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第 01 讲 圆的基本概念和性质
知识点1:圆的定义和性质
知识点2:圆的有关概念
圆的定义:在一个平面内,线段OA绕它固定的一个长端点O旋转一周,另一个端点A所形
成的图形叫圆。这个固定的端点O叫做圆心,线段OA叫做半径。
圆的表示方法:以O点为圆心的圆记作⊙O,读作圆O。
圆的特点:在一个平面内,所有到一个定点的距离等于定长的点组成的图形。
确定圆的条件:1)圆心;2)半径。
备注:圆心确定圆的位置,半径度确定圆的大小。
【补充】1)圆心相同且半径相等的圆叫做同圆;
2)圆心相同,半径不相等的两个圆叫做同心圆;
3)半径相等的圆叫做等圆。
圆的对称性:1)圆是轴对称图形,经过圆心的每一条直线都是它的对称轴;
2)圆是以圆心为对称中心的中心对称图形。
【题型1 圆的基本辨析】
【典例1】下列图形为半圆的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】此题主要考查圆的基本性质,解题的根据熟知半圆的定义:圆的任意一条直径的两个端点把圆分成两条弧,每一条弧都叫做半圆.根据半圆的定义即可判断.
【详解】解:半圆是直径所对的弧,但是不含直径,
故选:C.
【变式1】如图所示,点P是⊙O上的任意一点,则以点P为端点的半径( )
A.有1条 B.有2条 C.有无数条 D.不存在
【答案】A
【分析】本题考查了圆的认识,掌握与圆有关的概念是解题的关键;根据圆的半径的定
义求解即可.
【详解】解:以点P为端点的半径为OP,有1条,
故选:A.
【变式2】下列说法正确的是( )
A.圆上任意两点间的部分叫作圆弧
B.圆上任意两点间的线段叫作弧
C.圆上任意两点间的线段长度叫作弧
D.任意两点间的部分叫作弧
【答案】A
【分析】此题考查了圆弧的认识.根据:圆上任意两点间的部分叫做圆弧,逐一判断即
可.
【详解】解:圆上任意两点间的部分叫做圆弧,圆上任意两点间的线段叫作弦.
观察四个选项,只有选项A说法正确,
故选:A.
【变式3】战国时期的著作《墨经》中“……,一中同长也”描述的图形是( )
A.等边三角形 B.正方形 C.正六边形 D.圆
【答案】D
【分析】本题考查了文学常识,战国时期墨家所著的《墨经》一书中记载:“圜(圆),
一中同长也.”据此解答即可.
【详解】解:战国时期的著作《墨经》中“……,一中同长也”描述的图形是圆,故选:D.
弦的概念:连结圆上任意两点的线段叫做弦(例如:右图中的AB)。
直径的概念:经过圆心的弦叫做直径(例如:右图中的CD)。
备注:1)直径是同一圆中最长的弦。2)直径长度等于半径长度的2倍。
⏜
弧的概念:圆上任意两点间的部分叫做圆弧,简称弧。以A、B为端点的弧记作 ,读
AB
作圆弧AB或弧AB。
等弧的概念:在同圆或等圆中,能够互相重合的弧叫做等弧。
半圆的概念:圆的任意一条直径的两个端点把圆分成两条弧,每一条弧都叫做半圆。
优弧的概念:在一个圆中大于半圆的弧叫做优弧。
劣弧的概念:小于半圆的弧叫做劣弧。
【题型2求圆中弦的条数】
【典例2】如图,在⊙O中,点A,O,D在一条直线上,点B,O,C在一条直线上,那
么图中有弦( )
A.2条 B.3条 C.4条 D.5条
【答案】B
【分析】本题考查了圆的认识,根据弦的定义进行判断.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).
【详解】解:弦为AB、CE、BC.
故选:B.【变式1】如图,已知A,B,C,D四点都在⊙O上,则⊙O中的弦的条数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】根据弦的定义求解即可.
【详解】解:根据弦的定义可知,AB、CD和BD都是圆的弦,所以⊙O中的弦的条数
为3,
故选:B.
【点睛】本题考查了弦的定义:连接圆上任意两点的线段叫圆的弦.
