文档内容
第 16 讲正多边形与圆(知识精讲+真题练+模拟练+自招练)
【考纲要求】
1.了解正多边形的概念,掌握用等分圆周画圆的内接正多边形的方法;会计算弧长及扇形的面积、圆锥
的侧面积及全面积;
2.结合相关图形性质的探索和证明,进一步培养合情推理能力,发展逻辑思维能力和推理论证的表达能
力;通过这一章的学习,进一步培养综合运用知识的能力,运用学过的知识解决问题的能力.
【知识导图】
【考点梳理】
考点一、正多边形和圆
1、正多边形的有关概念:
(1) 正多边形:各边相等,各角也相等的多边形叫做正多边形.
(2)正多边形的中心——正多边形的外接圆的圆心.(3)正多边形的半径——正多边形的外接圆的半径.
(4)正多边形的边心距——正多边形中心到正多边形各边的距离.(正多边形内切圆的半径.)
(5)正多边形的中心角——正多边形每一边所对的外接圆的圆心角.
2、正多边形与圆的关系:
(1)将一个圆n(n≥3)等分(可以借助量角器),依次连结各等分点所得的多边形是这个圆的内接正多边
形.
(2)这个圆是这个正多边形的外接圆.
(3)把圆分成n(n≥3)等分,经过各分点作圆的切线,以相邻切线的交点为顶点的多边形是这个圆的
外切正n边形.这个圆叫做正n边形的内切圆.
(4)任何正n边形都有一个外接圆和一个内切圆,这两个圆是同心圆.
3、正多边形性质:
(1)任何正多边形都有一个外接圆.
(2) 正多边形都是轴对称图形,一个正n边形共有n条对称轴,每条对称轴都通过正n边形的中心.
当边数是偶数时,它又是中心对称图形,它的中心就是对称中心.
(3)边数相同的正多边形相似.它们周长的比,边心距的比,半径的比都等于相似比,面积的比等于相
似比的平方.
(4)任何正多边形都有一个外接圆和一个内切圆,这两个圆是同心圆.
要点诠释:
(1) 正n边形的有n个相等的外角,而正n边形的外角和为360度,所以正n边形每个外角的度数是
360
;所以正n边形的中心角等于它的外角.
n
(2)
(2)边数相同的正多边形相似.周长的比等于它们边长(或半径、边心距)的比.面积比等于它们
边长(或半径、边心距)平方的比.
考点二、圆中有关计算
1.圆中有关计算
圆的面积公式: ,周长 .
圆心角为 、半径为R的弧长 .圆心角为 ,半径为R,弧长为 的扇形的面积 .
弓形的面积要转化为扇形和三角形的面积和、差来计算.
圆柱的侧面图是一个矩形,底面半径为R,母线长为 的圆柱的体积为 ,侧面积为 ,全面
积为 .
圆锥的侧面展开图为扇形,底面半径为R,母线长为 ,高为 的圆锥的侧面积为 ,全面积为
,母线长、圆锥高、底面圆的半径之间有 .
弓形的面积
(1)由弦及其所对的劣弧组成的图形,S =S -S ;
弓形 扇形 △OAB
(2)由弦及其所对的优弧组成的弓形,S =S +S .
弓形 扇形 △OAB
A B
O
O ·
· · O
A B A m B
m
要点诠释:
(1)对于扇形面积公式,关键要理解圆心角是1°的扇形面积是圆面积的 ,即 ;
(2)在扇形面积公式中,涉及三个量:扇形面积S、扇形半径R、扇形的圆心角,知道其中的两个量就
可以求出第三个量.
(3)扇形面积公式 ,可根据题目条件灵活选择使用,它与三角形面积公式 有点类
似,可类比记忆;
(4)扇形两个面积公式之间的联系: .【典型例题】
题型一、正多边形有关计算
例1.如图,矩形ABCD中,AB=4,以点B为圆心,BA为半径画弧交BC于点E,以点O为圆心的⊙O与弧
AE,边AD,DC都相切.把扇形BAE作一个圆锥的侧面,该圆锥的底面圆恰好是⊙O,则AD的长为( )
9 11
2 2
A.4 B. C. D.5
【思路点拨】首先求得弧AE的长,然后利用弧AE的长正好等于圆的底面周长,求得⊙O的半径,则BE的
长加上半径即为AD的长.
【答案】D;
【解析】
解:∵AB=4,∠B=90°,
904
AE 2
180
∴ ,
∵圆锥的底面圆恰好是⊙O,
∴⊙O的周长为2π,
∴⊙O的半径为1,
∴AD=BC=BE+EC=4+1=5.
故选D.
【总结升华】本题考查了圆锥的计算及相切两圆的性质,解题的关键是熟记弧长的计算公式.
【变式1】如图,两个相同的正六边形,其中一个正多边形的顶点在另一个正多边
形外接圆圆心O处.求重叠部分面积与阴影部分面积之比.
【答案】
解:连结OA、OB、OC,
设OA′交AB于K,OE′交CD于H,
∵∠AOK=∠AOC-∠KOC
=120°-∠KOC,∠COH=120°-∠KOC,
∴∠AOK=∠COH,
又∠OAK=∠OCH=60°,OA=OC,
∴△AOK≌△COH,
由△AOK≌△COH,
得S =S =2S ,
五边形OKBCH 四边形ABCO △OBC
∴S =S -S
阴影 正六边形ABCDEF 五边形OKBCH′
=6S -2S =4S .
△OBC △OBC △OBC
2 1
=
4 2
S :S = .
五边形OKBCH 阴影
1
2
即重叠部分面积与阴影部分面积之比为: .
1
【变式2】 已知:正十边形的半径是R,求证:它的边长为a ( 51)R.
10 2
【答案】
证明:作∠OAB的平分线AM交OB于M,则∠O=∠OAM=36°,∠AMB=∠B=72°,
OA AB
=
AB BM
∴OM=MA=AB,则△ABM∽△OAB得:
用R,a 分别表示OA,AB,BM,代入以上比例式整理得a 2+ Ra -R2=0,
10 10 10
1
解关于a 的一元二次方程得a ( 51)R(负值已舍去).
10 10 2题型二、正多边形与圆综合运用
例2.如图,AG是正八边形ABCDEFGH的一条对角线.
