新九年级数学时期讲义第7讲圆的认识-基础班(学生版+解析)
展开1 圆的认识
1. 圆的定义
(1)动态: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”.
(2)静态:圆心为O,半径为r的圆是平面内到定点O的距离等于定长r的点的集合.
2.圆的性质
①旋转不变性:圆是旋转对称图形,绕圆心旋转任一角度都和原来图形重合;圆是中心对称图形,对称中心是圆心;
②圆是轴对称图形:任何一条直径所在直线都是它的对称轴.或者说,经过圆心的任何一条直线都是圆的对称轴.
3.两圆的性质
两个圆组成的图形是一个轴对称图形,对称轴是两圆连心线(经过两圆圆心的直线叫做两圆连心线).
4. 弦
弦:连结圆上任意两点的线段叫做弦.
直径:经过圆心的弦叫做直径.
弦心距:圆心到弦的距离叫做弦心距.
证明:连结OC、OD
∵AB=AO+OB=CO+OD≥CD(当且仅当CD过圆心O时,取“=”号)
∴直径AB是⊙O中最长的弦.
5. 弧
弧:圆上任意两点间的部分叫做圆弧,简称弧.以A、B为端点的弧记作,读作“圆弧AB”或“弧AB”.
半圆:圆的任意一条直径的两个端点把圆分成两条弧,每一条弧都叫做半圆;
优弧:大于半圆的弧叫做优弧;
劣弧:小于半圆的弧叫做劣弧.
5.同心圆与等圆
圆心相同,半径不等的两个圆叫做同心圆.
圆心不同,半径相等的两个圆叫做等圆.同圆或等圆的半径相等.
6.等弧
在同圆或等圆中,能够完全重合的弧叫做等弧.
【例题精选】
例1(2023春•浏阳市期中)下列说法正确的是( )
A.直径是圆的对称轴
B.经过圆心的直线是圆的对称轴
C.与圆相交的直线是圆的对称轴
D.与半径垂直的直线是圆的对称轴
例2(2023秋•相城区期中)到圆心的距离大于半径的点的集合是( )
A.圆的内部B.圆的外部
C.圆D.圆的外部和圆
【随堂练习】
1.(2023秋•南通期中)下列说法正确的是( )
A.直径是弦,弦是直径
B.圆有无数条对称轴
C.无论过圆内哪一点,都只能作一条直径
D.度数相等的弧是等弧
2.(2023秋•高邮市月考)下列说法:
①直径是弦;②弦是直径;③半径相等的两个半圆是等弧;④长度相等的两条弧是等弧;⑤半圆是弧,但弧不一定是半圆.
正确的说法有( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
3.(2023春•潍城区期末)对于以下图形有下列结论,其中正确的是( )
A.如图①,AC是弦
B.如图①,直径AB与组成半圆
C.如图②,线段CD是△ABC边AB上的高
D.如图②,线段AE是△ABC边AC上的高
4.(2023春•沂源县期中)直径为1的圆的周长是( )
A.πB.πC.2πD.4π
2垂径定理
1.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.
2.推论
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.
要点诠释:
(1)垂径定理是由两个条件推出两个结论,即
(2)这里的直径也可以是半径,也可以是过圆心的直线或线段.
注意:根据圆的对称性及垂径定理还有如下结论:
平分弦(该弦不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧;
弦的垂直平分线经过圆心,并且平分弦所对的两条弧;
平分弦所对的一条弧的直径,垂直平分弦,并且平分弦所对的另一条弧.
【例题精选】
例1 (2023•河北一模)《九章算术》是我国古代著名数学暮作,书中记载:“今有圆材,埋在壁中,不知大小以锯锯之,深一寸,锯道长一尺,问径几何?”用数学语言可表述为:“如图,CD为⊙O的直径,弦AB⊥DC于E,ED=1寸,AB=10寸,求直径CD的长.”则CD=( )
A.13寸B.20寸C.26寸D.28寸
例2 (2023•番禺区模拟)如图,⊙O的半径OD⊥弦AB于点C,连结AO并延长交⊙O于点E,连结EC.若AB=8,OC=3,则EC的长为( )
A.B.8C.D.