【变式2】如图,图中的弦共有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】B
【分析】根据弦的定义解答即可.
【详解】解:图形中有弦AB和弦CD,共2条,
故选B.
【点睛】本题考查弦的定义,熟记弦的定义是解题的关键.
【变式3】如图,在⊙O中,点B,O,C和点A,O,D分别在同一条直线上,则图中有
( )条弦.A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【详解】根据弦的概念,AB、BC、EC为圆的弦,共有3条弦.
故选B.
【题型3求过圆内一点的最长弦】
【典例3】若A,B是半径为4的⊙O上的两个点,则弦AB的长不可能是( )
A.2 B.6 C.8 D.10
【答案】D
【分析】此题考查了圆的弦的性质:直径是圆中最长的弦,求出圆的直径,根据直径是
圆中最长的弦判断即可.
【详解】解:∵圆的半径为4,
∴圆的直径为8,
∵AB是半径为4的圆的一条弦,
∴0<AB≤8,
∴弦AB的长不可能是10.
故选:D.
【变式1】已知⊙O的半径是3,A、B是圆周上的两点,则AB两点间的最长距离是
( )
A.3 B.6 C.12 D.不能确定
【答案】B
【分析】本题主要查了圆的基本性质.根据圆的基本性质解答,即可求解.
【详解】解:经过圆心的弦最长,即直径是最长的弦,
∵⊙O的半径是3,
∴AB两点间的最长距离是6.
故选:B .【变式2】已知⊙O的半径是3cm,则⊙O中最长的弦长是( )
A.3cm B.6cm C.1.5cm D.3cm
【答案】B
【分析】利用圆的直径为圆中最长的弦求解.
【详解】解:∵圆的直径为圆中最长的弦,
∴⊙O中最长的弦长为2×3=6(cm).
故选:B.
【点睛】本题考查了圆的认识:需要熟练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).
【变式3】已知⊙O中最长的弦为8cm,则⊙O的半径为( )cm.
A.2 B.4 C.8 D.16
【答案】B
【分析】⊙O最长的弦就是直径从而不难求得半径的长.
【详解】解:∵⊙O中最长的弦为8cm,即直径为8cm,
∴⊙O的半径为4cm.
故选:B.
【点睛】本题考查弦,直径等知识,记住圆中的最长的弦就是直径是解题的关键.
【题型4圆的周长和面积问题】
【典例4】如图,在⊙O中,∠AOB=60°,弦AB的长为3,则⊙O的面积为( )
A.3π B.6π C.8π D.9π
【答案】D
【分析】本题考查了等边三角形的判定与性质,圆的面积公式,证明△AOB为等边
三角形得出OA=OB=AB=3,再由圆的面积公式计算即可得解.
【详解】解:∵OA=OB,∠AOB=60°,
∴△AOB为等边三角形,
∴OA=OB=AB=3,∴⊙O的面积为π×32=9π,
故选:D.
【变式1】由所有到已知点O的距离大于或等于1,并且小于或等于2的点组成的图形的面
积为( )
A.π B.2π C.3π D.4π
【答案】C
【分析】根据题意、利用圆的面积公式计算即可.
【详解】解:由所有到已知点O的距离大于或等于1,并且小于或等于2的点组成的
图形的面积为以2为半径的圆与以1为半径的圆组成的圆环的面积,
即π×22−π×12=3π,
故选:C.
【点睛】本题考查的是圆的认识、圆的面积的计算,掌握圆的面积公式是解题的关键.
【变式2】圆的面积扩大为原来的 4 倍,则半径 ( )
A.扩大为 4 倍 B.扩大为 16倍 C.不变 D.扩大为2倍
【答案】D
【分析】根据圆面积公式S=πr2作答即可.
【详解】解:设原来圆面积为S,当圆的面积扩大为原来的 4 倍,即4S,根据圆面
积公式 ,那么 ,所以则半径扩大为2倍;
S=πr2 4S=π×(2r) 2
故选:D.
【点睛】本题主要考查的是圆面积公式,正确掌握圆面积公式是解题的关键.