(1)在剩余的顶点B、C、D、E、F、H中,连接两个顶点,使连接的线段与AG平行,并说明理由;
(2)两边延长AB、CD、EF、GH,使延长线分别交于点P、Q、M、N,若AB=2,求四边形PQMN的面
积.
【思路点拨】(1)利用已知得出正八边形,它的内角都为135°,再利用正八边形ABCDEFGH关于直线
BF对称,得出∠2+∠3=180°,进而得出答案;
(2)根据题意得出△PAH≌△QCB≌△MDE,则PA=QB=QC=MD.即PQ=QM,故四边形PQMN是正方
形,进而求出PQ的长即可得出答案.
【答案与解析】
解:(1)连接BF,则有BF∥AG.
理由如下:
∵ABCDEFGH是正八边形,
∴它的内角都为135°.
又∵HA=HG,
∴∠1=22.5°,
从而∠2=135°﹣∠1=112.5°.
由于正八边形ABCDEFGH关于直线BF对称,
∴
即∠2+∠3=180°,故BF∥AG.
(2)根据题设可知∠PHA=∠PAH=45°,
∴∠P=90°,同理可得∠Q=∠M=90°,
∴四边形PQMN是矩形.
又∵∠PHA=∠PAH=∠QBC=∠QCB=∠MDE=∠MED=45°,AH=BC=DE,
∴△PAH≌△QCB≌△MDE,
∴PA=QB=QC=MD.即PQ=QM,故四边形PQMN是正方形.
在Rt PAH中,∵∠PAH=45°,AH=2,
2
∴PA △ =
∴ .
故 .
【总结升华】此题主要考查了正多边形和圆以及全等三角形的判定与性质等知识,得出 PQ的长是解题关
键.
【变式】如图所示,在△ABC中,BC=4,以点A为圆心,2为半径的⊙A与BC相切于点D,交AB于E,交
AC于F,点P是⊙A上的一点,且∠EPF=40°,则图中阴影部分的面积是( )
4 8 4 8
4 4 8 8
9 9 9 9
A. B. C. D.
【答案】
1 8022 8
S 42 4
连接AD,则AD⊥BC,阴影部分面积 S △ABC S 扇EAF.故 阴影 2 360 9 .
答案:B
AB 4 3
例3.如图,已知在⊙O中, ,AC是⊙O的直径,AC⊥BD于F,∠A=30°.
(1)求图中阴影部分的面积;
(2)若用阴影扇形OBD围成一个圆锥侧面,请你出这个圆锥的底面圆的半径.
【思路点拨】
(1)阴影部分是一个扇形,扇形圆心角∠BOD=2∠BOC=2×2×30°=120°,只需通过解直角三角形nr2
360
求出OB的长,即可利用扇形面积 求出阴影部分面积.(2)扇形弧长是圆锥的底面周长,由条件
BCD l 2r
求出 的长l,利用 可求出半径r的长.
【答案与解析】
1
AE AB 2 3
2
解:(1)过O作OE⊥AB于E,则 .
AE
cos30°
OA
在Rt△AEO中,∠BAC=30°, .
A 2 3
OA 4
cos30° 3
∴ 2 .
又∵ OA=OB,
∴ ∠ABO=30°.
∴ ∠BOC=60°.
∵ AC⊥BD,
BC CD
∴ .
∴ ∠COD=∠BOC=60°.
∴ ∠BOD=120°.
nOA2 120 16
S 42
阴影 360 360 3
∴ .
(2)设圆锥的底面圆的半径为r,则周长为2πr,
120
2r 4
180
∴ .
4
r
3
∴ .
【总结升华】用扇形围成圆锥,扇形的半径是圆锥的母线,扇形的弧长是圆锥的底面周长.【中考过关真题练】
一.选择题(共7小题)
1.(2022•安顺)如图,在平面直角坐标系中,将边长为2的正六边形OABCDE绕点O顺时针旋转n个
45°,得到正六边形OA B D E ,当n=2022时,正六边形OA B D E 的顶点D 的坐标是( )
n n n n n n n n n n n
∁ ∁
A.(﹣ ,﹣3) B.(﹣3,﹣ ) C.(3,﹣ ) D.(﹣ ,3)
【分析】由题意旋转8次应该循环,因为2022÷8=252…6,所以D 的坐标与D 的坐标相同.
n 6
【解答】解:由题意旋转8次应该循环,
∵2022÷8=252…6,
∴D 的坐标与D 的坐标相同,
n 6
如图,过点D H⊥OE于点H,
6
∵∠DOD =90°,∠DOE=30°,OD=OD =2 ,
6 6
∴OH=OD •cos60°= ,HD = OH=3,
6 6
∴D (﹣ ,﹣3),
6∴顶点D 的坐标是(﹣ ,﹣3),
n
故选:A.
【点评】本题考查正多边形与圆,坐标与图形变化﹣性质等知识,解题的关键是学会探究规律的方法,属
于中考常考题型.
2.(2022•安顺)如图,边长为 的正方形ABCD内接于 O,PA,PD分别与 O相切于点A和点D,
⊙ ⊙
PD的延长线与BC的延长线交于点E,则图中阴影部分的面积为( )
A.5﹣ B.5﹣ C. ﹣ D. ﹣
【分析】π连接AC,OD,根据已知条件得到AC是 O的直径,∠AOD=90°,根据切线的性质得到∠PAO
=∠PDO=90°,得到△CDE是等腰直角三角形,⊙根据等腰直角三角形的性质得到PE=3,根据梯形和圆
的面积公式即可得到答案.
【解答】解:连接AC,OD,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠B=90°,
∴AC是 O的直径,∠AOD=90°,
∵PA,P⊙D分别与 O相切于点A和点D,
∴∠PAO=∠PDO⊙=90°,
∴四边形AODP是矩形,
∵OA=OD,
∴矩形AODP是正方形,
∴∠P=90°,AP=AO,AC∥PE,
∴∠E=∠ACB=45°,
∴△CDE是等腰直角三角形,
∵AB= ,∴AC=2AO=2,DE= CD=2,
∴AP=PD=AO=1,
∴PE=3,
∴图中阴影部分的面积= (AC+PE)•AP﹣ AO2• = (2+3)×1﹣ ×12• = (5﹣ )= ﹣ ,
故选:C. π π π
【点评】本题考查了正多边形与圆,正方形的性质,切线的性质,等腰直角三角形的判定和性质,正确的
作出辅助线是解题的关键.