【随堂练习】
1.(2023秋•齐齐哈尔期末)如图,在⊙O中,弦AB为8mm,圆心O到AB的距离为3mm,则⊙O的半径等于( )
A.3mmB.4mmC.5mmD.8mm
2.(2023•云南模拟)如图,半径为13cm的圆形铁片上切下一块高为8cm的弓形铁片,则弓形弦AB的长为( )
A.10 cmB.16 cmC.24 cmD.26 cm
3.(2023秋•滦南县期末)如图,⊙O的直径CD=12cm,AB是⊙O的弦,AB⊥CD,垂足为E,OE:OC=1:3,则AB的长为( )
A.2cmB.4cmC.6cmD.8cm
4.(2023秋•苍溪县期末)一条排水管的截面如图所示,已知排水管的半径OB=10,水面宽AB=16,则截面圆心O到水面的距离OC是( )
A.4B.5C.6D.6
3弦、弧、圆心角的关系
1.圆心角定义
如图所示,∠AOB的顶点在圆心,像这样顶点在圆心的角叫做圆心角.
2.定理:
在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦也相等.
3.推论:
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,所对的弦也相等.
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,所对的弧也相等.
【例题精选】
例1(2023秋•柯桥区期末)如图,△ABC的顶点A、B、C均在⊙O上,若∠ABC+∠AOC=75°,则∠OAC的大小是( )
A.25°B.50°C.65°D.75°
例2(2023•汉阳区模拟)如图:AB为半圆的直径,AB=4,C为OA中点,D为半圆上一点,连CD,E为的中点,且CD∥BE,则CD的长为( )
A.B.C.D.
【随堂练习】
1. (2023秋•鼓楼区校级月考)如图,在⊙O中,=2,则以下数量关系正确的是( )
A.AB=ACB.AC=2ABC.AC<2ABD.AC>2AB
2.(2023秋•瑞安市期末)如图,A,B,C是⊙O上的三点,AB,AC的圆心O的两侧,若∠ABO=20°,∠ACO=30°,则∠BOC的度数为( )
A.100°B.110°C.125°D.130°
3.(2023春•沙坪坝区校级月考)如图,在⊙O中,AB=AC,若∠ABC=57.5°,则∠BOC的度数为( )
A.132.5°B.130°C.122.5°D.115°
4.(2023秋•涪城区校级月考)下列语句,错误的是( )
A.直径是弦
B.弦的垂直平分线一定经过圆心
C.相等的圆心角所对的弧相等
D.平分弧的半径垂直于弧所对的弦
4圆周角定理
1.圆周角定义:
像图中∠AEB、∠ADB、∠ACB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.圆周角定理:
在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半.
3.圆周角定理的推论:
半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90°的圆周角所对的弦是直径.
