文/張小霞
綜觀2023 年各地中考試卷中對(duì)圓這部分內(nèi)容的考查,我們不難察覺(jué),試題的命制,一方面強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ),重視實(shí)用,另一方面將圓中的知識(shí)點(diǎn)與三角形、四邊形、函數(shù)等知識(shí)相結(jié)合,考查解決綜合問(wèn)題的能力。下面,我們將結(jié)合各地的中考題,對(duì)圓的考點(diǎn)進(jìn)行歸類和分析,一起尋求解決問(wèn)題的方法和路徑。
例1(2023·四川宜賓)如圖1,已知點(diǎn)A、B、C在⊙O上,C為弧AB的中點(diǎn)。若∠BAC=35°,則∠AOB等于( )。
圖1
A.140° B.120° C.110° D.70°
【解析】本題考點(diǎn):在同圓或等圓中,兩個(gè)圓心角、兩條弧、兩條弦中有一組量相等,它們所對(duì)應(yīng)的其余各組量也相等。由C為弧AB的中點(diǎn),則連接OC,如圖2,得到∠AOC=∠BOC。再由圓周角定理∠BOC=2∠BAC=70°,所以∠AOB=140°。
圖2
【點(diǎn)評(píng)】靈活利用圓心角、圓周角、弧、弦之間的關(guān)系,進(jìn)行角度的等量轉(zhuǎn)化,是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵,必要時(shí)也會(huì)用到三角形的內(nèi)角和定理。
兩大定理:垂徑定理,主要用于解決圓中有關(guān)線段長(zhǎng)度的問(wèn)題;圓周角定理,主要用于解決圓中有關(guān)弧、圓心角、圓周角的度數(shù)的問(wèn)題。推論:直徑所對(duì)的圓周角是直角,90°的圓周角所對(duì)的弦是直徑。在圓中求解與角度有關(guān)的問(wèn)題時(shí),充分利用圓周角定理及其推論,進(jìn)行角度之間的轉(zhuǎn)化,問(wèn)題一般就會(huì)迎刃而解。
例2(2023·湖南長(zhǎng)沙)如圖3,點(diǎn)A、B、C在半徑為2的⊙O上,∠ACB=60°,OD⊥AB,垂足為E,交⊙O于點(diǎn)D,連接OA,則OE的長(zhǎng)度為_(kāi)____。
圖3
【解析】本題綜合考查了圓周角定理、垂徑定理、圓心角與弧的關(guān)系。如圖4,連接OB,由圓周角定理得∠AOB=2∠ACB=120°,再由垂徑定理得故,則∠OAE=30°。利用直角三角形中“30°角所對(duì)的直角邊等于斜邊的一半”即可求得OE=1。
圖4
【點(diǎn)評(píng)】本題考查圓與直角三角形性質(zhì)的綜合應(yīng)用,將圓中的兩大定理巧妙結(jié)合。大家在平時(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中,只有熟練掌握這兩大定理及其推論,才能便捷地解決這類問(wèn)題。
這一考點(diǎn)涉及的知識(shí)點(diǎn)是:點(diǎn)與圓、直線與圓的位置關(guān)系。首先,我們要能準(zhǔn)確地判斷出點(diǎn)(直線)與圓的位置關(guān)系,常用的方法是根據(jù)點(diǎn)(直線)到圓心的距離d與半徑r的大小關(guān)系進(jìn)行判斷。其次,相切是直線與圓的位置關(guān)系中最特殊的一種,也是中考中重點(diǎn)考查的知識(shí)點(diǎn),切線的判定與性質(zhì)的考查多次出現(xiàn)在各地的中考卷中。
例3(2023·山東東營(yíng))如圖5,在△ABC中,AB=AC,以AB為直徑的⊙O交BC于點(diǎn)D,DE⊥AC,垂足為E。
圖5
(1)求證:DE是⊙O的切線;
(2)若∠C=30°,,求的長(zhǎng)。
【解析】(1)如圖6,連接OD,則OD=OB,所以∠ODB=∠B。由AB=AC,所以∠C=∠B。所以∠ODB=∠C。所以O(shè)D∥AC。所以∠ODE=∠CED=90°,即可證明DE是⊙O的切線。(2)如圖6,連接AD。由AB是⊙O的直徑,得∠ADB=90°,則AD⊥BC。因?yàn)锳B=AC,,所 以根據(jù)勾股定理可求出OD=AD=2。因?yàn)椤螩=30°,易求出∠BOD=120°。所以的長(zhǎng)等于
圖6
【點(diǎn)評(píng)】證切線的常規(guī)方法是:1.連半徑,證垂直(如本題,當(dāng)圓與直線有明確公共點(diǎn)時(shí));2.作垂直,證半徑(當(dāng)圓與直線無(wú)明確公共點(diǎn)時(shí))。當(dāng)題目中已知切線時(shí),經(jīng)常連半徑,得垂直,再利用直角三角形的性質(zhì),以及后續(xù)要學(xué)的相似三角形的性質(zhì)解決綜合性問(wèn)題。本題主要用到等腰三角形的“三線合一”。
圓是初中幾何中比較重要的內(nèi)容之一。與圓有關(guān)的綜合題,匯集了初中幾何的各種圖形、概念和性質(zhì),考查的知識(shí)面廣,綜合性強(qiáng),這就需要我們靈活運(yùn)用每一個(gè)知識(shí)點(diǎn),適當(dāng)?shù)靥砑虞o助線,尋找解題的突破口,使“天塹”變“通途”。
例4(2023·黑龍江龍東地區(qū))如圖7,在Rt△ACB中,∠BAC=30°,CB=2,點(diǎn)E是斜邊AB的中點(diǎn)。把Rt△ABC繞點(diǎn)A順時(shí)針旋轉(zhuǎn),得Rt△AFD,點(diǎn)C、點(diǎn)B旋轉(zhuǎn)后的對(duì)應(yīng)點(diǎn)分別是點(diǎn)D、點(diǎn)F,連接CF、EF、CE。在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中,△CEF面積的最大值是_____。
圖7
【解析】線段CE為定值,當(dāng)點(diǎn)F到CE距離最大時(shí),△CEF的面積最大,而點(diǎn)F在以A為圓心,AB長(zhǎng)為半徑的圓上,所以AF=AB=4。過(guò)點(diǎn)A作AG⊥CE,交CE的延長(zhǎng)線于點(diǎn)G,如圖8。由題意可求得,點(diǎn)F到CE的距離最大值為4+,所以
圖8
【點(diǎn)評(píng)】本題看似與圓無(wú)關(guān),但當(dāng)我們畫出輔助圓后,即可得知何時(shí)△CEF的面積最大。總之,要想學(xué)好數(shù)學(xué),我們需要多思、多練、多總結(jié)。