3.(2022•绵阳)在2022年北京冬奥会开幕式和闭幕式中,一片“雪花”的故事展现了“世界大同、天下
一家”的主题,让世界观众感受了中国人的浪漫.如图,将“雪花”图案(边长为 4 的正六边形
ABCDEF)放在平面直角坐标系中,若AB与x轴垂直,顶点A的坐标为(2,﹣3),则顶点C的坐标为(
)
A.(2﹣2 ,3) B.(0,1+2 ) C.(2﹣ ,3) D.(2﹣2 ,2+ )
【分析】根据正六边形的性质以及坐标与图形的性质进行计算即可.
【解答】解:如图,连接BD交CF于点M,则点B(2,1),
在Rt△BCM中,BC=4,∠BCM= ×120°=60°,
∴CM= BC=2,BM= BC=2 ,∴点C的横坐标为﹣(2 ﹣2)=2﹣2 ,纵坐标为1+2=3,
∴点C的坐标为(2﹣2 ,3),
故选:A.
【点评】本题考查正多边形与圆,勾股定理,掌握正六边形的性质以及勾股定理是正确计算的前提,理解
坐标与图形的性质是解决问题的关键.
4.(2022•青岛)如图,正六边形ABCDEF内接于 O,点M在 上,则∠CME的度数为( )
⊙
A.30° B.36° C.45° D.60°
【分析】由正六边形的性质得出∠COE=120°,由圆周角定理求出∠CME=60°.
【解答】解:连接OC,OD,OE,
∵多边形ABCDEF是正六边形,
∴∠COD=∠DOE=60°,
∴∠COE=2∠COD=120°,
∴∠CME= ∠COE=60°,
故选:D.【点评】本题考查了正六边形的性质、圆周角定理;熟练掌握正六边形的性质,由圆周角定理求出∠COM
=120°是解决问题的关键.
5.(2022•内江)如图,正六边形ABCDEF内接于 O,半径为6,则这个正六边形的边心距OM和 的
⊙
长分别为( )
A.4, B.3 , C.2 , D.3 ,2
【分析】连接OB、OC,根据正六边π形的性质求出∠BOC,根据等边三角形的判定π定理得到△BOC为等边
三角形,根据垂径定理求出BM,根据勾股定理求出OM,根据弧长公式求出 的长.
【解答】解:连接OB、OC,
∵六边形ABCDEF为正六边形,
∴∠BOC= =60°,
∵OB=OC,
∴△BOC为等边三角形,
∴BC=OB=6,
∵OM⊥BC,
∴BM= BC=3,∴OM= = =3 ,
的长为: =2 ,
故选:D. π
【点评】本题考查的是正多边形和圆、弧长的计算,正确求出正六边形的中心角是解题的关键.
6.(2022•雅安)如图,已知 O的周长等于6 ,则该圆内接正六边形ABCDEF的边心距OG为( )
⊙ π
A.3 B. C. D.3
【分析】连接OC,OD,由正六边形ABCDEF可求出∠COD=60°,进而可求出∠COG=30°,根据30°角
的锐角三角函数值即可求出边心距OG的长.
【解答】解:连接OC,OD,
∵正六边形ABCDEF是圆的内接多边形,
∴∠COD=60°,
∵OC=OD,OG⊥CD,
∴∠COG=30°,
∵ O的周长等于6 ,
∴⊙OC=3, π
∴OG=3cos30°= ,故选:C.
【点评】本题考查了正多边形和圆、正六边形的性质、等腰三角形的判定与性质;熟练掌握正六边形的性
质是解决问题的关键.
7.(2022•成都)如图,正六边形ABCDEF内接于 O,若 O的周长等于6 ,则正六边形的边长为(
) ⊙ ⊙ π
A. B. C.3 D.2
【分析】连接OB、OC,根据 O的周长等于6 ,可得 O的半径OB=OC=3,而六边形ABCDEF是正
⊙ π ⊙
六边形,即知∠BOC= =60°,△BOC是等边三角形,即可得正六边形的边长为3.
【解答】解:连接OB、OC,如图:
∵ O的周长等于6 ,
⊙ π
∴ O的半径OB=OC= =3,
∵⊙六边形ABCDEF是正六边形,∴∠BOC= =60°,
∴△BOC是等边三角形,
∴BC=OB=OC=3,
即正六边形的边长为3,
故选:C.
【点评】本题考查正多边形与圆的相关计算,解题的关键是掌握圆内接正六边形中心角等于60°,从而得
到△BOC是等边三角形.
二.填空题(共6小题)
8.(2022•长春)跳棋是一项传统的智力游戏.如图是一副跳棋棋盘的示意图,它可以看作是由全等的等
边三角形ABC和等边三角形DEF组合而成,它们重叠部分的图形为正六边形.若 AB=27厘米,则这个正
六边形的周长为 5 4 厘米.
【分析】根据对称性和周长公式进行解答即可.
【解答】解:由图象的对称性可得,AM=MN=BN= AB=9(厘米),
∴正六边形的周长为9×6=54(厘米),
故答案为:54.
【点评】本题考查等边三角形的性质,正多边形与圆,理解图形的对称性以及等边三角形的判定是解决问
题的前提.
9.(2022•营口)如图,在正六边形ABCDEF中,连接AC,CF,则∠ACF= 3 0 度.【分析】设正六边形的边长为1,正六边形的每个内角为120°,在△ABC中,根据等腰三角形两底角相等
得到∠BAC=30°,从而∠CAF=∠BAF﹣∠BAC=120°﹣30°=90°,过点B作BM⊥AC于点M,根据含30°
的直角三角形的性质求出BM,根据勾股定理求出AM,进而得到AC的长,根据tan∠ACF= = =
即可得出∠ACF=30°.
