四點共圓的判定及在解題時的妙用!

2021-03-01 毛老師數學課

我們知道圓有很多天然的性質,為什麼說是天然的性質呢?那是因為圓是一種完美對稱的圖形,圓不但是軸對稱圖形,具有無數條對稱軸;而且還是旋轉對稱圖形,具有旋轉不變性。

正是圓的這些性質為我們在圓中求線段長度,以及圓中倒角提供了便利,可是,你會發現大部分的幾何題中並沒有直接出現圓,如此利器卻無用武之地,這又咋辦?

這就需要你時刻保持敏銳的洞察性,發現圖中的隱圓,構造輔助圓,進而幫助我們快速解題,正所謂,圖中無圓,心中有圓!

所以,我們不但要把輔助圓的思想種植在大腦中,同時還要熟練掌握判定四點共圓的方法,那麼,到底如何判定四點共圓呢?請看下圖:

上面這張圖中為你總結了四點共圓的常見判定方法,前3種情況利用圓的定義可以直接得到,後面兩種情況也可以利用反證法和圓冪定理證明,在此,我們不作證明,本節只講用法,感興趣的同學可自己探究!

最常考的是前3種情況,第一種是由一個點引出幾條等長的線段,我們簡稱共端點,等線段。2、3兩類則是雙直角三角形共斜邊的情況,為了簡便記憶,我們也可以把2、3兩種理解為4、5兩種情況的特殊類型,其實就是共邊所對的角變成了直角。

了解了四點共圓的基本判定,下面我們結合幾道例題,具體感受下它的妙用!

以上這幾道例題基本上都是2019年中考真題,題目由易到難,同學們自己可以先嘗試著挑戰一下,看看普通方法去做這幾題會如何?如果做好了,我們再來看下面的解答圖,以下例題都是利用四點共圓進行求解的,我們來看看是不是簡單很多?

例1這道題是對四點共圓的基礎考查,由圓的定義即可得到四點共圓,輔助圓一旦構造出來,再根據圓內接四邊形對角互補,問題立馬得到解決,考試的時候其實可以快速秒殺,有沒有覺得很簡單?

例2這道中考題是要求∠APD的正切值,常規的做法是構造直角三角形,然後利用全等三角形和相似三角形求得線段長度,最終求解,相對比較麻煩。但是,我們利用四點共圓就可以通過角的轉移直接解決問題。

例3這道題是讓我們去證明兩條線段的垂直關係,如果我們直接去倒角進行角度關係轉化的話,會很不好操作,利用輔助圓思想,構造隱圓,可以直接找到角度關係,進而得證。如果這道題還不能說明什麼的話,請看例4 :

這道中考題是一道很典型的填空壓軸題,對於綜合能力要求較高,如果不利用四點共圓的話,普通學生很難證明△EGF是等腰直角三角形,也就很難得到∠EFG=45°,而缺少這個關鍵條件,後面的相似三角形就得不到證明,導致求不出線段的長度。所以,發現四點共圓對於解決此題發揮了重要的作用。

通過幾道中考真題的講解,相信同學們對於四點共圓的作用,有了更加深刻的認識,不過,能否真正用好這個利器還需要在題上練才行,下面的幾道練習題趕快拿去練手吧!

練習3這道題有一定的難度,對於圓的構造需要很豐富的經驗和技巧,不過如果突破這個困境的話,此題將迎刃而解,孩子們,去追尋吧!

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