
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.
②几何语言:
PA,PB分别切☉O于点A,B
③推理:
推论1:圆心与圆外一点的连线OP垂直平分切点弦AB。
说明:∵PA=PB,OA=OB,→ P、O都在AB的垂直平分线上,所以OP垂直平分AB
推论2:切线夹角与两切点圆心角互补。
如图,PA,PB分别切☉O于点A,B,那么∠APB+∠AOB=180o。
依据:OA⊥PA,OB⊥PB,四边形OAPB内角和360o,两个直角之和180o,剩余两角互补
推论3:圆外切四边形的两组对边之和相等(定理,圆外切四边形性质)
若四边形ABCD是☉O的外切四边形,则AB+CD=AD+BC,这是切线长定理最重要的拓展推论,中考高频考点
推论4:PA,PB分别切☉O于点A,B,那么△PAB是等腰三角形(PA=PB),∠ PAB=∠ PBA。
【补充说明】教材正文没有单独把这几条标注成“推论”,属于由切线长定理推导出来的常用二级结论,中考填空选择可以直接使用,解答大题如果直接用,最好简单书写推导过程。
(五)三角形内切圆
1.定义:
与三角形三边都相切的圆叫内切圆,圆心内心,是三条角平分线交点,永远在三角形内部。
2.性质:
(1)点O到三角形三边的距离相等;
(2)AO,BO,CO分别平分∠BAC,∠ABC,∠BCA;
(3)内心O一定在三角形的内部
3.核心公式:
(1)通用面积公式:S△=(a+b+c)·r(a、b、c三边长,r内切圆半径);
(2)Rt△简化公式:直角边a、b,斜边c,r=;
(六)圆外切四边形
1.定义:
圆外切四边形是指四边都与同一个圆相切的四边形,这个圆叫做四边形的内切圆。
2.性质:
圆外切四边形的两组对边之和相等。
3.推论:
(1)圆外切平行四边形一定是菱形.
(2)圆外切梯形的两腰之和等于上下底之和。
4.判定:
(1)判定1:四边都与同一个圆相切的四边形是圆外切四边形
(2)数量关系判定(考试最常用,计算类题型核心)
凸四边形两组对边之和相等四边形有内切圆(圆外切四边形)
(3)特殊四边形专属判定(推论,快速判断)
①平行四边形
平行四边形为圆外切四边形该平行四边形是菱形
②梯形
梯形为圆外切四边形梯形两腰长度之和 = 上下底长度之和
(4)角平分线判定(证明大题专用)
凸四边形四个内角的角平分线交于同一点,则该四边形是圆外切四边形
①原理:角平分线交点到四条边距离相等,以该距离为半径、交点为圆心作圆,四边均与圆相切;
②辅助证明套路:
a作四边形四个内角平分线,交于一点I;
b过I向四条边作垂线段,证四条垂线段长度相等;
c以I为圆心、垂线段长为半径作圆,四边均切于圆,判定为外切四边形
【模块6】正多边形与圆
(一)正多边形基础定义
1.定义:各边相等,各内角也相等的多边形叫作正多边形.如果一个正多边形有 n (n ≥ 3) 条边,那么这个正多边形叫作正 n 边形.
2.理解:
各边相等,各内角也相等的凸多边形叫正多边形,两个条件缺一不可。
(1)菱形:四边相等,但内角不等,不是正多边形;
(2)矩形:四角相等,但边长不等,不是正多边形。
(二)正多边形与圆的核心关系(核心)
1.圆生成正多边形
将一个圆 n (n ≥ 3) 等分,依次连接各等分点所得到的多边形叫作这个圆的内接正多边形,这个圆是这个正多边形的外接圆,正 n 边形的各顶点 n 等分其外接圆.
2.正多边形生成双圆
(1)任意一个正多边形,有且只有一个外接圆和一个内切圆,两圆圆心重合,称为同心圆。
(2)圆内接正多边形:顶点都在圆上;
圆外切正多边形:各边都与圆相切。
(三)正多边形四大专属概念(必须精准区分)
设正n边形中心为O,边长a
1.中心:正多边形外接圆(内切圆)的圆心。
2.正多边形半径R:外接圆半径(顶点到中心的距离)。
3.中心角:正多边形每一条边所对的圆心角。公式:
4.边心距r:中心到正多边形任意一条边的距离(即内切圆半径,也是正多边形的高)
(四)正多边形万能角度公式(直接秒杀填空选择)
设正多边形边数为n(n≥3且整数)
1. 中心角公式:
2.单个内角:
3.单个外角: ,外角=中心角
4.内角+中心角=180o,(互补)
(五)唯一核心计算模型(大题必考)
连接中心与任意两个相邻顶点,作边心距垂直边长:半径R、边心距r、半边长构成直角三角形,满足:R2=r2+()2
(1)斜边:外接圆半径R
(2)直角边1:边心距r
(3)直角边2:边长的一半
(六)周长与面积公式
1.周长:C=na
2.面积(所有正多边形通用):S=Cr(周长×边心距÷2)
(七)常见特殊正多边形秒杀结论
1. 正四边形(正方形)
(1)中心角:90o
(2)边长、半径、边心距可通过等腰直角三角形快速换算
2. 正六边形(最高频考点)
(1) 中心角:60o
(2)正六边形边长 = 外接圆半径
(3)可分割为6个全等的等边三角形
(4)边心距:r=R
3. 正三角形
(1)中心角120o,
(2)边心距:半径:高=1:2:3
(八)正多边形对称性规律
1. 所有正多边形都是轴对称图形,对称轴条数=边数n。
2. 边数为偶数的正多边形:既是轴对称,又是中心对称图形。
3. 边数为奇数的正多边形:只轴对称,不是中心对称。
(九)尺规作图(教材实验考点)
1. 正四边形:作圆的两条互相垂直直径,顺次连接端点。
2. 正六边形:在圆上依次截取等于半径的弦,六等分圆周。
【模块7】扇形
(一)核心概念
1.弧:圆上任意两点间的部分叫做圆弧,简称弧。弧是曲线,只有长度,没有面积。
2.扇形:由一条弧和经过这条弧两端点的两条半径所围成的封闭图形。
(1)扇形三要素:半径R、圆心角n°、对应弧长l。
(2)扇形是圆的一部分,圆心角占360°的比例 = 弧长占圆周长比例 = 扇形面积占圆面积比例(所有公式的底层原理)。
(二)三大必考公式(核心)
1.弧长公式
圆周长C=2πR,360°对应整圆周长,1°圆心角弧长:,n°圆心角弧长:(n不带单位°)。
适用场景:已知圆心角、半径,求曲线长度;旋转轨迹长度。
2.扇形面积两套公式
(1)角度式面积公式 S扇形=
360o圆心角,对应整个圆的面积πR2 =>1o圆心角对应的扇形面积: => no圆心角对应的扇形面积:S扇形=
(2)弧长关联式面积公式 S扇形=lR
已知弧长公式:,变形得 代入角度面积公式:S扇形=
(三)公式互推与选型技巧
1.给角度优先用:,S扇形=
2.给弧长优先用:S。
3.知二求二:四个量(n、R、l、S),任意已知两个,可求剩余两个。
(四)三类必考图形面积模型
1.弓形面积S弓形=S扇形±S三角形
(1)劣弧弓形(弧<半圆)
S弓形=S扇形-S三角形
(2)优弧弓形(弧>半圆)
S弓形=S扇形+S三角形
2. 常规阴影组合模型
(1)阴影 = 扇形面积 − 三角形面积
(2)阴影 = 大圆/小圆面积 ± 扇形面积
(3)多扇形拼接:等圆心角、等半径扇形可直接合并角度计算
3. 旋转扫过面积(压轴高频)
图形绕定点旋转,扫过区域为环形扇形:扫过面积 = 大扇形面积 − 小扇形面积
(五)重要规律结论(提速秒杀)
1.同圆中:圆心角越大,弧长越长、扇形面积越大。
2.圆心角相等:半径越大,弧长、面积越大。
3.半径相等:圆心角成正比等于弧长、面积之比。
(六)圆锥相关知识
1.圆锥相关概念
(1) 形成:直角三角形绕它的一条直角边旋转一周,所形成的几何体叫做圆锥。
(2)母线:圆锥顶点到底面圆周上任意一点的线段。圆锥所有母线长度都相等
(3)高:圆锥顶点到底面圆心的垂线段
(4)底面半径:圆锥底面圆的半径
(5)母线、半径、高关系的(勾股定理必考)
母线2=半径2+高2
母线是直角三角形斜边,永远最长
2.圆锥展开图
圆锥侧面沿母线剪开 → 扇形,圆锥底面→圆。
(1)扇形半径 = 圆锥母线l
(2)扇形弧长 = 圆锥底面圆周长2πr
3.圆锥侧面积公式(必背)
4、圆锥全面积(表面积)
A卷·基础过关
(时间:60分钟 满分:120分)
一、选择题(共30分)
1.(2025·盐城射阳期末)下列关于圆的说法正确的是( )
A. 弦是直径 B. 半圆是弧 C. 长度相等的弧是等弧 D. 圆只有一条对称轴
2.(2026·盐城建湖月考)已知⊙O半径为5,点P到圆心O距离是4,则点P与⊙O位置关系是( )
A. 点P在圆外 B. 点P在圆上 C. 点P在圆内 D. 无法判断
3.(2025·盐城大丰期中改编)在半径为的圆中,弦的中点为,。则的面积为( )
A.