【解答】解:设正六边形的边长为1,
正六边形的每个内角=(6﹣2)×180°÷6=120°,
∵AB=BC,∠B=120°,
∴∠BAC=∠BCA= ×(180°﹣120°)=30°,
∵∠BAF=120°,
∴∠CAF=∠BAF﹣∠BAC=120°﹣30°=90°,
如图,过点B作BM⊥AC于点M,则AM=CM(等腰三角形三线合一),
∵∠BMA=90°,∠BAM=30°,
∴BM= AB= ,
∴AM= = = ,
∴AC=2AM= ,
∵tan∠ACF= = = ,
∴∠ACF=30°,
故答案为:30.【点评】本题考查了正多边形与圆,根据tan∠ACF= = = 得出∠ACF=30°是解题的关键.
10.(2022•呼和浩特)如图,从一个边长是a的正五边形纸片上剪出一个扇形,这个扇形的面积为
(用含 的代数式表示);如果将剪下来的扇形围成一个圆锥,圆锥的底面圆直径为 .
π
【分析】先求出正五边形的内角的度数,根据扇形面积的计算方法进行计算即可;扇形的弧长等于圆锥的
底面周长,可求出底面直径.
【解答】解:∵五边形ABCDE是正五边形,
∴∠BCD= =108°,
∴S扇形= = ;
又∵弧BD的长为 = ,即圆锥底面周长为 ,
∴圆锥底面直径为 ,
故答案为: ; .
【点评】本题考查正多边形与圆,扇形面积,弧长及圆周长,掌握扇形面积、弧长、圆周长的计算方法是正确解决问题的关键.
11.(2022•绥化)如图,正六边形ABCDEF和正五边形AHIJK内接于 O,且有公共顶点A,则∠BOH
的度数为 1 2 度. ⊙
【分析】求出正六边形的中心角∠AOB和正五边形的中心角∠AOH,即可得出∠BOH的度数.
【解答】解:如图,连接OA,
正六边形的中心角为∠AOB=360°÷6=60°,
正五边形的中心角为∠AOH=360°÷5=72°,
∴∠BOH=∠AOH﹣∠AOB=72°﹣60°=12°.
故答案为:12.
【点评】本题主要考查正多边形与圆,会求正多边形的中心角是解题关键.
12.(2022•梧州)如图,四边形ABCD是 O的内接正四边形,分别以点A,O为圆心,取大于 OA的
⊙定长为半径画弧,两弧相交于点M,N,作直线MN,交 O于点E,F.若OA=1,则 ,AE,AB所围
⊙
成的阴影部分面积为 .
【分析】连接OE、OB.由题意可知,∴△AOE为等边三角形,推出S阴影 =S扇形AOB ﹣S弓形AOE ﹣S△AOB =S
扇形AOB ﹣(S扇形AOE ﹣S△AOE) ﹣S△AOB =S扇形AOB ﹣S扇形AOE +S△AOE ﹣S△AOB ,即可求出答案.
【解答】解:连接OE、OB,
由题意可知,直线MN垂直平分线段OA,
∴EA=EO,
∵OA=OE,
∴△AOE为等边三角形,
∴∠AOE=60°,
∵四边形ABCD是 O的内接正四边形,
∴∠AOB=90°, ⊙
∴∠BOE=30°,
∵S弓形AOE =S扇形AOE ﹣S△AOE ,
∴S阴影 =S扇形AOB ﹣S弓形AOE ﹣S△AOB
=S扇形AOB ﹣(S扇形AOE ﹣S△AOE) ﹣S△AOB
=S扇形AOB ﹣S扇形AOE +S△AOE ﹣S△AOB
=S扇形BOE +S△AOE ﹣S△AOB
= + ﹣= .
故答案为: .
【点评】本题考查了正多边形与圆,正确运用扇形面积公式是解题的关键.
13.(2022•宿迁)如图,在正六边形ABCDEF中,AB=6,点M在边AF上,且AM=2.若经过点M的
直线l将正六边形面积平分,则直线l被正六边形所截的线段长是 4 .
【分析】设正六边形ABCDEF的中心为O,过点M、O作直线l交CD于点N,则直线l将正六边形的面积
平分,直线l被正六边形所截的线段长是MN,连接OF,过点M作MH⊥OF于点H,连接OA,由正六边
形的性质得出AF=AB=6,∠AFO= ∠AFE= × =60°,MO=ON,进而得出△OAF
是等边三角形,得出OA=OF=AF=6,由AM=2,得出MF=4,由MH⊥OF,得出∠FMH=30°,进而
求出FH=2,MH=2 ,再求出OH=4,利用勾股定理求出OM=2 ,即可求出MN的长度,即可得
出答案.
【解答】解:如图,设正六边形ABCDEF的中心为O,过点M、O作直线l交CD于点N,则直线l将正六
边形的面积平分,直线l被正六边形所截的线段长是MN,连接OF,过点M作MH⊥OF于点H,连接OA,
∵六边形ABCDEF是正六边形,AB=6,中心为O,
∴AF=AB=6,∠AFO= ∠AFE= × =60°,MO=ON,
∵OA=OF,
∴△OAF是等边三角形,
∴OA=OF=AF=6,
∵AM=2,
∴MF=AF﹣AM=6﹣2=4,
∵MH⊥OF,
∴∠FMH=90°﹣60°=30°,
∴FH= MF= ×4=2,MH= = =2 ,
∴OH=OF﹣FH=6﹣2=4,
∴OM= = =2 ,
∴NO=OM=2 ,
∴MN=NO+OM=2 +2 =4 ,
解法二:利用对称性,DN=AM=2,由M向下作垂线,利用勾股定理求解,可得结论.
故答案为:4 .
【点评】本题考查了正多边形和圆,掌握正六边形的特点,等边三角形的性质,直角三角形的性质,勾股
定理等知识是解决问题的关键.
三.解答题(共1小题)
14.(2022•金华)如图1,正五边形ABCDE内接于 O,阅读以下作图过程,并回答下列问题:
⊙作法 如图2.
1.作直径AF.
2.以F为圆心,FO为半径作圆弧,与 O交于点M,N.
3.连接AM,MN,NA. ⊙
(1)求∠ABC的度数.
(2)△AMN是正三角形吗?请说明理由.
(3)从点A开始,以DN长为边长,在 O上依次截取点,再依次连接这些分点,得到正n边形,求n的
值. ⊙
【分析】(1)根据正五边形内角和,可以计算出∠ABC的度数;
(2)先判断,然后根据题意和图形说明理由即可;
(3)根据题意和(2)中的结果,计算出∠NOD的度数,然后即可计算出n的值.
