直线和圆的位置关系(3)弦切角定理
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直线和圆的位置关系、切线的判定与性质、三角形的内切圆, 切线长定理及弦切角知识要点:重点、难点:这一部分内容可以根据知识的性质分为两部分。
第一部分:和圆有关的线段、角、弧的等量关系。
其中这一部分包括:垂径定理及其推论,弧、弦、弦心距、圆心角之间的对应关系这两类性质。
事实上,它们都可以由圆的对称性得出。
从圆的轴对称性可推出垂径定理及其推论;从圆的中心对称性可以推出弦、弦心距、弧、圆心角四个量间的对应关系。
另外,这部分内容还包括圆周角定理和弦切角定理,要注意在这两个定理的证明中都用到了分类讨论的思想。
第二部分:和圆有关线段的比例关系。
其中切线可以与其它许多典型图形组合,形成复杂图形,在做题过程中,要灵活运用切线的有关知识。
另外很重要的一部分是切割线定理及其推论和相交弦定理及其推论。
这些都可以归结为交于一点的两直线与圆相交或相发,若设此交点为P,其中一直线与圆的交点为A、B,另一直线与圆的两交点为C、D,无论P点在什么位置,均会有PA·PB=PC·PD。
结合这些定理来看,当P在圆内时,即相交弦定理,当P在圆外时,一直线与圆相切,另一条直线与圆相交,即为切割线定理;两直线均与圆相切,即为切线长定理;两直线均与圆相交,即为切割线定理推论。
如图1—5所示。
相交弦定理相交弦定理推论 切线长定理 PA PB PC PD ··=()PA PB PC PD 22=· PA PB PC PDPA PC··=∴=切割线定理 切割线定理推论 PA PB PC PD ··=PA PB PC PD ··=PA PC PD 2=·基础知识(1)知识内容及要求直线和圆的位置关系是从运动的观点研究的, 相切是位置中的一种特殊情况, 切线的判定和性质定理是研究相切问题的重点, 三角形的内切圆是两个基本图形的组合, 切线长定理是切线的数量的研究, 弦切角又是圆中十分重要的角。
直线与圆的位置关系一、直线与圆的位置关系1. 直线与圆的三种位置关系如果⊙O 的半径为r ,圆心O 到直线l 的距离为d ,那么 (1)直线l 和圆O 相交⇔d<r :它们有2个公共点; (2)直线l 和圆O 相切r d =⇔:它们有1个公共点; (3)直线l 和圆O 相离r d >⇔:它们没有公共点.2. 切线的判定定理:经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线。
要点:(1)经过半径外端;(2)垂直于这条半径。
3. 切线判定的三种方法(1)切线的定义:和圆只有一个公共点的直线是圆的切线 (2)圆心到直线的距离等于半径(3)切线的判定定理:经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线 4. 切线的性质定理:圆的切线垂直于过切点的半径由于过已知点有且只有一条直线与已知直线垂直,所以经过圆心垂直于切线的直线一定过切点;反过来,过切点垂直于切线的直线一定经过圆心,因此可以得到两个推论:推论1 经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点 推论2 经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心分析性质定理及两个推论的条件和结论间的关系,总结出如下结论: 如果一条直线具备下列三个条件中的任意两个,就可推出第三个 (1)垂直于切线 (2)过切点 (3)过圆心5. 关于切线的性质主要有五个①切线和圆只有一个公共点 ②切线和圆心的距离等于圆的半径 ③切线垂直于过切点的半径④经过圆心垂直于切线的直线必过切点⑤经过切点垂直于切线的直线必过圆心6.辅助线规律(1)直线与圆有公共点时,辅助线的作法是“连结圆心和公共点”,再证直线与半径垂直(2)当直线与圆并没明确有公共点时,辅助线的作法是“过圆心向直线作垂线”,再证圆心到直线的距离等于半径例题讲解例1:已知Rt△ABC的斜边AB=6 cm,直角边AC=3 cm.(1)若以C为圆心,2 cm长为半径的圆和AB的位置关系是_________;(2)若以C为圆心,4 cm长为半径的圆和AB的位置关系是_________;(3)若以C为圆心的圆和AB相切,则半径长为_________;(4)若以C为圆心的圆与边AB有一个交点,则圆的半径r的取值范围____________;(5)若以C为圆心的圆与边AB没有交点,则圆的半径r的取值范围______________. 变式练习:1.已知∠AOB=30°,M为OA边上一点,以M为圆心、2 cm为半径作⊙M.若点M在OA边上运动,则当OM=_______________ cm时,⊙M与OB相切.第1题第2题第3题2.如图直线AB,CD相交于点O,∠AOC=30°,半径为1cm的⊙P的圆心在射线OA上,且与点O的距离为6cm.如果⊙P以1cm/s的速度沿由A向B的方向移动,那么秒种后⊙P与直线CD相切.3.如图,⊙O的半径为1,圆心O在正三角形的边AB上沿图示方向移动,当⊙O移动到与AC边相切时,OA的长为______.4.如图,直线y=33x+3与x轴、y分别相交与A、B两点,圆心P的坐标为(1,0),圆P与y轴相切与点O.若将圆P沿x轴向左移动,当圆P与该直线相交时,横坐标为整数的点P′的个数是( ) A .2B .3C .4D . 55. 在直角坐标系中,⊙M 的圆心坐标为(m ,0),半径是2,如果⊙M 与y 轴相切,那么m =_____;如果⊙M 与y 轴相交,那么m 的取值范围是_____________.6. 在平面直角坐标系xOy 中,以点(-3,4)为圆心,4为半径的圆( )A .