B.
C.
D.
4.(2026·盐城亭湖一模改编)是同一个圆上依次排列的四个点。已知,下列结论正确的是( )
A.
B.
C.一定是直径
D.
5.(2025·盐城阜宁期末改编)一个正方形的外接圆与内切圆之间的圆环面积为。这个正方形的边长是( )
A.
B.
C.
D.
6.(2026·盐城鹿鸣路初中月考改编)圆半径为,圆内点满足。经过的弦的长度可能是( )
A.
B.
C.
D.
7.(2025·盐城滨海期中改编)A在圆上,在圆外,连接。已知且。直线与圆的位置关系是( )
A.相离
B.相切
C.相交
D.不能确定
8.(2026·盐城康居路集团期中改编).如图P为☉O外一点,PA为☉O的切线,A为切点,PO交☉O于点B,若∠P=30°,OB=3,则线段BP的长为( )
A.3 B.3 C.6 D.9
9.(2025·盐城东台期末改编)如图,在中,,、分别交于点、,为的直径,连接,若,,则阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
10.(2026·盐城二模改编)如图,从一块半径为的圆形铁皮上剪出一个圆心角为的扇形.若将剪下来的扇形围成一个圆锥,则该圆锥的底面圆的半径为( )
A. B. C. D.
二.填空题(共30分)
11.(2025·盐城建湖期末改编)☉O半径为,两条平行弦所在直线的距离为。其中一条弦长为,另一条弦长为________。
12.(2026·盐城射阳月考改编)半径为的半圆直径为,圆心为。点从出发,以每秒个单位长度依次沿、半圆弧、运动,最后回到。当时,已运动的时间为________秒。
13.(2025·盐城亭湖期中改编)圆的直径。点在圆上且不与重合,若,则________。
14.(2026·盐城大丰一模改编)一个圆锥的底面周长为厘米,侧面展开图为圆心角的扇形。这个圆锥的母线长为________厘米。
15.(2025·盐城阜宁期中改编)圆的半径为。弦,点在优弧上,点在劣弧上,且都不与端点重合。则________度。
16.(2026·盐城滨海期末改编)半径为的圆内接等边三角形,每条边到圆心的距离为________。
17.(2025·盐城东台月考改编)圆形纸片半径为厘米。剪出一个以纸片圆心为顶点、圆心角为的扇形,卷成无底圆锥(接缝忽略)。这个圆锥的高为________厘米。
18.(2026·盐城盐都一模改编)如图,原点右边7个单位有一点P,数轴上半径为1的从原点O开始以每秒2个单位的速度向右运动,经过 秒,点P在上
19.(2025·盐城康居路期末改编)如图,点A,B,C在半径长为4的⊙O上,点D,E分别是弦AB,弦BC的中点,连接DE,若弧AB的度数为70°,弧BC的度数为50°,则DE的长度为 __________.
20.(2026·盐城景山中学月考改编)如图所示,圆锥的母线长为4,底面圆半径为2,一只蚂蚁在圆锥表面从点爬到的中点,最短路径长是________cm
三.解答题(共60分)
21.(8分)已知如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=5,AB的中点为点M.
(1)以点C为圆心,4为半径作⊙C,则点A、B、M分别与⊙C有怎样的位置关系?
(2)若以点C为圆心作⊙C,使A、B、M三点中至少有一点在⊙C内,且至少有一点在⊙C外,求⊙C的半径r的取值范围.
22.(8分)如图,有一座圆弧形拱桥,它的跨度AB为30m,拱高PM为9m,当洪水泛滥到跨度只有15m时,就要采取紧急措施,若某次洪水中,拱顶离水面只有2m,即PN=2m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.
23.(10分)(26-27九年级上·江苏·期中)如图,在中,是的直径,C,D是上不同于A,B的两点,,连接.过点C作,垂足为E,直线与交于点F.
(1)求证:是的切线;
(2)当,时,求的长.
24.(10分)如图,在平面直角坐标系内,三个顶点的坐标分别为,,(正方形网格中,每个小正方形的边长都是1个单位长度).
(1)若与关于原点成中心对称,则点的坐标为______;
(2)以坐标原点为旋转中心,将逆时针旋转90°,得到,则点的坐标为______;
(3)求出(2)中线段扫过的面积.
25.(12分)【阅读理解】
如图1,为等边的中心角,将绕点O逆时针旋转一个角度,的两边与三角形的边分别交于点.设等边的面积为S,通过证明可得,则.
【类比探究】
如图2,为正方形的中心角,将绕点O逆时针旋转一个角度,的两边与正方形的边分别交于点.若正方形的面积为S,请用含S的式子表示四边形的面积(写出具体探究过程).
【拓展应用】
如图3,为正六边形的中心角,将绕点O逆时针旋转一个角度,的两边与正六边形的边分别交于点.若四边形面积为,请直接写出正六边形的面积.
26.(12分)阅读理解
【学习心得】
(1)小刚同学在学习完“圆”这一章内容后,感觉到一些几何问题,如果添加辅助圆,运用圆的知识解决,可以使问题变得非常容易.
例如:如图1,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=46°,D是△ABC外一点,且AD=AC,求∠BDC的度数,若以点A为圆心,AB为半径作辅助圆⊙A,则点C、D必在⊙A上,∠BAC是⊙A的圆心角,而∠BDC是圆周角,从而可容易得到∠BDC= 23 °.
【问题解决】
(2)如图2,在四边形ABCD中,∠BAD=∠BCD=90°,∠BDC=28°,求∠BAC的数.
小刚同学认为用添加辅助圆的方法,可以使问题快速解决,他是这样思考的:△ABD的外接圆就是以BD的中点为圆心, BD长为半径的圆;△ACD的外接圆也是以BD的中点为圆心, BD长为半径的圆.这样A、B、C、D四点在同一个圆上,进而可以利用圆周角的性质求出∠BAC的度数,请运用小刚的思路解决这个问题.
【问题拓展】
(3)如图3,在△ABC的三条高AD、BE、CF相交于点H,求证:∠EFC=∠DFC.
B卷·强化提优
(时间:60分钟 满分:120分)
一.选择题(共30分)
1.(2026·盐城二模改编)如图,的直径与弦交于点E,,则下列说法错误的是( )
A. B. C. D.
2.(2025·盐城一模改编)如图,四边形内接于,,连接.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
3.(2026·盐城射阳二模改编)如图,与相切于点,连接并延长交于点,连接.若,则的度数是( )
A. B. C. D.
4.(2025·盐城建湖期末改编)如图,在平面直角坐标系中,点,,,则的外心坐标是( )
A. B. C. D.
5.(2026·盐城大丰一模改编)如图,在扇形中,点在上,连接,,,.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
6.(2025·盐城亭湖二模改编)如图1,筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,彰显了我国古代劳动人民的智慧,点表示筒车的一个盛水桶,如图2,当筒车工作时,盛水桶的运行路径是以轴心为圆心的圆,且圆心在水面上方,若圆被水面截得的弦长为,筒车工作时盛水桶在水面以下的最大深度为,则筒车的直径是( )
A. B. C. D.
7..(2026·盐城阜宁二模改编)如图,A,B,C,D是上的四个点,,,则的度数是( )
A. B. C. D.
8.(2025·盐城滨海期末改编)如图,正方形是由四个边长为2的小正方形拼成的,连接和,分别以为圆心,的长为半径画弧,两弧交于正方形的中心处,图中阴影部分的面积是( )
A.4 B.6 C. D.
9.(2026·盐城东台二模改编)如图,Rt△ABC中,AB⊥BC,AB=6,BC=4,P是△ABC内部的一个动点,且满足∠PAB=∠PBC,则线段CP长的最小值为( ).
A.4 B. C. D. 2
10.(2025·盐城盐都二模改编)如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=5,AD,AB,BC分别与⊙O相切于E,F,G三点,过点D作⊙O的切线交BC于点M,切点为N,则DM的长为( )
A. B. C. D.2
二.填空题(共30分)
11.(2026·盐城二模改编)如图,在平面直角坐标系中,已知点A(0,1)、点B(0,1+t)、C(0,1﹣t)(t>0),点P在以D(3,3)为圆心,1为半径的圆上运动,且始终满足∠BPC=90°,则t的最小值是 .
12.(2025·盐城射阳一模改编)如图,点A,B,C均在6×6的正方形网格格点上,过A,B,C三点的圆除经过A,B,C三点外还能经过的格点数为________个.
13.(2026·盐城建湖二模改编)如图,点,,在上,若,则______度.
14.(2025·盐城大丰期末改编)如图,为的内切圆,切点分别为,已,则的半径为__________.
15.(2026·盐城亭湖二模改编)如图,正五边形内接于,求的度数___ .
16.(2025·盐城阜宁二模改编)如图,用一张半径为的扇形纸板做一个圆锥形帽子(接缝忽略不计),若做成的圆锥形帽子的底面半径为,则该扇形纸板的面积为__________.
17.(2026·盐城滨海一模改编)如图,的弦的延长线相交于点P,, 则的度数为________.
18.(26-27九年级上·江苏常州·期中)如图,是的直径,为上一点,,为圆上一动点,为的中点,连接,若的半径为,则的取值范围是__________.