【解答】解:(1)∵五边形ABCDE是正五边形,
∴∠ABC= =108°,
即∠ABC=108°;
(2)△AMN是正三角形,
理由:连接ON,NF,如图,
由题意可得:FN=ON=OF,
∴△FON是等边三角形,
∴∠NFA=60°,
∴∠NMA=60°,
同理可得:∠ANM=60°,
∴∠MAN=60°,
∴△MAN是正三角形;
(3)连接OD,如图,
∵∠AMN=60°,∴∠AON=120°,
∵∠AOD= =144°,
∴∠NOD=∠AOD﹣∠AON=144°﹣120°=24°,
∵360°÷24°=15,
∴n的值是15.
【点评】本题考查正多边形和圆、等边三角形的判定,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想
解答.
【中考挑战满分模拟练】
一.填空题(共6小题)
1.(2023•抚州一模)蜂巢的构造非常美丽、科学,如图是由7个形状、大小完全相同的正六边形组成的
网络,正六边形的顶点称为格点,△ABC的顶点都在格点上.设定AB边如图所示,则△ABC是直角三
角形的个数有 1 0 .
【分析】根据正六边形的性质,分AB是直角边和斜边两种情况确定出点C的位置即可得解.
【解答】解:如图,AB是直角边时,点C共有6个位置,即有6个直角三角形,
AB是斜边时,点C共有4个位置,即有4个直角三角形,
综上所述,△ABC是直角三角形的个数有6+4=10个.
故答案为:10.【点评】本题考查了正多边形和圆,难点在于分AB是直角边和斜边两种情况讨论,熟练掌握正六边形
的性质是解题的关键,作出图形更形象直观.
2.(2023•琼山区一模)一个正n边形的中心角为36°,则它的一个内角的度数为 144 ° .
【分析】一个正多边形的中心角都相等,且所有中心角的和是360度,用360度除以中心角的度数,就
得到中心角的个数,即多边形的边数,再利用公式(n﹣2)×180°÷n计算即可.
【解答】解:由题意可得:
边数为360°÷36°=10,
一个内角的度数为:(10﹣2)×180°÷10=144°.
故答案为:144°.
【点评】本题考查正多边形的内角度数,根据多边形中心角的个数与边数之间的关系解题是关键.
3.(2023•汉阳区校级一模)线段AB是圆内接正十二边形的一条边,则AB边所对的圆周角是 15 ° 或 16 5
°.
【分析】求出一条边所对的圆心角的度数,再根据圆周角和圆心角的关系解答.
【解答】解:圆内接正十二边形的边所对的圆心角360°÷12=30°和360°﹣30°=330°,
根据圆周角等于同弧所对圆心角的一半,
AB所对的圆周角的度数是15°或165°,
故答案为15°或165.
【点评】本题考查学生对正多边形的概念掌握和计算的能力,属于基础题,要注意分两种情况讨论.
4.(2023•雁塔区校级模拟)如图,正六边形ABCDEF内接于 O.若该正六边形的边长为5,则 O的
面积等于 2 5 . ⊙ ⊙
π
【分析】连接OB,OC,易证△OBC是等边三角形,由等边三角形的性质可得 O的半径.
【解答】解:连接OB,OC, ⊙∵多边形ABCDEF是正六边形,
∴∠BOC=60°,
∵OB=OC,
∴△OBC是等边三角形,
∴OB=BC=5,
∴ O的面积=25 .
故⊙答案为:25 . π
π
【点评】本题考查的是正多边形和圆,熟知正六边形的性质是解答此题的关键.
5.(2023•泸县校级模拟)已知 O的半径为1,则它的内接正三角形边心距为 .
【分析】首先根据题意画出图⊙形,连接OB、OC,作OD⊥BC于D,由含30°角的直角三角形的性质得
出OD即可.
【解答】解:如图所示,连接OB、OC,作OD⊥BC于D,则∠ODB=90°,
∵∠BOC= ×360°=120°,
∵OB=OC=1,
∴∠OBC=∠OCB=30°,
∴OD= OB= ,
故答案为: .
【点评】该题主要考查了正多边形和圆的性质及其应用问题;解题的关键是作辅助线,灵活运用有关定
理来分析、判断、推理或解答.
6.(2023•定远县校级一模)如图, O与正五边形ABCDE的两边AE、CD分别相切于A、C两点,则
⊙∠AOC的度数为 144 ° .
【分析】先根据五边形的内角和求∠E=∠D=108°,由切线的性质得:∠OAE=∠OCD=90°,最后利
用五边形的内角和相减可得结论.
【解答】解:正五边形的内角=(5﹣2)×180°÷5=108°,
∴∠E=∠D=108°,
连接OA、OC,
∵AE、CD分别与 O相切于A、C两点,
∴∠OAE=∠OCD⊙=90°,
∴∠AOC=540°﹣90°﹣90°﹣108°﹣108°=144°,
故答案为:144°.
【点评】本题考查了正五边形的内角和、内角的度数、切线的性质,本题的五边形内角可通过外角来求:
180°﹣360°÷5=108°.
【名校自招练】
一.选择题(共9小题)
1.(2017•双流区校级自主招生)如图1,在平面内选一定点O,引一条有方向的射线Ox,再选定一个单
位长度,那么平面上任一点M的位置可由∠MOx的度数 与OM的长度m确定,有序数对( ,m)称为
M点的“极坐标”,这样建立的坐标系称为“极坐标系”θ.在图2的极坐标系下,如果正六边θ形的边长为
2,有一边OA在射线Ox上,则正六边形的顶点C的极坐标应记为( )
A.(60°,4) B.(45°,4) C.(60°,2) D.(50°,2)
【分析】设正六边形的中心为D,连接AD,判断出△AOD是等边三角形,根据等边三角形的性质可得OD=OA,∠AOD=60°,再求出OC,然后根据“极坐标”的定义写出即可.
【解答】解:如图,设正六边形的中心为D,连接AD,
∵∠ADO=360°÷6=60°,OD=AD,
∴△AOD是等边三角形,
∴OD=OA=2,∠AOD=60°,
∴OC=2OD=2×2=4,
∴正六边形的顶点C的极坐标应记为(60°,4).