【变式3】平面内,长为5cm的线段OP绕着端点O旋转一周,线段OP的中点M所经过的
路径长为
【答案】5πcm
【分析】先分析出M的路径是圆,根据题意求出圆M的周长即可.本题考查圆的相关
性质,得到M的轨迹是解题的关键。
【详解】解:由题意得P的路径是O为圆心,5为半径的圆,
则OP中点M的路径是O为圆心,2.5为半径的圆,
所以圆M的周长为2×π×2.5=5π(cm),
故答案为:5πcm.
【题型5点与圆上一点的最值问题】【典例5】如图,矩形ABCD中,AB=4,BC=6,以A为圆心,2为半径作⊙A.若点
E在⊙A上,点P在BC上,则PE+PD的最小值是( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【答案】C
【分析】延长DC到点M,使得DC=CM,连接MA交⊙A于点O,交BC于点N,
当点E与点O重合,点P与点N重合时,PE+PD=NO+MN=MO=MA−OA此时
取得最小值,利用矩形的性质和勾股定理解答即可.
【详解】解:延长DC到点M,使得DC=CM,连接MA交⊙A于点O,交BC于点
N,
∵PE+PM≥ME,
∴当点E,P,M三点共线时,PE+PM取得最小值,此时为ME,
∵点E是⊙A上动点,
∴当E与点O重合时,ME最小,此时为MO,
∴当点E与点O重合,点P与点N重合时,PE+PD=NO+MN=MO=MA−OA此
时取得最小值,∵矩形ABCD中,AB=4,BC=6,以A为圆心,2为半径作⊙A.
∴DM=2AB=8,AD=BC=6,∠ADC=90°,
∴ ,
MA=❑√AD2+DM2=10
∴MO=MA−OA=8,
故选:C.
【点睛】本题考查了矩形的性质,勾股定理,圆的基本性质,两点之间线段最短,熟
练掌握矩形的性质,勾股定理,圆的基本性质是解题的关键.
1
【变式1】如图,抛物线y= x2−1与x轴交于A,B两点,D是以点C(0,4)为圆心,1为
9
半径的圆上的动点,E是线段AD的中点,连接OE,BD,则线段OE的最小值是(
)
3 5 3❑√2
A. B.2 C. D.
2 2 2
【答案】B
【分析】根据抛物线解析式即可得出A点与B点坐标,结合题意进一步可以得出BC
1
长为5,利用三角形中位线性质可知OE= BD,而BD最小值即为BC长减去圆的半径,
2
据此进一步求解即可.
1
【详解】∵y= x2−1,
9
1
∴当y=0时,0= x2−1,
9
解得:x=±3,
∴A点与B点坐标分别为:(−3,0),(3,0),即:AO=BO=3,
∴O点为AB的中点,
又∵圆心C坐标为(0,4),
∴OC=4,
∴BC长度= ,
❑√OB2+OC2=5
∵O点为AB的中点,E点为AD的中点,
∴OE为△ABD的中位线,
1
即:OE= BD,
2
∵D点是圆上的动点,
由图可知,BD最小值即为BC长减去圆的半径,
∴BD的最小值为4,
1
∴OE= BD=2,
2
即OE的最小值为2,
故选:B.
【点睛】本题主要考查了抛物线性质与三角形中位线性质的综合运用,熟练掌握相关
概念是解题关键.
1
【变式2】如图,抛物线y= x2−4与x轴交于A,B两点,P是以点C(0,3)为圆心,❑√3
4
为半径的圆上的动点,Q是线段PA的中点,连结OQ、则线段OQ的最大值是( )5−❑√3 5+❑√3 5+2❑√3
A. B.3 C. D.
2 2 2
【答案】C
【分析】根据抛物线解析式可求得点A(-4,0),B(4,0),故O点为AB的中点,又
1
Q是AP上的中点可知OQ= BP,故OQ最大即为BP最大,即连接BC并延长BC交圆于
2
点P时BP最大,进而即可求得OQ的最大值.
1
【详解】∵抛物线y= x2−4与x轴交于A、B两点
4
∴A(-4,0),B(4,0),即OA=4.