【例题精选】
例1(2023•龙岩二模)如图,AB是半圆的直径,O是圆心,C是半圆上的点,D是上的点,若∠BOC=52°,则∠D的大小为( )
A.104°B.114°C.116°D.128°
例2 (2023春•九龙坡区校级月考)如图,四边形ABCD是半圆的内接四边形,AB是直径,点C是的中点,如果∠DAB=70°,则∠ABC的度数等于( )
A.55°B.60°C.65°D.70°
【随堂练习】
1.(2023秋•北仑区期末)已知,如图,点A,B,C在⊙O上,∠A=72°,则∠OBC的度数是( )
A.12°B.15°C.18°D.20°
2.(2023•龙泉驿区模拟)如图,A、B、C是⊙O上的三点,已知∠O=60°,则∠C=( )
A.20°B.25°C.45°D.30°
3.(2023秋•涟源市期末)如图,AB是⊙O直径,若∠AOC=100°,则∠D的度数是( )
A.50°B.40°C.30°D.45°
4.(2023•延边州二模)如图,四边形ABCD内接于⊙O,过B点作BH⊥AD于点H,若∠BCD=135°,AB=4,则BH的长度为( )
A.B.2C.3D.不能确定
5.(2023秋•桥东区期末)如图,点A、B、C、D在⊙O上,∠AOC=112°,点B是弧AC的中点,则∠D的度数是( )
A.56°B.35°C.38°D.28°
综合练习
一.选择题
1.如图,AB、BC为⊙O的两条弦,∠AOC﹣∠ABC=60°,则∠ABC的度数为( )
A.120°B.100°C.160°D.150°
2.如图,四边形ABCD为⊙O的内接四边形,AO⊥BC,垂足为点E,若∠ADC=130°,则∠BDC的度数为( )
A.70°B.80°C.75°D.60°
3.如图,在圆O中,点A、B、C在圆上,∠OAB=50°,则∠C的度数为( )
A.30°B.40°C.50°D.60°
4.如图,已知∠AOB是⊙O的圆心角,∠AOB=50°,则圆周角∠ACB的度数是( )
A.50°B.25°C.100°D.30°
5.如图,⊙O的直径CD=10cm,AB是⊙O的弦,AB⊥CD,垂足为M,OM:OC=4:5,则AB的长为( )
A.6B.7C.8D.9
二.解答题
6.如图,AB是⊙O的一条弦,OD⊥AB,垂足为点C,交⊙O于点D,点E在⊙O上.
(1)若∠AOD=50°,求∠DEB的度数;
(2)若OC=6,OA=10,求AB的长.
7.如图,四边形ABCD内接于⊙O,已知∠ADC=140°,求∠ABC和∠AOC的度数.
8.如图,⊙O中,OA⊥BC,∠AOB=50°,求∠ADC的度数.
9.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,以BC为直径的⊙O交AB于点D,E为的中点,CE交AB于点H,且AH=AC,AF平分线∠CAH.
(1)求证:BE∥AF;
(2)若AC=6,BC=8,求EH的长.
第7讲 圆的认识
1 圆的认识
1. 圆的定义
(1)动态: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”.
(2)静态:圆心为O,半径为r的圆是平面内到定点O的距离等于定长r的点的集合.
2.圆的性质
①旋转不变性:圆是旋转对称图形,绕圆心旋转任一角度都和原来图形重合;圆是中心对称图形,对称中心是圆心;
②圆是轴对称图形:任何一条直径所在直线都是它的对称轴.或者说,经过圆心的任何一条直线都是圆的对称轴.
3.两圆的性质
两个圆组成的图形是一个轴对称图形,对称轴是两圆连心线(经过两圆圆心的直线叫做两圆连心线).
4. 弦
弦:连结圆上任意两点的线段叫做弦.
直径:经过圆心的弦叫做直径.
弦心距:圆心到弦的距离叫做弦心距.
证明:连结OC、OD
∵AB=AO+OB=CO+OD≥CD(当且仅当CD过圆心O时,取“=”号)
∴直径AB是⊙O中最长的弦.
5. 弧
弧:圆上任意两点间的部分叫做圆弧,简称弧.以A、B为端点的弧记作,读作“圆弧AB”或“弧AB”.
半圆:圆的任意一条直径的两个端点把圆分成两条弧,每一条弧都叫做半圆;
优弧:大于半圆的弧叫做优弧;
劣弧:小于半圆的弧叫做劣弧.
5.同心圆与等圆
圆心相同,半径不等的两个圆叫做同心圆.
圆心不同,半径相等的两个圆叫做等圆.同圆或等圆的半径相等.
6.等弧
在同圆或等圆中,能够完全重合的弧叫做等弧.
【例题精选】
例1(2023春•浏阳市期中)下列说法正确的是( )
A.直径是圆的对称轴
B.经过圆心的直线是圆的对称轴
C.与圆相交的直线是圆的对称轴
D.与半径垂直的直线是圆的对称轴
分析:利用直径所在的直线为圆的对称轴对各选项进行判断.
