掌上微课堂圆来如此之圆内接四边形老
在同圆内,四边形的四个顶点均在同一个圆上的四边形叫做圆内接四边形。
圆的内接四边形的性质及判定在平面几何中起着非常重要的作用:
1.通过圆快速得到圆中四边形对角及外角与内对角的关系;
2.通过角的关系,得到一个圆,进而得到另外的圆中角的关系.
既然有如此重要的作用,现在我们开始系统学习一下有关圆内接四边形的性质吧。
知识点1圆的内接多边形
如果多边形的所有顶点都在一个圆上,那么这个多边形叫做圆内接多边形,这个圆叫做多边形的外接圆.
针对这一概念,这里或许你有很多疑问:
(1)三角形都有外接圆吗?
老师回答你,三角形三边垂直平分线交于一点,这点到三个顶点距离相等,这点叫做三角形外接圆的圆心.三角形一定有外接圆.(不共线的三点确定一个圆)
(2)一般地,任意四边形都有外接圆吗?
老师回答你,不一定,和三角形一样,四边形如果有外接圆,则要求四边形的四条边的垂直平分线交于一点.而四边形的四边的垂直平分线不一定交于一点.如平行四边形.
(3)任意矩形是否都有外接圆?
老师回答你,矩形的对角线的交点到四个顶点的距离相等.所以矩形一定有外接圆.圆内接四边形的特例有矩形、正方形、等腰梯形。
知识点2性质定理
圆的内接四边形性质定理1
圆的内接四边形对角互补.
下面给出性质定理1的证明:
已知:四边形ABCD是⊙O的内接四边形.求证:∠ABC+∠ADC=°.(用两种方法)
证法1:连接OA,OC,
∵∠B=1/2∠1,∠D=1/2∠2,
∴∠B+∠D=1/2(∠1+∠2)=1/2×°=°;
证法2:如图2,连接CA,BD,
∵∠1=∠2,∠3=∠4,
∴∠ADC=∠1+∠3=∠2+∠4,
∴∠ADC+∠ABC=∠2+∠4+∠ABC=°.
下面我们一起来看看它们用途吧。
例1.(东海县二模)四边形ABCD内接于⊙O,则∠A:∠B:∠C:∠D的值可以是( )
A.1:2:3:4
B.1:3:2:4
C.1:4:2:3
D.1:2:4:3
利用圆内接四边形的对角互补判断即可.
∵四边形ABCD内接于⊙O,
∴∠A+∠C=°=∠B+∠D,故选:D.
变式1.(春思明区校级月考)四边形ABCD是⊙O的内接四边形,且∠A:∠B:∠C=2:1:4,则∠D=_____度.
根据圆内接四边形的对角互补列出方程,解方程即可.
设∠A、∠B、∠C分别为2x、x、4x,
则2x+4x=°,
解得,x=30°,则∠B=30°,
∴∠D=°﹣∠B=°,
故答案为:.
变式2.(秋铜山区校级月考)圆内接四边形ABCD中,∠A:∠B:∠C:∠D=3:5:6:m,
则m=______,∠D=_______.
根据圆的内接四边形对角互补的性质即可得出结论.
∵圆内接四边形ABCD中,∠A:∠B:∠C:∠D=3:5:6:m,
∵3+6=5+m,解得m=4.
设∠B=5x,则∠D=4x,
∵∠B+∠D=°,即5x+4x=°,解得x=20°,
∴∠D=4x=80°.
故答案为:4,80°.
性质1理解及应用还可以通过如下视频加以理解巩固。
01:25圆的内接四边形性质定理2
圆内接四边形的任意一个外角等于它的内对角(就是和它相邻的内角的对角)
例2.(林州市一模)如图,四边形ABCE内接于⊙O,∠DCE=50°,则∠BOE=( )
A.°B.50°
C.70°D.°
根据圆内接四边形的任意一个外角等于它的内对角求出∠A,根据圆周角定理计算即可.
∵四边形ABCE内接于⊙O,
∴∠A=∠DCE=50°,
由圆周角定理可得,∠BOE=2∠A=°,
故选:A.
变式.(秋嵊州市期末)如图,四边形ABCD内接于⊙O,点E在AB的延长线上,弧DA=弧DC,∠CBE=50°,则∠DAC的大小为( )
A.°B.50°
C.°D.65°
根据圆内接四边形的性质得到∠D=∠CBE=50°,根据等腰三角形的性质、三角形内角和定理计算即可.
∵四边形ABCD内接于⊙O,
∴∠D=∠CBE=50°,
∵弧DA=弧DC,∴DA=DC,
∴∠DAC=∠DCA=(°-50°)/2=65°,故选:D.
