2020年中考數(shù)學(xué)考點(diǎn)總動員 第21講 圓的基本性質(zhì)(含解析)

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1、第21講 圓的基本性質(zhì) 1.圓的基本概念及性質(zhì) (1)基本概念 ①圓:平面上到定點(diǎn)的距離等于定長的所有點(diǎn)組成的圖形叫做圓定點(diǎn)叫圓心,定長叫半徑,以O(shè)為圓心的圓記作⊙O. ②弧和弦:圓上任意兩點(diǎn)間的部分叫弧,連接圓上任意兩點(diǎn)的線段叫弦,經(jīng)過圓心的弦叫直徑,直徑 是最長的弦. ③圓心角:頂點(diǎn)在圓心,角的兩邊與圓相交的角叫圓心角. ④圓周角:頂點(diǎn)在圓上,角的兩邊與圓相交的角叫圓周角. ⑤等弧:在同圓或等圓中,能夠互相重合的弧. (2)性質(zhì): ①對稱性:圓是軸對稱圖形,其對稱軸是過圓心的任一條直線;圓是中心對稱圖形,對稱中心是圓心. ②旋轉(zhuǎn)不變性:圓繞著它的

2、圓心旋轉(zhuǎn)任意一個角度,都能與原來的圖形重合. 2.垂徑定理及其推論 垂徑定理:垂直于弦的直徑平分弦,并且平分弦所對的兩條弧. 垂徑定理的推論: ①平分弦(不是直徑)的直徑垂直于弦 ,并且平分弦所對的兩條弧; ②弦的垂直平分線經(jīng)過圓心,并且平分弦所對的兩條?。? ③平分弦所對的一條弧的直徑垂直平分弦,并且平分弦所對的另一條?。? 3.弦、弧、圓心角的關(guān)系定理及推論 ①弦、弧、圓心角的關(guān)系:在同圓或等圓中,相等的圓心角所對的弧相等,所對的弦相等. ②推論:在同圓或等圓中,如果兩個圓心角、兩條弧、兩條弦、兩條弦心距中有一組量相等,那么它們所對應(yīng)的其余各組量都分別相等.

3、 4.圓周角定理及推論: 圓周角定理:一條弧所對的圓周角等于它所對圓心角的一半. 圓周角定理的推論: ①同弧或等弧所對的圓周角相等;同圓或等圓中相等的圓周角所對的弧相等. ②半圓(或直徑)所對的圓周角是直角;90°的圓周角所對的弦是直徑. 注意:圓周角定理運(yùn)用在“同圓或等圓”中,一條弦對應(yīng)兩條弧,對應(yīng)兩個互補(bǔ)的圓周角;一條弧只對應(yīng)一個圓心角,對應(yīng)無數(shù)圓周角. 5.四邊形和圓 圓內(nèi)接四邊形的對角互補(bǔ),如圖,∠D+∠B=180°,∠A+∠C=180°. 考點(diǎn)1:垂徑定理 【例題1】(2018·浙江衢州·3分)如圖,AC是⊙O的直徑,弦BD⊥AO于E,連接BC

4、,過點(diǎn)O作OF⊥BC于F,若BD=8cm,AE=2cm,則OF的長度是( ?。? A.3cm      B. cm      C.2.5cm      D. cm 【答案】D 【考點(diǎn)】垂徑定理 【分析】根據(jù)垂徑定理得出OE的長,進(jìn)而利用勾股定理得出BC的長,再利用相似三角形的判定和性質(zhì)解答即可. 【解答】解:連接OB, ∵AC是⊙O的直徑,弦BD⊥AO于E,BD=8cm,AE=2cm.在Rt△OEB中,OE2+BE2=OB2,即OE2+42=(OE+2)2 解得:OE=3,∴OB=3+2=5,∴EC=5+3=8.在Rt△EBC中,BC=. ∵OF⊥BC,∴∠OFC=∠CEB=

5、90°. ∵∠C=∠C,∴△OFC∽△BEC,∴,即,解得:OF=. 故選D. 歸納:1.垂徑定理兩個條件是過圓心、垂直于弦的直線,三個結(jié)論是平分弦,平分弦所對的優(yōu)弧與劣?。? 2.圓中有關(guān)弦的證明與計(jì)算,通過作弦心距,利用垂徑定理,可把與圓相關(guān)的三個量,即圓的半徑,圓中一條弦的一半,弦心距構(gòu)成一個直角三角形,從而利用勾股定理,實(shí)現(xiàn)求解. 3.事實(shí)上,過點(diǎn)E任作一條弦,只要確定弦與AB的交角,就可以利用垂徑定理和解直角三角形求得這條弦長. 考點(diǎn)2:圓周角定理及其推論 【例題2】.(2017·臨沂)如圖,∠BAC的平分線交△ABC的外接圓于點(diǎn)D,∠ABC的平分線交AD于點(diǎn)E.