【解答】解:A、直径所在的直线为圆的对称轴,所以A错误;
B、经过圆心的直线是圆的对称轴,所以B正确;
C、与圆相交的直线不一定是圆的对称轴,所以C错误;
D、与半径垂直的直线不一定是圆的对称轴,所以D错误.
故选:B.
【点评】本题考查了圆的认识,关键是掌握与圆有关的概念(弦、直径、半径、弧、半圆、优弧、劣弧、等圆、等弧等).
例2(2023秋•相城区期中)到圆心的距离大于半径的点的集合是( )
A.圆的内部B.圆的外部
C.圆D.圆的外部和圆
分析:根据圆是到定点距离等于定长的点的集合,以及点和圆的位置关系即可解决.
【解答】解:根据点和圆的位置关系,知圆的外部是到圆心的距离大于的所有点的集合;
故选:B.
【点评】此题考查圆的认识问题,理解圆上的点、圆内的点和圆外的点所满足的条件.
【随堂练习】
1.(2023秋•南通期中)下列说法正确的是( )
A.直径是弦,弦是直径
B.圆有无数条对称轴
C.无论过圆内哪一点,都只能作一条直径
D.度数相等的弧是等弧
【解答】解:A、直径是弦,但弦不一定是直径,故错误,不符合题意;
B、圆有无数条直径,故正确,符合题意;
C、过圆心有无数条直径,故错误,不符合题意;
D、完全重合的弧是等弧,故错误,不符合题意;
故选:B.
2.(2023秋•高邮市月考)下列说法:
①直径是弦;②弦是直径;③半径相等的两个半圆是等弧;④长度相等的两条弧是等弧;⑤半圆是弧,但弧不一定是半圆.
正确的说法有( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
【解答】解:①直径是弦,正确,符合题意;
②弦不一定是直径,错误,不符合题意;
③半径相等的两个半圆是等弧,正确,符合题意;
④能够完全重合的两条弧是等弧,故原命题错误,不符合题意;
⑤半圆是弧,但弧不一定是半圆,正确,符合题意,
正确的有3个,
故选:C.
3.(2023春•潍城区期末)对于以下图形有下列结论,其中正确的是( )
A.如图①,AC是弦
B.如图①,直径AB与组成半圆
C.如图②,线段CD是△ABC边AB上的高
D.如图②,线段AE是△ABC边AC上的高
【解答】解:A、AC不是弦,故错误;
B、半圆是弧,不包括弧所对的弦,故错误;
C、线段CD是△ABC边AB上的高,正确;
D、线段AE不是△ABC边AC上的高,故错误,
故选:C.
4.(2023春•沂源县期中)直径为1的圆的周长是( )
A.πB.πC.2πD.4π
【解答】解:圆的周长=1×π=π,
故选:B.
2垂径定理
1.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.
2.推论
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.
要点诠释:
(1)垂径定理是由两个条件推出两个结论,即
(2)这里的直径也可以是半径,也可以是过圆心的直线或线段.
注意:根据圆的对称性及垂径定理还有如下结论:
平分弦(该弦不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧;
弦的垂直平分线经过圆心,并且平分弦所对的两条弧;
平分弦所对的一条弧的直径,垂直平分弦,并且平分弦所对的另一条弧.
【例题精选】
例1 (2023•河北一模)《九章算术》是我国古代著名数学暮作,书中记载:“今有圆材,埋在壁中,不知大小以锯锯之,深一寸,锯道长一尺,问径几何?”用数学语言可表述为:“如图,CD为⊙O的直径,弦AB⊥DC于E,ED=1寸,AB=10寸,求直径CD的长.”则CD=( )
A.13寸B.20寸C.26寸D.28寸
分析:连接OA构成直角三角形,先根据垂径定理,由DE垂直AB得到点E为AB的中点,由AB=10可求出AE的长,再设出圆的半径OA为x,表示出OE,根据勾股定理建立关于x的方程,求出方程的解即可得到x的值,即为圆的半径,把求出的半径代入即可得到答案.
