與圓有關的定理

2020-12-04 微型趣事雜談

(文章較長,需要耐心閱讀哦~~~)

1、阿波羅尼斯圓

首先,我們來看一道題

如圖:在一個平面直角坐標系中:圓O的半徑為3,已知兩點A(0,9)、b

B(10,0),點C是圓上的一點,求1/3AC+BC的最小值

首先,這個圖,我們無法直接通過作對稱等方式將其轉化到同一直線上,但是,通過胡不歸等方式,也無法直接轉換。因此我們需要尋找相似進行處理。

首先,我們連接OC,

這時候,我們不難發現,OC恆等於1/3OA,這個正好與題目中的1/3吻合,所以,我們可以想辦法在y軸上找一點,使得AC也能中找到對應的1/3長度。

因此,可以在y軸上找一點E使得∠OCE=∠OAC

這時候,就很容易證明△OCE~△OAC,由此可得AC=3EC

這時候,EB就是我們要找的最小值

這就是所謂的阿波羅尼斯圓的一個基本應用

那麼,到底什麼是阿波羅尼斯圓呢

這是百度百科上的解釋↓↓↓

解答

令B為坐標原點,A的坐標為(a,0).則動點P(x,y)

滿足

PA/PB=k(k>0且k≠1)且PA=√((x-a)^2+y^2),PB=√(x^2+y^2)

整理得(k2﹣1)(x2+y2)﹢2ax﹣a2=0

當k>0且k≠1時,它的圖形是圓。

當k=1時,軌跡是兩點連線的中垂線。

2、託勒密定理

首先,這是它的內容

圓的內接四邊形中,兩對角線所包矩形的面積等於 一組對邊所包矩形的面積與另一組對邊所包矩形的面積之和。

用幾何語言表示就是:圓內接凸四邊形ABCD,AB*CD+AD*BC=AC*BD

當然,他的逆定理也是成立的,內容如下:

凸四邊形的兩組對邊乘積和不小於其對角線的乘積,取等號若且唯若共圓或共線。

證明如下:

首先,在BD上取一點E,連接AE,使得∠EAD=∠BAC

∵∠BCA=∠BDA

∴△BAC~△EAD

∴BA:EA=CA:DA=BC:ED

∴BA:CA=EA:DA,BC*DA=CA*ED.......①

∵∠BAE=∠CAD

∴△BAE~△CAD

∴BE:CD=BA:CA

∴BE*CA=CD*BA......②

①+②可得(BE+DE)*CA=BC*DA+BA*CD

即(BE+DE)*CA=BC*DA+BA*CD

其逆定理的證明如下:

那麼,這東西怎麼應用呢

我們來看一道題

如圖,Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=3,以AB為一邊,向△ABC外側作正方形ABDE,其對角線相交於O,連接CO,CO=4√2,求BC的長度

如果用託勒密定理進行證明,就是這樣的

∵∠AOB+∠ACB=180°

∴ACBO四點共圓

∴AC*BO+AO*BC=OC*AB

∵AB=√2AO,AO=BO

∴3OB+BC*OB=√2*2√2*OB

∴BC+3=8

解得BC=5

∴BC的長度是5

然而,如果不用託勒密定理,就是這樣

如果說我不會託勒密定理的話,呃,監考老師,這分我不要了

所以說,一些奇怪的定理雖然少用,但是可以是很多題目化難為簡

附上百度百科的連結:

託勒密定理:

https://baike.baidu.com/item/%E6%89%98%E5%8B%92%E5%AF%86%E5%AE%9A%E7%90%86/2675936?fr=aladdin

阿波羅尼斯圓:

https://baike.baidu.com/item/%E9%98%BF%E6%B0%8F%E5%9C%86/2792619?fr=aladdin

1、四點共圓

這個東西嘛,顧名思義:就是四個點都在同一個圓上。

那麼,四點共圓有什麼性質呢?