19.(2026·盐城康居路二模改编)如图,直角三角形ABC中,,将三角形的斜边AB放在定直线L上,将点A按顺时针方向在L上转动两次,转动到的位置,设BC=1,AC=,AB=2,则点A所经过的路线长是____________.
20.(2025·盐城景山中学期末改编)如图,是的内接三角形,将劣弧沿弦折叠后刚好经过弦中点,若,,则的半径为________.
三.解答题(共60分)
21.(8分)如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=3cm,AC=4cm,AD是高线,AE是中线.
(1)以点A为圆心,3cm为半径作⊙A,则点B,D,E,C与⊙A的位置关系怎样?
(2)若以点A为圆心作⊙A,使B,C,D三点中至少有一点在圆内,且至少有一点在圆外,求⊙A的半径r的取值范围.
22.(8分)诗句“君到姑苏见,人家尽枕河”所描绘的就是有东方威尼斯之称的水城苏州.小勇要帮忙船夫计算一艘货船是否能够安全通过一座圆弧形的拱桥,现测得桥下水面AB宽度16m时,拱顶高出水平面4m,货船宽12m,船舱顶部为矩形并高出水面3m.
(1)请你帮助小勇求此圆弧形拱桥的半径;
(2)小勇在解决这个问题时遇到困难,请你判断一下,此货船能顺利通过这座拱桥吗?说说你的理由.
23.(10分)(25-26九年级上·河北邢台·期末)如图1,是等腰三角形,是底边的中点,腰与相切于点.
(1)求证:是的切线;
(2)如图2,与边交于点、点,连接、,作的平分线交于点,连接、.
①求证的形状,并说明理由;
②若,,求弦与劣弧围成的阴影的面积.
24.(8分)将一物体(视为边长为米的正方形)从地面上挪到货车车厢内.如图所示,刚开始点与斜面上的点重合,先将该物体绕点按逆时针方向旋转至正方形的位置,再将其沿方向平移至正方形的位置(此时点与点重合),最后将物体移到车厢平台面上.已知,,过点作于点,米,米.
(1)
求线段的长度;
(2)求在此过程中点运动至点所经过的路程.
25.(12分)如图1,正方形内接于,将线段绕点顺时针旋转得到线段,其中,连接并延长交于点,连接,,过作于点,连接.
(1)如图1,若,,共线,求的值;
(2)试探究的大小与的关系,并说明理由;
(3)当为等腰直角三角形时,求的值.
26.(14分)深入学习
【概念提出】圆心到弦的距离叫做该弦的弦心距.
【数学理解】如图①,在中,AB是弦,,垂足为P,则OP的长是弦AB的弦心距.
(1)若的半径为5,OP的长为3,则AB的长为______.
(2)若的半径确定,下列关于AB的长随着OP的长的变化而变化的结论:
①AB的长随着OP的长的增大而增大;②AB的长随着OP的长的增大而减小;③AB的长与OP的长无关.
其中所有正确结论的序号是______.
【问题解决】
(3)若弦心距等于该弦长的一半,则这条弦所对的圆心角的度数为______°.
(4) 已知如图②给定的线段EF和,点Q是内一定点.过点Q作弦AB,满足,请问这样的弦可以作______条.
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数学臻选·2026-2027学年苏科版九年级数学上
《第三章圆小结与思考(单元小结)》提优特训A·B卷
一.特训目标
(
1.系统掌握圆的基本概念、点/直线与圆的位置关系、正多边形与圆的核心定义,构建圆的几何知识体系。
2.熟练运用垂径定理、圆周角定理、切线判定与性质定理,规范完成几何推理、角度与线段推导。
3.掌握圆中常规辅助线作法,能结合图形变换、割补思想解决圆的综合计算、阴影面积问题。
4.熟练掌握弧长、扇形面积、圆锥侧面积计算公式,建立圆的几何计算模型,适配中考综合题型。
)
二.重点难点
(
【重点】
1.
圆的基本性质:垂径定理及推论、圆心角/弧/弦关系、圆周角定理及推论的应用。
2.
位置关系:点与圆、直线与圆的位置关系判定,切线的判定、性质、切线长定理核心应用。
3.
三角形内外心:外接圆(外心)、内切圆(内心)的定义、性质与简单计算。
4.
圆的计算:弧长、扇形面积、圆锥侧面展开图对应关系、阴影面积割补计算。
【难点】
1.
多个圆定理综合嵌套,复杂图形中角度、线段长的推理与计算。
2.
切线证明两类模型(作半径证垂直、作垂直证半径)的精准选用与规范书写。
3.
圆锥侧面展开图等量转化:底面圆周长与扇形弧长的对应关系辨析。
4.
圆内接四边形、动点圆、隐圆问题的综合分析与几何建模。
)
三.知识梳理
【模块1】:圆的基本概念与要素
(一)圆的定义
1.描述性定义(动态定义):
平面内,一条线段绕固定端点旋转一周,另一个端点运动形成的图形叫做圆。固定端点叫圆心O,旋转的线段叫半径r;记作⊙O,读作“圆O”。
如图,在一个平面内,线段OA绕它固定的一个端点O旋转一周,另一个端点A随之旋转所形成的图形叫做圆,固定的端点O叫做圆心,线段OA叫做半径. 以点O为圆心的圆,记作“⊙O”,读作“圆O”.
圆心决定圆的位置,半径决定圆的大小;两个条件缺一不可,只定圆心不能确定圆。
2.集合定义(静态定义):
圆是平面内,到定点(圆心)距离等于定长(半径)的所有点的集合。
3.注意:
⊙O指圆周(一圈曲线),不是内部填充的圆面;圆面是到定点距离小于等于定长的点的集合。
4.同圆、同心圆、等圆
(1)同圆:同一个圆,半径全部相等。
(2)同心圆:圆心相同,半径不相等。
(3)等圆:半径相等的两个圆,圆心位置可以不同;等圆可以经过平移完全重合。
(二)弦与直径
1.弦:
(1)定义:连接圆上任意两点的线段。两端必须都落在圆周上。如图中线段AB,CD;
(2)理解:
①弦是线段,不是曲线,不是直线;有两个端点。
②两个端点必须都在圆周(圆上),一个点在圆心不算弦。
2.直径:
(1)定义:经过圆心的弦。如上图中线段AB.
(2)理解:
①直径属于特殊的弦,也是圆中最长的弦。
②数量关系:直径 D=2r。
重要结论:直径一定是弦,但弦不一定是直径;直径是圆里面最长的弦;半径一端在圆心,另一端在圆上,半径不是弦(弦要求两个端点都在圆上)。
3.关系:
直径一定是弦,弦不一定是直径。直径是圆中通过圆心的特殊弦,也是圆中最长的弦,即直径是弦,但弦不一定是直径.
4.辨析:半径不是弦
半径:一端在圆心,一端在圆上。只有一个端点在圆上,不满足弦“两个端点都在圆上”的条件,所以半径不属于弦。
(三)弧、半圆、优弧、劣弧
1.圆弧(弧):
圆上两点间的曲线部分;以C,D为端点的弧,记作,读作“弧CD”。
2.半圆:
直径两端点分割圆得到的弧,等于圆周长一半;
3.劣弧:
小于半圆的弧,用两个字母表示;如图中的,BC是劣弧.
4.优弧:
大于半圆的弧,必须用三个字母表示;如图中的是优弧.
5.等弧:
在同圆或者等圆中,能够完全互相重合的弧叫做等弧。
【补充说明】:
①半圆是弧,而弧不一定是半圆;
②无特殊说明时,弧指的是劣弧.
③同圆中优弧>半圆>劣弧。
④仅仅弧长相等,不能叫等弧;大小不一样的圆,弧长再长也不可能是等弧。
【模块2】:圆的对称性
(一)圆的两种对称性
1.轴对称性:
圆是轴对称图形,经过圆心的每一条直线都是圆的对称轴,圆有无数条对称轴。
注意:对称轴是直线,直径是线段,不能表述为“直径是圆的对称轴”,正确表述:直径所在直线是圆的对称轴 。
2.中心对称与旋转不变性
(1)旋转不变性
观察下列图形并回答问题
从上面的图形可以看出:圆绕着它的圆心旋转任意角度,都能与原来的圆重合。圆的上述性质称为旋转不变性.
圆绕圆心旋转任意角度,都能与原图形完全重合,是独有的性质。
(2)中心对称:
我们知道:把一个图形绕着某一个点旋转180,如果旋转后的图形能够和原来的图形互相重合,那么这个图形叫做中心对称图形。
由此可见:圆是中心对称图形,圆心是它的对称中心。
(二)垂径定理及其推论
1.垂径定理:
(1)内容:垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的两条弧(优弧、劣弧)。
(2)几何语言:
如图若CD是⊙O直径,AB是⊙O的弦,AB⊥CD,
∵ CD是直径,CD⊥AB于E,
∴ AE=BE,
2.垂径定理的推论:
(1)推论1: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.
(2)推论2:弦的垂直平分线经过圆心,并且平分弦所对的两条弧.
(3)推论3:平分弦所对一条弧的直径垂直平分弦,并且平分弦所对的另一条弧.
