1. 圆
平面上到定点(圆心)的距离等于定长(半径)的所有点组成的图形叫圆。连接圆上两点的线段叫弦,经过圆心的弦是直径。
2. 垂径定理
- 半径 r
- 3
- 弦心距 d = OM
- 1.62
- 半弦 AM = MB
- 2.52
- d² + (½AB)²
- 9 = r²
OM ⊥ AB ⟹ AM = BM,并且平分弦所对的两条弧
半径、弦心距、半弦组成一个直角三角形:r² = d² + (AB/2)²。知道其中两个就能求第三个——这是圆中计算的万能钥匙。
垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的弧。
⊙O 的半径为 5,弦 AB = 8,圆心 O 到 AB 的距离是?
3. 圆周角和圆心角的关系
- 圆周角 ∠APB
- 65.9°
- 圆心角(弧 AB)
- 131.8°
- 比值
- 0.5
拖动 P 在圆上走:只要还在同一段弧上,∠APB 就不变(同弧所对的圆周角相等)。拖动 A、B 改变弧,圆周角始终是圆心角的一半。
推论:圆内接四边形的对角互补——把 P 拖到另一段弧上,∠APB 会变成 180° 减去原来的角。
- 同弧(或等弧)所对的圆周角相等,都等于它所对圆心角的一半。
- 直径所对的圆周角是直角;90° 的圆周角所对的弦是直径。
- 圆内接四边形的对角互补。
4. 确定圆的条件
不在同一直线上的三个点确定一个圆,圆心是三边垂直平分线的交点——三角形的外心。
- OA
- 3.27
- OB
- 3.27
- OC
- 3.27
线段垂直平分线上的点到线段两端距离相等,所以交点 O 到 A、B、C 一样远——以它为圆心能画出过三个顶点的圆。把三角形拖成钝角,O 会跑到外面。
应用:要在三个村庄之间建一所到三村距离相等的学校,就建在外心处。
5. 直线和圆的位置关系
d < r ⟺ 相交(2 个公共点)
把 d 调到正好等于 3,看看相切时发生了什么。
从圆外一点可以引圆的两条切线,切线长相等,这一点和圆心的连线平分两条切线的夹角。
例题 如何证明一条直线是圆的切线?
- 看直线与圆有没有明确的公共点。
- 有公共点:连接圆心和这个点(得到半径),证明这条半径与直线垂直。
- 没有明确的公共点:过圆心作直线的垂线段,证明它的长度等于半径(d = r)。
- 口诀:“有点连半径,证垂直;无点作垂直,证半径。”
6. 弧长及扇形的面积
- 占整个圆
- 120 / 360 = 0.333
- 弧长 l
- nπr/180 = 2π ≈ 6.28
- 扇形面积 S
- nπr²/360 = 3π ≈ 9.42
- 也等于
- ½ l r = 9.42
圆心角是 n°,弧长就是周长的 n/360,扇形面积就是圆面积的 n/360。S = ½lr 和三角形面积公式很像:把扇形看成"底为弧长、高为半径"的三角形。