点与圆、直线与圆位置关系
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一、点与圆的位置关系
1. 确定圆的条件
(1) 圆心(定点),确定圆的位置;
(2) 半径(定长),确定圆的大小.
注意:只有当圆心和半径都确定时,圆才能确定.
2. 点与圆的位置关系
(3) 点与圆的位置关系有:点在圆上、点在圆内、点在圆外三种,这三种关系由这个点到圆心的距离与半径的大小关系决定.
(4) 设O⊙的半径为r,点P到圆心O的距离为d,则有:点在圆外dr;点在圆上dr;点在圆内dr.如下表所示:
位置关系 图形 定义 性质及判定
点在圆外 PrO 点在圆的外部 dr点P在O⊙的外部.
点在圆上 PrO 点在圆周上 dr点P在O⊙的外部.
点在圆内 PrO 点在圆的内部 dr点P在O⊙的外部.
二、过已知点的圆
1. 过已知点的圆
(1) 经过点A的圆:以点A以外的任意一点O为圆心,以OA的长为半径,即可作出过点A的圆,这样的圆有无数个.
(2) 经过两点AB、的圆:以线段AB中垂线上任意一点O作为圆心,以OA的长为半径,即可作出过点AB、的圆,这样的圆也有无数个.
(3) 过三点的圆:若这三点ABC、、共线时,过三点的圆不存在;若ABC、、三点不共线时,圆心是线段AB与BC的中垂线的交点,而这个交点O是唯一存在的,这样的圆有唯一一个.
(4) 过n4n个点的圆:只可以作0个或1个,当只可作一个时,其圆心是其中不共线三点确定的圆的圆心.
2. 定理:不在同一直线上的三点确定一个圆
(1) “不在同一直线上”这个条件不可忽视,换句话说,在同一直线上的三点不能作圆;
(2) “确定”一词的含义是”有且只有”,即”唯一存在”.
三、三角形的外接圆及外心
1. 三角形的外接圆
(1) 经过三角形三个顶点的圆叫做三角形的外接圆,外接圆的圆心是三角形三条边垂直平分线的交点,叫做三角形的外心,这个三角形叫做这个圆的内接三角形.
(2) 锐角三角形外接圆的圆心在它的内部;直角三角形外接圆的圆心在斜边中点处(即直角三角形外接圆半径等于斜边的一半);钝角三角形外接圆的圆心在它的外部. word专业资料-可复制编辑-欢迎下载
2. 三角形外心的性质
(1) 三角形的外心是指外接圆的圆心,它是三角形三边垂直平分线的交点,它到三角形各顶点的距离相等;
(2) 三角形的外接圆有且只有一个,即对于给定的三角形,其外心是唯一的,但一个圆的内接三角形却有无数个,这些三角形的外心重合.
一、点与圆的位置关系
【例1】 已知圆内一点到圆周上的点的最大距离是7,最小距离是5,则该圆的半径是( )
A.2 B.6 C.12 D.7
【巩固】1、一个已知点到圆周上的点的最大距离为5cm,最小距离为1cm,则此圆的半径为______.
2、若⊙O所在平面内一点P到⊙O上的点的最大距离为a,最小距离为b(a>b),则此圆的半径为( )D
A.2ba B.2ba
C.22baba或 D.baba或
3、定义:定点A与O⊙上的任意一点之间的距离的最小值称为点A与O⊙之间的距离.现有一矩形ABCD如图,14cm12cmABBC,,K⊙与矩形的边ABBCCD、、分别相切于点EFG、、,则点A与K⊙的距离为______________.
GFEKDCBA 【例2】 已知ABC中,90C,2AC,3BC,AB的中点为M,
⑴以C为圆心,2为半径作C⊙,则点A,B,M与C⊙的位置关系如何?
⑵若以C为圆心作C⊙,使A,B,M三点至少有一点在C⊙内,且至少有一点在C⊙外,求C⊙半径r的取值范围.
MCBA
【巩固】1、RtABC的两条直角边3BC,4AC,斜边AB上的高为CD,若以C为圆心,分别以12r,22.4r,33r为半径作圆,试判断D点与这三个圆的位置关系.
DCBA
2、在ABC中,90C,4AC,5AB,以点C为圆心,以r为半径作圆,请回答下列问题,并word专业资料-可复制编辑-欢迎下载
说明理由.
⑴当r取何值时,点A在C⊙上,且点B在C⊙内部?
⑵当r在什么范围内取值时,点A在C⊙外部,且点B在C⊙的内部?
⑶是否存在这样的实数r,使得点B在C⊙上,且点A在C⊙内部?
CBA
二、过三点的圆
【例3】 如图,四边形ABCD中,ABACAD,若7613CADBDC,,则CBD_________,BAC__________.
