资源简介 专题3 圆的基本性质 题型一 点与圆的位置关系【典例1】 若☉O的半径为5 cm,平面上有一点A,OA=6 cm,则点A与☉O的位置关系是( )A.点A在☉O外 B.点A在☉O上C.点A在☉O内 D.不能确定【点悟】 设☉O的半径为r,点P与圆心O的距离为d,则d>r 点P在☉O外;d=r 点P在☉O上;d<r 点P在☉O内。变式1图【变式1】 在公园的O处附近有E,F,G,H四棵树,位置如图所示(图中小正方形的边长均相等)。现计划修建一座以点O为圆心,OA长为半径的圆形水池,要求池中不留树木,则E,F,G,H四棵树中,需要被移栽的是( )A.E,F,G B.F,G,HC.G,H,E D.H,E,F题型二 垂径定理及其推论【典例2】 如图,☉O的直径CD=10,弦AB=5,AB⊥CD,垂足为M,则DM的长为( ) 典例2图A.5B.C.5D.【变式2-1】 如图1,筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,其示意图如图2,筒车盛水桶的运行轨道是以轴心O为圆心的圆,已知圆心O在水面上方,且☉O被水面截得的弦AB长为5.6 m,☉O半径长为r(m),C为运行轨道的最低点,点C到弦AB的距离是1.4 m,则r的值为( )变式2-1图A.2 B.2.8C.3.5 D.4【变式2-2】 如图,AB为☉O的直径,弦CD⊥AB于点E,G为劣弧AD上一动点,AG与CD的延长线相交于点F,连结AC,AD,CG,DG。记tan∠DGF=m(m为常数,且m>1)。(1)求证:∠AGC=∠ACF。(2)求的值(用含m的式子表示)。变式2-2图题型三 圆心角与圆周角、圆内接四边形【典例3】 如图,在直径为AB的☉O中,C,D是☉O上的两点,∠AOD=58°,CD∥AB,则∠ABC的度数为 °。 典例3图【变式3-1】 如图,点A,B,C,D,E在☉O上,且的度数为50°,∠ACD=60°,则∠E的度数为 °。 变式3-1图【变式3-2】 如图1,四边形ABCD内接于☉O,对角线AC,BD相交于点G,,点F在线段BD上,且AF=AD。(1)若∠ADB=α,请用含α的代数式表示∠ADC。(2)求证:BF=CD。(3)如图2,延长AF,交☉O于点M,若AM为☉O的直径,AM=13,tan∠DAC=,求AF的长。图1 图2变式3-2图题型四 弧长的计算【典例4】 如图,△ABC是正三角形,曲线CDEF叫作“正三角形的渐开线”,其中,的圆心依次按A,B,C,循环,它们依次相连结。若AB=1,则曲线CDEF的长为 。 典例4图【变式4】 如图,在6×6的方格纸中,每个小方格都是边长为1的正方形,其中A,B,C为格点,作△ABC的外接圆,则的长为 。 变式4图题型五 扇形面积的计算 【典例5】 如图,在扇形AOB中,∠AOB=120°,OA=12,C是OA的中点,CD⊥OA,交于点D,以OC为半径的交OB于点E,则阴影部分的面积为 。 典例5图【变式5】 若扇形的半径为3 cm,弧长为π cm,则该扇形的圆心角的度数为 °,面积为 cm2。 题型六 圆的综合【典例6】 如图1,在圆内接四边形ABCD中,AD>BC,延长AD至点E,延长BA至点F,连结EF,延长CD,交EF于点G,已知∠EGD+∠DAB=180°。(1)找出一个与∠EGD相等的角,并说明理由。(2)如图2,连结AC,BD,使EF=BD,延长CB,DA,两者相交于点H。求证:①。②AE=AC。典例6图1.如图,AB是☉O的直径,∠BAC=50°,则∠D的度数为( )A.20° B.40°C.50° D.80°第1题图 第2题图2.如图,在☉O中,OA⊥BC,∠ADB=30°,BC=2,则OC的长为( )A.1 B.2C.2 D.43.