圆的相关定理

时间:2022-04-24 14:27:19 作者:网友上传 字数:1647字

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圆幂定理

定义

圆幂=PO^2-R^2(该结论为欧拉公式)所以圆内的点的幂为负数,圆外的点的幂为正数,圆上的点的幂为零。相交弦定理:圆内的两条相交弦,被交点分成的两条线段长的积相等。切割线定理:从圆外一点引圆的切线和割线,切线长是这点到割线与圆交点的两条线段长的比例中项。

割线定理:从圆外一点P引两条割线与圆分别交于A、B;C、D,则有 PA·PB=PC·PD。

统一归纳:过任意不在圆上的一点P引两条直线L

1、L2,L1与圆交于

A、B(可重合,即切线),L2与圆交于C、D(可重合),则有PA·PB=PC·PD。

相交弦定理

圆内的两条相交弦,被交点分成的两条线段长的积相等。(经过圆内一点引两条弦,各弦被这点所分成的两段的积相等)

相交弦说明

几何语言:

若弦AB、CD交于点P

则PA·PB=PC·PD(相交弦定理)

推论:如果弦与直径垂直相交,那么弦的一半是它分

直径所成的两条线段的例中项

几何语言:

若AB是直径,CD垂直AB于点P, 则PC^2=PA·PB(相交弦定理推论)

切割线定理

定义

从圆外一点引圆的切线和割线,切线长是这点到割线与圆交点的两条线段长的比例中项。是圆幂定理的一种。

几何语言:

∵PT切⊙O于点T,PBA是⊙O的割线

∴PT的平方=PA·PB(切割线定理)推论:

从圆外一点引圆的两条割线,这一点到每条割线与圆的交点的两条线段长的积相等

几何语言:

∵PT是⊙O切线,PBA,PDC是⊙O的割线

∴PD·PC=PA·PB(切割线定理推论)(割线定理)

由上可知:PT∧2(平方)=PA·PB=PC·PD

证明

切割线定理证明:

设ABP是⊙O的一条割线,PT是⊙O的一条切线,切点为T,则PT^2=PA·PB

证明:连接AT, BT

∵∠PTB=∠PAT(弦切角定理)

∠P=∠P(公共角)

∴△PBT∽△PTA(两角对应相等,两三角形相似)

则PB:PT=PT:AP

即:PT^2=PB·PA

割线定理

定义

从圆外一点引圆的两条割线,这一点到每条割线

与圆交点的距离的积相等。

从圆外一点L引两条割线与圆分别交于A.B.C.D 则有

LA·LB=LC·LD。如下图所示。(LT是切线)

证明

如图直线ABP和CDP是自点P引的⊙O的两条割线,则PA·PB=PC·PD证明:连接AD、BC

∵∠A和∠C都对弧BD

∴由圆周角定理,得 ∠A=∠C

又∵∠APD=∠CPB

∴△ADP∽△CBP

∴AP:CP=DP:BP, 也就是AP·BP=CP·DP

切线的判定定理

经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线

几何语言: ∵l ⊥OA,点A在⊙O上

∴直线l是⊙O的切线(切线判定定理)

切线的性质定理

圆的切线垂直于经过切点半径

几何语言: ∵OA是⊙O的半径,直线l切⊙O于点A

∴l ⊥OA(切线性质定理)

推论1 经过圆心且垂直于切线的直径必经过切点

推论2 经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心

切线长定理

从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等,圆心和这一点的连线平分两条切线的夹角

几何语言: ∵直线PA、PB分别切⊙O于A、B两点

∴PA=PB,∠APO=∠BPO(切线长定理)

证明:连结OA、OB

∵直线PA、PB分别切⊙O于A、B两点

∴OA⊥AP、OB⊥PB

∴∠OAP=∠OBP=90°

在△OPA和△OPB中:

∠OAP=∠OBPOP=OPOA=OB=r∴△OPA≌△OPB(HL)

∴PA=PB,∠APO=∠BPO

弦切角定理

弦切角(即图中∠ACD)等于它所夹的弧(弧AC)对的圆周角等于所夹的弧的读数的一半等于1/2所夹的弧的圆心角 [注,由于网上找得的图不是很完整,图中没有连结OC]

几何语言:∵∠ACD所夹的是弧AC ∴∠ACD=∠ABC=1/2∠COA=1/2弧AC的度数(弦切角定理)

推论 如果两个弦切角所夹的弧相等,那么这两个弦切角也相等几何语言:∵∠1所夹的是弧MN ,∠2所夹的是PQ ,弧MN = 弧PQ

∴∠1=∠

2证明:作AD⊥EC

∵∠ADC=90°

∴∠ACD+∠CAD=90°

∵ED与⊙O切于点C∴OC⊥ED∴∠OCD=∠OCA+∠ACD=90°∴∠OCA=∠CAD∵OC=OA=r∴∠OCA=∠OAC∴∠COA=180°-∠OCA-∠OAC=180°-2∠CAD又∵∠ACD=90°-∠CAD∴∠ACDC=1/2∠COA

∴∠ACD=∠ABC=1/2∠COA=1/2弧AC的度数

弦切角概念

顶点在圆上,一边和圆相交、另一边和圆相切的角叫做弦切角.它是继圆心角、圆周角之后第三种与圆有关的角.这种角必须满足三个条件:

(1)顶点在圆上,即角的顶点是圆的一条切线的切点;

(2)角的一边和圆相交,即角的一边是过切点的一条弦所在的射线;

(3)角的另一边和圆相切,即角的另一边是切线上以切点为端点的一条射线.

它们是判断一个角是否为弦切角的标准,三者缺一不可。

(4)弦切角可以认为是圆周角的一个特例,即圆周角的一边绕顶点旋转到与圆相切时所成的角.正因为如此,弦切角具有与圆周角类似的性质.

相关公式

弧长计算公式:L=n兀R/180

扇形面积公式:S扇形=n兀R^2/360=LR/2

内公切线长= d-(R-r) 外公切线长= d-(R+r)

圆的标准方程 (x-a)2+(y-b)2=r2 注:(a,b)是圆心坐标

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