在直角三角形COB中
BC=
❑√OC2+OB2=❑√32+42=5
∵Q是AP上的中点,O是AB的中点
1
∴OQ为△ABP中位线,即OQ= BP
2
又∵P在圆C上,且半径为❑√3,
∴当B、C、P共线时BP最大,即OQ最大
此时BP=BC+CP=5+❑√3
1 5+❑√3
OQ= BP= .
2 2
故选:C.
【点睛】本题考查了勾股定理求长度,二次函数解析式求点的坐标及线段长度,中位
线,与圆相离的点到圆上最长的距离,解本题的关键是将求OQ最大转化为求BP最长
时的情况.【变式3】如图,⊙M的半径为2,圆心M的坐标为(3,4),点P是⊙M上的一动点,
过P作PA⊥PB, A、B都在x轴上,且关于原点O对称,则AB的最小值为 .
【答案】6
【分析】连接OP,由直角三角形的性质可知AB=2OP,则求AB的最小值即为求OP的
最小值,当O、P、M三点共线时,OP长度最小.
【详解】解:连接OP,由于PA⊥PB,故由直角三角形的性质可知AB=2OP,则OP最短
时,AB最短;由图可知,O、P、M三点共线时,OP长度最小,OP=OM-MP=
,则AB的最小长度为6,
❑√32+42−2=3
故答案为6.
【点睛】将求AB最短问题转化为求OP最短是解题关键.
一、单选题
1.下列说法正确的是( )
A.直径是弦,弦是直径
B.半圆是弧
C.无论过圆内哪一点,只能作一条直径
D.长度相等两条弧是等弧
【答案】B
【分析】本题主要考查了圆的相关概念,根据圆的基本概念逐一分析选项.
【详解】解:A.直径是弦,但弦不一定是直径(只有过圆心的弦才是直径),故A错
误.
B. 半圆是圆周的一部分,属于弧,且为180°的弧,故B正确.C. 过圆心可以作无数条直径,过圆内非圆心的点不能作直径,故C错误.
D.等弧需在同圆或等圆中长度相等且能够重合,仅长度相等不一定为等弧,故D错
误.
故选:B
2.一个半圆的周长10.28厘米,这个半圆的直径( )厘米
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】B
【分析】本题考查了圆的周长.半圆的周长等于圆的周长的一半再加直径,设圆的直
径为d,由“一个半圆的周长是10.28厘米”即可求出圆的直径,从而问题得解.
【详解】解:设圆的直径为d厘米,
则3.14d÷2+d=10.28,
1.57d+d=10.28,
2.57d=10.28,
d=4;
答:这个半圆的直径是4厘米.
故选:B.
3.下列说法正确的是( )
A.直径是经过圆心的直线 B.半圆是弧
C.大于劣弧的弧叫作优弧 D.长度相等的弧是等弧
【答案】B
【分析】本题考查圆的基本概念,需逐一分析各选项的正误
【详解】解:选项A:直径是经过圆心的线段,而非直线,直线是无限延伸的,而直
径两端在圆上,有固定长度,故A错误;
选项B:半圆是圆上一条直径将圆分成的两部分,每部分均为弧,且弧的度数为180°,
故B正确;
选项C:优弧是大于半圆(180°)的弧,劣弧是小于半圆的弧,但选项未限定“在同
圆或等圆中”,且“大于劣弧”的弧可能仍为劣弧(如70°弧大于60°劣弧,但仍是
劣弧),故C错误;
选项D:等弧需满足长度相等且在同圆或等圆中能完全重合,仅长度相等未必是等弧
(如不同半径的圆中可能存在长度相等的弧),故D错误;
故选B4.一张圆形的纸,要想找到它的圆心,至少要对折( )次.
A.1 B.2 C.4 D.8
【答案】B
【分析】本题主要考查了找圆心,沿不同的折痕把圆对折两次,这两条折痕的交点即
为圆心,据此可得答案.
【详解】解:∵圆的圆心一定在其直径上,
∴沿不同的折痕把圆对折两次,这两条折痕的交点即为圆心,
∴一张圆形的纸,要想找到它的圆心,至少要对折2次,
故选:B.
5.如图,A,B,C三点在⊙O上,若OA∥CB,∠C=40°,则∠A的度数是( )
A.140° B.90° C.70° D.60°
【答案】C
【分析】本题考查了圆的基本性质,等边对等角,平行线的性质.利用半径相等结合
等边对等角求得∠OBC=∠C=40°,∠OAB=∠OBA,再根据平行线的性质列式
计算即可求解.
