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圆是初中数学的重要内容之一,它是学习锐角三角函数、相似等后续知识的基础,也是各地中考的必考内容,它所涉及知识点多,内容丰富,形式多样,为帮助同学们复习圆的有关内容,本文将从以下几个方面加以分析,供复习时参考.
[考点1][垂径定理]
例1 (2016·江苏宿迁)如图1,在△ABC中,已知∠ACB=130°,∠BAC=20°,BC=2,以点C为圆心,CB为半径的圆交AB于点D,则BD的长为________.
【分析】如图2,作CE⊥AB于E,在Rt△BCE中,利用含30度角的直角三角形性质即可求出BE,再根据垂径定理可以求出BD.
解:如图2,作CE⊥AB于E.
∵∠B=180°-∠A-∠ACB=180°-20°-130°=30°,
在Rt△BCE中,∵∠CEB=90°,∠B=30°,BC=2,∴CE=BC=1,BE=CE=,
∵CE⊥BD,
∴DE=EB,∴BD=2EB=2.
【评注】本题考查了垂径定理和勾股定理,解答这类问题的关键是利用垂径定理构造直角三角形,运用勾股定理求解.
[考点2][圆周角定理]
例2 (2016·江苏南京)如图3,扇形OAB的圆心角为122°,C是上一点,则∠ACB=________°.
【分析】如图4,在☉O上取点D,连接AD,BD,根据圆周角定理求出∠D的度数,由圆内接四边形的性质即可得出结论.
解:如图4所示,在☉O上取点D,连接AD,BD,
∵∠AOB=122°,
∴∠ADB=∠AOB=×122°=61°.
∵四边形ADBC是圆内接四边形,
∴∠ACB=180°-61°=119°.
【评注】本题考查了圆周角定理、圆的内接四边形的性质,解答这类问题的关键是补全辅助圆,找出已知的角和要求的角之间的转换关系.
[考点3][与圆有关的位置关系]
例3 (2016·江苏连云港)如图5,在网格中(每个小正方形的边长均为1个单位)选取9个格点(格线的交点称为格点).如果以A为圆心,r为半径画圆,选取的格点中除点A外恰好有3个在圆内,则r的取值范围为( ).
A. 2 C. 【分析】如图6,分别求出与圆心A最近的四个点B、D、E、F的距离,当最近的三个点在圆A内部时,即可求出此时对应的半径r的取值范围.
解:如图6,∵AD=2,AE=AF=,AB=3,∴AB>AE>AD,
∴当 【评注】本题考查点与圆的位置关系、勾股定理等知识,解题的关键是运用数形结合的思想,依据正确画出的图形来确定取值范围.
例4 (2016·湖南湘西州)在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=3 cm,AC=4 cm,以点C为圆心,以2.5 cm为半径画圆,则☉C与直线AB的位置关系是( ).
A. 相交 B. 相切
C. 相离 D. 不能确定
【分析】如图7,过C作CD⊥AB于D,根据勾股定理求出AB,根据三角形的面积公式求出CD,再根据直线和圆的位置关系即可得出结论.
解:过C作CD⊥AB于D,如图7所示.
∵在Rt△ABC中,
∠C=90°,AC=4,BC=3,
∴AB==5,
∵△ABC的面积=AC×BC=AB×CD,
∴3×4=5CD,
∴CD=2.4<2.5,
∴以2.5为半径的☉C与直线AB的关系是相交;故应选A.
【评注】判定直线与圆的位置关系,若已知圆的半径,则需求出圆心到直线的距离,比较它们的大小即可.
[考点4][切线的判定和性质]
例5 (2016·四川自贡)如图8,☉O是△ABC的外接圆,AC为直径,弦BD=BA,BE⊥DC交DC的延长线于点E.
(1) 求证:∠1=∠BAD;
(2) 求证:BE是☉O的切线.
【分析】(1) 先依据等腰三角形的性质可知∠BAD=∠BDA,然后依据圆周角定理的推论可得∠1=∠BDA,问题即可获证;(2) 如图9,连接BO,依据平行线的判定(即∠CBO ∠BCD=180°)推出OB∥DE,推出EB⊥OB,根据切线的判定得出即可获证.