如图,一条公路的转弯处是一段圆弧(),点O是这段弧所在圆的圆心,B为上一点,OB⊥AC于点D。若AC=300 m,BD=150 m,则的长为( )第3题图A.300π m B.200π mC.150π m D.100π m4.已知一个扇形的半径为5 cm,面积为20 cm2,则它的弧长为 cm。 5.如图,△ABC是☉O的内接三角形,若∠OBC=28°,则∠A= °。 第5题图6.如图,将Rt△ABC的斜边AB绕点A按顺时针方向旋转角α(0°<α<90°)得到AE,直角边AC绕点A按逆时针方向旋转角β(0°<β<90°)得到AF,连结EF。若AB=3,AC=2,且α+β=∠B,则EF= 。 第6题图7.如图,在正方形网格图中建立平面直角坐标系,一条圆弧经过网格点A,B,C,O为坐标原点。(网格中小正方形的边长为1)(1)该圆弧所在圆的圆心P的坐标为 。 (2)求的长(结果保留π)。第7题图8.如图,在☉O中,直径BD与弦AC相交于点E,且AB=AC。(1)求证:∠BAC=2∠ABD。(2)若△ADE是以AD为腰的等腰三角形,求∠ABD的度数。(3)若AB=5,BC=6,求AE的长。第8题图9.如图,在边长为2的正六边形ABCDEF中,连结BE,点H在BE上运动,G为EF的中点,△AGH的周长的最小值为( )A.2+2 B.C.+2 D.2第9题图10.如图,四边形ABCD是☉O的内接四边形,直径AB=10,D是的中点,弦DE⊥AB,∠EDC=99°,则的长为 。 第10题图11.如图,☉O是△ADC的外接圆,AB是☉O的直径,G是上的一点,B是的中点,AB与CD相交于点E,连结AG并延长,交DC的延长线于点F。(1)求证:∠ADC=∠AGD。(2)若sin∠ADG=,AE=3,求AF的长。(3)若=a2,求的值(用含a的代数式表示)。第11题图12.如图,△ABC内接于☉O,AB=AC,E是上的一个动点(不与点A,C重合)。(1)如图1,若☉O的半径为2,∠BAC=45°,求BC的长。(2)如图2,连结AE,CE。若BE=AE+CE,求∠BAC的度数。(3)如图3,过点E作EF⊥AB于点F。若=m,对于CE的任意长度,都有2EF2-5m·CE2+的值是一个定值,求m的值。第12题图专题3 圆的基本性质 题型一 点与圆的位置关系【典例1】 若☉O的半径为5 cm,平面上有一点A,OA=6 cm,则点A与☉O的位置关系是( A )A.点A在☉O外 B.点A在☉O上C.点A在☉O内 D.不能确定【点悟】 设☉O的半径为r,点P与圆心O的距离为d,则d>r 点P在☉O外;d=r 点P在☉O上;d<r 点P在☉O内。变式1图【变式1】 在公园的O处附近有E,F,G,H四棵树,位置如图所示(图中小正方形的边长均相等)。现计划修建一座以点O为圆心,OA长为半径的圆形水池,要求池中不留树木,则E,F,G,H四棵树中,需要被移栽的是( A )A.E,F,G B.F,G,HC.G,H,E D.H,E,F题型二 垂径定理及其推论【典例2】 如图,☉O的直径CD=10,弦AB=5,AB⊥CD,垂足为M,则DM的长为( D ) 典例2图A.5B.C.5D.【解析】 如答图,连结OA。 典例2答图∵☉O的直径CD=10,∴OA=5。∵AB=5,AB⊥CD,∴AM=AB=×5,∴在Rt△AOM中,OM=,∴DM=OD+OM=5+。【点悟】 在已知直径与弦垂直的问题中,常连半径构造直角三角形,运用勾股定理来解决。【变式2-1】 如图1,筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,其示意图如图2,筒车盛水桶的运行轨道是以轴心O为圆心的圆,已知圆心O在水面上方,且☉O被水面截得的弦AB长为5.6 m,☉O半径长为r(m),C为运行轨道的最低点,点C到弦AB的距离是1.4 m,则r的值为( C )变式2-1图A.2 B.2.8C.3.5 D.4【解析】 如答图,连结OC,交AB于点D。