【解答】解:连接OA,∵AB⊥CD,且AB=10,
∴AE=BE=5,
设圆O的半径OA的长为x,则OC=OD=x
∵DE=1,
∴OE=x﹣1,
在直角三角形AOE中,根据勾股定理得:
x2﹣(x﹣1)2=52,化简得:x2﹣x2+2x﹣1=25,
即2x=26,
解得:x=13
所以CD=26(寸).
故选:C.
【点评】此题考查了垂径定理的应用,注意利用圆的半径,弦的一半及弦心距所构成的直角三角形来解决实际问题,做此类题时要多观察,多分析,才能发现线段之间的联系.
例2 (2023•番禺区模拟)如图,⊙O的半径OD⊥弦AB于点C,连结AO并延长交⊙O于点E,连结EC.若AB=8,OC=3,则EC的长为( )
A.B.8C.D.
分析:根据垂径定理求出AC=BC,根据三角形的中位线求出BE,再根据勾股定理求出EC即可.
【解答】解:连接BE,
∵AE为⊙O直径,
∴∠ABE=90°,
∵OD⊥AB,OD过O,
∴AC=BC=AB==4,
∵AO=OE,
∴BE=2OC,
∵OC=3,
∴BE=6,
在Rt△CBE中,EC===2,
故选:D.
【点评】本题考查了垂径定理,勾股定理,三角形的中位线等知识点,能根据垂径定理求出AC=BC是解此题的关键.
【随堂练习】
1.(2023秋•齐齐哈尔期末)如图,在⊙O中,弦AB为8mm,圆心O到AB的距离为3mm,则⊙O的半径等于( )
A.3mmB.4mmC.5mmD.8mm
【解答】解:连接OA,
∵OD⊥AB,
∴AD=AB=4,
由勾股定理得,OA==5,
故选:C.
2.(2023•云南模拟)如图,半径为13cm的圆形铁片上切下一块高为8cm的弓形铁片,则弓形弦AB的长为( )
A.10 cmB.16 cmC.24 cmD.26 cm
【解答】解:如图,过O作OD⊥AB于C,交⊙O于D,
∵CD=8,OD=13,
∴OC=5,
又∵OB=13,
∴Rt△BCO中,BC==12,
∴AB=2BC=24.
故选:C.
3.(2023秋•滦南县期末)如图,⊙O的直径CD=12cm,AB是⊙O的弦,AB⊥CD,垂足为E,OE:OC=1:3,则AB的长为( )
A.2cmB.4cmC.6cmD.8cm
【解答】解:如图,
连接OA,
∵⊙O的直径CD=12cm,
∴OD=OA=OC=6,
∵OE:OC=1:3,
∴OE=2,
∵AB⊥CD,
∴AB=2AE,∠OEA=90°,
在Rt△OAE中,AE===4,
∴AB=2AE=8cm.
故选:D.
4.(2023秋•苍溪县期末)一条排水管的截面如图所示,已知排水管的半径OB=10,水面宽AB=16,则截面圆心O到水面的距离OC是( )
A.4B.5C.6D.6
【解答】解:∵OC⊥AB,OC过圆心O点,
∴BC=AC=AB=×16=8,
在Rt△OCB中,由勾股定理得:OC===6,
故选:D.
3弦、弧、圆心角的关系
1.圆心角定义
如图所示,∠AOB的顶点在圆心,像这样顶点在圆心的角叫做圆心角.
2.定理:
在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦也相等.
3.推论:
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,所对的弦也相等.
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,所对的弧也相等.
【例题精选】
例1(2023秋•柯桥区期末)如图,△ABC的顶点A、B、C均在⊙O上,若∠ABC+∠AOC=75°,则∠OAC的大小是( )
A.25°B.50°C.65°D.75°
分析:根据圆周角定理得出∠AOC=2∠ABC,求出∠AOC=50°,再根据等腰三角形的性质和进行内角和定理求出即可.
【解答】解:∵根据圆周角定理得:∠AOC=2∠ABC,
∵∠ABC+∠AOC=75°,
∴∠AOC=×75°=50°,
∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA=(180°﹣∠AOC)=65°,
故选:C.