如圖,已知ABCD四點共圓,就會有圓內接四邊形的相關性質

1、∠DAC=∠DBC

2、∠DAB+∠DCB=180°(即圓內接四邊形對角互補)

那麼,怎麼樣才算是四點共圓呢

1、四個點到某一個點的距離相等(定義法)

2、同斜邊的直角三角形的頂點共圓(斜邊中點處即為圓心)

3、對角互補或有一個外角等於其內對角的四邊形頂點共圓

4、同底且同側頂角相等的兩個三角形的頂點共圓

接下來是對他們的證明:::(第一個和第二個我就不證明了,因為第一個其實就是四點共圓的定義,而第二個直接用直角三角形斜邊上的中線等於斜邊的一半即可再次用第一個判定定理進行判定)

第三個方法的證明:(反證法)

如上圖,(已知條件是∠ABC+∠ADC=180°)我們假設ABCD不是四點共圓的,那麼我們就先做出其他三個點所在的圓,然後連接其中一條對角線BD與圓交於E,再連接AE、CE,然後這時候ABCE就是四點共圓了,由圓內接四邊形的性質可知∠ABC+∠AEC=180°,又由題目可知∠ABC+∠ADC=180°,也就是說∠AEC=∠ADC,但是從圖中我們不難看出,AECD構成了一個飛鏢模型,由飛鏢模型的結論可知∠ADC<∠AEC。這時候就出現了矛盾,也就是說「四點不共圓的假設不成立」,因此該假設的反面也就是「四點共圓」成立

用幾何語言書寫就是這樣↓↓↓

第四個方法的證明:::

如上圖:(已知條件是∠BAC=∠BDC),設對角線的交點為P,由於∠∠BAC=∠BDC,再加上∠APB=∠CPD,因此△ABP~△DCP,就可以得出比例關係AP:DP=BP:CP,改寫一下,變成這樣:AP:BP=DP:CP,然後加上∠APD=∠BPC就可以得出△APD~△BPC,就可以得出∠CAD=∠CBD。因此:∠BAD+∠BCD=∠BAC+∠DAC+∠BCD=∠BDC+∠DBC+∠ACD=180°,也就是說該四邊形對角互補,利用定理三即可。

用幾何語言書寫就是這樣↓↓↓

知道四點共圓是什麼之後就可以開始應用了,不過呢,一般能用四點共圓的題都只能用四點共圓,至於具體有什麼題,我們明天再講

2、歐拉線

歐拉線有很多,不過我們只講關於三角形五心的那一條

如圖,在△ABC中,OGH分別是三角形的外心,重心,垂心(分別對應紅藍灰色線),那麼會有OGH三點共線,而且GH=2OG

證明如下:

如圖,OH分別是三角形的外心和垂心,G是AD和OH的交點

首先,易證∠BOD=0.5∠BOC=∠BAC,OD=OB*cos∠BOD=R*cos∠BAD,又因為AH=AF/cos∠FAH=(AC*cos∠BAC)/sin∠ABC=(AC/sin∠ABC)*cos∠BAC=2R*cos∠BAC。因此AH=2OD,即GH=2OG,AG=2GD,由重心定理可知G即為△ABC的重心。