DCBA
【例4】 如图,在平面直角坐标系中,O与两坐标轴分别交于ABCD,,,四点,已知:60A,,03B,,20C,,则点D的坐标是( )
A.02, B.03, C.04, D.05,
OyxO'DCBA
三、三角形的外接圆及外心
【例5】 如图,ABC内接于O⊙,120BAC,ABAC,BD为O⊙的直径,6AD,则BC
.
ODCBA
【巩固】等边三角形的外接圆的半径等于边长的( )倍. word专业资料-可复制编辑-欢迎下载
A.32 B.33 C.3 D.12
【例6】 设RtABC的两条直角边长分别为3,4,则此直角三角形的内切圆半径为 ,外接圆半径为 .
【巩固】1、如图,直角坐标系中一条圆弧经过网格点ABC,,,其中B点的坐标为44,,则该圆弧所在圆的圆心的坐标为 .
OCBAyx
2、ABC中,10ABAC,12BC,求其外接圆的半径.
DOCBA
【例7】 在等腰ABC中,ABBC,BH是高,点M是边AB的中点,而经过点B,M于C的圆同BH的交点是K,求证32BKR,其中R是ABC的外接圆半径.
KHMOCBA
【巩固】1、已知ABC中,ABAC,D是ABC外接圆劣弧AC上的点(不与点AC,重合),延长BD至E. word专业资料-可复制编辑-欢迎下载
⑴ 求证:AD的延长线平分CDE;
⑵ 若30BAC,ABC中BC边上的高为23,求ABC外接圆的面积.
ABCDE
2、已知如图,ACD的外角平分线CB交其外接圆于B,连接BA、BD,求证:BABD.
NDCBA
一、直线与圆的位置关系
设O⊙的半径为r,圆心O到直线l的距离为d,则直线和圆的位置关系如下表: word专业资料-可复制编辑-欢迎下载
位置关系 图形 定义 性质及判定
相离
lOdr 直线与圆没有公共点. dr直线l与O⊙相离
相切
lOdr 直线与圆有唯一公共点,直线叫做圆的切线,唯一公共点叫做切点. dr直线l与O⊙相切
相交
lOdr 直线与圆有两个公共点,直线叫做圆的割线. dr直线l与O⊙相交
二、 切线的性质及判定
切线的性质
定理:圆的切线垂直于过切点的半径.
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.
注意:这个定理共有三个条件,即一条直线满足:①垂直于切线②过切点③过圆心
①过圆心,过切点垂直于切线.AB过圆心,AB过切点M,则ABl.
②过圆心,垂直于切线过切点.AB过圆心,ABl,则AB过切点M.
③过切点,垂直于切线过圆心.ABl,AB过切点M,则AB过圆心.
MBOlA
3. 切线的判定
(1) 定义法:和圆只有一个公共点的直线是圆的切线;
(2) 距离法:和圆心距离等于半径的直线是圆的切线;
(3) 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.
注意:定理的题设是①“经过半径外端”,②“垂直于半径”,两个条件缺一不可;定理的结论是“直线是圆的切线”.因此,证明一条直线是圆的切线有两个思路:①连接半径,证直线与此半径垂直;②作垂直,证垂直在圆上.
OOOAAAlll
4. 切线长和切线长定理
(1) 切线长:在经过圆外一点的圆的切线上,这点和切点之间的线段的长,叫做这点到圆的切线长.
(2) 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.
三、三角形的内切圆
1. 三角形的内切圆:和三角形各边都相切的圆叫做三角形的内切圆,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. word专业资料-可复制编辑-欢迎下载
2. 多边形的内切圆:和多边形的各边都相切的圆叫做多边形的内切圆,这个多边形叫做圆的外切多边形.
3. 直角三角形内切圆的半径与三边的关系
cbacbaOFEDCBACBACBA
设a、b、c分别为ABC△中A、B、C的对边,面积为S,则内切圆半径为srp,其中12pabc.若90C,则12rabc.
一、直线与圆位置关系的确定
【例1】 如图,已知⊙O是以数轴的原点O为圆心,半径为1的圆,45AOB,点P在数轴上运动,若过点P且与OA平行的直线与⊙O有公共点,设OPx,则x的取值范围是PBOA
A.0≤x≤2 B.2≤x≤2
C.-1≤x≤1 D.x>2
【例2】 RtABC中,90C,3cmAC,4cmBC,给出下列三个结论: ①以点C为圆心,3 cm长为半径的圆与AB相离;②以点C为圆心,4cm长为半径的圆与AB相切;③以点C为圆心,5cm长为半径的圆与AB相交.上述结论中正确的个数是( )
A.0个 B.l个 C.2个 D.3个
【巩固】在RtABC中,90C,12cmAC,16cmBC,以点C为圆心,r为半径的圆和AB有怎样的位置关系?为什么?
⑴ 9cmr;⑵10cmr;⑶9.6cmr.
DCBA
【例3】 如下左图,在直角梯形ABCD中,ADBC∥,90C∠,且ABADBC,AB是O的直径,则直线CD与O的位置关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定