专题36 圆中的重要模型之辅助线模型(八大类)(解析版).docx
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1、专题36 圆中的重要模型之辅助线模型(八大类)在平面几何中,与圆有关的许多题目需要添加辅助线来解决。百思不得其解的题目,添上合适的辅助线,问题就会迎刃而解,思路畅通,从而有效地培养学生的创造性思维。添加辅助线的方法有很多,本专题通过分析探索归纳八类圆中常见的辅助线的作法。模型1、遇弦连半径(构造等腰三角形)【模型解读】已知AB是O的一条弦,连接OA,OB,则AB在圆的相关题目中,不要忽略隐含的已知条件。当我们要解决有关角度、长度问题时,通常可以连接半径构造等腰三角形,利用等腰三角形的性质、勾股定理及圆中的相关定理,还可连接圆周上一点和弦的两个端点,根据圆周角的性质可得相等的圆周角,解决角度或长
2、度的计算问题例1(2022山东聊城统考中考真题)如图,AB,CD是的弦,延长AB,CD相交于点P已知,则的度数是()A30B25C20D10【答案】C【分析】如图,连接OB,OD,AC,先求解,再求解,从而可得,再利用周角的含义可得,从而可得答案【详解】解:如图,连接OB,OD,AC,的度数20故选:C【点睛】本题考查的是圆心角与弧的度数的关系,等腰三角形的性质,三角形的内角和定理的应用,掌握“圆心角与弧的度数的关系”是解本题的关键例2.(2023南召县中考模拟)如图,O的直径AB与弦CD的延长线交于点E,若DEOB,AOC84,则E等于()A42B28C21D20【分析】利用OBDE,OBO
3、D得到DODE,则EDOE,根据三角形外角性质得1DOE+E,所以12E,同理得到AOCC+E3E,然后利用E=13AOC进行计算即可【解答】解:连结OD,如图,OBDE,OBOD,DODE,EDOE,1DOE+E,12E,而OCOD,C1,C2E,AOCC+E3E,E=13AOC=138428故选:B【点评】本题考查了圆的认识:掌握与圆有关的概念( 弦、直径、半径、弧、半圆、优弧、劣弧、等圆、等弧等)也考查了等腰三角形的性质例3(2023江苏沭阳初三月考)如图,已知点C是O的直径AB上的一点,过点C作弦DE,使CD=CO若的度数为35,则的度数是_【答案】105【分析】连接OD、OE,根据圆
4、心角、弧、弦的关系定理求出AOD=35,根据等腰三角形的性质和三角形内角和定理计算即可【解析】解:连接OD、OE,的度数为35,AOD=35,CD=CO,ODC=AOD=35,OD=OE,ODC=E=35,DOE=180-ODC-E=180-35-35=110,AOE=DOE-AOD=110-35=75,BOE=180-AOE=180-75=105,的度数是105故答案为105【点睛】本题考查了圆心角、弧、弦的关系定理:在同圆和等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦也相等例4(2023年山东省淄博市中考数学真题)如图,是的内接三角形,是边上一点,连接并延长交于点若,则的半径为()ABCD【
5、答案】A【分析】连接, 根据等腰三角形的性质得到, 根据等边三角形的性质得到,根据相似三角形的判定和性质即可得到结论.【详解】连接,是等边三角形, ,,,,,,即的半径为 ,故选: .【点睛】本题考查了圆周角定理,等腰三角形的性质,等边三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,熟练掌握相似三角形的判定和性质度量是解题的关键.模型2、遇弦作弦心距(解决有关弦长的问题)【模型解读】已知AB是O的一条弦,过点OEAB,则AEBE,OE2+AE2=OA2。在圆中,求弦长、半径或圆心到弦的距离时,常添加弦心距,或作垂直于弦的半径(或直径)或再连结过弦的端点的半径。利用垂径定理、圆心角及其所对的弧、弦和