【详解】解:连接OB,
∵OB=OC,∠C=40°,
∴∠OBC=∠C=40°,
∵OA=OB,
∴∠OAB=∠OBA,
∵OA∥CB,∴∠A+∠ABC=180°,
∴∠A+∠ABO+40=180°,即2∠A+40=180°,
∴∠A=70°,
故选:C.
6.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=40°,以C为圆心,CB为半径的圆交AB
于点D,连接CD,则∠ACD=( )
A.15° B.10° C.12° D.50°
【答案】B
【分析】本题考查了三角形的内角和定理和等腰三角形的性质,是基础知识比较简单.
先求得∠B=50°,再由等腰三角形的性质求出∠BCD=180°−2×50°=80°,则
∠ACD与∠BCD互余.
【详解】解:∵∠ACB=90°,∠A=40°,
∴∠B=50°,
∵CD=CB,
∴∠BCD=180°−2×50°=80°,
∴∠ACD=90°−80°=10°;
故选:B.
7.如图,MN为⊙O的弦,∠MON=120°,则∠M等于( )
A.30° B.60° C.90° D.120°
【答案】A
【分析】本题重点考查了圆的基本性质、等腰三角形的性质,并且利用三角形的内角
和定理求解角的度数,难度不大.根据等腰三角形的性质及三角形内角和定理求解即可.
【详解】解:∵OM=ON,
∴∠M=∠N,
∵∠MON=120°,
∴∠M=(180°−∠MON)÷2=30°,
故选:A.
8.如图,⊙O的直径AB与弦CD的延长线交于点E.若DE=OB,∠C=40°,则∠E等于
( )
A.20° B.10° C.30° D.40°
【答案】A
【分析】本题考查等腰三角形的性质,掌握三角形外角的性质和等腰三角形的性质是
解题的关键.连接,根据等腰三角形的性质证明∠DOE=∠E,利用三角形外角的
性质得到∠ODC=2∠E,再由等腰三角形的性质得到∠ODC=∠C,从而计算
∠E的度数即可.
【详解】解:如图,连接OD.
∵DE=OB,OB=OD
,
∴DE=OD,
∴∠DOE=∠E,
∴∠ODC=∠E+∠DOE=2∠E,
∵OC=OD,
∴∠ODC=∠C,
∵∠C=40°,
∴2∠E=40°,∴∠E=20°.
故选:A.
二、填空题
9.如图,⊙O的半径为10,AC是⊙O的弦,半径OB⊥AC于点D.若OD=6,则AD
的长为 .
【答案】8
【分析】本题考查圆的基本知识,勾股定理,根据题意得OA=10,∠ADO=90°,
利用勾股定理得 ,代入数据计算即可.掌握圆的基本知识是解题
AD=❑√OA2−OD2
的关键.
【详解】解:∵⊙O的半径为10,
∴OA=10,
∵OB⊥AC,OD=6,
∴∠ADO=90°,
∴ ,
AD=❑√OA2−OD2=❑√102−62=8
即AD的长为8.
故答案为:8.
10.如图,OA是⊙O的半径,B为OA上一点(且不与点O,A重合),过点B作OA的
垂线交⊙O于点C.以OB,BC为邻边作矩形OBCD,连接BD.若CD=6,BC=8,
则AB的长为 .【答案】4
【分析】本题主要考查了圆的基本性质,勾股定理,矩形的性质,连接OC,由矩形
的性质得到OB=CD=6,∠OBC=90°,由勾股定理求出OC的长,进而求出OA的
长即可得到答案.
【详解】解:如图所示,连接OC,
∵四边形OBCD是矩形,
∴OB=CD=6,∠OBC=90°,
∴ ,
OC=❑√OB2+BC2=10
∴OA=OC=10,
∴AB=OA−OB=4,
故答案为:4.
11.如图,在半径为50mm的⊙O中,弦AB长50mm.∠AOB的度数 .