知识点3圆的内接四边形的判定
判定定理1:如果一个四边形的对角互补,那么这个四边形的四个顶点四点在同一个圆周上(简称四点共圆).
解析:由于不在同一直线上的三个点确定一个圆,如图,设A,B,C三个点可确定一个圆⊙O,
⊙O与点D有且只有三种位置关系:
(1)点在圆外;(2)点在圆内;(3)点在圆上.
(1)当点在圆O外时,设E是AD与圆周的交点,连接EC,
则有∠B+∠AEC=°,又∠B+∠D=°,则∠AEC=∠D,而∠AEC是△ECD的一个外角,
∠AEC>∠D,矛盾,所以假设不成立,D不能在圆外.
(2)当点在圆O内的时,如图,延长AD交圆周于E,连接CE,
则∠B+∠E=°,又已知∠B+∠D=°,∴∠ADC=∠E,∠ADC是△DCE的一个外角,
∠ADC>∠E,矛盾.假设不成立,D不能在圆内.
综上所述,点D只能在圆周上,即A、B、C、D在同一个圆周上(简称四点共圆)
例3.如图,定长弦CD在以AB为直径的⊙O上滑动(点C、D与点A、B不重合),M是CD的中点,过点C作CP⊥AB于点P,若CD=3,AB=8,PM=l,则l的最大值是______.
求出C,M,O,P,四点共圆,连接PM,则PM为⊙E的一条弦,当PM为直径时PM最大,所以PM=CO=4时PM最大.
连接CO,MO,
∵∠CPO=∠CMO=90°,∴∠CPO+∠CMO=°,
∴C,M,O,P,四点共圆,且CO为直径(E为圆心),
连接PM,则PM为⊙E的一条弦,当PM为直径时PM最大,所以PM=CO=4时PM最大.即PMmax=4.
本题考查了矩形的判定和性质,垂径定理,圆内接四边形性质的应用,关键是找出符合条件的CD的位置,题目比较好,但是有一定的难度.
例4.如图,⊙O的半径为2,OA,OB是⊙O的半径,点P是弧AB上任意一点,PE⊥OA于E,PF⊥OB于F,则EF的最大值为______.
延长PE、PF分别交圆于G、H,根据垂径定理得到PE=EG,PF=FH,得到EF=1/2GH,根据圆的最长的弦是直径解答即可.
解法1:延长PE、PF分别交圆于G、H,
∵PE⊥OA、PF⊥OB,
∴PE=EG,PF=FH
∴EF是△PGH的中位线
∴EF=1/2GH
∵GH是⊙O的弦
∴GH的最大值为2OA=2×2=4,
∴EF的最大值为×4=2.
故答案为:2.
解法2:∵∠PEO=∠PFO=90°,∴∠PEO+∠PFO=°,
∴P,E,O,F,四点共圆,且PO为直径(E为圆心),
容易得到EF的最大值为直径时取最大值,故答案为:2.
没有比较就没有伤害,以后我们可以尝试运用四点共圆求解问题。四点共圆是平面几何中重要的知识点,用好四点共圆,可以快速发现几何题目存在的圆有关的性质.作为四点共圆的第一个判定定理,其证明方法巧妙,把反证法用得淋漓尽致,可作为经典.
推论:如果四边形一个外角等于它内角的对角,那么这个四边形的四个顶点共圆
练习,牛刀小试:
1.(邵阳中考题)如图所示,四边形ABCD为⊙O的内接四边形,∠BCD=°,则∠BOD的大小是( )
A.80°B.°
C.°D.90°
2.(秋崇川区校级月考)如图,⊙O的内接四边形ABCD两组对边的延长线分别交于点E、F.
(1)若∠E=∠F,求证:∠ADC=∠ABC;
(2)若∠E=∠F=40°,求∠A的度数;
(3)若∠E=30°,∠F=40°,求∠A的度数.
1.B.
2.(1)根据外角的性质即可得到结论;
(2)根据圆内接四边形的性质和等量代换即可求得结果;
(3)连结EF,如图,根据圆内接四边形的性质得∠ECD=∠A,再根据三角形外角性质得∠ECD=∠CEF+∠CFE,则∠A=∠CEF+∠CFE,然后根据三角形内角和定理有∠A+∠CEF+∠CFE+∠E+∠F=°,解方程即可.
当然还有其他一些方法,以后将不断学习
1.四个顶点与某定点等距离,这个四边形内接于一个圆。
2.一个外角等于它的内对角的四边形内接于一个圆。
3.同底的两个三角形,若另一顶点都在底的同旁,且顶角相等,则两个三角形有公共的外接圆。
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