五要素知二推三:①过圆心 ②垂直弦 ③平分弦 ④平分弦劣弧 ⑤平分弦优弧;推论特殊限制:平分弦(弦不是直径)的直径,才垂直弦;若弦为直径,两条直径互相平分但不一定垂直。
(三)圆心角、弧、弦的关系
1.圆心角:
(1)定义:顶点在圆心,两边和圆相交的角叫做圆心角。
(2)定理:在同圆或者等圆中,如果两个圆心角、两条弧、两条弦,有一组量相等,那么它们所对应的其余各组量全部相等(知一推二) 。
①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
②在同圆或等圆中,相等的弧所对的圆心角相等,所对的弦相等
③在同圆或等圆中,相等的弦所对的圆心角相等,所对的弧对应相等.
注意:前提条件不能丢,不在同圆、不等圆,结论不成立。
2.弧的度数
弧的度数 = 它所对圆心角的度数。
例:60o圆心角对着60o的弧;90o的弧对应的圆心角是90o。
注意:弧的度数只看圆心角大小,和圆半径大小无关。
3.平行弦小拓展
圆中两条互相平行的弦,所夹的两段弧相等;
如图,若AB‖CD,则
注意:平行弦距离题目要分两种情况:两弦在圆心同侧;两弦在圆心异侧,需要分类计算。
【模块3】确定圆的条件
(一)过已知点作圆的探究
1.经过1个点作圆:
可以作无数个圆。圆心可以是除该点以外平面内任意一点,半径为圆心到该点距离。
【结论】:过一点的圆有无数个,圆心为除该点以外任意一点.半径为圆心到该定点距离。
2.经过2个点作圆:
可作无数个圆,所有圆心都在线段AB的垂直平分线上,半径为圆心到A(或B)的距离。
【原理】:线段垂直平分线上的点,到线段两端点距离相等,满足OA=OB。
【结论】:经过2个点可以作无数个圆。圆心必须在该线段的垂直平分线上;垂直平分线上任意一点都可以作为圆心,圆心到该线段端点的距离为半径。
3.经过三个点作圆
(1)三点共线:无法作出同时经过三点的圆;
经过同一条直线上的三个点不能作圆.原因:两条垂直平分线互相平行,没有交点,找不到圆心,无法画圆。
(2)三点不在同一直线:
【作法】:①连结AB,作线段AB的垂直平分线MN;
②连接AC,作线段AC的垂直平分线EF,交MN于点O;
③以O为圆心,OA为半径作圆.
所以⊙O就是所求作的圆.
通过刚刚的作图过程,∵直线MN和EF只有一个交点O,并且点O到A,B,C三个点的距离相等,∴经过点A,B,C三点可以作一个圆,并且只能作一个圆.
【结论】:不在同一直线三点确定有1个圆(核心定理)。圆心:其中两条线段垂直平分线的交点;半径:交点到任意一个已知点的距离。
【点拨】:命题“三点确定一个圆”是错误,必须带上前提条件“不在同一直线上”。
(二)三角形的外接圆、圆的内接三角形、三角形的外心
1.三角形的外接圆:
用直尺和圆规作一个圆,使它经过 △ABC的三个顶点。
【作法】:
(1)作线段AB的垂直平分线MN;
(2)作线段AC的垂直平分线EF,交MN于点O;(3)连接OB.(4)以O为圆心,OB为半径作圆.
⊙O就是所求作的圆.
【结论】:经过三角形三个顶点的圆叫做三角形的外接圆.任意三角形有且只有1个外接圆;
2.圆的内接三角形:
(1)定义:如果三角形的三个顶点都在同一个圆上,这个三角形就叫做这个圆的内接三角形。
(2)一个圆,有无数个内接三角形。在圆周上任取3个不同的点,连接都可以得到该圆的内接三角形。
3.外心:
(1)定义:三角形外接圆的圆心叫做三角形的外心。外心是三角形三条边的垂直平分线的交点。
(2)作图:只需作任意两条边的垂直平分线,交点就是外心,第三条垂直平分线一定经过该交点。
(3)性质:外心到三角形三个顶点距离相等,即OA=OB=OC,这三条线段都是外接圆半径R。
(4)不同类型三角形外心的位置
分别画一个锐角三角形、直角三角形和钝角三角形,再画出它们的外接圆,观察并叙述各三角形的外心与这个三角形的位置关系。
①锐角三角形 三角形内部 普通计算,多用垂直平分线、勾股定理求
②直角三角形 斜边中点 ,斜边就是外接圆直径
③钝角三角形 三角形外部 外心在最长边外侧
记忆口诀:锐内、直中、钝外。
(三)实际应用:残破圆形物件找圆心
瓷器碎片、破损圆盘复原整圆:在圆弧上任取三个不在同一直线上的点,连接两点作两条线段的垂直平分线,交点即为圆心,圆心到点距离就是半径,即可补全整圆。
(四)拓展:反证法简单理解
证明“同一直线上三点不能作圆”
已知:点A、B、C在直线l上。
求证:过A、B、C三点不能作圆。
证明:假设过在同一直线上的A、B、C三点可以作一个圆,设这个圆的圆心为O。
因为OA=OB(都是圆的半径),所以点O在线段AB的垂直平分线上;同理,OB=OC,点O在线段BC的垂直平分线上。线段AB、BC都在直线l上,它们的垂直平分线都垂直于直线l。于是,过点O可以作出两条不同的直线同时垂直于直线l。与基本公理,过平面内一点,有且只有一条直线与已知直线垂直互相矛盾。∴假设不成立。故:过同一直线上的三点不能作圆。
【归纳】反证法简单步骤:
①假设:假设要证明的结论反过来是正确的;
②推理,推出和公理、定理矛盾;
③说明假设错误,原命题成立。
【模块4】圆周角
(一)圆周角的定义(必考辨析)
1.定义:顶点在圆上,两边都与圆相交的角,叫做圆周角。
如图中∠BA1C,∠BA2C,∠BA3C这样的角,它们的顶点在圆上,并且两边都与圆相交的角叫做圆周角.
2.两个缺一不可条件
(1)顶点必须在圆上;
(2)角的两条边必须与圆有另外交点(两边是圆的弦)。
3.快速排除
(1)顶点在圆内、圆外→不是圆周角
(2)一边相切、一边相交→不是圆周角
(二)圆周角定理(本节核心、必考)
1.定理内容:
在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,且圆周角度数 = 这条弧所对圆心角度数的一半。
2.公式:
圆周角的度数=圆心角
(核心前提:同圆/等圆、同弧/等弧,否则定理不成立。)
(三)圆周角三大黄金推论
推论1:等弧对等角、等角对等弧
同圆或等圆中:弧相等⇔所对圆周角相等
推论2:直径模型
半圆(直径)所对的圆周角是直角(90°)
【口诀】:遇直径,构直角(看到直径,优先连接弦构造Rt△)
推论3:直角返推直径
90°的圆周角所对的弦一定是圆的直径(用于:判定直径、找圆心、确定半圆。)
(四)弧对应两类圆周角(提优难点)
1.劣弧对应:锐角圆周角
2.优弧对应:钝角圆周角
3.重要结论:同一条弦所对的两个圆周角互补(一个优弧、一个劣弧),考试大题、多解填空题必考!
(五)圆心角、圆周角、弧度数关系汇总
1.弧的度数 = 所对圆心角度数
2.圆周角度数 = 对应弧的度数
3.等弧⇔等圆心角⇔等圆周角(同圆等圆)
(六)圆内接四边形
1.圆内接多边形的定义
如果一个多边形的顶点都在同一个圆上,这个多边形叫做圆内接多边形;这个圆叫做这个多边形的外接圆如图,四边形ABCD是0的内接四边形,0是四边形ABCD的外接圆。
2.性质
(1)圆内接四边形性质1:圆内接四边形的对角互补.
如图,四边形ABCD是0的内接四边形,∠D=50°则∠ABC=130°
如图,四边形ABCD是圆内接四边形,E是BC延长线上一点,若∠BAD=105°,则∠DCE=105°。
(2)圆内接四边形性质2:圆内接四边形任意一个外角等于和它相邻的内角的对角.
补充:圆内接四边形的性质是沟通角相等关系的重要依据,在应用此性质时,要注意与圆周角定理结合起来.在应用时要注意是对角,而不是邻角互补.
(七)常用解题辅助线套路
1.看到直径:连端点弦,构造90°直角三角形
2.看到同角、等角:找公共弧、转移角度
3.求未知角:优先转化为同弧圆心角
4.动点角度题:锁定固定弧,角度不变
【模块5】点与圆、直线与圆的位置关系
(一)点与圆的位置关系
1.点和圆的位置关系
点和圆的位置关系有三种:点在圆内,点在圆上,点在圆外.若⊙O的半径为r,点P到圆心O的距离为d,那么:
(1)点P在圆内 d < r ;
(2)点P在圆上 d = r ;
(3)点P在圆外 d >r.
2.圆的集合定义(静态定义)的拓展
若⊙O的半径为r,点P到圆心O的距离为d,那么:
(1)圆内是所有d<r点的集合,
(2)圆上是d=r点的集合,
(3)圆外是d>r点的集合。
3.核心:
点和圆的位置,转化为点到圆心距离和半径大小比较
(二)直线与圆的位置关系
1.相关概念:
(1)相交:直线与圆有两个公共点时,叫做直线与圆相交;
(2)相切:直线与圆有唯一公共点时,叫做直线与圆相切,这条直线叫做圆的切线,这个公共点叫做切点;
(3)相离:直线与圆没有公共点时,叫做直线与圆相离.