【点评】本题考查了圆周角定理,等腰三角形的性质,三角形内角和定理等知识点,能求出∠AOC=2∠ABC是解此题的关键.
例2(2023•汉阳区模拟)如图:AB为半圆的直径,AB=4,C为OA中点,D为半圆上一点,连CD,E为的中点,且CD∥BE,则CD的长为( )
A.B.C.D.
分析:连接EO并延长与DC的延长线相交于点K,连接BD交OE于点H,由题意,可得△BHE≌△DHK,所以BE=KD=2x,EH=KH,由△KCO∽△EBO,可得,所以KO=1,KC=x,在Rt△BHE和Rt△BHO中,有BE2﹣EH2=BH2=BO2﹣OH2,即可得出x的值,进而得出CD的长.
【解答】解:如图,连接EO并延长与DC的延长线相交于点K,连接BD交OE于点H,
∵E为弧AD中点,
∴OE⊥AD,BH=DH,
∵BE∥CD,
∴∠EBH=∠KDH,∠E=∠K,
∴△BHE≌△DHK(AAS),
∴BE=KD=2x,EH=KH,
∵BE∥CD,
∴△KCO∽△EBO,
∴,
∵AB是半圆⊙O的直径,AB=4,C为OA的中点,
∴,
∴KO=1,KC=x,
∴KE=KO+OE=1+2=3,
∴EH=KH=1.5,OH=0.5,
∵BE2﹣EH2=BH2=BO2﹣OH2,
∴4x2﹣1.52=22﹣0.52,
解得:x=,
∴CD=KD﹣KC=2x﹣x=x=,
故选:B.
【点评】本题考查垂径定理的逆定理,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理.解题的关键是添加辅助线构造全等三角形和相似三角形.
【随堂练习】
1. (2023秋•鼓楼区校级月考)如图,在⊙O中,=2,则以下数量关系正确的是( )
A.AB=ACB.AC=2ABC.AC<2ABD.AC>2AB
【解答】解:如图.连接BC.
∵=2,
∴=,
∴AB=BC,
∴AB+BC>AC,
∴2AB>AC,
故选:C.
2.(2023秋•瑞安市期末)如图,A,B,C是⊙O上的三点,AB,AC的圆心O的两侧,若∠ABO=20°,∠ACO=30°,则∠BOC的度数为( )
A.100°B.110°C.125°D.130°
【解答】解:过A作⊙O的直径,交⊙O于D.
在△OAB中,OA=OB,
则∠BOD=∠ABO+∠OAB=2×20°=40°,
同理可得:∠COD=∠ACO+∠OAC=2×30°=60°,
故∠BOC=∠BOD+∠COD=100°.
故选:A.
3.(2023春•沙坪坝区校级月考)如图,在⊙O中,AB=AC,若∠ABC=57.5°,则∠BOC的度数为( )
A.132.5°B.130°C.122.5°D.115°
【解答】解:∵AB=AC,∠ABC=57.5°,
∴∠ACB=∠ABC=57.5°,
∴∠A=180°﹣∠ABC﹣∠ACB=65°,
∴由圆周角定理得:∠BOC=2∠A=130°,
故选:B.
4.(2023秋•涪城区校级月考)下列语句,错误的是( )
A.直径是弦
B.弦的垂直平分线一定经过圆心
C.相等的圆心角所对的弧相等
D.平分弧的半径垂直于弧所对的弦
【解答】解:A、直径为弦,所以A选项的说法正确;
B、弦的垂直平分线一定经过圆心,所以B选项的说法正确;
C、在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所以C选项的说法错误;
D、平分弧的半径垂直于弧所对的弦,所以D选项的说法正确.
故选:C.
4圆周角定理
1.圆周角定义:
像图中∠AEB、∠ADB、∠ACB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.圆周角定理:
在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半.
3.圆周角定理的推论:
半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90°的圆周角所对的弦是直径.