与x 轴相交,与y 轴相切B .与x 轴相离,与y 轴相交C .与x 轴相切,与y 轴相交D .与x 轴相切,与y 轴相离7. ⊙O 的半径r =5 cm ,点P 在直线l 上,若OP =5 cm ,则直线l 与⊙O 的位置关系是______. 8. 以三角形的一边长为直径的圆切三角形的另一边,则该三角形为_________. 9. 如图,P 为正比例函数x y 23上的一个动点,⊙P 的半径为3,设点P 的坐标为(x ,y ) (1)求⊙P 与直线x =2相切时点P 的坐标;(2)请直接写出⊙P 与直线x =2相交、相离时x 的取值范围.10. 如图,形如量角器的半圆O 的直径DE =12cm ,形如三角板的△ABC 中,∠ACB =90°,∠ABC =30°,BC =12cm.半圆O 以2cm/s 的速度从左向右运动,在运动过程中,点D 、E 始终在直线BC 上.设运动时间为t (s ),当t =0(s )时,半圆O 在△ABC 的左侧,OC =8cm.问:当t 为何值时,△ABC 的一边..所在的直线与半圆O 所在的圆相切?11. 如图,在□ABCD 中,∠DAB =60°,AB =15㎝.已知⊙O 的半径等于3㎝,AB ,AD 分别与⊙O 相切于点E ,F .⊙O 在□ABCD 内沿AB 方向滚动,与BC 边相切时运动停止.试求⊙O 滚过的路程.二、切线长定理:1. 切线长:在经过圆外一点的切线上,这点和切点之间的线段长,叫做这点到圆的切线长.2. 切线长和切线的区别切线是直线,不可度量;而切线长是切线上一条线段的长,而圆外一已知点到切点之间的距离,可以度量.3. 切线长定理:从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等,圆心和这一点的连线平分两条切线的夹角. 4. 两个结论:圆的外切四边形对边和相等; 圆的外切等腰梯形的中位线等于腰长.三、弦切角定理:1. 弦切角要注意两点:①角的顶点在圆上;②角的一边是过切点的弦,角的边一边是以切点为端点的一条射线.2. 弦切角定理:弦切角等于它所夹的弦对的圆周角,该定理也可以这样说:弦切角的度数等于它所夹弧的度数的一半. 3. 弦切角定理的推论:推论:如果两个弦切角所夹的弧相等,那么这两个弦切角相等.CABDO F E· AOCDBP例1: 已知PA 、PB 、DE 分别切⊙O 于A 、B 、C 三点,若PO=13cm ,PED ∆的周长为24cm ,40APB ∠=︒,求:(1)⊙O 的半径;(2)EOD ∠的度数.例2: 如图,⊙O 的直径AB=12cm ,AM 和BN 是⊙O 的两条切线,DC 切⊙O 于E ,交AM 于D ,交BN 于C ,设,AD x BC y ==.(1)求y 与x 的函数关系,并说明是什么函数?(2)若x 、y 是方程22300t t m -+=的两根,求x 、y 的值.(3)求COD ∆的面积.巩固练习1. 下列直线是圆的切线的是( )A .与圆有公共点的直线B .过圆直径外端点的直线C .垂直于圆的半径的直线D .到圆心的距离等于半径的直线2. 如图,在平面直角坐标系中,过格点A ,B ,C 作一圆弧,点B 与下列格点的连线中,能够与该圆弧相切的是( ) A .点(0,3)B .点(2,3)C .点(5,1)D.点(6,1)第2题 第3题 第4题· AOB F CNMED3. 如图,在ABC △中,10AB =,8AC =,6BC =,经过点C 且与边AB 相切的动圆与CA CB ,分别相交于点P Q ,,则线段PQ 长度的最小值是( ) A .4.75B .4.8C .5D .424. 如图,PA 、PB 切⊙O 于点A 、B ,点C 是⊙O 上一点,且∠ACB =65°,则∠P = 度.5. 如图,M 与轴相交于点(20)A ,,(80)B ,,与轴相切于点C ,则圆心M 的坐标是 .6. 木工师傅可以用角尺测量并计算出圆的半径r .用角尺的较短边紧靠⊙O ,并使较长边与⊙O 相切于点C .假设角尺的较长边足够长,角尺的顶点B ,较短边AB =8cm.若读得BC 长为a cm ,则用含a 的代数式表示r 为 .7. 如图,AB 为⊙O 的直径,BC 切⊙O 于B ,AC 交⊙O 于P ,CE=BE ,E 在BC 上. 求证:PE 是⊙O 的切线.8. 已知:如图,是O 上一点,半径OC 的延长线与过点的直线交于点,OC BC =,12AC OB =.(1)求证:AB 是O 的切线;(2)若45ACD ∠=°,2OC =,求弦CD的长.OABPE C9. 如图,⊙O 直径AB=4,P 在AB 的延长线上,过P 作⊙O 切线,切点为C ,连接AC 。
. (1)直线和圆的三种位置关系:①相离:一条直线和圆没有公共点.②相切:一条直线和圆只有一个公共点,叫做这条直线和圆相切,这条直线叫圆的切线,唯一的公共点叫切点.③相交:一条直线和圆有两个公共点,此时叫做这条直线和圆相交,这条直线叫圆的割线.(2)判断直线和圆的位置关系:设⊙O的半径为r,圆心O到直线l的距离为d.①直线l和⊙O相交⇔d<r②直线l和⊙O相切⇔d=r③直线l和⊙O相离⇔d>r.(2)(1)切线的性质①圆的切线垂直于经过切点的半径.②经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点.③经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心.(2)切线的性质可总结如下:如果一条直线符合下列三个条件中的任意两个,那么它一定满足第三个条件,这三个条件是:①直线过圆心;②直线过切点;③直线与圆的切线垂直.(3)切线性质的运用由定理可知,若出现圆的切线,必连过切点的半径,构造定理图,得出垂直关系.