6、(1)求證:DE=DB; (2)若∠BAC=90°,BD=4,求△ABC外接圓的半徑. 【解析】:(1)證明:∵AD平分∠BAC,BE平分∠ABC, ∴∠BAE=∠CAD,∠ABE=∠CBE. ∴=. ∴∠DBC=∠BAE. ∵∠DBE=∠CBE+∠DBC,∠DEB=∠ABE+∠BAE, ∴∠DBE=∠DEB. ∴DE=DB. (2)連接CD. ∵=,∴CD=BD=4. ∵∠BAC=90°,∴BC是直徑. ∴∠BDC=90°. ∴BC==4. ∴△ABC外接圓的半徑為2. 歸納:利用圓周角定理在解答具體問題時,找準(zhǔn)同弧所對的圓周角及圓心角,然后利用圓周角定理

7、進(jìn)行角度的相關(guān)計(jì)算,常作的輔助線有:已知直徑,作其所對的圓周角;已知90°圓周角作其所對弦,即直徑.同圓的半徑相等,有時需要連接半徑,用它來構(gòu)造等腰三角形, 再根據(jù)等腰三角形等邊對等角以及三線合一來進(jìn)行證明和計(jì)算. 考點(diǎn)3:圓內(nèi)接四邊形 【例題3】如圖,△PQR是⊙O的內(nèi)接正三角形,四邊形ABCD是⊙O的內(nèi)接正方形,BC∥QR,則∠DOR的度數(shù)是( ?。? A.60 B.65 C.72 D.75 【答案】D 【考點(diǎn)】三角形的外接圓與外心;等邊三角形的性質(zhì);正方形的性質(zhì). 【分析】根據(jù)等邊三角形和正方形的性質(zhì),求得中心角∠POR和∠POD,二者的差就是所求. 【解答】解:連結(jié)

8、OD,如圖, ∵△PQR是⊙O的內(nèi)接正三角形, ∴PQ=PR=QR, ∴∠POR=×360°=120°, ∵四邊形ABCD是⊙O的內(nèi)接正方形, ∴∠AOD=90°, ∴∠DOP=×90°=45°, ∴∠AOQ=∠POR﹣∠DOP=75°. 故選D. 歸納:1.找圓內(nèi)角(圓周角,圓心角)和圓外角(頂角在圓外,兩邊也在圓外或頂點(diǎn)在圓上,一邊在圓內(nèi),另一邊在圓外)的數(shù)量關(guān)系時,常常會用到圓內(nèi)接四邊形的對角互補(bǔ)和三角形外角的性質(zhì). 2.在同圓或等圓中,如果一條弧等于另一條弧的兩倍,則較大弧所對的圓周角是較小弧所對圓周角的兩倍. 一、選擇題: 1. (2017四川眉山)如

9、圖,AB是⊙O的弦,半徑OC⊥AB于點(diǎn)D,且AB=8cm,DC=2cm,則OC= 5 cm. A.6 B.4 C.3 D.5 【答案】D 【解答】解:連接OA, ∵OC⊥AB, ∴AD=AB=4cm, 設(shè)⊙O的半徑為R, 由勾股定理得,OA2=AD2+OD2, ∴R2=42+(R﹣2)2, 解得R=5 ∴OC=5cm. 故答案為5. 2. (2018·山東青島·3分)如圖,點(diǎn)A、B、C、D在⊙O上,∠AOC=140°,點(diǎn)B是的中點(diǎn),則∠D的度數(shù)是( ?。? A.70° B.55° C.35.5° D.35° 【答案】D 【解答】