故选:A.
【点评】本题考查了正多边形和圆,坐标确定位置,主要利用了正六边形的性质,读懂题目信息,理解
“极坐标”的定义是解题的关键.
2.(2018•蔡甸区校级自主招生)以半径为2的圆的内接正三角形、正方形、正六边形的边心距为三边作
三角形,则该三角形的面积是( )
A. B. C. D.
【分析】由于内接正三角形、正方形、正六边形是特殊内角的多边形,可构造直角三角形分别求出边心距
的长,由勾股定理逆定理可得该三角形是直角三角形,进而可得其面积.
【解答】解:如图1,
∵OC=2,
∴OD=2×sin30°=1;
如图2,∵OB=2,
∴OE=2×sin45°= ;
如图3,
∵OA=2,
∴OD=2×cos30°= ,
则该三角形的三边分别为:1, , ,
∵(1)2+( )2=( )2,
∴该三角形是直角三角形,
∴该三角形的面积是: ×1× = .
故选:A.
【点评】本题主要考查多边形与圆,解答此题要明确:多边形的半径、边心距、中心角等概念,根据解直
角三角形的知识解答是解题的关键.
3.(2019•顺庆区校级自主招生)在一节数学实践活动课上,老师拿出三个边长都为 5cm的正方形硬纸板,
他向同学们提出了这样一个问题:若将三个正方形纸板不重叠地放在桌面上,用一个圆形硬纸板将其盖住,
这样的圆形硬纸板的最小直径为( )
A.50 B.40 C. D.100
【分析】连接OA、OB、ON,设OG=x,根据勾股定理列出关于x的方程,解方程得到答案.【解答】解:如图所示:设圆心为O,GH与AB交点为P,连接OA、OB、ON,
∵PG垂直平分NF,OA=OB=ON,
∴O在PG上,AP=PB= AB=2.5,
设OG=x,则OP=PG﹣OG=10﹣x,
在Rt△APO中,OA2=AP2+OP2
在Rt△NGO中,ON2=NG2+OG2
∴AP2+OP2=NG2+OG2
∴2.52+(10﹣x)2=52+x2
解得:x= ,
则ON= = ,
∴圆形硬纸板的最小直径为 ,
故选:C.
【点评】本题考查的是正多边形和圆的有关计算,掌握正方形的性质、勾股定理、垂径定理是解题的关键.
4.(2020•和平区校级自主招生)如图是边长为2的正方形及其内切圆和外接圆,则图中阴影部分的总面
积为( )
A.3 ﹣4 B. +4 C.5 ﹣4 D.3 +4
【分析π】阴影部分的面积=大π圆面积减去正方形面积+π小圆面积. π
【解答】解:阴影部分的面积=大圆面积减去正方形面积+小圆面积= •( )2﹣4+ •12=3 ﹣4,
π π π
故选:A.【点评】本题考查正多边形与圆,正方形的性质,圆的面积等知识,解题的关键是学会用分割法求阴影部
分面积.
5.(2021•和平区校级自主招生)我国魏晋时期数学家刘徽在公元263年撰写的《九章算术》中提出了一
种估计 的方法,也就是“割圆术”:用圆内接正6n边形的周长估计圆的周长进而估计 的近似值,且n
越大时圆π内接正6n边形的周长越接近圆的周长,估计值越接近 .当n=1时,如图,用π这种方法估计此
时 的近似值为( ) π
π
A.3 B.3.1 C.3.14 D.3.141
【分析】连接OC、OD,根据正六边形的性质得到∠COD=60°,得到△COD是等边三角形,得到OC=
CD,根据题意计算即可.
【解答】解:连接OC、OD,
∵六边形ABCDEF是正六边形,
∴∠COD=60°,
又OC=OD,
∴△COD是等边三角形,
∴OC=CD,
正六边形的周长:圆的直径=6CD:2CD=3,
故选:A.
【点评】本题考查的是正多边形和圆,掌握正多边形的中心角的计算公式是解题的关键.
6.(2019•汉阳区校级自主招生)在一节数学实践活动课上,老师拿出三个边长都为40mm的正方形硬纸
板,他向同学们提出了这样一个问题:若将三个正方形纸板不重叠地放在桌面上,用一个圆形硬纸板将其
盖住,这样的圆形硬纸板的最小直径为(单位:mm)( )A.80 B.40 C.25 D.100
【分析】连接OA、OB、ON,设OG=x,根据勾股定理列出关于x的方程,解方程得到答案.
【解答】解:如图所示:设圆心为O,GH与AB交点为P,连接OA、OB、ON,
∵PG垂直平分NF,OA=OB=ON,
∴O在PG上,AP=PB= AB=20,
设OG=x,则OP=PG﹣OG=80﹣x,
在Rt△APO中,OA2=AP2+OP2
在Rt△NGO中,ON2=NG2+OG2
∴AP2+OP2=NG2+OG2
∴202+(80﹣x)2=402+x2
解得:x= ,
则ON= = ,
∴圆形硬纸板的最小直径为25 ,
故选:C.
【点评】本题考查的是正多边形和圆的有关计算,掌握正方形的性质、勾股定理、垂径定理是解题的关键.
7.(2018•青羊区校级自主招生)将正多边形ABCDEF放入直角坐标系中,顶点B,D,E的坐标分别为
(n,m),(﹣n,m),(a,b),则点A的坐标可以为( )
A.(﹣m,﹣n) B.(m,﹣n) C.(﹣a,b) D.(﹣b,﹣a)
【分析】根据正六边形的性质,对称性解决问题即可.
【解答】解:∵正多边形ABCDEF中,AB∥DE,AB=DE,
∵B,D,E的坐标分别为(n,m),(﹣n,m),(a,b),
∴B,D关于x轴对称,
∴A,E关于x轴对称,∴A(﹣a,b),
故选:C.
【点评】本题考查正多边形与圆,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型.
8.(2017•平阳县自主招生)如图,正方形ABCD和正三角形AEF都内接于 O,EF与BC,CD分别相交
⊙
于点G,H,则 的值为( )
A. B. C. D.2
【分析】首先设 O的半径是r,则OF=r,根据AO是∠EAF的平分线,求出∠COF=60°,在Rt△OIF
中,求出FI的值⊙是多少;然后判断出OI、CI的关系,再根据GH∥BD,求出GH的值是多少,再用EF的
值比上GH的值,求出EF:GH的值是多少即可.