6、弦心距之间的关系、弦的一半、弦心距和半径组成直角三角形,根据勾股定理求有关量。一般有弦中点、或证明弦相等或已知弦相等时,常作弦心距。例1(2023年浙江省衢州市中考数学真题)如图是一个圆形餐盘的正面及其固定支架的截面图,凹槽是矩形当餐盘正立且紧靠支架于点A,D时,恰好与边相切,则此餐盘的半径等于 cm【答案】10【分析】连接,过点作,交于点,交于点,则点为餐盘与边的切点,由矩形的性质得,则四边形是矩形,得,设餐盘的半径为,则,然后由勾股定理列出方程,解方程即可【详解】由题意得:,如图,连接,过点作,交于点,交于点,则,餐盘与边相切,点为切点,四边形是矩形,四边形是矩形,设餐盘的半径为,则,在中
7、,由勾股定理得:,即,解得:,餐盘的半径为,故答案为:10【点睛】本题考查了切线的性质、矩形的判定与性质、勾股定理等知识,熟练掌握勾股定理是解题的关键例2(2023年四川省广安市中考数学真题)如图,内接于,圆的半径为7,则弦的长度为 【答案】【分析】连接,过点作于点,先根据圆周角定理可得,再根据等腰三角形的三线合一可得,然后解直角三角形可得的长,由此即可得【详解】解:如图,连接,过点作于点,圆的半径为7,故答案为:【点睛】本题考查了圆周角定理、解直角三角形、等腰三角形的三线合一,熟练掌握圆周角定理和解直角三角形的方法是解题关键例3(2021湖北中考真题)筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,明
8、朝科学家徐光启在农政全书中用图画描绘了筒车的工作原理,如图1,筒车盛水桶的运行轨道是以轴心为圆心的圆,如图2,已知圆心在水面上方,且被水面截得的弦长为6米,半径长为4米若点为运行轨道的最低点,则点到弦所在直线的距离是( )A1米B米C2米D米【答案】B【分析】连接OC交AB于D,根据圆的性质和垂径定理可知OCAB,AD=BD=3,根据勾股定理求得OD的长,由CD=OCOD即可求解【详解】解:根据题意和圆的性质知点C为的中点,连接OC交AB于D,则OCAB,AD=BD=AB=3,在RtOAD中,OA=4,AD=3,OD=,CD=OCOD=4,即点到弦所在直线的距离是(4)米,故选:B【点睛】本题
9、考查圆的性质、垂径定理、勾股定理,熟练掌握垂径定理是解答的关键例4(2023广东广州九年级校考自主招生)如图所示,圆的直径与弦相交于点已知圆的直径,则的值是()AB8CD4【答案】B【分析】过点作,于点,连接,根据题意可得,进而根据垂径定理,有,进而将转化为,即可求解【详解】解:如图所示,过点作,于点,连接,则,故选:B【点睛】考查垂径定理,等腰直角三角形的性质等,把式子进行变形是解题的关键.模型3、遇求角可构造同弧的圆周角(圆心角)【模型解读】如图,已知A、B、P是O上的点,点C是圆上一动点,连接AC、BC,则ACB=AOB。 例1(2023四川巴中统考中考真题)如图,是的外接圆,若,则()
10、ABCD【答案】D【分析】连接,首先根据圆周角定理得到,然后利用半径相等得到,然后利用等边对等角和三角形内角和定理求解即可【详解】如图所示,连接,故选:D【点睛】本题考查了圆周角定理:圆周角定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半,等边对等角和三角形内角和定理,解题的关键是掌握以上知识点例2(2022黑龙江哈尔滨校考模拟预测)如图,点是上一点,若,则的度数为()ABCD【答案】B【分析】取优弧上一点C,连接,由圆周角定理,得,运用圆内接四边形对角互补求解【详解】解:如图,取优弧上一点C,连接,则,故选:B【点睛】本题考查圆周角定理、圆内接四边形;由相关定
11、理得角之间的数量关系是解题的关键例3(2023秋重庆九年级校考阶段练习)如图,一块直角三角板的角的顶点落在上,两边分别交于、两点,若的直径为8,则弦长为()A8B4CD【答案】B【分析】连接AO,BO,求出AOB=2APB=60,得到AOB为等边三角形,即可求出AB长.【详解】连接AO,BO,OA=OB,所对的圆周角是APB,所对的圆心角是AOB,APB=30,AOB=2APB=60,AOB为等边三角形,AB=AO,直径为8,OA=4,AB=4,故选B.【点睛】本题考查的是圆周角和圆心角,根据题意作出辅助线,得到等边三角形是解答此题的关键例4(2023辽宁鞍山统考中考真题)如图,为的两条弦,D
