圆
圆的性质:垂径、圆周角、切线
Properties of Circles · 三大定理
上章学三角,这章学圆的性质。为啥?垂径定理、圆周角定理、切线性质是圆里三大件,几何证明常客。学完你就能算半径、证切线;下一章学数据分析收尾。
①
垂径
垂直弦就平分弦
②
圆周角
=同弧圆心角一半
③
切线
过切点垂直半径
④
辅助线
连半径作垂直
开场场景:一个轮子为什么是圆的?因为圆心到圆周距离处处相等(半径)。初中圆这一章,学三个最有用的定理:垂径定理、圆周角定理、切线性质。建筑、管道、轮子,全靠它们。
卡必背公式 / 记忆口诀
垂径:垂直弦的直径平分弦
圆周角=同弧圆心角一半
直径对直角
口诀:直径对直角,圆心角半圆周角
义是什么:三大定理
垂径定理:垂直于弦的直径,平分这条弦,也平分弦所对的弧。圆周角定理:同弧所对的圆周角,等于圆心角的一半。直径所对的圆周角 = 90°。切线性质:圆的切线垂直于过切点的半径。
路怎么想到的:见弦想垂径,见角想圆周角
心法:题目里有弦(圆里两点连线)→ 想垂径定理。有圆周角(顶点在圆上)→ 想圆周角定理(圆心角是它两倍)。有切线 → 连切点和圆心,出直角。
完整解法:三道例题
例1:圆 O 中,圆心角 ∠AOB = 80°,同弧圆周角 ∠ACB = ?
④ 用途与案例
建筑:拱桥承重
拱形桥的弧是圆的一部分——圆心角决定弧度,半径决定曲率半径。赵州桥 40 米跨度,就是圆拱承重原理。
机械:齿轮传动
圆的性质决定了齿轮齿数和转数的反比关系——小齿轮带大齿轮,减速增矩,汽车变速箱就是这个原理。
审题:圆周角定理。
逐步:圆周角 = 圆心角一半 = 40°。
例2:AB 是圆 O 直径,C 在圆上,∠ACB = ?
审题:直径对直角。
逐步:直径对应的圆心角 = 180°,圆周角 = 90°。
例3:圆 O 半径 5,弦 AB=8,圆心到弦距离?
审题:垂径定理。
逐步:圆心到弦垂线平分弦,半弦=4,半径 5,距离 = √(25−16) = 3。
展往哪儿长
初中:圆的三大定理。高中:解析几何圆的方程 x²+y²=r²、直线与圆位置关系。大学:圆是几何变换的基础,微积分求圆面积周长的严格推导。
证教材级补充:为什么直径所对圆周角是直角
定理:AB 是直径,C 在圆上,则 ∠ACB = 90°。
推导:①连 OC(半径)。②OA=OC=OB,△OAC 和 △OBC 都是等腰。③∠OAC=∠OCA=α,∠OBC=∠OCB=β。④△ABC 内角和 180°:(α+β)+(α+β)=180°,所以 α+β=90°。⑤即 ∠ACB = α+β = 90°。这就是泰勒斯定理,公元前 600 年就知道了。
防坑警示
圆周角和圆心角搞反:圆周角是圆心角的一半,不是两倍。另外切线是垂直于半径,不是垂直于直径(虽然直径过圆心也对,但规范写法是半径)。
练习
基础:圆心角 120°,同弧圆周角?
查看解答
120° ÷ 2 = 60°。做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章「圆周角是圆心角一半」那一段,把例题再顺一遍。
错了或卡壳?回到本章「圆周角是圆心角一半」那一段,把例题再顺一遍。
进阶:圆半径 13,弦长 10,圆心到弦距离?
查看解答
半弦 5,距离 = √(169−25) = √144 = 12。做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章「圆周角是圆心角一半」那一段,把例题再顺一遍。
错了或卡壳?回到本章「圆周角是圆心角一半」那一段,把例题再顺一遍。
记
小结卡
① 垂径:直径垂直弦则平分弦。
② 圆周角是圆心角一半,直径对直角。
③ 切线垂直于过切点的半径。
费曼学习法:讲给别人听
合上书本,假装对面坐着一个初一的小孩,把这三件事说清楚——说不清楚的地方,就是你没真懂。
- 用自己的话讲:本章核心是「垂径 / 切线」,合上书用自己的话讲一遍,不许照抄。
- 举个反例 / 什么时候最容易错:"为什么圆周角等于圆心角一半,不是两倍?"同一段弧,站在圆上看是站在圆心看的一半角。
- 哪里还卡壳(标记你的薄弱点):哪一句你要翻书才说得顺?那个地方就是你的薄弱点,拿笔圈出来。