简记作:见切点,连半径,见垂直.(3)(1)切线的判定定理:经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线.(2)在应用判定定理时注意:①切线必须满足两个条件:a、经过半径的外端;b、垂直于这条半径,否则就不是圆的切线.②切线的判定定理实际上是从”圆心到直线的距离等于半径时,直线和圆相切“这个结论直接得出来的.③在判定一条直线为圆的切线时,当已知条件中未明确指出直线和圆是否有公共点时,常过圆心作该直线的垂线段,证明该线段的长等于半径,可简单的说成“无交点,作垂线段,证半径”;当已知条件中明确指出直线与圆有公共点时,常连接过该公共点的半径,证明该半径垂直于这条直线,可简单地说成“有交点,作半径,证垂直”.(4)(1)内切圆的有关概念:与三角形各边都相切的圆叫三角形的内切圆,三角形的内切圆的圆心叫做三角形的内心,这个三角形叫做圆的外切三角形.三角形的内心就是三角形三个内角角平分线的交点.(2)任何一个三角形有且仅有一个内切圆,而任一个圆都有无数个外切三角形.(3)三角形内心的性质:三角形的内心到三角形三边的距离相等;三角形的内心与三角形顶点的连线平分这个内角.(5)(1)圆与圆的五种位置关系:①外离;②外切;③相交;④内切;⑤内含.如果两个圆没有公共点,叫两圆相离.当每个圆上的点在另一个圆的外部时,叫两个圆外离,当一个圆上的点都在另一圆的内部时,叫两个圆内含,两圆同心是内含的一个特例;如果两个圆有一个公共点,叫两个圆相切,相切分为内切、外切两种;如果两个圆有两个公共点叫两个圆相交.(2)圆和圆的位置与两圆的圆心距、半径的数量之间的关系:①两圆外离⇔d>R+r;②两圆外切⇔d=R+r;③两圆相交⇔R-r<d<R+r(R≥r);④两圆内切⇔d=R-r(R>r);⑤两圆内含⇔d<R-r(R>r).(6);..。
直线与圆知识点归纳高三直线与圆知识点归纳直线和圆是解析几何中常见的两种几何图形,它们有着丰富的性质和联系。
本文将对直线和圆的相关知识点进行归纳总结,帮助高三学生复习和掌握这一部分内容。
一、直线的定义和性质1. 直线的定义:直线是由无数个点连成的路径,它没有宽度和长度,可以无限延伸。
2. 直线的性质:(1) 直线上的任意两点可以确定一条直线;(2) 任意一条直线可以通过两个点确定;(3) 直线可以延伸到无穷远,也可以延伸到无穷近。
二、圆的定义和性质1. 圆的定义:圆是由平面上距离某一点固定距离的所有点构成的图形。
2. 圆的性质:(1) 圆上任意两点都在圆周上;(2) 圆心到圆周上的任一点的距离都相等,称为半径;(3) 圆的直径是通过圆心,并且两端点都在圆上的线段,长度为半径的两倍;(4) 圆的周长是圆周的长度,记作C,公式为C = 2πr,其中r 为半径;(5) 圆的面积是圆内部的所有点构成的区域,记作S,公式为S = πr²。
三、直线与圆的关系1. 直线与圆的位置关系:(1) 直线可与圆相交,相切或不相交;(2) 如果直线与圆相交,可能有两个交点,一个交点或没有交点;(3) 如果直线与圆相切,有且只有一个切点;(4) 如果直线不与圆相交或切,那么直线与圆之间的距离等于直线到圆心的距离。
2. 判断直线与圆的位置关系的方法:(1) 利用勾股定理:如果直线与圆的距离小于半径,那么直线与圆相交;如果直线与圆的距离等于半径,那么直线与圆相切;如果直线与圆的距离大于半径,那么直线与圆不相交也不相切。
(2) 利用方程求解:已知直线和圆的方程,将直线方程代入圆的方程中,求解得到交点或切点。
四、直线和圆的相关定理1. 直径定理:如果一条直线通过圆的圆心,并且两个端点都在圆上,那么这条直线的长度等于圆的直径。
2. 切线定理:过圆外一点引一条直线与圆相交,那么这条直线与圆的切点到圆心的线段垂直于直线。
3. 弦切角定理:相交弦所夹的圆心角等于它们所对的弧所夹的圆心角的一半。
直线与圆的位置关系直线与圆的位置关系是数学中一个重要的概念。
在二维平面上,直线和圆可以相交、相切或者不相交。
本文将详细介绍直线与圆的不同位置关系,并探讨相关的性质和定理。
1.直线与圆的相交关系当一条直线与一个圆相交时,可能存在三种不同的情况:相交于两个点、相交于一个点或者不相交。
1.1 直线与圆相交于两个点当一条直线与一个圆相交于两个不同的点时,这条直线称为圆的切线。
切线与圆的切点处存在着垂直关系。
此时,根据位置的不同,切线可以被分为以下三种情况:1.1.1 直线在圆的外部相交于两个点当一条直线与一个圆相交于两个不同的点,且这两个切点均在圆的外部时,这条直线与圆的位置关系如图1所示。
(插图:直线与圆相交于两个点,但直线在圆的外部)1.1.2 直线与圆相切于两个点当一条直线与一个圆相交于两个不同的点,且这两个切点均位于圆上时,这条直线与圆的位置关系如图2所示。
(插图:直线与圆相切于两个点)1.1.3 直线在圆的内部相交于两个点当一条直线与一个圆相交于两个不同的点,且这两个切点均在圆的内部时,这条直线与圆的位置关系如图3所示。
(插图:直线与圆相交于两个点,且直线在圆的内部)1.2 直线与圆相交于一个点当一条直线与一个圆相交于一个点时,我们称该直线与圆相切。
这种情况下,直线与圆的位置关系如图4所示。
(插图:直线与圆相切于一个点)1.3 直线与圆不相交当一条直线与一个圆没有交点时,这条直线与圆不相交。
这种情况下,直线与圆的位置关系如图5所示。
(插图:直线与圆不相交)2.直线与圆的性质和定理2.1 切线定理在一个圆中,通过一点可以作出两条切线,且这两条切线的切点处与该点连线垂直。
2.2 弦切角定理当一条弦与切线相交时,所形成的切角和弦所对的弧相等。
2.3 弦长定理一条弦所对的弧长度等于该弦所分割的圆内部两部分的长度之和。