变式2-1答图由题意,得OA=OC=r(m),OC⊥AB,CD=1.4 m,∴AD=BD=AB=2.8 m,∠ADO=90°,OD=(r-1.4)m,由OA2=AD2+OD2,得r2=2.82+(r-1.4)2,解得r=3.5。【变式2-2】 如图,AB为☉O的直径,弦CD⊥AB于点E,G为劣弧AD上一动点,AG与CD的延长线相交于点F,连结AC,AD,CG,DG。记tan∠DGF=m(m为常数,且m>1)。(1)求证:∠AGC=∠ACF。(2)求的值(用含m的式子表示)。变式2-2图解:(1)∵AB为☉O的直径,弦CD⊥AB,∴,∴∠AGC=∠ACF。(2)∵∠AGC=∠ACF,∠CAG=∠FAC,∴△ACG∽△AFC,∴,∴AC2=AG·AF。由四边形ACDG内接于☉O,易知∠ACE=∠AGC=∠DGF,∴AE=CE·tan∠ACE=mCE,∴AC2=CE2+AE2=(1+m2)CE2,∴=1+m2。题型三 圆心角与圆周角、圆内接四边形【典例3】 如图,在直径为AB的☉O中,C,D是☉O上的两点,∠AOD=58°,CD∥AB,则∠ABC的度数为 61 °。 典例3图【解析】 ∵∠AOD=58°,∴∠ACD=∠AOD=29°。∵CD∥AB,∴∠CAB=∠ACD=29°。∵AB是直径,∴∠ACB=90°,∴∠ABC=90°-∠CAB=61°。【点悟】 (1)在同圆(或等圆)中,圆心角(或圆周角)、弧、弦、弦心距中只要有一组量相等,则其他对应的各组量也分别相等,利用这个性质可以将问题互相转化,达到求解或证明的目的;(2)注意圆中的隐含条件(半径相等)的应用;(3)圆周角定理及圆心角、弧、弦、弦心距之间的关系是进行圆内角度转化与计算的主要依据,遇直径,要想到直径所对的圆周角是90°,从而获得直角三角形;遇到弧所对的圆周角与圆心角,要想到同弧所对的圆心角等于圆周角的2倍以及同弧所对的圆周角相等。【变式3-1】 如图,点A,B,C,D,E在☉O上,且的度数为50°,∠ACD=60°,则∠E的度数为 95 °。 变式3-1图【解析】 如答图,连结OA,OB。变式3-1答图∵的度数为50°,∴∠AOB=50°,∴∠ACB=∠AOB=25°。又∵∠BCD=∠ACB+∠ACD=85°,∠BCD+∠E=180°,∴∠E=180°-∠BCD=95°。【变式3-2】 如图1,四边形ABCD内接于☉O,对角线AC,BD相交于点G,,点F在线段BD上,且AF=AD。(1)若∠ADB=α,请用含α的代数式表示∠ADC。(2)求证:BF=CD。(3)如图2,延长AF,交☉O于点M,若AM为☉O的直径,AM=13,tan∠DAC=,求AF的长。图1 图2变式3-2图解:(1)∵,∴∠ABC=∠ADB=α。∵四边形ABCD内接于☉O,∴∠ABC+∠ADC=180°,∴∠ADC=180°-∠ABC=180°-α。(2)∵AF=AD,∴∠AFD=∠ADB,∴∠AFB=180°-∠AFD=180°-∠ADB=180°-∠ABC,∴∠AFB=∠ADC。又∵∠ABD=∠ACD,AF=AD,∴△ABF≌△ACD(AAS),∴BF=CD。(3)如答图,连结BM,MC。变式3-2答图∵AM是直径,∴∠ABM=∠ACM=90°。又∵AM=AM,AB=AC,∴Rt△ABM≌Rt△ACM(HL),∴∠BAM=∠CAM。∵△ABF≌△ACD,∴∠BAM=∠CAD,∴∠DAC=∠BAM=∠CAM=∠CBM。∵AB=AC,AM是直径,∴AM⊥BC。∵tan∠DAC=,∴=tan∠MBP==tan∠BAM=,∴。又∵MP+AP=AM=13,∴MP=4,AP=9,∴BP=6。∵∠AFD=∠ADF,∴∠BFM=∠BMF,∴BM=BF。