2.直线与圆的位置关系的判断
设☉O半径r,圆心到直线垂线段距离d(必须是垂线,斜线段无效),直线与圆的位置关系如下表
位置关系
公共点个数
数量关系
直线名称
相交
2个
d < r
割线
相切
1个
d = r
切线,唯一公共点叫切点
相离
0个
d >r
无专用名称
(三)切线判定与性质
1.切线判定(2种)
(1)定义:直线与圆有唯一公共点;
(2)切线的判定定理:
①定理:经过半径外端,且垂直于这条半径的直线是圆切线(两个条件缺一不可)。
②文字语言: 经过半径的外端点 并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.
③符号语言:
如图,在⊙0中0C是⊙0的半径,直线AB过点C,且 0C⊥AB于点C.
∵ 0C是⊙0的半径,且 0C⊥AB于点C , (注:两个条件缺一不可)
∴ AB是⊙0的切线.
2.切线性质
(1)圆的切线垂直于经过切点的半径;
l
(2)过圆心且垂直切线的直线必经过切点;
(3)过切点且垂直切线的直线必经过圆心。
3.切线证明两大辅助线模型:
(1)已知点在圆上(有公共点):连半径,证垂直,连接圆心和该公共点,证明连线与已知直线垂直。
(2)不知公共点(无明确交点):作垂直,证半径,过圆心向直线作垂线段,证明垂线段长度等于圆半径。
(四)基础拓展--切线长定理
1.切线的画法
用直尺和圆规作出圆外一点的圆的切线的步骤:
(1)连接OP,作线段OP的垂直平分线MN,与OP 交于点C;
(2)以点C为圆心,CO 为半径作圆,与⊙O 相交于A,B两点;
(3)作直线PA,PB,即所求作的切线.
2.切线长
(1)定义:
经过圆外一点的圆的切线上,这点和切点之间线段的长,叫作这点到圆的切线长.
【注意】:切线是直线,不能度量;切线长是切线上一条线段的长,这条线段的两个端点分别是圆外一点和切点,可以度量.
(2)切线长定理:
①内容:
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.
②几何语言:
PA,PB分别切☉O于点A,B
③推理:
推论1:圆心与圆外一点的连线OP垂直平分切点弦AB。
说明:∵PA=PB,OA=OB,→ P、O都在AB的垂直平分线上,所以OP垂直平分AB
推论2:切线夹角与两切点圆心角互补。
如图,PA,PB分别切☉O于点A,B,那么∠APB+∠AOB=180o。
依据:OA⊥PA,OB⊥PB,四边形OAPB内角和360o,两个直角之和180o,剩余两角互补
推论3:圆外切四边形的两组对边之和相等(定理,圆外切四边形性质)
若四边形ABCD是☉O的外切四边形,则AB+CD=AD+BC,这是切线长定理最重要的拓展推论,中考高频考点
推论4:PA,PB分别切☉O于点A,B,那么△PAB是等腰三角形(PA=PB),∠ PAB=∠ PBA。
【补充说明】教材正文没有单独把这几条标注成“推论”,属于由切线长定理推导出来的常用二级结论,中考填空选择可以直接使用,解答大题如果直接用,最好简单书写推导过程。
(五)三角形内切圆
1.定义:
与三角形三边都相切的圆叫内切圆,圆心内心,是三条角平分线交点,永远在三角形内部。
2.性质:
(1)点O到三角形三边的距离相等;
(2)AO,BO,CO分别平分∠BAC,∠ABC,∠BCA;
(3)内心O一定在三角形的内部
3.核心公式:
(1)通用面积公式:S△=(a+b+c)·r(a、b、c三边长,r内切圆半径);
(2)Rt△简化公式:直角边a、b,斜边c,r=;
(六)圆外切四边形
1.定义:
圆外切四边形是指四边都与同一个圆相切的四边形,这个圆叫做四边形的内切圆。
2.性质:
圆外切四边形的两组对边之和相等。
3.推论:
(1)圆外切平行四边形一定是菱形.
(2)圆外切梯形的两腰之和等于上下底之和。
4.判定:
(1)判定1:四边都与同一个圆相切的四边形是圆外切四边形
(2)数量关系判定(考试最常用,计算类题型核心)
凸四边形两组对边之和相等四边形有内切圆(圆外切四边形)
(3)特殊四边形专属判定(推论,快速判断)
①平行四边形
平行四边形为圆外切四边形该平行四边形是菱形
②梯形
梯形为圆外切四边形梯形两腰长度之和 = 上下底长度之和
(4)角平分线判定(证明大题专用)
凸四边形四个内角的角平分线交于同一点,则该四边形是圆外切四边形
①原理:角平分线交点到四条边距离相等,以该距离为半径、交点为圆心作圆,四边均与圆相切;
②辅助证明套路:
a作四边形四个内角平分线,交于一点I;
b过I向四条边作垂线段,证四条垂线段长度相等;
c以I为圆心、垂线段长为半径作圆,四边均切于圆,判定为外切四边形
【模块6】正多边形与圆
(一)正多边形基础定义
1.定义:各边相等,各内角也相等的多边形叫作正多边形.如果一个正多边形有 n (n ≥ 3) 条边,那么这个正多边形叫作正 n 边形.
2.理解:
各边相等,各内角也相等的凸多边形叫正多边形,两个条件缺一不可。
(1)菱形:四边相等,但内角不等,不是正多边形;
(2)矩形:四角相等,但边长不等,不是正多边形。
(二)正多边形与圆的核心关系(核心)
1.圆生成正多边形
将一个圆 n (n ≥ 3) 等分,依次连接各等分点所得到的多边形叫作这个圆的内接正多边形,这个圆是这个正多边形的外接圆,正 n 边形的各顶点 n 等分其外接圆.
2.正多边形生成双圆
(1)任意一个正多边形,有且只有一个外接圆和一个内切圆,两圆圆心重合,称为同心圆。
(2)圆内接正多边形:顶点都在圆上;
圆外切正多边形:各边都与圆相切。
(三)正多边形四大专属概念(必须精准区分)
设正n边形中心为O,边长a
1.中心:正多边形外接圆(内切圆)的圆心。
2.正多边形半径R:外接圆半径(顶点到中心的距离)。
3.中心角:正多边形每一条边所对的圆心角。公式:
4.边心距r:中心到正多边形任意一条边的距离(即内切圆半径,也是正多边形的高)
(四)正多边形万能角度公式(直接秒杀填空选择)
设正多边形边数为n(n≥3且整数)
1. 中心角公式:
2.单个内角:
3.单个外角: ,外角=中心角
4.内角+中心角=180o,(互补)
(五)唯一核心计算模型(大题必考)
连接中心与任意两个相邻顶点,作边心距垂直边长:半径R、边心距r、半边长构成直角三角形,满足:R2=r2+()2
(1)斜边:外接圆半径R
(2)直角边1:边心距r
(3)直角边2:边长的一半
(六)周长与面积公式
1.周长:C=na
2.面积(所有正多边形通用):S=Cr(周长×边心距÷2)
(七)常见特殊正多边形秒杀结论
1. 正四边形(正方形)
(1)中心角:90o
(2)边长、半径、边心距可通过等腰直角三角形快速换算
2. 正六边形(最高频考点)
(1) 中心角:60o
(2)正六边形边长 = 外接圆半径
(3)可分割为6个全等的等边三角形
(4)边心距:r=R
3. 正三角形
(1)中心角120o,
(2)边心距:半径:高=1:2:3
(八)正多边形对称性规律
1. 所有正多边形都是轴对称图形,对称轴条数=边数n。
2. 边数为偶数的正多边形:既是轴对称,又是中心对称图形。
3. 边数为奇数的正多边形:只轴对称,不是中心对称。
(九)尺规作图(教材实验考点)
1. 正四边形:作圆的两条互相垂直直径,顺次连接端点。
2. 正六边形:在圆上依次截取等于半径的弦,六等分圆周。
【模块7】扇形
(一)核心概念
1.弧:圆上任意两点间的部分叫做圆弧,简称弧。弧是曲线,只有长度,没有面积。
2.扇形:由一条弧和经过这条弧两端点的两条半径所围成的封闭图形。
(1)扇形三要素:半径R、圆心角n°、对应弧长l。
(2)扇形是圆的一部分,圆心角占360°的比例 = 弧长占圆周长比例 = 扇形面积占圆面积比例(所有公式的底层原理)。
(二)三大必考公式(核心)
1.弧长公式
圆周长C=2πR,360°对应整圆周长,1°圆心角弧长:,n°圆心角弧长:(n不带单位°)。
适用场景:已知圆心角、半径,求曲线长度;旋转轨迹长度。
2.扇形面积两套公式
(1)角度式面积公式 S扇形=
360o圆心角,对应整个圆的面积πR2 =>1o圆心角对应的扇形面积: => no圆心角对应的扇形面积:S扇形=
(2)弧长关联式面积公式 S扇形=lR
已知弧长公式:,变形得 代入角度面积公式:S扇形=
(三)公式互推与选型技巧
1.给角度优先用:,S扇形=
2.给弧长优先用:S。
3.知二求二:四个量(n、R、l、S),任意已知两个,可求剩余两个。
(四)三类必考图形面积模型
1.弓形面积S弓形=S扇形±S三角形
(1)劣弧弓形(弧<半圆)
S弓形=S扇形-S三角形
(2)优弧弓形(弧>半圆)
S弓形=S扇形+S三角形
2. 常规阴影组合模型
(1)阴影 = 扇形面积 − 三角形面积
(2)阴影 = 大圆/小圆面积 ± 扇形面积
(3)多扇形拼接:等圆心角、等半径扇形可直接合并角度计算
3. 旋转扫过面积(压轴高频)
图形绕定点旋转,扫过区域为环形扇形:扫过面积 = 大扇形面积 − 小扇形面积
(五)重要规律结论(提速秒杀)
1.同圆中:圆心角越大,弧长越长、扇形面积越大。
2.圆心角相等:半径越大,弧长、面积越大。
3.半径相等:圆心角成正比等于弧长、面积之比。
(六)圆锥相关知识
1.圆锥相关概念
(1) 形成:直角三角形绕它的一条直角边旋转一周,所形成的几何体叫做圆锥。
(2)母线:圆锥顶点到底面圆周上任意一点的线段。圆锥所有母线长度都相等
(3)高:圆锥顶点到底面圆心的垂线段
(4)底面半径:圆锥底面圆的半径
(5)母线、半径、高关系的(勾股定理必考)
母线2=半径2+高2
母线是直角三角形斜边,永远最长
2.圆锥展开图
圆锥侧面沿母线剪开 → 扇形,圆锥底面→圆。
(1)扇形半径 = 圆锥母线l
(2)扇形弧长 = 圆锥底面圆周长2πr
3.圆锥侧面积公式(必背)
4、圆锥全面积(表面积)
A卷·基础过关
(时间:60分钟 满分:120分)
一、选择题(共30分)
1.(2025·盐城射阳期末)下列关于圆的说法正确的是( )
A. 弦是直径 B. 半圆是弧 C. 长度相等的弧是等弧 D. 圆只有一条对称轴
【答案】:B
【解析】:直径是弦,但弦不一定是直径;等弧要求同圆或等圆中能够完全重合;圆有无数条对称轴。
2.(2026·盐城建湖月考)已知⊙O半径为5,点P到圆心O距离是4,则点P与⊙O位置关系是( )
A. 点P在圆外 B. 点P在圆上 C. 点P在圆内 D. 无法判断
【答案】:C
【解析】:d=4<r=5,点在圆内。
3.(2025·盐城大丰期中改编)在半径为的圆中,弦的中点为,。则的面积为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】,且。由勾股定理得,所以,
4.(2026·盐城亭湖一模改编)是同一个圆上依次排列的四个点。已知,下列结论正确的是( )
A.