2.4 垂直弦定理当一条直径与一条弦相交时,所形成的两个切角是互补角。
2.5 正交切线定理如果两条切线相交,那么从相交点到各个切点所作的弦互相垂直。
直线与圆的位置关系—知识讲解【学习目标】1.理解并掌握直线与圆的三种位置关系;2.理解切线的判定定理和性质定理.【要点梳理】要点一、直线与圆的位置关系1.切线的定义:直线与圆有唯一的公共点时,这条直线叫做圆的切线,这个唯一的公共点叫做切点.此时直线与圆的位置关系称为相切.2.直线和圆的三种位置关系:(1) 相交:当直线与圆有两个公共点时,叫做直线与圆相交.(2) 相切:当直线与圆有唯一公共点时,叫做直线与圆相切.这条直线叫做圆的切线,公共点叫做切点.(3) 相离:当直线与圆没有公共点时,叫做直线与圆相离.3.直线与圆的位置关系的判定和性质.直线与圆的位置关系能否像点与圆的位置关系一样通过一些条件来进行分析判断呢?由于圆心确定圆的位置,半径确定圆的大小,因此研究直线和圆的位置关系,就可以转化为直线和点(圆心)的位置关系.下面图(1)中直线与圆心的距离小于半径;图(2)中直线与圆心的距离等于半径;图(3)中直线与圆心的距离大于半径.一般地,直线与圆的位置关系有以下定理:如果⊙O的半径为r,圆心O到直线l的距离为d,那么,(1)d<r直线l与⊙O相交;(2)d=r直线l与⊙O相切;(3)d>r直线l与⊙O相离.要点诠释:这三个命题从左边到右边反映了直线与圆的位置关系所具有的性质;从右边到左边则是直线与圆的位置关系的判定.要点二、切线的性质定理和判定定理1.切线的性质定理:圆的切线垂直于过切点的半径.要点诠释:切线的性质定理中要注意:圆的切线是与过切点的半径垂直,不是与任意半径都垂直.2.切线的判定定理:过半径外端且垂直于半径的直线是圆的切线.要点诠释:切线的判定定理中强调两点:一是直线与圆有一个交点,二是直线与过交点的半径垂直,缺一不可. 要点三、三角形的内切圆1.三角形的内切圆:与三角形各边都相切的圆叫做三角形的内切圆.2.三角形的内心:三角形内切圆的圆心是三角形三条角平分线的交点,叫做三角形的内心. 三角形的内心到三边的距离都相等.要点诠释:(1) 任何一个三角形都有且只有一个内切圆,但任意一个圆都有无数个外切三角形;(2) 解决三角形内心的有关问题时,面积法是常用的,即三角形的面积等于周长与内切圆半径乘积的一半,即(S为三角形的面积,P为三角形的周长,r为内切圆的半径).【典型例题】类型一、直线与圆的位置关系1.在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3厘米,BC=4厘米,以C为圆心,r为半径的圆与AB有怎样的位置关系?为什么?(1)r=2厘米; (2)r=2.4厘米; (3)r=3厘米【答案与解析】解:过点C作CD⊥AB于D,在Rt△ABC中,∠C=90°, AC=3,BC=4,得AB=5,,∴AB·CD=AC·BC,∴AC BC34CD===2.4AB5∙⨯(cm),(1)当r=2cm时,CD>r,∴圆C与AB相离;(2)当r=2.4cm时,CD=r,∴圆C与AB相切;(3)当r=3cm时,CD<r,∴圆C与AB相交.【总结升华】欲判定⊙C与直线AB的关系,只需先求出圆心C到直线AB的距离CD的长,然后再与r比较即可.举一反三:【变式】已知⊙O的半径为10cm,如果一条直线和圆心O的距离为10cm,那么这条直线和这个圆的位置关系为()A. 相离B. 相切C. 相交D. 相交或相离【答案】B.类型二、切线的判定与性质2.如图所示,在Rt△ABC中,∠B=90°,∠A的平分线交BC于D,以D为圆心,DB长为半径作⊙D.求证:AC是⊙D的切线.【思路点拨】作垂直,证半径.【答案与解析】证明:过D作DF⊥AC于F.∵∠B=90°,∴DB⊥AB.又AD平分∠BAC,∴ DF=BD=半径.∴ AC与⊙D相切.【总结升华】如果已知条件中不知道直线与圆有公共点,其证法是过圆心作直线的垂线段,再证明垂线段的长等于半径的长即可.3.(2015•黄石)如图,⊙O的直径AB=4,∠ABC=30°,BC交⊙O于D,D是BC的中点.(1)求BC的长;(2)过点D作DE⊥AC,垂足为E,求证:直线DE是⊙O的切线.【思路点拨】(1)根据圆周角定理求得∠ADB=90°,然后解直角三角形即可求得BD,进而求得BC即可;(2)要证明直线DE是⊙O的切线只要证明∠EDO=90°即可.【答案与解析】证明:(1)解:连接AD,∵AB是⊙O的直径,∴∠ADB=90°,又∵∠ABC=30°,AB=4,∴BD=2,∵D是BC的中点,∴BC=2BD=4;(2)证明:连接OD.∵D是BC的中点,O是AB的中点,∴DO是△ABC的中位线,∴OD∥AC,则∠EDO=∠CED又∵DE⊥AC,∴∠CED=90°,∠EDO=∠CED=90°∴DE是⊙O的切线.【总结升华】此题主要考查了切线的判定以及含30°角的直角三角形的性质.解题时要注意连接过切点的半径是圆中的常见辅助线.4.如图,AB为⊙O的直径,AC为⊙O的弦,AD平分∠BAC,交⊙O于点D,DE⊥AC,交AC的延长线于点E.(1)判断直线DE与⊙O的位置关系,并说明理由;(2)若AE=8,⊙O的半径为5,求DE的长.【思路点拨】(1)连接OD,证明OD∥AD即可;(2)作DF⊥AB于F,证明△EAD≌△FAD,将DE转化成DF来求.【答案与解析】解:(1)直线DE与⊙O相切.理由如下:连接OD.∵AD平分∠BAC,∴∠EAD=∠OAD.∵OA=OD,∴∠ODA=∠OAD.∴∠ODA=EAD.∴EA∥OD.∵DE⊥EA,∴DE⊥OD.又∵点D在⊙O上,∴直线DE与⊙O相切.(2)如上图,作DF⊥AB,垂足为F.∴∠DFA=∠DEA=90°.∵∠EAD=∠FAD,AD=AD,∴△EAD≌△FAD.∴AF=AE=8,DF=DE.