专题14切线长定理、圆内接正多边形 (2个知识点6种题型)(解析版).docx
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1、专题14切线长定理、圆内接正多边形 (2个知识点6种题型)【目录】倍速学习三种方法【方法一】 脉络梳理法知识点1.切线长定理知识点2.圆内接正多边形【方法二】 实例探索法题型1.有关切线长定理的计算题型2.圆内接正多边形边数的判断题型3.计算边心距与边长题型4.方程思想题型5.新定义问题题型6.规律探究题【方法三】成果评定法【学习目标】1. 了解切线长的概念。2. 掌握切线长定理,并能运用这一定理解决问题。3.了解圆内接正多边形的概念。4.掌握正多边形和圆中的半径R、边心距r、中心角之间的等量关系,并能运用这个等量关系解决具体题目。【知识导图】 【倍速学习三种方法】【方法一】脉络梳理法知识点1
2、.切线长定理(1)圆的切线长定义:经过圆外一点作圆的切线,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(3)注意:切线和切线长是两个不同的概念,切线是直线,不能度量;切线长是线段的长,这条线段的两个端点分别是圆外一点和切点,可以度量(4)切线长定理包含着一些隐含结论:垂直关系三处;全等关系三对;弧相等关系两对,在一些证明求解问题中经常用到【例1】如图,AB、AC、BD是O的切线,P、C、D为切点,如果AB=5,AC=3,则BD的长为 【答案】2【解析】解:AC、AP为O的切线,AC=AP,BP
3、、BD为O的切线,BP=BD,BD=PB=ABAP=53=2故答案为:2知识点2.圆内接正多边形(1)正多边形:各边相等,各角也相等的我边形叫作正多边形。(2)正多边形的中心:一个正多边形的外接圆的圆心叫作这个正多边形的中心。(3)正多边形的半径:外接圆的半径叫作正多形的半径。(4)正多边形的中心角:正多边形每一边所对的圆心角叫作正多边形的中心角。(5)正多边形的边心距:中心到正多边形的一边的距离叫作正多边形的边心距。1.用量角器等分圆由于在同圆中相等的圆心角所对的弧也相等,因此作相等的圆心角(即等分顶点在圆心的周角)可以等分圆;根据同圆中相等弧所对的弦相等,依次连接各分点就可画出相应的正n边
4、形.2.用尺规等分圆对于一些特殊的正边形,可以用圆规和直尺作图.正四、八边形。在O中,用尺规作两条互相垂直的直径就可把圆分成4等份,从而作出正四边形。 再逐次平分各边所对的弧(即作AOB的平分线交于 E) 就可作出正八边形、正十六边形等,边数逐次倍增的正多边形。正六、三、十二边形的作法。通过简单计算可知,正六边形的边长与其半径相等,所以,在O中,任画一条直径AB,分别以A、B为圆心,以O的半径为半径画弧与O相交于C、D和E、F,则A、C、E、B、F、D是O的6等分点。 显然,A、E、F(或C、B、D)是O的3等分点。同样,在图(3)中平分每条边所对的弧,就可把O 12等分。要点诠释:画正n边形
5、的方法:(1)将一个圆n等份,(2)顺次连结各等分点.正多边形都是轴对称图形,对称轴的条数与它的边数相同,每条对称轴都通过正n边形的中心;当边数是偶数时,它也是中心对称图形,它的中心就是对称中心.【例2】(2022秋嘉兴期末)如图,正六边形ABCDEF与正方形AGDH都内接于O,连接BG,则弦BG所对圆周角的度数为()A15B30C15或165D30或150【分析】连接OA、OB、OG,先求出AOB60,90,所以BOGAOGAOB906030,即可求出弦BG所对圆周角的度数为15或165【解答】解:连接OA、OB、OG由题意得,AOB60,90,BOGAOGAOB906030,弦BG所对圆周