【解答】解:如图,连接AC、BD、OF,
设 O的半径是r,
则⊙OF=r,
∵AO是∠EAF的平分线,
∴∠OAF=60°÷2=30°,
∵OA=OF,
∴∠OFA=∠OAF=30°,
∴∠COF=30°+30°=60°,
∴FI=r•sin60°= r,
∴EF= r×2= r,∵AO=2OI,
∴OI= r,CI=r﹣ r= r,
∴ = = ,
∴GH= BD=r,
∴ = = .
故选:C.
【点评】此题主要考查了正多边形与圆的关系、相似三角形的判断和性质以及特殊角的锐角三角函数值,
要熟练掌握,解答此题的关键是要明确正多边形的有关概念.
9.(2020•温江区校级自主招生)“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆周合体而无
所失矣“,早在1800多年前,魏晋时期的数学家刘徽首创“割圆术“,用圆内接正多边形的面积去无限逼
近圆面积.如图,连接 O 的内接正十二边形顶点得到 AB,BC,若 OA=2,则阴影部分的面积为
( ) ⊙
A.2 B.2 C. D.
π
【分析】根据已知条件得到∠AOE= =30°,求得∠OAE=∠OEA=75°,∠AOB=90°,得到AB=2
,过E作EH⊥AB于H,EG⊥OF于G,解直角三角形得到FG=2﹣ ,EH= AE= ,根据
梯形的面积公式即可得到结论.
【解答】解:如图,∵正十二边形,
∴∠AOE= =30°,
∴∠OAE=∠OEA=75°,∠AOB=90°,∵OA=OB=2,
∴AB=2 ,
过E作EH⊥AB于H,EG⊥OF于G,
∴∠OEG=60°,
∴ ,
∴FG=2﹣ ,
∴EF=AE= =2 ,
∵∠EAH=30°,
∴EH= AE= ,
∵S四边形AEFB = (EF+AB)•EH= (2 +2 ) =1,
∴阴影部分的面积为2S四边形AEFB =2,
方法二:,∵正十二边形,
∴∠AOE= =30°,
∴∠OAE=∠OEA=75°,∠AOB=90°,
∵OA=OB=2,
∴AB=2 ,
过E作EH⊥AB于H,EG⊥OF于G,
∴∠OEG=60°,
∴ ,
∴△EOF的面积为1,
∴△AOE的面积=△BOF的面积=1,
∴一个阴影部分面积为3﹣△AOB的面积=1.
故选:B.【点评】本题考查了正多边形与圆,梯形的面积的计算,解直角三角形,正确的作出辅助线构造直角三角
形是解题的关键.
二.填空题(共8小题)
10.(2019•宝山区校级自主招生)如图,ABCDE是边长为1的正五边形,则它的内切圆与外接圆所围圆
环的面积为 .
【分析】直接利用圆环面积求法进而得出答案.
【解答】解:正五边形的内切圆与外接圆所围圆环的面积为: (OA2﹣OH2)= ×AH2= .
π π
故答案为: .
【点评】此题主要考查了正多边形和圆,正确掌握圆的面积求法是解题关键.
11.(2017•双流区校级自主招生)一个半径为1cm的圆,在边长为6cm的正六边形内任意挪动(圆可以
与正六边形的边相切),则圆在正六边形内不能达到的部分的面积为 2 ﹣ cm2.
π
【分析】小圆不能达到的是每个顶点出的六小块,每小块的面积等于四边形的面积,即两个全等的直角三
角形的面积的和,减去圆的面积的 ,据此即可求解.【解答】解:如图,小圆不能达到的是每个顶点出的六小块,
每小块的面积是2 S△OAM ﹣ S圆O = ×1﹣ = .
π
故六小块的面积的和是2 ﹣ .
π
故答案是:2 ﹣ .
π
【点评】本题主要考查了正多边形的计算,正确理解小圆不能到达的部分是每个顶点出的六小块,是解决
本题的关键.
12.(2021•黄州区校级自主招生)如图,设ABCDE是正五边形,五角星ACEBD(阴影部分)的面积为
2,设AC与BE的交点为P,BD与CE的交点为Q,则四边形APQD的面积等于 1 .
【分析】设AD与BE交于点R,AC与BD交于点H,AD与CE交于点J,连接RQ,证明四边形APQR为
菱形,再由菱形的性质可得出△APR与△PQR面积相等,由SSS证得△HPQ≌△JRQ,由五角星的性质得
出△APR≌△BHP≌△CQH≌△DJQ≌△ERJ,设△APR 的面积为 S ,△HPQ 的面积为 S ,则 2=
1 2
6S +2S ,进而可得出S =3S +S =1,即可得出结果.
1 2 APQD 1 2
【解答】解:设AD与BE交于点R,AC与BD交于点H,AD与CE交于点J,连接RQ,如图所示:
∵由五角星的性质可知:△APR≌△BHP≌△CQH≌△DJQ≌△ERJ,AP=AR,JR=JQ=HQ=HP,AR=
CQ,
∴RQ∥AC,
同理:PQ∥AD,
∴四边形APQR为平行四边形,∵AP=AR,
∴四边形APQR为菱形,
∴△APR与△PQR面积相等,PQ=RQ,
在△HPQ和△JRQ中,
,
∴△HPQ≌△JRQ(SSS),
∴△HPQ和△JRQ的面积相等,
设△APR的面积为S ,△HPQ的面积为S ,
1 2
则2=6S +2S ,
1 2
∴S =3S +S =1,
APQD 1 2
故答案为:1.
【点评】本题考查了正多边形和圆、五角星的性质、平行四边形的判定、菱形的判定与性质、全等三角形
的判定与性质等知识;解答此题的关键是由五角星的性质得出△APR≌△BHP≌△CQH≌△DJQ≌△ERJ,
四边形APQR为平行四边形,再证明△HPQ≌△JRQ.
13.(2020•洪山区校级自主招生)如图,以正六边形 ABCDEF的对角线BD为边,向右作等边三角形
BDG,若四边形BCDG(图中阴影部分)的面积为6,则五边形ABDEF的面积为 1 5 .