∵OA=OD=5,∴OF=3.在Rt△DOF中,DF4.∴DE=DF=4.【总结升华】本题综合考察了平行线的判定,全等三角形的判定和勾股定理的应用,是一道很不错的中档题.举一反三:【变式1】(2015•盐城)如图,在△ABC中,∠CAB=90°,∠CBA=50°,以AB为直径作⊙O交BC于点D,点E在边AC上,且满足ED=EA.(1)求∠DOA的度数;(2)求证:直线ED与⊙O相切.【答案与解析】(1)解;∵∠DBA=50°,∴∠DOA=2∠DBA=100°,(2)证明:连接OE.在△EAO与△EDO中,,∴△EAO≌△EDO,∴∠EDO=∠EAO,∵∠BAC=90°,∴∠EDO=90°,∴DE与⊙O相切.C B举一反三:【变式2】如图所示,在△ABC 中,AB =BC =2,以AB 为直径的⊙O 与BC 相切于点B,则AC 等于( )AC..【答案】因为以AB 为直径的⊙O 与BC 相切于点B ,所以∠ABC =90°,在Rt△ABC中,AC==C .类型三、三角形的内切圆5.如图,已知O 是△ABC 的内心,∠A=50°,求∠BOC 的度数.【思路点拨】O 是△ABC 的内心,∠A=50°,根据内切圆的性质可求∠OBC+∠OCB=11(180)=(18050)=6522A ︒-︒-︒︒∠ ,在△BOC 中,根据三角形内角和求出∠BOC 的度数. 【答案与解析】解:∵O 是△ABC 的内心,∠A=50°,∴∠OBC+∠OCB=11(180)=(18050)=6522A ︒-︒-︒︒∠, ∴∠BOC=180°-65°=115°.【变式】如图,△ABC中,∠C=90°,BC=4,AC=3,⊙O内切与△ABC,则△ABC去除⊙O剩余阴影部分的面积为()A.12-πB. 12-2πC. 14-4πD. 6-π【答案】D.C B。
直线与圆的位置关系:由直线与圆的公共点的个数,得出以下直线和圆的三种位置关系:(1)相交:直线与圆有两个公共点时,叫做直线和圆相交,这时直线叫做圆的割线。
(2)相切:直线和圆有唯一公共点时,叫做直线和圆相切,这时直线叫做圆的切线,唯一的公共点叫做切点。
(3)相离:直线和圆没有公共点时,叫做直线和圆相离。
其图像如下:1、由直线与圆的公共点的个数,得出以下直线和圆的三种位置关系:(1)相交:直线与圆有两个公共点时,叫做直线和圆相交,这时直线叫做圆的割线。
(2)相切:直线和圆有唯一公共点时,叫做直线和圆相切,这时直线叫做圆的切线,唯一的公共点叫做切点。
(3)相离:直线和圆没有公共点时,叫做直线和圆相离。
2、性质:(1)直线l和⊙O相交d<r(2)直线l和⊙O相切d=r;(3)直线l和⊙O相离d>r。
直线和圆的位置关系的性质:(1)直线l和⊙O相交d<r(2)直线l和⊙O相切d=r;(3)直线l和⊙O相离d>r。
直线与圆位置关系的判定方法:(1)代数法:判断直线Ax+By+C=0和圆x2+y2+Dx+Ey+F=0的位置关系,可由推出mx2+nx+p=0,利用判别式△进行判断.△>0则直线与圆相交;△=0则直线与圆相切;△<0则直线与圆相离.(2)几何法:已知直线Ax+By+C=0和圆,圆心到直线的距离d<r则直线和圆相交;d=r则直线和圆相切;d>r则直线和圆相离.特别提醒:(1)上述两种方法,以利用圆心到直线的距离进行判定较为简捷,而判别式法也适用于直线与椭圆、双曲线、抛物线位置关系的判断.(2)直线与圆相交,应抓住半径、弦心距、半弦长组成的直角三角形,可使解法简单.直线与圆位置关系的判定方法列表如下:直线与圆相交的弦长公式:(1)几何法:如图所示,直线l与圆C相交于A、B两点,线段AB 的长即为l与圆相交的弦长。
设弦心距为d,半径为r,弦为AB,则有|AB|=(2)代数法:直线l与圆交于直线l的斜率为k,则有当直线AB的倾斜角为直角,即斜率不存在时,|AB|=①相交:直线和圆有两个公共点,这时我们说这条直线和圆相交,这条直线叫做圆的割线。
第2讲直线与圆的位置关系1.圆周角定理、圆心角定理、弦切角定理(1)圆周角定理:圆上一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半.(2)圆心角定理:圆心角的度数等于它所对弧的度数.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.推论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.(3)弦切角定理弦切角等于它所夹的弧所对的圆周角.推论:弦切角的度数等于它所夹的弧的度数的一半.2.圆内接四边形的判定定理和性质定理定理(或推论)内容判定定理假如一个四边形的对角互补,那么这个四边形的四个顶点共圆判定定理的推论假如四边形的一个外角等于它的内角的对角,那么这个四边形的四个顶点共圆性质定理圆的内接四边形的对角互补圆内接四边形的外角等于它的内角的对角3.圆的切线的性质及判定定理定义、定理及推论内容定义假如一条直线与一个圆有唯一公共点,则这条直线叫做这个圆的切线,公共点叫做切点判定定理经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线性质定理圆的切线垂直于经过切点的半径性质定理的推论经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心4.