6、角的度数为15或165故选:C【点评】本题考查了正多边形和圆,解题的关键是BOG的度数【方法二】实例探索法题型1.有关切线长定理的计算1如图,PA、PB是O的切线,CD切O于点E,PCD的周长为12,APB60求:(1)PA的长;(2)COD的度数【解答】解:(1)CA,CE都是圆O的切线,CACE,同理DEDB,PAPB,三角形PCD的周长PD+CD+PCPD+PC+CA+BDPA+PB2PA12,即PA的长为6;(2)P60,PCE+PDE120,ACD+CDB360120240,CA,CE是圆O的切线,OCEOCAACD;同理:ODECDB,OCE+ODE(ACD+CDB)120,COD
7、180120602如图,直线AB、BC、CD分别与O相切于E、F、G,且ABCD,OB6cm,OC8cm求:(1)BOC的度数;(2)BE+CG的长;(3)O的半径【解答】解:(1)连接OF;根据切线长定理得:BEBF,CFCG,OBFOBE,OCFOCG;ABCD,ABC+BCD180,OBF+OCF90,BOC90;(2)由(1)知,BOC90OB6cm,OC8cm,由勾股定理得到:BC10cm,BE+CGBC10cm(3)BC与O相切于点F,OFBC,SOBCOFBCOBOC,即OF1068OF4.8cm题型2.圆内接正多边形边数的判断3(2022秋浙江丽水九年级校考期中)如图,A、为一
8、个正多边形的相邻四个顶点,为正多边形的中心,若,则这个正多边形的边数为 【答案】15【分析】连接,根据圆周角定理得到,根据中心角的定义即可求解【详解】解:如图,连接,这个正多边形的边数为,故答案为:15【点睛】本题主要考查正多边形的性质,解题的关键是熟知圆周角定理题型3.计算边心距与边长4如图,正方形是半径为R的圆内接四边形,若,求正方形的边长与边心距【答案】正方形ABCD的边长为,边心距为【分析】过点O作,垂足为E,利用圆内接四边形的性质求出,然后在中,根据勾股定理求出即可【详解】解:过点O作,垂足为E,正方形是半径为R的O内接四边形, 在中,由勾股定理可得, ,即半径为6的圆内接正方形AB
9、CD的边长为,边心距为【点睛】本题考查了圆内接四边形的性质,以及勾股定理,正多边形各边所对的外接圆的圆心角都相等,正多边形每一边所对的外接圆的圆心角叫做正多边形的中心角,正n边形每个中心角都等于题型4.方程思想5(2023浙江温州校联考三模)图1是由两个正六边形组成的壁挂置物架,轴对称仙人堂盆栽放置在木板上,图2是其示意图两个正六边形的边与,与均在同一直线上木板(木板厚度忽略不计),则的长为 盆栽由矩形和圆弧组成,且,恰好在同一直线上,已知,圆弧最高点到的距离与线段的长度之比为,则圆弧的半径为 【答案】 20 【分析】设 的圆心是 ,作 于 ,连接 ,由正六边形的性质求出 , 的长, 由直角三
10、角形的性质, 等腰三角形的性质求出 的长,得到 的长,由勾股定理列出关于 半径的方程, 即可解决问题;【详解】解:设 的圆心 是 ,作 于 ,连 接 , 是圆弧最高点, 在 上,两个多边形是正六边形, , 是等边三角形,三点共线,四边形 是矩形,圆弧最高点 到 的距离与线段 的长度之 比为 , 到 的距离是 ,设 的半径是 , 的半径是 故答案为:【点睛】本题考查正多边形的性质,垂径定理,勾股定理,等腰三角形的性质,直角三角形的性质,关键是由以上知识点求出正六边形的边长, 的长, 的长得到 的长,由勾股定理列出关于 半径的方程题型5.新定义问题6(2023浙江金华校联考三模)如图,正三角形、正
11、方形、正六边形等正n边形与圆的形状有差异,我们将正n边形与圆的接近程度称为“接近度”(1)角的“接近度”定义:设正n边形的每个内角的度数为,将正n边形的“接近度”定义为于是越小,该正n边形就越接近于圆,若,则该正n边形的“接近度”等于 若,则该正n边形的“接近度”等于_当“接近度”等于_时,正n边形就成了圆(2)边的“接近度”定义:设一个正n边形的外接圆的半径为R,正n边形的中心到各边的距离为d,将正n边形的“接近度”定义为分别计算时边的“接近度”,并猜测当边的“接近度”等于多少时,正n边形就成了圆?【答案】(1)120;18;0(2)时,;时,当边的“接近度”等于0时,正n边形就成了圆【分析