10、解:連接OB, ∵點(diǎn)B是的中點(diǎn), ∴∠AOB=∠AOC=70°, 由圓周角定理得,∠D=∠AOB=35°, 故選:D. 3. (2018·浙江臨安·3分)如圖,⊙O的半徑OA=6,以A為圓心,OA為半徑的弧交⊙O于B、C點(diǎn),則BC=(  ) A.6 B.6 C.3 D.3 【答案】A 【解答】解:設(shè)OA與BC相交于D點(diǎn). ∵AB=OA=OB=6 ∴△OAB是等邊三角形. 又根據(jù)垂徑定理可得,OA平分BC, 利用勾股定理可得BD= =3 所以BC=6. 故選:A. 4. (2018?山東菏澤?3分)如圖,在⊙O中,OC⊥AB,∠ADC=32°,則∠OBA

11、的度數(shù)是(  ) A.64° B.58° C.32° D.26° 【答案】D 【解答】解:如圖, 由OC⊥AB,得 =,∠OEB=90°. ∴∠2=∠3. ∵∠2=2∠1=2×32°=64°. ∴∠3=64°, 在Rt△OBE中,∠OEB=90°, ∴∠B=90°﹣∠3=90°﹣64°=26°, 故選:D. 5. 已知⊙O的直徑CD=10cm,AB是⊙O的弦,AB⊥CD,垂足為M,且AB=8cm,則AC的長為( ?。? A.2cm B.4cm C.2cm或4cm D.2cm或4cm 【答案】C 【解答】解:連接AC,AO, ∵⊙O的直徑CD=10

12、cm,AB⊥CD,AB=8cm, ∴AM=AB=×8=4cm,OD=OC=5cm, 當(dāng)C點(diǎn)位置如圖1所示時, ∵OA=5cm,AM=4cm,CD⊥AB, ∴OM===3cm, ∴CM=OC+OM=5+3=8cm, ∴AC===4cm; 當(dāng)C點(diǎn)位置如圖2所示時,同理可得OM=3cm, ∵OC=5cm, ∴MC=5﹣3=2cm, 在Rt△AMC中,AC===2cm. 故選:C. 二、填空題: 6. 如圖,在⊙O中,弦AB∥CD,若∠ABC=40°,則∠BOD= 80°?。? 【答案】80 【解答】解:∵AB∥CD, ∴∠C=∠ABC=40°, ∴∠BOD=2

13、∠C=80°. 故答案為80°. 7. (2018?濟(jì)寧)如圖,點(diǎn)B,C,D在⊙O上,若∠BCD=130°,則∠BOD的度數(shù)是 . 【答案】100° 【解答】解:圓上取一點(diǎn)A,連接AB,AD, ∵點(diǎn)A、B,C,D在⊙O上,∠BCD=130°, ∴∠BAD=50°, ∴∠BOD=100°, 8. (2018?南通模擬)如圖,AB是⊙O的直徑,點(diǎn)C是⊙O上的一點(diǎn),若BC=3,AB=5,OD⊥BC于點(diǎn)D,則OD的長為 . 【答案】2 【解答】解:∵AB是⊙O的直徑, ∴∠ACB=90°, ∴AC==4, ∵OD⊥BC, ∴BD=CD, 而OB=O

14、A, ∴OD為△ABC的中位線, ∴OD=AC=×4=2. 故答案為2. 9. 已知⊙O的半徑為10cm,AB,CD是⊙O的兩條弦,AB∥CD,AB=16cm,CD=12cm,則弦AB和CD之間的距離是   cm. 【答案】2或14. 【解答】解:①當(dāng)弦AB和CD在圓心同側(cè)時,如圖, ∵AB=16cm,CD=12cm, ∴AE=8cm,CF=6cm, ∵OA=OC=10cm, ∴EO=6cm,OF=8cm, ∴EF=OF﹣OE=2cm; ②當(dāng)弦AB和CD在圓心異側(cè)時,如圖, ∵AB=16cm,CD=12cm, ∴AF=8cm,CE=6cm, ∵OA=OC=10

15、cm, ∴OF=6cm,OE=8cm, ∴EF=OF+OE=14cm. ∴AB與CD之間的距離為14cm或2cm. 故答案為:2或14. 三、解答題: 10. 如圖,AB和CD分別是⊙O上的兩條弦,過點(diǎn)O分別作ON⊥CD于點(diǎn)N,OM⊥AB于點(diǎn)M,若ON=AB,證明:OM=CD. 【考點(diǎn)】垂徑定理;全等三角形的判定與性質(zhì). 【分析】設(shè)圓的半徑是r,ON=x,則AB=2x,在直角△CON中利用勾股定理即可求得CN的長,然后根據(jù)垂徑定理求得CD的長,然后在直角△OAM中,利用勾股定理求得OM的長,即可證得. 【解答】證明:設(shè)圓的半徑是r,ON=x,則AB=2x, 在直角△