证明:(1) ∵BD=BA,
∴∠BDA=∠BAD,
∵∠1=∠BDA,∴∠1=∠BAD;
(2) 连接BO,∵∠ABC=90°,
又∵∠BAD ∠BCD=180°,∠1=∠BAD,
∴∠1 ∠BCD=180°,
∵OB=OC,∴∠1=∠CBO,
∴∠CBO ∠BCD=180°,∴OB∥DE,
∵BE⊥DE,∴EB⊥OB,
∵OB是☉O的半径,
∴BE是☉O的切线.
【评注】本题考查了圆的性质及切线的判定,判别直线是圆的切线有两种方法:如果直线与圆有交点,则连接交点与圆心,证明半径垂直于直线即可;如果不能确定直线与圆有交点,则过圆心作直线的垂线段,证垂线段等于圆的半径即可.
[考点5][正多边形与圆]
例6 (2016·江苏南京)已知正六边形的边长为2,则它的内切圆的半径为( ).
A. 1 B.
C. 2 D. 2
【分析】根据题意画出图形,利用正六边形中的等边三角形的性质求解即可.
解:如图10,连接OA、OB、OG.
∵六边形ABCDEF是边长为2的正六边形,
∴△OAB是等边三角形,
∴OA=AB=2,
∴OG=OA·sin60°=2×=,
∴边长为2的正六边形的内切圆的半径为.故应选B.
例7 (2016·江苏泰州)如图11,☉O的半径为2,点A、C在☉O上,线段BD经过圆心O,∠ABD=∠CDB=90°,AB=1,CD=,则图中阴影部分的面积为________.
【分析】通过解直角三角形可求出∠AOB=30°,∠COD=60°,从而可求出∠AOC=150°,再通过证三角形全等找出S阴影=S扇形OAC,代入扇形的面积公式即可得出结论.
解:在Rt△ABO中,∠ABO=90°,OA=2,AB=1,∴OB==,sin∠AOB==,∴∠AOB=30°.
同理,可得出:OD=1,∠COD=60°.
∴∠AOC=∠AOB (180°-∠COD)=30° 180°-60°=150°.
在△AOB和△OCD中,AO=OC,AB=OD,BO=DC,∴△AOB≌△OCD(SSS). ∴S阴影=S扇形OAC.
∴S扇形OAC=πR2=π×22=π.
【评注】本题考查了全等三角形的判定、解直角三角形以及扇形的面积公式.求阴影部分面积往往需要将图形进行割补,利用方便计算的图形的面积的和或者差来进行计算.
(作者单位:江西省赣县江口中学)
[考点1][垂径定理]
例1 (2016·江苏宿迁)如图1,在△ABC中,已知∠ACB=130°,∠BAC=20°,BC=2,以点C为圆心,CB为半径的圆交AB于点D,则BD的长为________.
【分析】如图2,作CE⊥AB于E,在Rt△BCE中,利用含30度角的直角三角形性质即可求出BE,再根据垂径定理可以求出BD.
解:如图2,作CE⊥AB于E.
∵∠B=180°-∠A-∠ACB=180°-20°-130°=30°,
在Rt△BCE中,∵∠CEB=90°,∠B=30°,BC=2,∴CE=BC=1,BE=CE=,
∵CE⊥BD,
∴DE=EB,∴BD=2EB=2.
【评注】本题考查了垂径定理和勾股定理,解答这类问题的关键是利用垂径定理构造直角三角形,运用勾股定理求解.
[考点2][圆周角定理]
例2 (2016·江苏南京)如图3,扇形OAB的圆心角为122°,C是上一点,则∠ACB=________°.
【分析】如图4,在☉O上取点D,连接AD,BD,根据圆周角定理求出∠D的度数,由圆内接四边形的性质即可得出结论.
解:如图4所示,在☉O上取点D,连接AD,BD,
∵∠AOB=122°,
∴∠ADB=∠AOB=×122°=61°.
∵四边形ADBC是圆内接四边形,
∴∠ACB=180°-61°=119°.
【评注】本题考查了圆周角定理、圆的内接四边形的性质,解答这类问题的关键是补全辅助圆,找出已知的角和要求的角之间的转换关系.
[考点3][与圆有关的位置关系]
例3 (2016·江苏连云港)如图5,在网格中(每个小正方形的边长均为1个单位)选取9个格点(格线的交点称为格点).如果以A为圆心,r为半径画圆,选取的格点中除点A外恰好有3个在圆内,则r的取值范围为( ).