又∵BP⊥MF,∴PF=MP=4,∴AF=AP-PF=5。题型四 弧长的计算【典例4】 如图,△ABC是正三角形,曲线CDEF叫作“正三角形的渐开线”,其中,的圆心依次按A,B,C,循环,它们依次相连结。若AB=1,则曲线CDEF的长为 4π 。 典例4图【解析】 的长为的长为的长为=2π,则曲线CDEF的长为π+π+2π=4π。【点悟】 若忘记了弧长的计算公式,则可利用弧的度数占360°的几分之几来计算,但这样会多花时间。【变式4】 如图,在6×6的方格纸中,每个小方格都是边长为1的正方形,其中A,B,C为格点,作△ABC的外接圆,则的长为 π 。 变式4图题型五 扇形面积的计算 【典例5】 如图,在扇形AOB中,∠AOB=120°,OA=12,C是OA的中点,CD⊥OA,交于点D,以OC为半径的交OB于点E,则阴影部分的面积为 12π+18 。 典例5图【解析】 如答图,连结OD。 典例5答图∵C是OA的中点,∴OC=OA=OD。又∵CD⊥OA,∴∠CDO=30°,∴∠DOC=60°。又∵∠AOB=120°,∴∠BOD=60°。∵OD=OA=12,∴OC=6,∴CD=6,∴S阴影=S扇形BOD+S△OCD-S扇形COE=×6×6=12π+18。【点悟】 求不规则图形的面积,常转化为易解决的基本图形计算,或通过面积的和差来计算。【变式5】 若扇形的半径为3 cm,弧长为π cm,则该扇形的圆心角的度数为 80 °,面积为 2π cm2。 【解析】 设该扇形的圆心角的度数为n°,由题意,得π,解得n=80,∴面积S==2π(cm2)。题型六 圆的综合【典例6】 如图1,在圆内接四边形ABCD中,AD>BC,延长AD至点E,延长BA至点F,连结EF,延长CD,交EF于点G,已知∠EGD+∠DAB=180°。(1)找出一个与∠EGD相等的角,并说明理由。(2)如图2,连结AC,BD,使EF=BD,延长CB,DA,两者相交于点H。求证:①。②AE=AC。典例6图解:(1)∠C=∠EGD。理由如下:∵四边形ABCD是圆内接四边形,∴∠C+∠DAB=180°。∵∠EGD+∠DAB=180°,∴∠C=∠EGD。(2)①易知∠DCB+∠DAB=180°。又∵∠EGD+∠DAB=180°,∴∠DCB=∠EGD,∴EF∥BH,∴△AEF∽△AHB,∴。②方法一:∵,∴。∵∠DHB=∠CHA,∠HDB=∠HCA,∴△HAC∽△HBD,∴,∴。又∵EF=BD,∴AE=AC。方法二:如答图,过点A作AM∥EF,连结DM,BM。典例6答图∵AM∥EF,∴∠F=∠MAB=∠MDB。∵四边形ABMD内接于☉O,∴∠EAF=180°-∠DAB=∠DMB。又∵EF=BD,∴△EFA≌△BDM(AAS),∴AE=MB。由①知,EF∥BH,∴AM∥HC,∴∠AMB=∠MBC,∴,∴,∴AC=MB,∴AE=AC。1.如图,AB是☉O的直径,∠BAC=50°,则∠D的度数为( B )A.20° B.40°C.50° D.80°第1题图 第2题图2.如图,在☉O中,OA⊥BC,∠ADB=30°,BC=2,则OC的长为( B )A.1 B.2C.2 D.4【解析】 连结OB,设OA交BC于点E,如答图。 第2题答图∵∠ADB=30°,∴∠AOB=60°。∵OA⊥BC,BC=2,∴BE=BC=。在Rt△BOE中,sin∠AOB=,∴sin 60°=,∴OB=2,∴OC=2。3.如图,一条公路的转弯处是一段圆弧(),点O是这段弧所在圆的圆心,B为上一点,OB⊥AC于点D。若AC=300 m,BD=150 m,则的长为( B )第3题图A.300π m B.200π mC.150π m D.100π m【解析】 ∵OB⊥AC,∴,∴AD=AC=150 m,∠AOC=2∠AOB。