【例题精选】
例1(2023•龙岩二模)如图,AB是半圆的直径,O是圆心,C是半圆上的点,D是上的点,若∠BOC=52°,则∠D的大小为( )
A.104°B.114°C.116°D.128°
分析:先根据等腰三角形的性质和三角形内角和定理计算出∠OBC=64°,然后根据圆内接四边形的性质计算∠D的度数.
【解答】解:∵OB=OC,
∴∠OBC=∠OCB=(180°﹣∠BOC)=(180°﹣52°)=64°,
∵∠D+∠ABC=180°,
∴∠D=180°﹣64°=116°.
故选:C.
【点评】本题考查了圆周角定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半.
例2 (2023春•九龙坡区校级月考)如图,四边形ABCD是半圆的内接四边形,AB是直径,点C是的中点,如果∠DAB=70°,则∠ABC的度数等于( )
A.55°B.60°C.65°D.70°
分析:连接BD,根据圆周角定理得到∠ADB=90°,求出∠ABD,根据圆内接四边形的性质求出∠C,根据等腰三角形的性质求出∠CBD,结合图形计算,得到答案.
【解答】解:连接BD,
∵AB是直径,
∴∠ADB=90°,
∴∠ABD=90°﹣∠DAB=20°,
∵四边形ABCD是半圆的内接四边形,
∴∠C=180°﹣∠DAB=110°,
∵点C是的中点,
∴CD=CB,
∴∠CBD=×(180°﹣110°)=35°,
∴∠ABC=∠ABD+∠CBD=55°,
故选:A.
【点评】本题考查的是圆内接四边形的性质、圆周角定理、等腰三角形的性质,掌握圆内接四边形的对角互补是解题的关键.
【随堂练习】
1.(2023秋•北仑区期末)已知,如图,点A,B,C在⊙O上,∠A=72°,则∠OBC的度数是( )
A.12°B.15°C.18°D.20°
【解答】解:根据圆周角定理得∠BOC=2∠A=2×72°=144°,
∵OB=OC,
∴∠OBC=∠OCB,
∴∠OBC=(180°﹣144°)=18°.
故选:C.
2.(2023•龙泉驿区模拟)如图,A、B、C是⊙O上的三点,已知∠O=60°,则∠C=( )
A.20°B.25°C.45°D.30°
【解答】解:∵=,
∴∠ACB=∠AOB,
∵∠AOB=60°,
∴∠ACB=30°,
故选:D.
3.(2023秋•涟源市期末)如图,AB是⊙O直径,若∠AOC=100°,则∠D的度数是( )
A.50°B.40°C.30°D.45°
【解答】解:∵∠AOC=100°,
∴∠BOC=180°﹣100°=80°,
∴∠D==40°.
故选:B.
4.(2023•延边州二模)如图,四边形ABCD内接于⊙O,过B点作BH⊥AD于点H,若∠BCD=135°,AB=4,则BH的长度为( )
A.B.2C.3D.不能确定
【解答】解:∵四边形ABCD内接于⊙O,∠BCD=135°,
∴∠A=180°﹣145°=45°,
∵BH⊥AD,AB=4,
∴BH===2,
故选:B.
5.(2023秋•桥东区期末)如图,点A、B、C、D在⊙O上,∠AOC=112°,点B是弧AC的中点,则∠D的度数是( )
A.56°B.35°C.38°D.28°
【解答】解:连接OB,
∵点B是弧AC的中点,
∴∠AOB=∠AOC=56°,
由圆周角定理得,∠D=∠AOB=28°,
故选:D.
综合练习
一.选择题
1.如图,AB、BC为⊙O的两条弦,∠AOC﹣∠ABC=60°,则∠ABC的度数为( )
A.120°B.100°C.160°D.150°
【解答】解:在优弧上取点D,连接DA、DC,
由圆周角定理得,∠D=∠AOC,
由圆内接四边形的性质得,∠ABC+∠D=180°,
∵∠AOC﹣∠ABC=60°,
∴2(180°﹣∠ABC)﹣∠ABC=60°,
解得,∠ABC=100°,
故选:B.
