1、初中数学共圆问题提高练习与常考难题和培优题压轴题(含解析)问题探究:一个班级的学生正在做投圈游戏,他们呈“一”字型排开,这样的队形对每个人公平吗?你认为他们应当排成什么样的队形?怎样排?四点共圆是平面几何证题中一个十分有利的工具,四点共圆这类问题一般有以下两种形式:(1) 证明某四点共圆或者以四点共圆为基础证明若干点共圆;(2) 通过某四点共圆得到一些重要结论,进而解决问题下面给出与四点共圆有关的一些基本知识(1) 若干个点与某定点的距离相等,则这些点在一个圆上;(2) 在若干个点中有两点,其他点对这两点所成线段的视角均为直角,则这些点共圆;(3) 若四点连成的四边形对角互补或有一外角等于它的
2、内对角,则这四点共圆;(4) 若点在线段的同侧,且,则四点共圆;(5) 若线段交于点,且,则四点共圆;(6) 若相交线段上各有一点,且,则四点共圆。 四点共圆问题不但是平面几何中的重要问题,而且是直线形和圆之间度量关系或者位置关系相互转化的媒介。1如图,把直角三角板的直角顶点O放在破损玻璃镜的圆周上,两直角边与圆弧分别交于点M、N,量得OM=8cm,ON=6cm,则该圆玻璃镜的半径是()AcmB5cmC6cmD10cm2正方形的四个顶点和它的中心共5个点能确定个不同的圆3如图,若AD、BE为ABC的两条角平分线,I为内心,若C,D,I,E四点共圆,且DE=1,则ID=4如图,在ABC中,AD,
3、BE分别是A,B的角平分线,O是AD与BE的交点,若C,D,O,E四点共圆,DE=3,则ODE的内切圆半径为5如图,已知A,B,C,D四点共圆,且AC=BC求证:DC平分BDE6如图,BD,AH分别是ABC的高,求证:A、B、H、D四点共圆7等腰梯形ABCD中,ADBC,求证:A,B,C,D四个顶点共圆8如图,四边形ABCD中,B=D=90,点E为AC的中点,则A,B,C,D四点共圆吗?9如图所示,I为ABC的内心,求证:BIC的外心O与A、B、C四点共圆10如图,在ABC中,ADBC,DEAB,DFAC求证:B、E、F、C四点共圆11O和H分别是ABC的外心和垂心,若BAC=60,求证:B、
4、0、H、C的共圆12如图,AB为O直径,BFAB,E为BF上一点,AE和AF交O于C和D,求证:C、D、F、E四点共圆13如图,在ABC中,AB=AC,延长CA到P,延长AB到Q,使AP=BQ,求证:ABC的外心O与A,P,Q四点共圆14如图,点F是ABC外接圆的中点,点D、E在边AC上,使得AD=AB,BE=EC证明:B、E、D、F四点共圆15如图,点E,F分别在线段AC,BC上运动(不与端点重合),而且CE=BF,O是ABC的外心,证明C,E,O,F四点共圆16设ADE内接于圆O,弦BC分别交AD、AE边于点F、G,且AB=AC,求证:F、D、E、G四点共圆参考答案1(2016常州)如图,
5、把直角三角板的直角顶点O放在破损玻璃镜的圆周上,两直角边与圆弧分别交于点M、N,量得OM=8cm,ON=6cm,则该圆玻璃镜的半径是()AcmB5cmC6cmD10cm【解答】解:如图,连接MN,O=90,MN是直径,又OM=8cm,ON=6cm,MN=10(cm)该圆玻璃镜的半径是:MN=5cm故选:B2(2006黄石)正方形的四个顶点和它的中心共5个点能确定5个不同的圆【解答】解:正方形的四个顶点和它的中心的点的距离相等,中心与一边的两个端点可以确定一个圆,正方形有四条边,因而有四个圆;而正方形的四个顶点都在以中心为圆心的圆上,因而能确定5个不同的圆3如图,若AD、BE为ABC的两条角平分
6、线,I为内心,若C,D,I,E四点共圆,且DE=1,则ID=【解答】解:连接CI,AD、BE为ABC的两条角平分线,BAI=BAC,IBA=ABC,AIB=180BAIIBA,AIB=180(CAB+CBA),又ABC+CBA+ACB=180,AIB=90+C,C,D,I,E四点共圆,EID+ACB=180,又AIB=EID,90+C+C=180,ACB=60,I为内心,ICD=30,DE=1,=2R,R=,ID=,故答案为:4(2005温州校级自主招生)如图,在ABC中,AD,BE分别是A,B的角平分线,O是AD与BE的交点,若C,D,O,E四点共圆,DE=3,则ODE的内切圆半径为3【解答
7、】解:作OFED于点F,AD,BE分别是A,B的角平分线,AOB=90+C,CO平分ACB,又DOE=AOB,DOE+C=180,C=60,DOE=AOB=120,又OD=OE,OED=ODE=30,FD=,tan30=,FO=,OD=OE=,ODE的周长为:2+3,ODE的面积为:3=,ODE的内切圆半径为=3故答案为:35如图,已知A,B,C,D四点共圆,且AC=BC求证:DC平分BDE【解答】证明:A,B,C,D四点共圆,2=1,3=ABC,AC=BC,1=ABC,2=3,DC平分BDE6如图,BD,AH分别是ABC的高,求证:A、B、H、D四点共圆【解答】证明:取AB的中点O,连接DO