∵在Rt△AOD中,AD2+OD2=OA2,且OA=OB,∴AD2+(OA-BD)2=OA2,∴(150)2+(OA-150)2=OA2,∴OA=300 m,∴sin∠AOB=,∴∠AOB=60°,∴∠AOC=120°,∴=200π(m)。4.已知一个扇形的半径为5 cm,面积为20 cm2,则它的弧长为 8 cm。 5.如图,△ABC是☉O的内接三角形,若∠OBC=28°,则∠A= 62 °。 第5题图【解析】 如答图,连结OC。第5题答图∵OB=OC,∴∠OCB=∠OBC=28°,∴∠BOC=180°-∠OCB-∠OBC=124°,∴∠A=∠BOC=62°。6.如图,将Rt△ABC的斜边AB绕点A按顺时针方向旋转角α(0°<α<90°)得到AE,直角边AC绕点A按逆时针方向旋转角β(0°<β<90°)得到AF,连结EF。若AB=3,AC=2,且α+β=∠B,则EF= 。 第6题图【解析】 ∵α+β=∠B,∠C=90°,∴∠EAF=∠BAC+∠B=90°,∴△AEF是直角三角形。又∵AE=AB=3,AF=AC=2,∴EF=。7.如图,在正方形网格图中建立平面直角坐标系,一条圆弧经过网格点A,B,C,O为坐标原点。(网格中小正方形的边长为1)(1)该圆弧所在圆的圆心P的坐标为 (2,-1) 。 (2)求的长(结果保留π)。第7题图解:(1)如答图,连结BC,分别作AB,BC的垂直平分线,两条直线相交于点P。圆心P的坐标为(2,-1)。第7题答图(2)如答图,连结AP,CP,AC。由勾股定理,得AP2=22+42=20,PC2=22+42=20,AC2=22+62=40,∴AP2+PC2=AC2,AP=2,∴∠APC=90°,∴的长为π。8.如图,在☉O中,直径BD与弦AC相交于点E,且AB=AC。(1)求证:∠BAC=2∠ABD。(2)若△ADE是以AD为腰的等腰三角形,求∠ABD的度数。(3)若AB=5,BC=6,求AE的长。第8题图解:(1)如答图,连结AO并延长,交BC于点H。第8题答图∵AB=AC,∴,∴AH垂直平分BC,∴AH平分∠BAC,即∠BAC=2∠BAH。∵OA=OB,∴∠ABD=∠BAH,∴∠BAC=2∠ABD。(2)设∠ABD=α,则∠BAC=2α,∴∠AED=∠ABD+∠BAC=α+2α=3α。∵BD为直径,∴∠BAD=90°。当AD=AE时,∠ADB=∠AED=3α,∴α+3α=90°,解得α=22.5°;当DA=DE时,∠DAE=∠AED=3α,∴∠BAD=2α+3α=90°,解得α=18°。综上所述,∠ABD的度数为18°或22.5°。(3)∵AH⊥BC,∴BH=CH=BC=3。在Rt△ABH中,AH==4。设☉O的半径为r,则OA=OB=r,OH=4-r。在Rt△OBH中,32+(4-r)2=r2,解得r=,∴BD=2r=。在Rt△ABD中,AD=。在Rt△BCD中,CD=。易知AH∥CD,∴△AEO∽△CED,∴,∴,∴AE=×5=。9.如图,在边长为2的正六边形ABCDEF中,连结BE,点H在BE上运动,G为EF的中点,△AGH的周长的最小值为( B )A.2+2 B.C.+2 D.2第9题图【解析】 如答图,要使△AGH的周长最小,则AH+HG的值最小。第9题答图利用正六边形的性质,作点G关于BE的对称点G',则G'E=GE=1,连结AG'交BE于点H',连结AE,H'G,则H'G=H'G',易知此时AH+HG=AH'+GH'=AG',值最小。∵∠AFE=120°,AF=EF=2,∴∠AEF=30°,∴易知AE=2。∵∠AEG'=∠DEF-∠AEF=90°,∴AG'=,∴AH'+GH'=。过点A作AM⊥EF,交EF的延长线于点M,则∠AFM=60°,∴FM=AF=1,∴AM=,GM=2,∴AG=,△AGH的周长的最小值为。10.