初中数学圆的概念例题解题技巧(圆知识的第一部分及例题详解)

初中数学圆的概念例题解题技巧(圆知识的第一部分及例题详解)(1)

初中圆的知识按教学侧重大体分三大部分,(一)圆的有关概念和性质;(二)与圆有关的位置关系;(三)圆的有关计算.本讲是第一部分.

第一部分,重点在几个定理和推论

1.垂径定理及其推论

定理:垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧.

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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)弦的垂直平分线经过圆心,并且平分弦所对的两条弧.

(3)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.

(4)在同圆中,圆的两条平行弦所夹的弧相等.

如果一条直线具备【①经过圆心,②垂直于弦,③平分弦(非直径),④平分弦所对的劣弧,⑤平分弦所对的优弧】中的任意两个性质,那么这条直线就具备另外三个性质,简称``知二推三".

2.圆心角、弧、弦、弦心距关系定理:

在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦相等,所对的弦心距相等.

正确理解为:在同圆或等圆中,①圆心角相等;②所对的弧相等;③所对的弦相等;④所对的弦心距相等.四项中,一项相等,其余三项皆相等,简称"知一推三“.

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3,圓周角定理:

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.

推论①同弧或等弧所对的圆周角相等,同圆或等圆中,相等的圆周角所对的弧也相等.简记为:"等角对等弧""等弧对等角".

②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.简记为:"直径对直角"“直角对直径".

③如果三角形一边上的中线等于这边的一半,那么这个三角形是直角三角形.

这就是圆中第一部分的重要内容。垂径定理及其推论,提供了几种常见的辅助线

①过圆心作弦的垂线,得弦的中点及弦所对弧的中点.

②有弦的中点时,常连接过弦中点的半径,则该半径与弦垂直,且平分弦所对的弧.

③有弧中点时,常作过弧中点的半径,则该半径必垂直于弧所对的弦,且平分弦.

其中过圆心作弦的垂线(可以是直线,也可以是半径、直径,还可以是该弦的弦心距),构造出垂径定理的基本图形,这条辅助线的功能还不只局限于产生垂径定理的推论,当我们连接弦的端点和圆心时,便出现了一个直角三角形,进而通过勾股定理或解直角三角形的其他方法求弦长、半径、直径、弦心距,甚至还可以求一些相关的角的度数、三角函数和证明比例线段的问题等等.

圆周角定理给出了同弧所对的圆周角与圆心角之间的关系,而在同圆或等圓中,圆心角、弧、弦、弦心距之间又有一定的关系,从而也就把圓周角、弧、弦、弦心距联系起来,这一点很重要.圆周角定理的推论为圆中证明两角相等,两条线段相等,两条弧相等提供了重要依据.

例1.如图,⊙O的直径AB长为10,弦AC长为6,∠ACB的平分线交⊙O于D,则CD长为(一一)

A.7,B.7√2,C.8√2,D.9

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【分析】由于AB的直径,能想到什么?

∠ACB的平分线交⊙O于D,又想到什么?怎样才能算出CD的长呢?噢,想到∠ACB是直角,想到∠ACD=∠BCD=45°,想到弧AD=弧BD,于是连接OD,则∠DOB=90°,若连接BD,则BD=OB√2=5√2,在△BCD中,又可知BC=8,还不能算出CD,那么再看条件有∠BCD=45°,必须会利用它,于是过B作BM⊥CD于M,如图

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则在Rt△BMC中,BM=CM=4√2,这样在Rt△BMD中,可算出MD=3√2,于是,CD=CM MD=7√2,选B.