与圆有关的比例线段定理名称基本图形条件结论应用相交弦定理弦AB、CD相交于圆内点P(1)P A·PB=PC·PD(2)△CAP∽△BDP(1)在P A、PB、PC、PD四线段中知三求一(2)求弦长及角割线定理P AB、PCD是⊙O的割线(1)P A·PB=PC·PD(2)△P AC∽△PDB(1)求线段P A、PB、PC、PD(2)应用相像求AC、BD切割线定理P A切⊙O于A,PBC是⊙O的割线(1)P A2=PB·PC(2)△P AB∽△PCA(1)P A、PB、PC知二可求一(2)求解AB、AC切线长定理P A、PB是⊙O的切线(1)P A=PB(2)∠OP A=∠OPB(1)证线段相等,已知P A,求PB(2)求角F考点一__圆周角、圆心角、弦切角和圆的切线问题__(1)(2022·高考江苏卷)如图,AB是圆O的直径,C,D是圆O上位于AB异侧的两点.证明:∠OCB=∠D.(2)(2021·唐山市统考)如图,△ABC内接于⊙O,AB=AC,点D 在⊙O上,AD⊥AB,AD交BC于点E,点F在DA的延长线上,AF=AE,求证:BF是⊙O的切线.[证明](1)由于B,C是圆O上的两点,所以OB=OC.故∠OCB=∠B.又由于C,D是圆O上位于AB异侧的两点,故∠B,∠D为同弧所对的两个圆周角,所以∠B=∠D.因此∠OCB=∠D.(2)连接BD.由于AD⊥AB,所以BD是⊙O的直径.由于AE=AF,所以∠FBA=∠EBA.又由于AB=AC,所以∠FBA=∠C.又由于∠C=∠D,∠D+∠ABD=90°,所以∠FBA+∠ABD=90°,即∠FBD=90°,所以BF是⊙O的切线.[规律方法](1)圆周角定理、圆心角定理及推论、弦切角定理及推论多用于推出角的关系,从而证明三角形全等或相像,可求线段或角的大小.(2)判定切线通常有三种方法:①和圆有唯一公共点的直线是圆的切线;②到圆心距离等于半径的直线是圆的切线;③过半径外端且和半径垂直的直线是圆的切线.1. 如图,已知圆上的弧AC︵=BD︵,过C点的圆的切线与BA的延长线交于E点.求证:(1)∠ACE=∠BCD;(2)BC2=BE·CD.证明:(1)由于AC︵=BD︵,所以∠BCD=∠ABC.又由于EC与圆相切于点C,依据弦切角定理知∠ACE=∠ABC,所以∠ACE=∠BCD.(2)由于∠ECA等于AC︵所对的圆周角,∠ACB等于AB︵所对的圆周角,所以∠ECB等于CAB︵所对的圆周角,故∠ECB=∠CDB,又由(1)知∠EBC=∠BCD,所以△BDC∽△ECB,故BCBE=CDBC,即BC2=BE·CD.考点二__圆内接四边形的判定及性质____________(2022·高考课标全国卷Ⅰ)如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,AB的延长线与DC的延长线交于点E,且CB=CE.(1)证明:∠D=∠E;(2)设AD不是⊙O的直径,AD的中点为M,且MB=MC,证明:△ADE为等边三角形.[证明](1)由题设知A,B,C,D四点共圆,所以∠D=∠CBE,由已知CB=CE,得∠CBE=∠E,故∠D=∠E.(2)如图,设BC的中点为N,连接MN,则由MB=MC知MN⊥BC,故O在直线MN上.又AD不是⊙O的直径,M为AD的中点,故OM⊥AD,即MN⊥AD.所以AD∥BC,故∠A=∠CBE.又∠CBE=∠E,故∠A=∠E,由(1)知,∠D=∠E,所以△ADE为等边三角形.[规律方法]证明四点共圆的常用方法:(1)四点到确定点的距离相等;(2)四边形的一组对角互补;(3)四边形的一个外角等于它的内对角;(4)假如两个三角形有公共边,公共边所对的角相等且在公共边的同侧,那么这两个三角形的四个顶点共圆.2.(2021·长春市调研) 如图,AB是圆O的直径,G是AB延长线上的一点,GCD是圆O的割线,过点G作AG的垂线,交直线AC于点E,交直线AD于点F,过点G作圆O的切线,切点为H.(1)求证:C,D,E,F四点共圆;(2)若GH=8,GE=4,求EF的长.解:(1)证明:连接DB,∵AB是圆O的直径,∴∠ADB=90°,在Rt△ABD和Rt△AFG中,∠ABD=∠AFE,又∵∠ABD=∠ACD,∴∠ACD=∠AFE,∴C,D,E,F四点共圆.(2)∵C,D,E,F四点共圆,∴GE·GF=GC·GD.∵GH是圆O的切线,∴GH2=GC·GD,∴GH2=GE·GF,又GH=8,GE=4,∴GF=16,∴EF=GF-GE=12.考点三__与圆有关的比例线段__________________(2022·高考课标全国卷Ⅱ)如图,P是⊙O外一点,P A是切线,A为切点,割线PBC与⊙O相交于点B,C,PC=2P A,D为PC的中点,AD的延长线交⊙O于点E.证明:(1)BE=EC;(2)AD·DE=2PB2.[证明](1)连接AB,AC.由题设知P A=PD,故∠P AD=∠PDA.由于∠PDA=∠DAC+∠DCA,∠P AD=∠BAD+∠P AB,∠DCA=∠P AB,所以∠DAC=∠BAD,从而BE︵=EC︵.因此BE=EC.(2)由切割线定理得P A2=PB·PC.由于P A=PD=DC,所以DC=2PB,BD=PB.由相交弦定理得AD·DE=BD·DC,所以AD·DE=2PB2.[规律方法]相交弦定理为圆中证明等积式和有关计算供应了有力的方法和工具,应用时一方面要熟记定理的等积式的结构特征,另一方面在与定理相关的图形不完整时,要用挂念线补齐相应部分.在实际应用中,见到圆的两条相交弦就要想到相交弦定理,见到两条割线就要想到割线定理,见到切线和割线时就要想到切割线定理.3.(2021·辽宁省五校联考) 如图,A 、B是两圆的交点,AC是小圆的直径,D和E分别是CA和CB的延长线与大圆的交点,已知AC=4,BE=10,且BC=AD,求DE的长.解:设CB=AD=x,则由割线定理得:CA·CD=CB·CE,即4(4+x)=x(x+10),化简得x2+6x-16=0,解得x=2或x=-8(舍去),即CD=6,CE=12.连接AB(图略),由于CA为小圆的直径,所以∠CBA=90°,即∠ABE=90°,则由圆的内接四边形对角互补,得∠D=90°,则CD2+DE2=CE2,所以62+DE2=122,所以DE =6 3.1. 