如图,四边形ABCD是☉O的内接四边形,直径AB=10,D是的中点,弦DE⊥AB,∠EDC=99°,则的长为 3π 。 第10题图【解析】 如答图,连结OC,OD,OE,BE。第10题答图∵∠EDC=99°,∴∠EBC=180°-99°=81°,∴∠EOC=2∠EBC=162°。∵DE⊥AB,AB是☉O的直径,∴。又∵D是的中点,∴,∴,∴∠EOA=∠AOD=∠DOC=∠EOC=×162°=54°,∴∠DOE=108°。∵AB=10,∴OD=5,∴的长为=3π。11.如图,☉O是△ADC的外接圆,AB是☉O的直径,G是上的一点,B是的中点,AB与CD相交于点E,连结AG并延长,交DC的延长线于点F。(1)求证:∠ADC=∠AGD。(2)若sin∠ADG=,AE=3,求AF的长。(3)若=a2,求的值(用含a的代数式表示)。第11题图解:(1)∵AB是直径,B是的中点,∴AB⊥CD,∴,∴∠ADC=∠AGD。(2)由(1)知,∠ADC=∠AGD,AB⊥CD,∴∠ADG+∠GDF=∠F+∠GDF,∠AEF=90°,∴∠F=∠ADG,∴AF=。(3)由(2)知,∠ADG=∠F。又∵∠DAG=∠FAD,∴△DAG∽△FAD,∴,∴AD2=AG·AF。∵=a2,∴AF=AG·a2,∴AD2=AG·AG·a2,∴AD=AG·a,∴=a。12.如图,△ABC内接于☉O,AB=AC,E是上的一个动点(不与点A,C重合)。(1)如图1,若☉O的半径为2,∠BAC=45°,求BC的长。(2)如图2,连结AE,CE。若BE=AE+CE,求∠BAC的度数。(3)如图3,过点E作EF⊥AB于点F。若=m,对于CE的任意长度,都有2EF2-5m·CE2+的值是一个定值,求m的值。第12题图解:(1)如答图1,连结OB,OC。第12题答图1∵∠BOC=2∠BAC,∠BAC=45°,∴∠BOC=90°。∵☉O的半径为2,∴OB=OC=2,∴BC=OB=2。(2)如答图2,在BE上截取BF=CE,连结AF。第12题答图2在△ABF和△ACE中,∵∴△ABF≌△ACE(SAS),∴∠BAF=∠CAE,AF=AE。∵BE=AE+CE=BF+EF=CE+EF,∴EF=AE,∴AF=EF=AE,∴△AEF为等边三角形,∴∠FAE=60°,∴∠FAC+∠CAE=60°,∴∠FAC+∠BAF=60°,即∠BAC=60°。(3)如答图3,过点A作AH∥BC,交CE的延长线于点H,过点A作AM⊥CH于点M,连结BE。第12题答图3∵,∴AE=BC,∠ABE=∠BEC,∴AB∥CE。又∵AH∥BC,∴四边形ABCH为平行四边形,∴BC=AH,AB=CH,∴AE=AH。∵AM⊥CH,∴EM=MH=EH。∵EF⊥AB,AM⊥CH,AB∥CE,∴四边形AFEM为矩形,∴AF=EM。设CE=a,则AF=ma,∴EM=AF=ma,∴EH=2EM=2ma,∴AB=CH=CE+EH=a+2ma。∵AB=AC,AE=AH,∴∠ABC=∠ACB,∠AEH=∠H。∵四边形ABCE为圆的内接四边形,∴∠AEH=∠ABC,∴∠ABC=∠ACB=∠AEH=∠H,∴△AEH∽ABC,∴,∴,∴AE2=2ma2+4m2a2。∵EF2=AE2-AF2,∴EF2=2ma2+4m2a2-m2a2=2ma2+3m2a2,∴2EF2-5m·CE2+=2(2ma2+3m2a2)-5ma2+=4ma2+6m2a2-5ma2+=6m2a2-ma2+=(6m2-m)CE2+。∵对于CE的任意长度,都有2EF2-5m·CE2+的值是一个定值,∴2EF2-5m·CE2+的值与CE无关,∴6m2-m=0,∴m=0(不合题意,舍去)或m=,∴m的值为。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 专题3 圆的基本性质 - 学生版.docx 专题3 圆的基本性质.docx