B.
C.一定是直径
D.
【答案】A
【解析】内接四边形的对角互补,故,得,。由这些条件不能确定邻边相等或某条对角线为直径。
5.(2025·盐城阜宁期末改编)一个正方形的外接圆与内切圆之间的圆环面积为。这个正方形的边长是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】设边长为,内切圆半径为,外接圆半径为。圆环面积为,得
6.(2026·盐城鹿鸣路初中月考改编)圆半径为,圆内点满足。经过的弦的长度可能是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】圆心到这条弦所在直线的距离满足,半弦长为,故弦长在内。四个选项中只有在范围内。
7.(2025·盐城滨海期中改编)A在圆上,在圆外,连接。已知且。直线与圆的位置关系是( )
A.相离
B.相切
C.相交
D.不能确定
【答案】B
【解析】,所以。直线垂直于过圆上点的半径,因此相切。
8.(2026·盐城康居路集团期中改编).如图P为☉O外一点,PA为☉O的切线,A为切点,PO交☉O于点B,若∠P=30°,OB=3,则线段BP的长为( )
A.3 B.3 C.6 D.9
【答案】:A
【解析】:如图,连接OA.∵PA为☉O的切线,A为切点,∴∠OAP=90°.∵OB=3,∴OA=3.∵∠P=30°,∴OP=6,∴BP=6-3=3.故选A.
9.(2025·盐城东台期末改编)如图,在中,,、分别交于点、,为的直径,连接,若,,则阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】连接,∵为的直径,∴,∵在中,,∴是的中线,∵是的中点,∴是的中位线,∴,∴,∴阴影部分的面积,∵,∴,∵四边形是圆的内接四边形,∴,∵,∴,∴,∵,∴,∴阴影部分的面积.
10.(2026·盐城二模改编)如图,从一块半径为的圆形铁皮上剪出一个圆心角为的扇形.若将剪下来的扇形围成一个圆锥,则该圆锥的底面圆的半径为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】扇形的长为:,∵扇形的弧长相当于围成圆锥的底面周长,设围成圆锥的底面半径为,∴解得:.
二.填空题(共30分)
11.(2025·盐城建湖期末改编)☉O半径为,两条平行弦所在直线的距离为。其中一条弦长为,另一条弦长为________。
【答案】
【解析】长为的弦到圆心距离为。两弦若在圆心同侧,它们之间距离小于,不可能为。故在异侧,另一弦到圆心距离为,弦长为。
12.(2026·盐城射阳月考改编)半径为的半圆直径为,圆心为。点从出发,以每秒个单位长度依次沿、半圆弧、运动,最后回到。当时,已运动的时间为________秒。
【答案】或
【解析】在上首次满足条件用时秒;沿半圆弧时恒有;回程上满足条件时已走个单位长度。
13.(2025·盐城亭湖期中改编)圆的直径。点在圆上且不与重合,若,则________。
【答案】
【解析】直径所对的圆周角为直角,所以。由得,故乘积为。
14.(2026·盐城大丰一模改编)一个圆锥的底面周长为厘米,侧面展开图为圆心角的扇形。这个圆锥的母线长为________厘米。
【答案】
【解析】底面周长等于扇形弧长,故,解得。
15.(2025·盐城阜宁期中改编)圆的半径为。弦,点在优弧上,点在劣弧上,且都不与端点重合。则________度。
【答案】
【解析】,所以。优弧上的圆周角,劣弧上的圆周角,两者之差为。
16.(2026·盐城滨海期末改编)半径为的圆内接等边三角形,每条边到圆心的距离为________。
【答案】
【解析】圆心到边的垂线平分该边及其所对圆心角;顶角为的等腰三角形被分为两个含角的直角三角形。圆心到边的距离等于半径的一半,为。
【易错提醒】等边三角形外接圆半径是内切圆半径的两倍。
17.(2025·盐城东台月考改编)圆形纸片半径为厘米。剪出一个以纸片圆心为顶点、圆心角为的扇形,卷成无底圆锥(接缝忽略)。这个圆锥的高为________厘米。
【答案】
【分析】圆锥展开与轴截面勾股关系。扇形半径与圆锥高不能混淆。
【详解】展开扇形半径为母线,弧长为,故底面半径为。由勾股定理,圆锥高为。
18.(2026·盐城盐都一模改编)如图,原点右边7个单位有一点P,数轴上半径为1的从原点O开始以每秒2个单位的速度向右运动,经过 秒,点P在上
【答案】或
【解析】当第一次点在圆上时,秒,当第二次点在圆上时,秒,综上所述,经过或秒,点P在上,故答案为:或.
19.(2025·盐城康居路期末改编)如图,点A,B,C在半径长为4的⊙O上,点D,E分别是弦AB,弦BC的中点,连接DE,若弧AB的度数为70°,弧BC的度数为50°,则DE的长度为 __________.
【答案】2
【解析】连接OA,OC,AC,作OF⊥AC于点F,∵弧AB的度数为70°,弧BC的度数为50°,∴∠AOC=120°,∵OA=OC,∴∠OCA=∠OAC=30°,AC=2CF=2AF,∵OC=4,∴OF=OC=2,∴CF=OF=2,∴AC=4,∵点D,E分别是弦AB,弦BC的中点,∴DE是△ABC的中位线,∴DE=AC=2.
20.(2026·盐城景山中学月考改编)如图所示,圆锥的母线长为4,底面圆半径为2,一只蚂蚁在圆锥表面从点爬到的中点,最短路径长是________cm
【答案】
【解析】∵底面圆半径为2,底面周长为,圆锥的侧面展开图是一个扇形,设该扇形圆心角为,根据题意有:,解得:,如图,∴,且为最短路径.圆锥的母线长为,,∴,故最短路径长是.故选:D.
三.解答题(共60分)
21.(8分)已知如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=5,AB的中点为点M.
(1)以点C为圆心,4为半径作⊙C,则点A、B、M分别与⊙C有怎样的位置关系?
(2)若以点C为圆心作⊙C,使A、B、M三点中至少有一点在⊙C内,且至少有一点在⊙C外,求⊙C的半径r的取值范围.
解:(1)∵在△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=5,AB的中点为点M,∴AB===,CM=AB=,∵以点C为圆心,4为半径作⊙C,∴AC=4,则A在圆上,CM=<4,则M在圆内,BC=5>4,则B在圆外;
(2) 以点C为圆心作⊙C,使A、B、M三点中至少有一点在⊙C内时,r>,当至少有一点在⊙C外时,r<5,故⊙C的半径r的取值范围为:<r<5.
22.(8分)如图,有一座圆弧形拱桥,它的跨度AB为30m,拱高PM为9m,当洪水泛滥到跨度只有15m时,就要采取紧急措施,若某次洪水中,拱顶离水面只有2m,即PN=2m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.