例2.如图,AB是⊙O的直径,C、D是⊙O上的点,且OC∥BD,AD分别与BC,OC相交于点E,F,则下列结论:①AD⊥BD;②∠AOC=∠AEC;③CB平分∠ABD;④AF=DF;⑤BD=2OF;⑥△CEF≌△BED,其中一定成立的是(一一)

A.②④⑤⑥,B.①③⑤⑥,C.②③⑤⑥,D①③④⑤

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【分析】AB是直径,想到∠ADB=90°,所以AD⊥BD,①正确,又OC∥BD,所以OC⊥AD,所以AF=DF,④正确,又AO=BO,∴OF为△ABD的中位线,∴BD=2OF,⑤正确,又OC=OB,∴∠OCB=∠OBC,根据OC∥BD,可得,∠OCB=∠CBD,∴∠OBC=∠CBD(即CB平分∠ABD,③正确.若∠AOC=∠AEC,则∠ABD=∠AEC=∠DEB=2∠DBE,则∠DBE=30°,∠DEB=60°,此时BE=2ED,CE=2EF,这只是一种特殊情况,当E是BC的中点,△CEF≌△BED,也是一种特殊情况,所以②⑥不一定正确,答案选D.

例3.如图,BC为⊙O的直径,AD⊥BC,垂足为D,弧AB等于弧AF,BF和AD交于E,求证:AE=BE

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【分析】由于弧AB等于弧AF,所以连接AO,交BF于M,则OA⊥BF,又由于AD⊥BC,∴∠ADO=∠BMO=90°,而∠3,∠4都是∠AOB的余角,∴∠3=∠4,连接AB,由于OA=OB,∴∠OAB=∠OBA,∴∠1=∠2,∴AE=BE.如图,

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另,由于BC是直径,所以连接AC,AB,则∠BAC=90°,而AD⊥BC,则∠ADC=90°,∴∠C ∠3=∠2 ∠3=90°,∴∠C=∠2,由于弧AB等于弧AF,∠C=∠1,∴∠1=∠2,∴AE=BE,如图

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另.由于BC是直径,AD⊥BC,所以补全图形,如图

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则弧AB等于弧BN,由于弧AB等于弧AF,所以弧BN等于弧AF,所以∠1=∠2,所以AE=BE.

例4.如图,

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在⊙O中,AB⊥CD,垂足为G,OE⊥BC,垂足为E,求证:OE=AD/2.

【分析】欲证OE=AD/2,想线段的倍比关系,有中位线定理,于是连接CO并延长交⊙O于M,连接BM,则∠CBM=90°,又OE⊥CB,则E为BC的中点,这样的辅助线CM,一箭双雕,所以说,直径在圆中的辅助线很重要,所以OE=BM/2,接下来只须证AD=BM,在圆中想到证弧AD等于弧BM,看图,∠D=∠1,∠A ∠D=90°,∠1十∠2=90°,∴∠A=∠2,∴弧DB等于弧AM,∴弧AD等于弧BM,∴OE=AD/2.如图

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另,连接CO并延长交⊙O于F,连接AC,如图,

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从图可知,∠F=∠CAB,又∠AGC=∠FBC=90°,∴∠ACD=∠FCB,∴弧AD等于弧FB,同样可证,OE=FB/2=AD/2.

例5.如图,△ABC是⊙O的内接三角形,AC=BC,D为⊙O中弧AB上一点,延长DA至点E,使CE=CD.

(1)求证:AE=BD;

(2)若AC⊥BC,求证:AD十BD=√2CD.

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【分析】,由条件分析,欲证AE=BD,可证△ACE≌△BCD,由于AC=BC,∴∠1=∠2,由于CE=CD,∴∠E=∠3,又∠3=∠2(同弧上的圆周角相等),∴∠ACB=∠ECD,∴∠4=∠5,可证△ACE≌△BCD,∴AE=BD.

第2问,如下图

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由于AC⊥BC,∵∠ACB=∠ECD,∴∠ECD=90°,∴∠E=∠3=45°,∴DE=√2CD,又∵AD十BD=AD十AE=ED,∴AD BD=√2CD.

【总结反思】

以上所说的内容非常重要,圆周角相关题变化多端,要注意具体问题具体分析,灵活处理变化的问题。

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