12、】(1)根据正n边形的“接近度”的定义,即可求解;根据正n边形的“接近度”的定义,即可求解;根据正n边形的“接近度”的定义,即可求解;(2)结合正多边形的外接圆的半径与正多边形的中心到各边的距离构造的直角三角形,求解即可【详解】(1)解:当时, ,“接近度”等于;故答案为:120当时, ,“接近度”等于;故答案为:18越小,该正n边形就越接近于圆,当时,该正n边形就成了圆,此时,;故答案为:0(2)解:如图,当时,为正的外接圆,;如图,当时,为正六边形的外接圆,;当边的“接近度”等于0时,正n边形就成了圆【点睛】此题考查了正多边形与其外接圆的关系解此题的关键是注意数形结合思想的应用题型6.规律
13、探究题7(2022浙江九年级专题练习)如图,要设计一个装彩铅的圆柱体纸盒,已知每支铅笔大小相同,底面均为正六边形,边长记作下面我们来探究纸盒底面半径的最小值:(1)如果要装10支铅笔,小蓝画了图、图两种排列方式,请你通过计算,判断哪种方式更节省空间: (填或)(2)如果要装24支铅笔,请你模仿以上两种方式,算出纸盒底面最小半径是 (用含a的代数式表示)【答案】 图 【分析】(1)图由10个正六边形构成,图由10个正六边形和4个正三角形构成,分别计算出其面积比较大小即可,(2)要装24支铅笔,要使纸盒底面最小,按图方式排每个正六边形相邻的空间最小计算出半径即可;【详解】(1)一个正六边形可以分为
14、6个全等的等边三角形,且边长为小三角形的高= ,图由10个正六边形构成 ,图由10个正六边形和4个正三角形构成图更节省空间故答案为:(2)由(1)可知,每个正六边形相邻空间最小,此时的盒地面半径最小,如图以中点O为圆心,OA长为半径纸盒底面半径最小,过O点作OBAB,由(1)可知,OB= 在RtAOB中,AB=a,OBOA= 纸盒底面最小半径是故答案为:【点睛】此题主要考查了平面镶嵌,正多边形的面积,勾股定理,以及圆的知识,解题的关键要读懂题意画出示意图8(2023春浙江台州九年级校考期中)李老师带领班级同学进行拓广探索,通过此次探索让同学们更深刻的了解的意义(1)定义我们将正n边形的周长L与
15、正多边形对应的内切圆的周长C的比值,称作这个正n边形的“正圆度”如图,正三角形的边长为1,求得其内切圆的半径为,因此_;(2)探索分别求出正方形和正六边形的“正圆度”;(3)总结随着n的增大,具有怎样的规律,试通过计算,结合圆周率的诞生,简要概括【答案】(1)(2),(3)随着n的增大,越来越接近于1,见解析【分析】(1)根据“正圆度”的定义进行求解即可;(2)设正方形边长和正六边形的边长都为1,求出此情形下对应的内切圆半径,再根据“正圆度”的定义进行求解即可;(3)根据(1)(2)所求可知随着n的增大,越来越接近于1,再由张衡和祖冲之对圆周率的研究即可得到答案【详解】(1)解:由题意得,故答
16、案为:;(2)解:假设正方形边长1,此时正方形的内切圆半径为,;设正六边形的边长为1,内切圆圆心为O,则,又,是等边三角形,;(3)解:,随着n的增大,越来越接近于1由张衡、祖冲之的研究,精进的取值的方法可知:正多边形,边长数越多,越接近于圆,因此当边长增多时,其周长L也与对应的内切圆周长更接近,其比值更接近于1【点睛】本题主要考查了正多边形与圆,正确理解题意是解题的关键9如图1、3、,、分别是的内接正三角形、正方形、五边形、.、正边形.的边、上的点,且,连接、(1)求图1中的度数;(2)图中的度数是_,图3中的度数是_;(3)试探究的度数与正边形边数的关系(直接写出答案)【答案】(1);(2
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