解:(1)设圆弧所在圆的圆心为O,连接OA、OA′,设半径为xm,则OA=OA′=OP,
由垂径定理可知AM=BM,A′N=B′N,∵AB=30m,∴AM=AB=15(m),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17m;
(2)∵OP=17m,∴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米>15m,
∴不需要采取紧急措施.
23.(10分)(26-27九年级上·江苏·期中)如图,在中,是的直径,C,D是上不同于A,B的两点,,连接.过点C作,垂足为E,直线与交于点F.
(1)求证:是的切线;
(2)当,时,求的长.
解:(1)证明:连接,
,,又,,又,,,,,,,又为的半径,为的切线;
(2)解:连接,如图所示:
是直径,,,,,,,,.
24.(10分)如图,在平面直角坐标系内,三个顶点的坐标分别为,,(正方形网格中,每个小正方形的边长都是1个单位长度).
(1)若与关于原点成中心对称,则点的坐标为______;
(2)以坐标原点为旋转中心,将逆时针旋转90°,得到,则点的坐标为______;
(3)求出(2)中线段扫过的面积.
解:(1)∵与关于原点成中心对称,,∴点的坐标为.故答案为:;
(2)如图,即为所求,点的坐标为.故答案为:;
(3)∵,,∴线段扫过的面积=扇形的面积-扇形的面积.
25.(12分)【阅读理解】
如图1,为等边的中心角,将绕点O逆时针旋转一个角度,的两边与三角形的边分别交于点.设等边的面积为S,通过证明可得,则.
【类比探究】
如图2,为正方形的中心角,将绕点O逆时针旋转一个角度,的两边与正方形的边分别交于点.若正方形的面积为S,请用含S的式子表示四边形的面积(写出具体探究过程).
【拓展应用】
如图3,为正六边形的中心角,将绕点O逆时针旋转一个角度,的两边与正六边形的边分别交于点.若四边形面积为,请直接写出正六边形的面积.
解:类比探究:如图2,∵为正方形的中心角,∴OB=OC,∠OBM=∠OCN=45°,
∵绕点O逆时针旋转一个角度,的两边与正方形的边 分别交于点∴∠BOM=∠CON,∴△BOM≌△CON,
∴.
拓展应用:如图3,∵为正六边形EF的中心角,
∴OB=OC,∠OBM=∠OCN=60°,∵绕点O逆时针旋转一个角度,的两边与正方形的边 分别交于点∴∠BOM=∠CON,∴△BOM≌△CON,
∴.
∵四边形面积为,∴正六边形的面积为6.
26.(12分)阅读理解
【学习心得】
(1)小刚同学在学习完“圆”这一章内容后,感觉到一些几何问题,如果添加辅助圆,运用圆的知识解决,可以使问题变得非常容易.
例如:如图1,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=46°,D是△ABC外一点,且AD=AC,求∠BDC的度数,若以点A为圆心,AB为半径作辅助圆⊙A,则点C、D必在⊙A上,∠BAC是⊙A的圆心角,而∠BDC是圆周角,从而可容易得到∠BDC= 23 °.
【问题解决】
(2)如图2,在四边形ABCD中,∠BAD=∠BCD=90°,∠BDC=28°,求∠BAC的数.
小刚同学认为用添加辅助圆的方法,可以使问题快速解决,他是这样思考的:△ABD的外接圆就是以BD的中点为圆心, BD长为半径的圆;△ACD的外接圆也是以BD的中点为圆心, BD长为半径的圆.这样A、B、C、D四点在同一个圆上,进而可以利用圆周角的性质求出∠BAC的度数,请运用小刚的思路解决这个问题.
【问题拓展】
(3)如图3,在△ABC的三条高AD、BE、CF相交于点H,求证:∠EFC=∠DFC.
解:(1)如图1,∵AB=AC,AD=AC,∴以点A为圆心,点B、C、D必在⊙A上,∵∠BAC是⊙A的圆心角,而∠BDC是圆周角,∴∠BDC=∠BAC=23°,故答案是:23°;
(2)证明:取BD中点O,连接AO、CO,在Rt△BAO中,AO=BD,同理:CO=BD
∴AO=DO=CO=BO,∴点A、B、C、D在以O为圆心的同一个圆上,∴∠BAC=∠BDC=28°;
(3)∵CF⊥AB,BE⊥AC,∴点A、F、H、E在以AH为直径的同一个圆上,∴∠EFC=∠DAC,同理:点B、D、H、E在以BH为直径的同一个圆上,∠DFC=∠CBE,又∵∠DAC=∠EBC,∴∠EFC=∠DFC.
B卷·强化提优
(时间:60分钟 满分:120分)
一.选择题(共30分)
1.(2026·盐城二模改编)如图,的直径与弦交于点E,,则下列说法错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵是的直径与弦交于点,,根据垂径定理及其推论可得,点B为劣弧的中点,点为优弧的中点,∴, ,
但不能证明,故选项说法错误,符合题意;故选:B.
2.(2025·盐城一模改编)如图,四边形内接于,,连接.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【JX 】由圆内接四边形的性质可知:,∵,∴, ∵, ∴.
3.(2026·盐城射阳二模改编)如图,与相切于点,连接并延长交于点,连接.若,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】连接,是的切线,,,,,.
4.(2025·盐城建湖期末改编)如图,在平面直角坐标系中,点,,,则的外心坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】如图由图可知:的外心坐标是;故选B.
5.(2026·盐城大丰一模改编)如图,在扇形中,点在上,连接,,,.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】∵,∴,∴,∵,∴,∴,∵,∴.则的度数为.
6.(2025·盐城亭湖二模改编)如图1,筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,彰显了我国古代劳动人民的智慧,点表示筒车的一个盛水桶,如图2,当筒车工作时,盛水桶的运行路径是以轴心为圆心的圆,且圆心在水面上方,若圆被水面截得的弦长为,筒车工作时盛水桶在水面以下的最大深度为,则筒车的直径是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】如图,过点作,交于点,交于点,设筒车的半径为,则,∴.∵,∴.在中,,∴,解得,∴筒车的直径是.
7..(2026·盐城阜宁二模改编)如图,A,B,C,D是上的四个点,,,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设与交于点E,如图所示:∵,,∴,∵,为半径,∴,∴,∴.
8.(2025·盐城滨海期末改编)如图,正方形是由四个边长为2的小正方形拼成的,连接和,分别以为圆心,的长为半径画弧,两弧交于正方形的中心处,图中阴影部分的面积是( )
A.4 B.6 C. D.
【答案】C
【解析】设与的交点为,设与的交点为,如图所示,由题意可知,,在和中,,,在和中,,,根据和,观察图可知,图中阴影部分的面积为即是以为半径的半圆的面积.,半圆的面积为,阴影部分的面积为.
9.(2026·盐城东台二模改编)如图,Rt△ABC中,AB⊥BC,AB=6,BC=4,P是△ABC内部的一个动点,且满足∠PAB=∠PBC,则线段CP长的最小值为( ).
A.4 B. C. D. 2
【答案】:D
【解析】:∵∠ABC=90°,∴∠ABP+∠PBC=90°,∵∠PAB=∠PBC,∴∠BAP+∠ABP=90°,∴∠APB=90°,∴点P在以AB为直径的⊙O上,连接OC交⊙O于点P,此时PC最小,
在Rt△BCO中,∠OBC=90°,BC=4,OB=3,∴OC==5,∴PC=OC=OP=5﹣3=2.∴PC最小值为2.故选:D.
10.(2025·盐城盐都二模改编)如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=5,AD,AB,BC分别与⊙O相切于E,F,G三点,过点D作⊙O的切线交BC于点M,切点为N,则DM的长为( )
A. B. C. D.2
【答案】:A
【解析】:由题意可知,AF=AE=BF=BG=2,DE=DN=3,设GM=x,则MN=x,DM=3+x,CM=3-x.在Rt△DMC中,∵DM2=CM2+CD2,∴(3+x)2=(3-x)2+42,解得x=,∴DM=DN+MN=3+=.故选A.
二.填空题(共30分)
11.(2026·盐城二模改编)如图,在平面直角坐标系中,已知点A(0,1)、点B(0,1+t)、C(0,1﹣t)(t>0),点P在以D(3,3)为圆心,1为半径的圆上运动,且始终满足∠BPC=90°,则t的最小值是 .
【答案】-1
【解析】如图,连接AP,∵点A(0,1)、点B(0,1+t)、C(0,1﹣t)(t>0),∴AB=(1+t)﹣1=t,AC=1﹣(1﹣t)=t,∴AB=AC,∵∠BPC=90°,∴AP=BC=AB=t,要t最小,就是点A到⊙D上的一点的距离最小,∴点P在AD上,∵A(0,1),D(3,3),
∴AD==,∴t的最小值是AP=AD﹣PD=﹣1,故答案为﹣1.
12.(2025·盐城射阳一模改编)如图,点A,B,C均在6×6的正方形网格格点上,过A,B,C三点的圆除经过A,B,C三点外还能经过的格点数为________个.
【答案】5
【解析】如图,根据“不在同一条直线上的三个点确定一个圆”,画出⊙O.根据几何直观即可得到⊙O除经过A,B,C三点外还能经过的格点数是5个.