8、、HO,BD,AH分别是ABC的高,DAB和HAB都是直角三角形,且它们的斜边都是AB,点O为斜边中点,DO=HO=AB=AO=BO,也就是说,点D、H、B在以O为圆心、OA为半径的圆上,即点D、H、B、A都在以O为圆心、以OA为半径的圆上,故可得:A、B、H、D四点共圆7等腰梯形ABCD中,ADBC,求证:A,B,C,D四个顶点共圆【解答】证明:如图:ABCD是等腰梯形,且ADBC,A=D,B=C,A+B=180A+C=B+D=180根据对角互补的四边形是圆的内接四边形,所以A,B,C,D四点共圆8如图,四边形ABCD中,B=D=90,点E为AC的中点,则A,B,C,D四点共圆吗?【解答】解
9、:A,B,C,D四点共圆,理由如下:连结DE在RtABC中,ABC=90,点E为AC的中点,EB=EA=EC=AC,在RtADC中,ADC=90,点E为AC的中点,ED=EA=EC=AC,EA=EB=EC=ED,A、B、C、D四个点在以E为圆心,AC为直径的圆上,即A,B,C,D四点共圆9如图所示,I为ABC的内心,求证:BIC的外心O与A、B、C四点共圆【解答】证明:连接OB、BI、OC,由O是外心知IOC=2IBC由I是内心知ABC=2IBC从而IOC=ABC同理IOB=ACB而BAC+ABC+ACB=180,故BOC+BAC=180,于是O、B、A、C 四点共圆10如图,在ABC中,AD
10、BC,DEAB,DFAC求证:B、E、F、C四点共圆【解答】解:ADBC,DEAB,AED=ADB=90又DAE=BAD,AEDADB,=,即AD2=AEAB同理可得AD2=AFAC,AEAB=AFAC,即=又EAF=CAB,AEFACB,AEF=ACB,B、E、F、C四点共圆11O和H分别是ABC的外心和垂心,若BAC=60,求证:B、0、H、C的共圆【解答】证明:连接BH并延长交AC于E,连接CH并延长交AB于F,连接OB、OC,如图所示:O是三角形的外心,BAC=60,BOC=2BAC=120(同弧所对的圆心角等于圆周角的两倍)又垂心为点H,BEAC,ABE=90,ABE=90BAC=9
11、060=30,同理:ACF=30,HBC+HCB=180(BAC+ABE+ACF)=60,BHC=180(HBC+HCB)=18060=120,BOC=BHC,又O,H在BC边同侧,B,C,O,HI四点共圆12如图,AB为O直径,BFAB,E为BF上一点,AE和AF交O于C和D,求证:C、D、F、E四点共圆【解答】证明:连接BC、CD,如图所示:AB为O直径,ACB=90,BCE=90,BEC+EBC=90,BFAB,ABF=90,即ABC+EBC=90,ABC=BEC,ABC+ADC=180,BEC+ADC=180,CDF+ADC=180,BEC=CDF,C、D、F、E四点共圆13如图,在A
12、BC中,AB=AC,延长CA到P,延长AB到Q,使AP=BQ,求证:ABC的外心O与A,P,Q四点共圆【解答】证明:如图,作ABC的外接圆O,作OEAB于E,OFAC于F,连接OP、OQ、OB、OA,O是ABC的外心,OE=OF,OB=OA,由勾股定理得:BE2=OB2OE2,AF2=OA2OF2,BE=AF,AP=BQ,PF=QE,OEAB,OFAC OFP=OEQ=90,在RtOPF和RtOQE中,RtOPFRtOQE,P=Q,O、A、P、Q四点共圆,即:ABC的外心O与点A、P、Q四点共圆14(2009黄冈校级自主招生)如图,点F是ABC外接圆的中点,点D、E在边AC上,使得AD=AB,
13、BE=EC证明:B、E、D、F四点共圆【解答】证明:连接FC,FB,则FC=FB(2分)连接EF,则CEFBEF,BFE=CFE(5分)A,B,F,C共圆,CAB+CFB=180(7分)CAB+2BFE=180AB=AD,ABD=ADB(8分)CAB+2ADB=180ADB=BFE(10分)B、E、D、F四点共圆(12分)15如图,点E,F分别在线段AC,BC上运动(不与端点重合),而且CE=BF,O是ABC的外心,证明C,E,O,F四点共圆【解答】证明:如图,连接OB、OC、OE、OFOB=OC,OCB=OBC,又AC=BC,OCB=OCA,OBC=OCA,在ECO与FBO中,ECOFBO(
14、SAS),EOC=FOB,又AOC=BOC,EOF=COB,又EO=OF,OEF=OCF,C,E,O,F四点共圆16设ADE内接于圆O,弦BC分别交AD、AE边于点F、G,且AB=AC,求证:F、D、E、G四点共圆【解答】解:连接EF,CD,ADE=ADC+CDE,ADC=ABC,CDE=CAE,ADE=ABC+CAE,AB=AC,ABC=ACB,ADE=ACB+CAE,AGF=ACB+CAE(三角形的一个外角等于与它不相邻的两内角之和),ADE=AGF,ADE+EDF=180,AGF+FGE=180,EDF=EGF,F、D、E、G四点共圆(共底边的两个三角形顶角相等,且在底边的同侧,则可推出四个顶点共圆)10 / 10
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