註:cosα=sin(90°-α)是三角函數基本定理,AC/sin∠BAC=2R是正弦定理

相關焦點

  • 初中數學,如何用垂徑定理解決與圓有關的問題?學會方法很重要
    今天是2019年1月29日,分享的內容是如何用垂徑定理解決問題。知識點清單1.垂徑定理:垂直於弦的直徑平分弦,並且平分弦所對的劣弧、優弧。2.垂徑定理的推論⑴ 平分弦(不是直徑)的直徑垂直於弦,並且平分弦所對的劣弧或優弧。⑵ 平分弦所對的一條弧的直徑垂直於弦並且平分弦所對的另一條弧。
  • 初中數學圓的定理
    1圓的基本性質   11圓的定義   在平面內,和某一定點的距離等於定長的點的集合叫做圓周,簡稱為圓;其中定點叫做圓的圓心,廉結圓心與圓上任意一點的線段叫做半徑   同圓的半徑都相等   連結圓上任意兩點的線段叫做這個圓的弦,通過圓心的弦叫做直徑
  • 中考總複習:圓的專題複習-圓的性質及與圓有關的位置關係考點分析
    考察頻率:★★★☆☆考點:圓周角定理知識點分析:1.圓周角定理:在同圓或等圓中,同弧或等弧所對的圓周角相等,都等於這條弧所對的圓心角的一半.2.推論(1)推論1:在同圓或等圓中,如果兩個圓周角相等,它們所對的弧一定相等.(2)推論2:半圓(或直徑)所對的圓周角是直角,90°的圓周角所對的弦是直徑.
  • 初中數學定理大全:圓
    L和⊙O相切d=r   ③直線L和⊙O相離d>r   122切線的判定定理 經過半徑的外端並且垂直於這條半徑的直線是圓的切線   123切線的性質定理 圓的切線垂直於經過切點的半徑   124推論1 經過圓心且垂直於切線的直線必經過切點   125推論2 經過切點且垂直於切線的直線必經過圓心   126切線長定理 從圓外一點引圓的兩條切線
  • 九年級數學,圓,相交弦定理
    相交弦定理現在雖然在初中數學中已經不作要求了,但是如果能提前掌握這個知識,解題時還是會有一定優勢的。概念:圓內的兩條相交弦,被交點分成的兩條線段長的積相等。幾何語言:若圓內任意弦AB、弦CD交於點P則PA·PB=PC·PD(相交弦定理)定理的證明:連結AC,BD由圓周角定理的推論,得∠A=∠D,∠C=∠B。
  • 添線搭橋,借用託勒密定理另闢蹊徑巧解圓的問題,值得關注
    初中數學中,圓需要掌握的內容有:與圓有關的性質,與圓有關的位置關係,與圓有關的計算這三塊內容。必考題型是與圓有關的基本性質,有關位置關係及與圓有關的計算。重點偏重於考查的圓的基本性質。而圓的內接四邊形是圓中極為重要基本圖形,通常利用相似三角形判定即性質結合圓的基本性質定理就可求解典型圓的問題。
  • 中考數學考點:圓的性質及定理考點精講
    中考數學考點:圓的性質及定理考點精講 圓的初步認識 一、圓及圓的相關量的定義(28個) 1.平面上到定點的距離等於定長的所有點組成的圖形叫做圓。定點稱為圓心,定長稱為半徑。 2.圓上任意兩點間的部分叫做圓弧,簡稱弧。
  • 「圓」來如此——切線長定理+切割線定理
    【垂徑定理】垂直於弦的直徑平分這條弦,並且平分弦所對的兩條弧.【知2求3】「過圓心的直線」、「垂直於弦」、「平分弦(非直徑)」、「平分弦所對的優弧」、「平分弦所對的劣弧」中的任意兩個成立,則另外三個都成立.
  • 初三專題:圓的內接四邊形相關性質定理,你聽說過託勒密定理麼?
    同學們好,上幾篇我們已經將和圓相關的線,和圓相關的角,以及和圓相關的面中的內接三角形分享了,這篇我們接著分享和圓相關的面中的內接四邊形。那圓的內接四邊形又有怎麼樣的性質和定理呢?我們一起來看看:圓的內接四邊形的性質圓內接四邊形的前三個性質:1)對角互補,外角等於它的內對角2)相交弦定理3)割線定理
  • 初中數學圓的三大重點定理你知道嗎?
    推論四:在同圓或者等圓中,兩條平行弦所夾的弧相等。垂徑定理是圓的重要性質之一,它是證明圓內線段、角相等、垂直關係的重要依據,也為圓中的計算、證明和作圖提供了依據、思路和方法。二、切線長定理從圓外一點到圓的兩條切線的長相等,那點與圓心的連線平分切線的夾角。
  • 數學學霸談怎樣學好圓的垂徑定理?
    不知道初三的同學們有沒有發現,在我們做有關於圓的題目時,百分之七十的題目要用到圓的一個重要定理,那就是垂徑定理!有的同學經常會抱怨,我看不出來這道題要用垂徑定理啊,那是因為你對垂徑定理還沒有理解透徹。如果你能對垂徑定理的5個條件爛熟於心,學會融會貫通,那麼以後你一定不會再懼怕做有關於圓的題目了~所以,今天我們一起來複習下圓的另一個重要定理——垂徑定理。一、垂徑定理(1)內容:垂直於弦的直徑平分弦,並且平分弦所對的兩條弧。(2)基本圖形:
  • 中考數學專題複習:第24講 圓的有關計算
    第24講 圓的有關計算考點分析1、圓的弧長及扇形面積公式2、圓與其他圖形的結合計算①圓與相似三角形結合的計算;②圓與三角函數結合的計算;③圓與勾股定理結合的計算。2、基本方法圓與其他圖形結合時,注意勾股定理方程的運用、相似三角形與圓結合的常見模型、轉化三角函數方法等。
  • 2021年初中八年級數學定理:圓垂直定理
    中考網整理了關於2021年初中八年級數學定理:圓垂直定理,希望對同學們有所幫助,僅供參考。   在半徑為6cm的⊙O中,點A是劣弧的中點,點D是優弧上一點,且∠D=30°,下列四個結論:   ①OA⊥BC;②BC=6;③sin∠AOB=;④四邊形ABOC是菱形.
  • 2018中考數學知識點:圓及有關概念公式定理
    我們學習的圓是軸對稱圖形,其對稱軸是任意一條通過圓心的直線,所以是無數條對稱軸。   圓及有關概念   1到定點的距離等於定長的點的集合叫做圓(circle).這個定點叫做圓的圓心。   2連接圓心和圓上的任意一點的線段叫做半徑(radius)。
  • 圓的有關性質重點掌握這些常考題型
    中考近幾年試題規律:主要以選擇、填空題形式考查弧、弦、圓心角圓周角之間的關係,難度不大;特別地,垂徑定理近幾年總有考查。下面分享幾道例題,供大家學習和參考。弧、弦、圓心角圓周角之間的關係是常考題型之一,在同圓(或等圓)中,圓心角(或圓周角)、弧、弦中只要有一組量相等,則其他對應的各組量也分別相等,利用這個性質可以將問題互相轉化,達到求解或證明的目的;注意圓中的隱含條件(半徑相等)及分類討論思想的應用。
  • 1張圖,掌握初中數學關於圓的10個定理
    思恩試卷「一圖n定理系列導語:思恩試卷總結的這10條定理,幾乎是初中數學圓的全部定理了,一張圖就能讓你記住並理解,該快收藏一下吧!1.圓周角定理:同弧所對的圓周角等於它所對的圓心角的一半。4.切線性質定理:切線垂直於過切點的半徑。【看圖理解】如圖,觀察TC、CO即可得出上述結論。5.切線長定理:從圓外一點引圓的兩條切線,它們的切線長相等。【看圖理解】如圖,觀察TC、TA即可得出上述結論。6.相交弦定理:圓內兩條弦相交交點,分得的兩條線段的乘積相等。
  • 初三數學重點難點:圓及與圓有關的基本概念與基本性質解讀
    圓在初中數學幾何部分佔據重要地位,圍繞圓及圓有關的考題已成為多地中考數學幾何壓軸題的熱點題型,所以《圓》這一章內容的學習好壞對中考數學的發揮關係重大。下面是作者對圓及與圓有關的定義、有關概念與性質的歸納與總結,希望對面臨中考的學子有所幫助。
  • 與三角形有關的定理
    證明:連接BH並延長交AC於F,易證∠CAE=∠CDE=∠EDH=∠EBH,所以AFEB四點共圓。所以∠AFB=∠AEB=90°。因此BF是三角形的高。及三角形的三條高相交於一點。、一、銳角三角函數1、定義在Rt△ABC中,sinα表示∠α的對邊比上斜邊(其中,∠α<90°)cosα表示∠α的鄰邊比上斜邊(其中,∠α<90°)tanα表示∠α的對邊比上鄰邊(其中,∠α<90°)2、增減性如圖所示,在保持AB=DE的情況下,減小∠α,可以看出,DF在不斷減小,由勾股定理
  • 2020初三數學複習:30道中考真題玩轉與圓有關的計算問題
    ,導致它是每一個中考數學學科考試中的一個熱點問題,而對於圓的有關計算問題,則是很多命題人最樂於去挑戰的問題。分析根據圓的面積和矩形的面積公式即可得到結論.點評本題考查了圓的面積的計算矩形的面積的計算,圓的周長的計算,中點圓所掃過的圖形面積是圓的面積與矩形的面積和是解題的關鍵.8.
  • 初中數學知識點:圓的基本性質與定理
    點P與圓O的位置關係(設P是一點,則PO是點到圓心的距離):   P在⊙O外,PO>r;P在⊙O上,PO=r;P在⊙O內,PO<r。   2。圓是軸對稱圖形,其對稱軸是任意一條過圓心的直線。圓也是中心對稱圖形,其對稱中心是圓心。   3。垂徑定理:垂直於弦的直徑平分這條弦,並且平分弦所對的弧。逆定理:平分弦(不是直徑)的直徑垂直於弦,並且平分弦所對的弧。