【答案】60°/60度
【分析】本题考查了圆的性质,等边三角形的性质与判定,得出△AOB是等边三角
形是解题的关键.
根据半径为50mm,弦AB长50mm,可以判断△AOB是等边三角形,根据等边三角
形的性质即可求解.【详解】解:∵AO=BO=50mm,AB=50mm,
∴△AOB是等边三角形,
∴∠AOB=60°,
故答案为:60°.
12.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=20°,以点C为圆心,BC为半径的
圆分别交AB、AC于点D、点E,则∠BCD的度数为 .
【答案】40°
【分析】本题考查了圆的相关性质,等边对等角,三角形内角和定理.先利用互余计
算出∠B=70°,再利用半径相等和等腰三角形的性质得到∠CDB=∠B=70°,则
根据三角形内角和定理可计算出∠BCD.
【详解】解:∵∠ACB=90°,∠A=20°,
∴∠B=70°,
∵CB=CD,
∴∠CDB=∠B=70°,
∴∠BCD=180°−70°−70°=40°,
故答案为:40°.
13.《左传》记载,夏朝初,奚仲创造了世界上第一辆用马牵引的木质车辆.对于现代社
会而言,车仍是不可缺少的重要交通工具.生活中,车轮通常的形状是圆形.
下列选项中,能说明圆形的车轮可以保证车辆平稳(不上下颠簸)行驶的是
(填写所有正确选项的序号).
①圆是轴对称图形;
②圆的圆心到圆周上任意一点的距离相等;③圆沿一条直线滚动,圆心始终在平行于这条直线的一条直线上;
④圆中垂直于弦的直径平分弦.
【答案】②③
【分析】本题考查了圆的认识,根据圆可以看作是所有到定点O的距离等于定长r的
点的集合解答即可.
【详解】解:由圆的定义可得,圆的圆心到圆周上任意一点的距离相等且圆沿一条直
线滚动,圆心始终在平行于这条直线的一条直线上,
∴能说明圆形的车轮可以保证车辆平稳(不上下颠簸)行驶的是②③.
故答案为:②③.
34.已知⊙O中最长的弦为14厘米,则此圆半径为 厘米.
【答案】7
【分析】本题主要考查了圆的认识,掌握“直径是圆中最长的弦”是解题的突破口.
直径是圆中最长的弦,根据圆的直径是14厘米求解即可.
【详解】解:∵直径是圆中最长的弦,⊙O中最长的弦为14厘米,
∴⊙O的直径是14厘米.
∴⊙O的半径是7厘米.
故答案为:7.
14.如图,抛物线y=x2−4x+3与y轴交于点C,与x轴交于A、B两点(A在B的左侧),
点C关于抛物线对称轴的对称点为点D,动点E在y轴上,点F在以点B为圆心,半径
为1的圆上,则DE+EF的最小值是 .
【答案】❑√58−1/−1+❑√58
【分析】首先根据抛物线的对称性求出点D的坐标,再找到点D关于y轴的对称点H,
连接BH交y轴于点E,交圆B于点F,则点E、F为所求点,根据两点之间线段最短可知DE+EF的最小值为线段HF的长度,利用平面直角坐标系中两点之间的距离公式
求出最小值.
【详解】解:当y=0时,可得方程x2−4x+3=0,
解方程得:x =1,x =3,
1 2
∴点A的坐标为(1,0),点B的坐标为(3,0),
当x=0时,y=x2−4x+3=3,
∴点C的坐标为(0,3),
−4
抛物线y=x2−4x+3=3的对称轴为直线x=− =2,
2
∴C的对称点D的坐标为D(4,3),
如下图所示,过点D作y轴的对称点H(−4,3),连接BH交y轴于点E,交圆B于点F,
则点E、F为所求点,
∵ H D y
点 、 关于 轴对称,则
EH=ED,
则DE+EF=HE+EF=HF为最小,
则 最小值为 .
DE+EF HF=HB−1=❑√(−4−3) 2+(3−0) 2−1=❑√58−1
故答案为:❑√58−1.
【点睛】本题考查了二次函数的性质、轴对称的性质、勾股定理,圆的基本性质,解
决本题的关键是作出点D关于y轴的对称点,利用对称的性质求出DE+DF最小值.