13.(2026·盐城建湖二模改编)如图,点,,在上,若,则______度.
【答案】
【解析】是中弧所对的圆周角,是弧所对的圆心角,.,.即.
14.(2025·盐城大丰期末改编)如图,为的内切圆,切点分别为,已,则的半径为__________.
【答案】1
【解析】如图,连接﹒∵为切线,∴,∴,∵,∴四边形为矩形,∵,∴矩形为正方形﹒设的半径为r,则﹒∵为的内切圆,∴,∴在中,根据勾股定理得,解得(舍去)﹒∴的半径为1﹒故答案为:1
15.(2026·盐城亭湖二模改编)如图,正五边形内接于,求的度数___ .
【答案】
【解析】如图,连接, 五边形是正五边形,,.故答案为:.
16.(2025·盐城阜宁二模改编)如图,用一张半径为的扇形纸板做一个圆锥形帽子(接缝忽略不计),若做成的圆锥形帽子的底面半径为,则该扇形纸板的面积为__________.
【答案】
【解析】设圆锥底面半径为,扇形半径为,由题意得,,∴圆锥底面周长,∴扇形面积.
17.(2026·盐城滨海一模改编)如图,的弦的延长线相交于点P,, 则的度数为________.
【答案】70
【解析】连接,∵,∴∵,∴,∴∴的度数为,故答案为:.
18.(26-27九年级上·江苏常州·期中)如图,是的直径,为上一点,,为圆上一动点,为的中点,连接,若的半径为,则的取值范围是__________.
【答案】
【解析】如图,取的中点,连接,,,∵为的中点,为的中点,∴是的中位线,∴为定值,,∴点的移动轨迹为以点为圆心,为半径的圆,∴当点在线段上时,最小;当点在线段的延长线上时,最大;∵,∴,在中,,∴最大为,最小为,∴.
19.(2026·盐城康居路二模改编)如图,直角三角形ABC中,,将三角形的斜边AB放在定直线L上,将点A按顺时针方向在L上转动两次,转动到的位置,设BC=1,AC=,AB=2,则点A所经过的路线长是____________.
【答案】.
【解析】点A的路线是由以B为圆心AB=2为半径,圆心角为120度所对的弧,加上与以为圆心,AC=为半径的四分之一圆弧长之和,即=. 故答案为:.
20.(2025·盐城景山中学期末改编)如图,是的内接三角形,将劣弧沿弦折叠后刚好经过弦中点,若,,则的半径为________.
【答案】
【解析】设折叠后的所在圆的圆心为,连接,,连接,,过点作,垂足为,过点作,垂足为,,,,与是等圆,,,,点是的中点,,,在中,,,,
,
的半径为:故答案为:.
三.解答题(共60分)
21.(8分)如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=3cm,AC=4cm,AD是高线,AE是中线.
(1)以点A为圆心,3cm为半径作⊙A,则点B,D,E,C与⊙A的位置关系怎样?
(2)若以点A为圆心作⊙A,使B,C,D三点中至少有一点在圆内,且至少有一点在圆外,求⊙A的半径r的取值范围.
解:(1)∵∠BAC=90°,AB=3cm,AC=4cm,∴BC==5cm,∵AD•BC=AB•AC,∴AD=cm,∵AE是中线,∴AE=BC=2.5cm,∵r=3cm,∴AB=r,AD<r,AE<r,AC>r,∴点B在⊙A上,点D、点E在⊙A内,点C在⊙A外;
(2)⊙A的半径r的取值范围为<r<4.
22.(8分)诗句“君到姑苏见,人家尽枕河”所描绘的就是有东方威尼斯之称的水城苏州.小勇要帮忙船夫计算一艘货船是否能够安全通过一座圆弧形的拱桥,现测得桥下水面AB宽度16m时,拱顶高出水平面4m,货船宽12m,船舱顶部为矩形并高出水面3m.
(1)请你帮助小勇求此圆弧形拱桥的半径;
(2)小勇在解决这个问题时遇到困难,请你判断一下,此货船能顺利通过这座拱桥吗?说说你的理由.
解:(1)如图,连接OB.∵OC⊥AB,∴D为AB中点,∵AB=16m,∴BD=AB=8(m),
又∵CD=4m,设OB=OC=r,则OD=(r﹣4)m.在Rt△BOD中,根据勾股定理得:r2=(r﹣4)2+82,解得r=10.答:此圆弧形拱桥的半径为10m.
(2)此货船不能顺利通过这座拱桥,理由如下:连接ON,∵CD=4m,船舱顶部为长方形并高出水面3m,∴CE=4﹣3=1(m),∴OE=r﹣CE=10﹣1=9(m),
在Rt△OEN中,由勾股定理得:EN===,∴MN=2EN=2m<12m.∴此货船B不能顺利通过这座拱桥.
23.(10分)(25-26九年级上·河北邢台·期末)如图1,是等腰三角形,是底边的中点,腰与相切于点.
(1)求证:是的切线;
(2)如图2,与边交于点、点,连接、,作的平分线交于点,连接、.
①求证的形状,并说明理由;
②若,,求弦与劣弧围成的阴影的面积.
解:(1)过点作于点,连接、.
∵是等腰三角形,是底边中点,∴,且平分.∵与相切于,∴.∵,∴.∵是的半径,∴也等于的半径,∴是的切线.
(2)①是等腰直角三角形,证明如下:∵是的直径∴.∵平分,∴.∴,∴.∴是等腰直角三角形.②.
24.(8分)将一物体(视为边长为米的正方形)从地面上挪到货车车厢内.如图所示,刚开始点与斜面上的点重合,先将该物体绕点按逆时针方向旋转至正方形的位置,再将其沿方向平移至正方形的位置(此时点与点重合),最后将物体移到车厢平台面上.已知,,过点作于点,米,米.
(1)
求线段的长度;
(2)求在此过程中点运动至点所经过的路程.
解:(1)∵MG∥PQ,∴∠FGM=∠FBP=30°.∴在中,(米).(2)连接A1A2,则必过点D1,且四边形A1BGA2是矩形.∴A1A2=BG=BF-GF=(米).∵四边形ABCD和四边形A1BC1D1都是正方形,∴AB=A1B,∠A1BC1=∠ABC=90°.∴∠ABA1=180°-∠A1BC1-∠FBP=180°-90°-30°=60°.∴(米).∴在整个运动过程中,点A运动至A2的路程为:(米).
25.(12分)如图1,正方形内接于,将线段绕点顺时针旋转得到线段,其中,连接并延长交于点,连接,,过作于点,连接.
(1)如图1,若,,共线,求的值;
(2)试探究的大小与的关系,并说明理由;
(3)当为等腰直角三角形时,求的值.
解:(1)如图所示,连接,取的中点T,连接,∵四边形是正方形,
∴,∴都是的直径,∴点O为正方形对角线的交点,∴,∵,且,,共线,∴,;
由旋转的性质可得,∴;∵T为的中点,∴,∴是等边三角形,∴,
∴,即;
(2)的大小与无关,,是个定值,理由如下:如图所示,连接,∵四边形是正方形,∴,,
∴;由旋转的性质可得,
∴ ,,
∴,∴,
∴,∴,
∴;又∵,
∴,∴;∵,∴,
∴,∵,∴,∴,
∴E、F、D、G四点共圆,∴,∴的大小与无关,,是个定值;
(3)如图3-1所示,当时,过点A作交于M,∵,
∴是等腰直角三角形,∴,;∵四边形是正方形,∴ ,∴,∴,∴,由(2)可得,∴,∴, ∴;
如图3-2所示,当时,∵是等腰直角三角形,∴∵四边形是正方形,∴,∴,∴,∴,∴,∴,又∵,∴,∴,∴;
综上所述,的值为或.
26.(14分)深入学习
【概念提出】圆心到弦的距离叫做该弦的弦心距.
【数学理解】如图①,在中,AB是弦,,垂足为P,则OP的长是弦AB的弦心距.
(1)若的半径为5,OP的长为3,则AB的长为______.
(2)若的半径确定,下列关于AB的长随着OP的长的变化而变化的结论:
①AB的长随着OP的长的增大而增大;②AB的长随着OP的长的增大而减小;③AB的长与OP的长无关.
其中所有正确结论的序号是______.
【问题解决】
(3)若弦心距等于该弦长的一半,则这条弦所对的圆心角的度数为______°.
(4) 已知如图②给定的线段EF和,点Q是内一定点.过点Q作弦AB,满足,请问这样的弦可以作______条.
解:(1)连接OA,如图,∵OP⊥AB,∴AP=BP=AB,在Rt△OAP中,由勾股定理得:AP==4,∴AB=2AP=8,故答案为:8;
(2):设⊙O的半径为r(r>0)(定值),OP=x(x>0),由(1)知,AB=2AP,
AP=, ,∵二次项-4x2的系数-4<0,∴x>0时,AB2随x的增大而减小,∵OP>0,∴AB2随x的增大而减小,
∴AB也随x的增大而减小,即AB的长随OP的长增大而减小,故正确结论的序号是②,
故答案为:②;
(3):连接OA,OB,∵弦心距等于该弦长的一半,∴OP=AP,∴∠AOP=45°,
∴∠AOB=2∠AOP=90°,故答案为:90;
(4):如图,作,则AB=EF,根据圆的轴对称性可知,这样的弦可以作2条,故答案为:2.
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