2.如图,四边形ABCD为⊙O的内接四边形,AO⊥BC,垂足为点E,若∠ADC=130°,则∠BDC的度数为( )
A.70°B.80°C.75°D.60°
【解答】解:∵四边形ABCD为⊙O的内接四边形,∠ADC=130°,
∴∠ABE=180°﹣130°=50°,
∵AO⊥BC,
∴∠AEB=90°,
∴∠BAE=40°,
∵AO⊥BC,
∴BC=2BE,
∴∠BDC=2∠BAE=80°,
故选:B.
3.如图,在圆O中,点A、B、C在圆上,∠OAB=50°,则∠C的度数为( )
A.30°B.40°C.50°D.60°
【解答】解:∵OA=OB,
∴∠OAB=∠OBA=50°,
∴∠AOB=80°,
∴∠C=∠AOB=40°,
故选:B.
4.如图,已知∠AOB是⊙O的圆心角,∠AOB=50°,则圆周角∠ACB的度数是( )
A.50°B.25°C.100°D.30°
【解答】解:∵∠AOB=50°,
∴∠ACB=∠AOB=25°.
故选:B.
5.如图,⊙O的直径CD=10cm,AB是⊙O的弦,AB⊥CD,垂足为M,OM:OC=4:5,则AB的长为( )
A.6B.7C.8D.9
【解答】解:如图所示,连接OA.
⊙O的直径CD=10cm,
则⊙O的半径为5cm,
即OA=OC=5,
又∵OM:OC=4:5,
所以OM=4,
∵AB⊥CD,垂足为M,
∴AM=BM,
在Rt△AOM中,AM==3,
∴AB=2AM=2×3=6.
故选:A.
二.解答题
6.如图,AB是⊙O的一条弦,OD⊥AB,垂足为点C,交⊙O于点D,点E在⊙O上.
(1)若∠AOD=50°,求∠DEB的度数;
(2)若OC=6,OA=10,求AB的长.
【解答】解:(1)∵AB是⊙O的一条弦,OD⊥AB,
∴=,
∴∠DEB=∠AOD=×50°=25°;
(2)根据勾股定理得,AC===8,
∵AB是⊙O的一条弦,OD⊥AB,
∴AB=2AC=2×8=16.
7.如图,四边形ABCD内接于⊙O,已知∠ADC=140°,求∠ABC和∠AOC的度数.
【解答】解:∵四边形ABCD内接于⊙O,
∴∠ABC+∠ADC=180°,又∠ADC=140°,
∴∠ABC=40°,
由圆周角定理得,∠AOC=2∠ABC=80°,
8.如图,⊙O中,OA⊥BC,∠AOB=50°,求∠ADC的度数.
【解答】解:∵⊙O中,OA⊥BC,
∴=,
∴∠ADC=∠AOB=×50°=25°.
9.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,以BC为直径的⊙O交AB于点D,E为的中点,CE交AB于点H,且AH=AC,AF平分线∠CAH.
(1)求证:BE∥AF;
(2)若AC=6,BC=8,求EH的长.
【解答】(1)证明:
∵AH=AC,AF平分线∠CAH
∴∠HAF=∠CAF,AF⊥EC,
∴∠HAF+∠ACH=90°
∵∠ACB=90°,即∠BCE+∠ACH=90°,
∴∠HAF=∠BCE,
∵E为的中点,
∴,
∴∠EBD=∠BCE,
∴∠HAF=∠EBD,
∴BE∥AF;
(2)解:连接OH、CD.
∵BC为直径,
∴∠BDC=90°,
∵∠ACB=90°,AC=6,BC=8,
∴AB=,
∵AH=AC=6
∴BH=AB﹣AH=10﹣6=4,
∵∠EBH=∠ECB,∠BEH=∠CEB
∴△EBH∽△ECB,
∴,
EB=2EH,
由勾股定理得 BE2+EH2=BH2,
即(2EH)2+EH2=42,
∴EH=.
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