如图,四边形ABCD是边长为a的正方形,以D为圆心,DA为半径的圆弧与以BC为直径的半圆O 交于点F,连接CF并延长交AB于点E.(1)求证:E是AB的中点;(2)求线段BF的长.解:(1)证明:由题意知,AB与圆D和圆O相切,切点分别为A和B,由切割线定理有:EA2=EF·EC=EB2,∴EA=EB,即E为AB的中点.(2)由BC为圆O的直径,易得BF⊥CE,∴S△BEC=12BF·CE=12CB·BE,∴BFBE=CBCE,∴BF=55a.2.(2021·郑州市质量猜想) 如图,AB为圆O的直径,CD为垂直于AB的一条弦,垂足为E,弦BM与CD交于点F.(1)证明:A、E、F、M四点共圆;(2)若MF=4BF=4,求线段BC的长.解:(1)证明:如图,连接AM,由AB为直径可知∠AMB=90°,又CD⊥AB,所以∠AEF=∠AMB=90°,因此A、E、F、M四点共圆.(2)连接AC,由A、E、F、M四点共圆,可知BF·BM=BE·BA,在Rt△ABC中,BC2=BE·BA,又由MF=4BF=4,知BF=1,BM=5,所以BC2=5,BC= 5.3.(2021·山西省四校联考) 如图所示,P A为圆O的切线,A为切点,PO交圆O 于B,C两点,P A=10,PB=5,∠BAC的角平分线与BC和圆O分别交于点D和E.(1)求证:ABAC=P APC;(2)求AD·AE的值.解:(1)证明:∵P A为圆O的切线,∴∠P AB=∠ACP,又∠P为公共角,∴△P AB∽△PCA,∴ABAC=P APC.(2)∵P A为圆O的切线,PC是过点O的割线,∴P A2=PB·PC,∴PC=20,BC=15,又∵∠CAB =90°,∴AC 2+AB 2=BC 2=225, 又由(1)知AB AC =P A PC =12, ∴AC =65, AB =35,连接EC (图略),则∠CAE =∠EAB , ∴△ACE ∽△ADB ,AB AE =ADAC ,∴AD ·AE =AB ·AC =35×65=90.4. (2021·河北石家庄质量检测)如图,已知AB 为圆O 的一条直径,以端点B 为圆心的圆交直线AB 于C ,D 两点,交圆O 于E ,F 两点,过点D 作垂直于AD 的直线,交直线AF 于H 点.(1)求证:B ,D ,H ,F 四点共圆;(2)若AC =2,AF =22,求△BDF 外接圆的半径. 解:(1)证明:由于AB 为圆O 的一条直径, 所以BF ⊥FH .又DH ⊥BD ,故B ,D ,F ,H 四点在以BH 为直径的圆上. 所以,B ,D ,F ,H 四点共圆. (2)由题意得AH 与圆B 相切于点F , 由切割线定理得AF 2=AC ·AD , 即(22)2=2·AD ,AD =4,所以BD =12(AD -AC )=1,BF =BD =1.又△AFB ∽△ADH ,则DH BF =ADAF,得DH = 2.连接BH (图略),由(1)可知BH 为△BDF 外接圆的直径.BH =BD 2+DH 2=3,故△BDF 的外接圆半径为32. 5.(2022·高考辽宁卷) 如图,EP 交圆于E 、C 两点,PD 切圆于D ,G 为CE 上一点且PG =PD ,连接DG 并延长交圆于点A ,作弦AB 垂直EP ,垂足为F .(1)求证:AB 为圆的直径; (2)若AC =BD ,求证:AB =ED .证明:(1)由于PD =PG ,所以∠PDG =∠PGD . 由于PD 为切线,故∠PDA =∠DBA . 又由于∠PGD =∠EGA ,故∠DBA =∠EGA , 所以∠DBA +∠BAD =∠EGA +∠BAD , 从而∠BDA =∠PF A .由于AF ⊥EP ,所以∠PF A =90°,于是∠BDA =90°, 故AB 是直径. (2)连接BC ,DC . 由于AB 是直径, 故∠BDA =∠ACB =90°.在Rt △BDA 与Rt △ACB 中,AB =BA ,AC =BD , 从而Rt △BDA ≌Rt △ACB . 于是∠DAB =∠CBA . 又由于∠DCB =∠DAB ,所以∠DCB =∠CBA ,故DC ∥AB .由于AB ⊥EP ,所以DC ⊥EP ,∠DCE 为直角.于是ED 为直径.由(1)得ED =AB .6. (2021·山西省忻州市联考)如图,直线AB 经过⊙O 上的点C ,并且OA =OB ,CA =CB ,⊙O 交直线OB 于E 、D ,连接EC 、CD .(1)求证:直线AB 是⊙O 的切线;(2)若tan ∠CED =12,⊙O 的半径为3,求OA 的长.解:(1)证明:如图,连接OC ,∵OA =OB ,CA =CB ,∴OC ⊥AB . ∵OC 是⊙O 的半径,∴AB 是⊙O 的切线.(2)∵ED 是直径,∴∠ECD =90°,∴∠E +∠EDC =90°,又∠BCD +∠OCD =90°,∠OCD =∠EDC ,∴∠BCD =∠E ,又∠CBD =∠EBC , ∴△BCD ∽△BEC ,∴BC BE =BDBC ,BC 2=BD ·BE .∵tan ∠CED =CD EC =12,△BCD ∽△BEC ,∴BD BC =CD EC =12, 设BD =x ,则BC =2x ,∵BC 2=BD ·BE ,∴(2x )2=x (x +6),∴BD =2,∴OA =OB =BD +OD =2+3=5.1. (2021·兰州市、张掖市联考)如图,△ABC 是直角三角形,∠ABC =90°,以AB 为直径的圆O 交AC 于点E ,点D 是BC 边的中点,连接OD 交圆O 于点M .(1)求证:O 、B 、D 、E 四点共圆; (2)求证:2DE 2=DM ·AC +DM ·AB . 证明:(1)连接BE 、OE (图略),则BE ⊥EC .