12、,G分别为的中点,的半径为2若,则的长为()A2BCD【答案】D【分析】连接,圆周角定理得到,勾股定理求出,三角形的中位线定理,即可求出的长【详解】解:连接,的半径为2,D,G分别为的中点,为的中位线,故选D【点睛】本题考查圆周角定理和三角形的中位线定理熟练掌握相关定理,并灵活运用,是解题的关键模型4、遇直径作直径所对的圆周角(构造直角三角形)【模型解读】如图,已知AB是O的直径,点C是圆上一点,连接AC、BC,则ACB=90o。如图,当图形中含有直径时,构造直径所对的圆周角是解问题的重要思路,在证明有关问题中注意90o的圆周角的构造。例1(2023辽宁营口统考中考真题)如图所示,是的直径,弦
13、交于点E,连接,若,则的度数是()ABCD【答案】D【分析】如图所示,连接,先由同弧所对的圆周角相等得到,再由直径所对的圆周角是直角得到,则【详解】解:如图所示,连接,是的直径,故选D【点睛】本题主要考查了同弧所对的圆周角相等,直径所对的圆周角是直角,正确求出的度数是解题的关键例2(2022山东泰安统考中考真题)如图,是的直径,则的半径为()ABCD【答案】D【分析】连接CO并延长CO交于点E,连接AE,根据OA=OC,可得ACD=ACE,从而得到AE=AD=2,然后根据勾股定理,即可求解【详解】解:如图,连接CO并延长CO交于点E,连接AE,OA=OC,ACE=CAB,ACD=ACE,AE=
14、AD=2,CE是直径,CAE=90,的半径为故选:D【点睛】本题主要考查了圆周角定理,勾股定理,熟练掌握圆周角定理,勾股定理是解题的关键例3(2022四川巴中统考中考真题)如图,为的直径,弦交于点,则()ABC1D2【答案】C【分析】连接BC,根据垂径定理的推论可得ABCD,再由圆周角定理可得A=CDB=30,根据锐角三角函数可得AE=3,AB=4,即可求解【详解】解:如图,连接BC,为的直径,ABCD,BAC=CDB=30,为的直径,OA=2,OE=AE-OA=1故选:C【点睛】本题主要考查了垂径定理,圆周角定理,解直角三角形,熟练掌握垂径定理,圆周角定理,特殊角锐角函数值是解题的关键模型5
15、、遇90的圆周角连直径【模型解读】如图,已知圆周角BAC=90o,连接BC,则BC是O的直径。遇到90的圆周角时,常连接两条弦没有公共点的另一端点,得到直径。利用圆周角的性质,可得到直径。例1(2022辽宁营口统考中考真题)如图,点A,B,C,D在上,则的长为()AB8CD4【答案】A【分析】连接,根据可得为的直径,又根据得到,故在直角三角形中,利用特殊角的三角函数即可求出【详解】解:连接, 为的直径,在中,, .故选:A【点睛】本题主要考查圆周角定理,解三角形,解题的关键是掌握公式、定理。例2(2023四川达州统考二模)如图,半径为的经过原点O和点,B是y轴左侧优弧上一点,则为()ABCD【
16、答案】B【分析】设与x轴的另一个交点为D,连接,如图,则,根据圆周角定理和勾股定理求出,然后根据求解即可.【详解】解:设与x轴的另一个交点为D,连接,如图,则,是的直径,的半径为,在直角三角形中,根据勾股定理可得:,;故选:B.【点睛】本题考查了圆周角定理、三角函数和勾股定理等知识,属于常考题型,正确添加辅助线、灵活应用转化的思想是解题的关键.例3(2023重庆统考中考真题)如图,是矩形的外接圆,若,则图中阴影部分的面积为 (结果保留)【答案】【分析】根据直径所对的圆周角是直角及勾股定理得到,再根据圆的面积及矩形的性质即可解答【详解】解:连接,四边形是矩形,是的直径,的半径为,的面积为,矩形的
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