A. 2
解:如图6,∵AD=2,AE=AF=,AB=3,∴AB>AE>AD,
∴当
例4 (2016·湖南湘西州)在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=3 cm,AC=4 cm,以点C为圆心,以2.5 cm为半径画圆,则☉C与直线AB的位置关系是( ).
A. 相交 B. 相切
C. 相离 D. 不能确定
【分析】如图7,过C作CD⊥AB于D,根据勾股定理求出AB,根据三角形的面积公式求出CD,再根据直线和圆的位置关系即可得出结论.
解:过C作CD⊥AB于D,如图7所示.
∵在Rt△ABC中,
∠C=90°,AC=4,BC=3,
∴AB==5,
∵△ABC的面积=AC×BC=AB×CD,
∴3×4=5CD,
∴CD=2.4<2.5,
∴以2.5为半径的☉C与直线AB的关系是相交;故应选A.
【评注】判定直线与圆的位置关系,若已知圆的半径,则需求出圆心到直线的距离,比较它们的大小即可.
[考点4][切线的判定和性质]
例5 (2016·四川自贡)如图8,☉O是△ABC的外接圆,AC为直径,弦BD=BA,BE⊥DC交DC的延长线于点E.
(1) 求证:∠1=∠BAD;
(2) 求证:BE是☉O的切线.
【分析】(1) 先依据等腰三角形的性质可知∠BAD=∠BDA,然后依据圆周角定理的推论可得∠1=∠BDA,问题即可获证;(2) 如图9,连接BO,依据平行线的判定(即∠CBO ∠BCD=180°)推出OB∥DE,推出EB⊥OB,根据切线的判定得出即可获证.
证明:(1) ∵BD=BA,
∴∠BDA=∠BAD,
∵∠1=∠BDA,∴∠1=∠BAD;
(2) 连接BO,∵∠ABC=90°,
又∵∠BAD ∠BCD=180°,∠1=∠BAD,
∴∠1 ∠BCD=180°,
∵OB=OC,∴∠1=∠CBO,
∴∠CBO ∠BCD=180°,∴OB∥DE,
∵BE⊥DE,∴EB⊥OB,
∵OB是☉O的半径,
∴BE是☉O的切线.
【评注】本题考查了圆的性质及切线的判定,判别直线是圆的切线有两种方法:如果直线与圆有交点,则连接交点与圆心,证明半径垂直于直线即可;如果不能确定直线与圆有交点,则过圆心作直线的垂线段,证垂线段等于圆的半径即可.
[考点5][正多边形与圆]
例6 (2016·江苏南京)已知正六边形的边长为2,则它的内切圆的半径为( ).
A. 1 B.
C. 2 D. 2
【分析】根据题意画出图形,利用正六边形中的等边三角形的性质求解即可.
解:如图10,连接OA、OB、OG.
∵六边形ABCDEF是边长为2的正六边形,
∴△OAB是等边三角形,
∴OA=AB=2,
∴OG=OA·sin60°=2×=,
∴边长为2的正六边形的内切圆的半径为.故应选B.
例7 (2016·江苏泰州)如图11,☉O的半径为2,点A、C在☉O上,线段BD经过圆心O,∠ABD=∠CDB=90°,AB=1,CD=,则图中阴影部分的面积为________.
【分析】通过解直角三角形可求出∠AOB=30°,∠COD=60°,从而可求出∠AOC=150°,再通过证三角形全等找出S阴影=S扇形OAC,代入扇形的面积公式即可得出结论.
解:在Rt△ABO中,∠ABO=90°,OA=2,AB=1,∴OB==,sin∠AOB==,∴∠AOB=30°.
同理,可得出:OD=1,∠COD=60°.
∴∠AOC=∠AOB (180°-∠COD)=30° 180°-60°=150°.
在△AOB和△OCD中,AO=OC,AB=OD,BO=DC,∴△AOB≌△OCD(SSS). ∴S阴影=S扇形OAC.
∴S扇形OAC=πR2=π×22=π.
【评注】本题考查了全等三角形的判定、解直角三角形以及扇形的面积公式.求阴影部分面积往往需要将图形进行割补,利用方便计算的图形的面积的和或者差来进行计算.
(作者单位:江西省赣县江口中学)