又D 是BC 的中点,所以DE =BD , 又OE =OB ,OD =OD , 所以△ODE ≌△ODB . 所以∠OED =∠OBD =90°,所以O 、B 、D 、E 四点共圆. (2)延长DO 交圆O 于点H (图略).由于DE 2=DM ·DH =DM ·(DO +OH )=DM ·DO +DM ·OH , 所以DE 2=DM ·(12AC )+DM ·(12AB ),所以2DE 2=DM ·AC +DM ·AB .2.(2021·云南省第一次统一检测)已知:如图,P 是⊙O 的直径AB 延长线上的一点,割线PCD 交⊙O 于C 、D 两点,弦DF 与直径AB 垂直,H 为垂足,CF 与AB 交于点E .(1)求证:P A ·PB =PO ·PE ;(2)若DE ⊥CF ,∠P =15°,⊙O 的半径等于2,求弦CF 的长. 解:(1)证明:连接OD .∵AB 是⊙O 的直径,弦DF 与直径AB 垂直,H 为垂足,C 在⊙O 上,∴∠DOA =∠DCF , ∴∠POD =∠PCE . 又∵∠DPO =∠EPC , ∴△PDO ∽△PEC ,∴PD PE =POPC,即PD ·PC =PO ·PE . 由割线定理得P A ·PB =PD ·PC ,∴P A ·PB =PO ·PE .(2)由已知,直线AB 是弦DF 的垂直平分线, ∴ED =EF ,∴∠DEH =∠FEH . ∵DE ⊥CF ,∴∠DEH =∠FEH =45°.由∠PEC =∠FEH =45°,∠P =15°,得∠DCF =60°. 由∠DOA =∠DCF ,得∠DOA =60°.在Rt △DHO 中,OD =2,DH =OD sin ∠DOH =3, ∴DE =EF =DH sin ∠DEH =6,CE =DEtan ∠DCE =2,∴CF =CE +EF =2+ 6.3. (2021·沈阳市教学质量监测)如图,已知圆O 1与圆O 2外切于点P ,直线AB 是两圆的外公切线,分别与两圆相切于A 、B 两点,AC 是圆O 1的直径,过C 作圆O 2的切线,切点为D .(1)求证:C 、P 、B 三点共线; (2)求证:CD =CA .证明:(1)连接PC ,P A ,PB ,BO 2,∵AC 是圆O 1的直径,∴∠APC =90°.连接O 1O 2必过点P ,∵AB 是两圆的外公切线,A ,B 为切点,∴∠BAP =∠ACP =α,∴∠AO 1P =2α.由于O 1A ⊥AB ,O 2B ⊥AB ,∴∠BO 2P =π-2α,∴∠O 2BP =α. 又∠ABP +∠O 2BP =90°,∴∠ABP +∠BAP =90°,∴C 、P 、B 三点共线. (2)∵CD 切圆O 2于点D ,∴CD 2=CP ·CB . 在△ABC 中,∠CAB =90°, 又∵AP ⊥BC ,∴CA 2=CP ·CB , 故CD =CA .4. 如图,点A 是以线段BC 为直径的⊙O 上一点,AD ⊥BC 于点D ,过点B 作⊙O 的切线,与CA 的延长线相交于点E ,点G 是AD 的中点,连接CG 并延长与BE 相交于点F ,连接AF 并延长与CB 的延长线相交于点P .(1)求证:BF =EF ;(2)求证:P A 是⊙O 的切线.证明:(1)∵BE 是⊙O 的切线,∴EB ⊥BC . 又∵AD ⊥BC ,∴AD ∥BE .可以得知△BFC ∽△DGC ,△FEC ∽△GAC ,∴BF DG =CF CG ,EF AG =CF CG ,∴BF DG =EF AG , 又∵G 是AD 的中点,∴DG =AG .∴BF =EF .(2)如图,连接AO ,AB .∵BC 是⊙O 的直径,∴∠BAC =90°.在Rt △BAE 中,由(1)得知F 是斜边BE 的中点,∴AF=FB=EF.∴∠FBA=∠F AB.又∵OA=OB,∴∠ABO=∠BAO.∵BE是⊙O的切线,∴∠EBO=90°.∴∠EBO=∠FBA+∠ABO=∠F AB+∠BAO=∠F AO=90°,∴P A是⊙O的切线.。
圆是一种特殊的几何图形,是平面上所有到一些点的距离相等的点的集合。
在九年级数学中,我们学习了许多与圆相关的知识点,包括圆的性质、圆的方程、圆的切线和弦、圆与直线的位置关系等。
下面是对这些知识点的详细总结。
一、圆的性质1.圆的定义:平面上到一个固定点的距离相等的点的集合叫做圆。
2.圆的元素:圆心、半径、直径、弦、弧等。
3.圆的表示方法:圆心为O,半径为r的圆可以表示为O(r),或者简写为O。
二、圆的方程1.标准方程:以圆心为原点O(0,0),半径为r的圆的方程为x²+y²=r²。
2.一般方程:以圆心为(h,k),半径为r的圆的方程为(x-h)²+(y-k)²=r²。
三、圆的切线和弦1.切线:与圆只有一个交点的直线叫做圆的切线。
切线垂直于半径。
2.弦:连接圆上两个不相邻点的线段叫做圆的弦。
圆心到弦的中点的线段垂直于弦。
四、圆与直线的位置关系1.直线与圆的位置关系有三种情况:a.直线与圆相交于两点:直线穿过圆的内部,与圆有两个交点。
b.直线与圆相切:直线与圆只有一个交点,且切点在圆上。
c.直线与圆相离:直线没有与圆的交点。
五、圆的相关定理1.切线定理:切线与半径的垂直定理。
切线与半径的垂线相互垂直。
2.弦切角定理:圆弦上的两个角对相同弧的度数相等。
3.弧上的角等于圆心角的一半:弧上的角等于它所对的圆心角的一半。
4.切线垂直半径定理:过圆的切点作切线,与过切点的半径垂直。
六、圆的计算1.弧长公式:弧长L=2πr(θ/360°),其中r为半径,θ为圆心角度数。
2.弧度制与角度制转换:1°=π/180,1弧度=180/π。
以上是九年级数学中圆的主要知识点的总结,通过对这些知识点的学习和理解,能够更好地理解和解决与圆相关的问题。