【分析】连接 GC 并延长交 BD 于点 H,连接 AE,根据正六边形和等边三角形的性质可得,
△BCG≌△DCG,△GBC≌△DBC,所以得 S△BCG =S△DCG =S△BCD =2,S△AEF =3,进而可得五边形ABDEF的面积.
【解答】解:如图,连接GC并延长交BD于点H,连接AE,
∵ABCDEF正六边形,
∴AB=BC=CD=DE=EF=AF,
∠F=∠FAB=∠ABC=∠BCD=∠CDE=∠DEF=120°,
∴∠CBD=∠CDB=30°
∵△BDG是等边三角形,
∴BG=DG=BD,∠GBD=∠GDB=60°,
又CG=CG,
∴△BCG≌△DCG(SSS),
∵∠GBC=∠DBC=60°﹣30°=30°,
∴△GBC≌△DBC(SAS),
∴S△BCG =S△DCG =S△BCD =3,
∴S△AEF =3,
设CH=x,则BC=CG=2x,BH= x,
∴BD=2 x,
∴ CG•BH=3,
即 ×2x× x=3,∴ x2=3,
∴S四边形ABDE =AB•BD=2x•2 x=4 x2=12,
∴五边形ABDEF的面积为:3+12=15.
故答案为:15.
【点评】本题考查了正多边形和圆、等边三角形的性质,解决本题的关键是掌握正多边形和圆的性质.
14.(2017•江阴市自主招生)如图,已知M(3,3), M的半径为2,四边形ABCD是 M的内接正方
形,E为AB中点,当正方形ABCD绕圆心M转动时,△⊙OME的面积最大值为 3 . ⊙
【分析】因为OM,ME是定值,所以当EM⊥OM时,△OME的面积最大,求出OM、EM即可解决问题.
【解答】解:∵OM,ME是定值,
∴当ME⊥OM时,△OME的面积最大,
∵M(3,3),
∴OM=3 ,
∵ M的半径为2,
⊙
∴正方形ABCD的边长为2 ,
∴ME= ,
∴△OME的面积的最大值= •OM•ME= =3.
故答案为3【点评】本题考查正多边形与圆、坐标与图形的性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,
属于中考常考题型.
15.(2018•江岸区校级自主招生)如图,有一个边长不定的正方形ABCD,它的两个相对的顶点A,C分
别在边长为1的正六边形一组平行的对边上,另外两个顶点 B,D在正六边形内部(包括边界),则正方
形边长a的取值范围是 ≤ a ≤ 3 ﹣ .
【分析】当正方形ABCD的顶点A、B、C、D在正六边形的边上时,正方形的边长的值最大,解直角三角
形得到a,当正方形ABCD的对角线AC在正六边形一组平行的对边的中点上时,正方形边长a的值最小,
AC是正方形的对角线,解直角三角形即可得到结论.
【解答】解:①当正方形ABCD的对角线AC在正六边形一组平行的对边的中点上时,
正方形边长a的值最小,AC是正方形的对角线,
∴AC=A′D= ,
∴a= ,
②当正方形ABCD的四个顶点都在正六边形的边上时,正方形边长 a的值最大,AC是正方形的对角线
AC,
设A′(t, )时,正方形的边长最大,
∵OB′⊥OA′,
∴B′(﹣ ,t),
设直线MN的解析式为y=kx+b,M(﹣1,0),N(﹣ ,﹣ ),
∴ ,∴ ,
∴直线MN的解析式为y=﹣ x﹣ ,
将B′(﹣ ,t)代入得t= ﹣ ,
此时,A′B′取最大值,
∴a= =3﹣ ,
∴正方形边长a的取值范围是: ≤a≤3﹣ ,
故答案为: ≤a≤3﹣ .
【点评】本题考查了正多边形与圆,正方形的性质,解直角三角形,正确的找出正方形边长的最大值和最
小值是解题的关键.
16.(2017•浦东新区校级自主招生)如图,边长为5的圆内接正方形ABCD中,P为CD的中点,连接AP
并延长交圆于点E,则DE的长为 .【分析】连接CE,作出EF⊥CD,运用相似三角形的性质,得出EF,PF的长,再根据勾股定理即可得出
结论.
【解答】解:连接CE,作EF⊥PF.
∵∠DAP=∠PCE,∠APD=∠CPE,
∴△APD∽△CPE,
∴ = ,
∵P为边CD的中点
∴PD=PC= ,PA= = ,
= ,
∴PE= ,
∵FE∥AD
∴△APD∽△EPF,
∴ = ,
∴ = ,∴PF= ,
∴EF= =1,
∴DE= = = ,
故答案为: .
【点评】本题考查的是正多边形的圆及相似三角形的判定与性质,根据题意作出辅助线,构造出相似三角
形是解答此题的关键.
17.(2017•杨浦区校级自主招生)如图,ABCDE是正五边形,已知AG=1,则FG+JH+CD= +1
.
【分析】根据对称性可知:GJ∥BH,GB∥JH,推出四边形JHBG是平行四边形,推出JH=BG,同理可
证:四边形CDFB是平行四边形,推出CD=FB,推出FG+JH+CD=FG+BG+FB=2BF,设FG=x,由
△AFG∽△BFA,推出AF2=FG•FB,由此构建方程求出x即可解决问题;
【解答】解:根据对称性可知:GJ∥BH,GB∥JH,
∴四边形JHBG是平行四边形,
∴JH=BG,
同理可证:四边形CDFB是平行四边形,
∴CD=FB,
∴FG+JH+CD=FG+BG+FB=2BF,
设FG=x,
∵∠AFG=∠AFB,∠FAG=∠ABF=36°,
∴△AFG∽△BFA,
∴AF2=FG•FB,
∵AF=AG=BG=1,
∴x(x+1)=1,∴x= (负根已经舍弃),
∴BF= +1= ,
∴FG+JH+CD= +1.
故答案为 +1.
【点评】本题考查正多边形与圆、平行四边形的判定和性质、相似三角形的判定和性质等知识,解题的关
键是灵活运用所学知识解决问题,学会正确寻找相似三角形解决问题,属于中考填空题中的压轴题.