16、CON中,CN==, ∵ON⊥CD, ∴CD=2CN=2, ∵OM⊥AB, ∴AM=AB=x, 在△AOM中,OM==, ∴OM=CD. 11. 已知⊙O是△ABC的外接圓,且半徑為4. (1)如圖1,若∠A=30°,求BC的長; (2)如圖2,若∠A=45°: ①求BC的長; ②若點(diǎn)C是的中點(diǎn),求AB的長; (3)如圖3,若∠A=135°,求BC的長. 圖1 圖2   圖3 【點(diǎn)撥】 連接OB,OC,利用同弧所對的圓心角等于圓周角的2倍,構(gòu)建可解

17、的等腰三角形求解. 【解答】 解:(1)連接OB,OC. ∵∠BOC=2∠A=60°,OB=OC,∴△OBC是等邊三角形. ∴BC=OB=4. (2)①連接OB,OC. ∵∠BOC=2∠A=90°,OB=OC,∴△OBC是等腰直角三角形. ∵OB=OC=4,∴BC=4. ②∵點(diǎn)C是的中點(diǎn),∴∠ABC=∠A=45°. ∴∠ACB=90°.∴AB是⊙O的直徑.∴AB=8. (3)在優(yōu)弧上任取一點(diǎn)D,連接BD,CD,連接BO,CO. ∵∠A=135°,∴∠D=45°.∴∠BOC=2∠D=90°. ∵OB=OC=4,∴BC=4. 12. (2017山東臨沂)如圖,∠BAC的平分

18、線交△ABC的外接圓于點(diǎn)D,∠ABC的平分線交AD于點(diǎn)E, (1)求證:DE=DB; (2)若∠BAC=90°,BD=4,求△ABC外接圓的半徑. 【分析】(1)由角平分線得出∠ABE=∠CBE,∠BAE=∠CAD,得出,由圓周角定理得出∠DBC=∠CAD,證出∠DBC=∠BAE,再由三角形的外角性質(zhì)得出∠DBE=∠DEB,即可得出DE=DB; (2)由(1)得:,得出CD=BD=4,由圓周角定理得出BC是直徑,∠BDC=90°,由勾股定理求出BC= =4,即可得出△ABC外接圓的半徑. 【解答】(1)證明:∵BE平分∠BAC,AD平分∠ABC, ∴∠ABE=∠CBE,∠BAE

19、=∠CAD, ∴, ∴∠DBC=∠CAD, ∴∠DBC=∠BAE, ∵∠DBE=∠CBE+∠DBC,∠DEB=∠ABE+∠BAE, ∴∠DBE=∠DEB, ∴DE=DB; (2)解:連接CD,如圖所示: 由(1)得:, ∴CD=BD=4, ∵∠BAC=90°, ∴BC是直徑, ∴∠BDC=90°, ∴BC==4, ∴△ABC外接圓的半徑=×4=2. 13. 如圖所示,AB為⊙O的直徑,CD為弦,且CD⊥AB,垂足為H. (1)如果⊙O的半徑為4,CD=4,求∠BAC的度數(shù); (2)若點(diǎn)E為的中點(diǎn),連接OE,CE.求證:CE平分∠OCD; (3)在(1)的

20、條件下,圓周上到直線AC的距離為3的點(diǎn)有多少個?并說明理由. 【解析】:(1)∵AB為⊙O的直徑,CD⊥AB,∴CH=CD=2. 在Rt△COH中,sin∠COH==,∴∠COH=60°. ∴∠BAC=∠COH=30°. (2)證明:∵點(diǎn)E是的中點(diǎn),∴OE⊥AB. 又∵CD⊥AB,∴OE∥CD.∴∠ECD=∠OEC. 又∵OE=OC,∴∠OEC=∠OCE. ∴∠OCE=∠DCE,即CE平分∠OCD. (3)圓周上到直線AC的距離為3的點(diǎn)有2個. 因?yàn)樯系狞c(diǎn)到直線AC的最大距離為2,上的點(diǎn)到直線AC的最大距離為6,2<3<6,根據(jù)圓的軸對稱性,到直線AC的距離為3的點(diǎn)有2個. 14

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