文/張小霞
綜觀2023 年各地中考試卷中對圓這部分內容的考查,我們不難察覺,試題的命制,一方面強調基礎,重視實用,另一方面將圓中的知識點與三角形、四邊形、函數等知識相結合,考查解決綜合問題的能力。下面,我們將結合各地的中考題,對圓的考點進行歸類和分析,一起尋求解決問題的方法和路徑。
例1(2023·四川宜賓)如圖1,已知點A、B、C在⊙O上,C為弧AB的中點。若∠BAC=35°,則∠AOB等于( )。
圖1
A.140° B.120° C.110° D.70°
【解析】本題考點:在同圓或等圓中,兩個圓心角、兩條弧、兩條弦中有一組量相等,它們所對應的其余各組量也相等。由C為弧AB的中點,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
【點評】靈活利用圓心角、圓周角、弧、弦之間的關系,進行角度的等量轉化,是解決此類問題的關鍵,必要時也會用到三角形的內角和定理。
兩大定理:垂徑定理,主要用于解決圓中有關線段長度的問題;圓周角定理,主要用于解決圓中有關弧、圓心角、圓周角的度數的問題。推論:直徑所對的圓周角是直角,90°的圓周角所對的弦是直徑。在圓中求解與角度有關的問題時,充分利用圓周角定理及其推論,進行角度之間的轉化,問題一般就會迎刃而解。
例2(2023·湖南長沙)如圖3,點A、B、C在半徑為2的⊙O上,∠ACB=60°,OD⊥AB,垂足為E,交⊙O于點D,連接OA,則OE的長度為_____。
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°角所對的直角邊等于斜邊的一半”即可求得OE=1。
圖4
【點評】本題考查圓與直角三角形性質的綜合應用,將圓中的兩大定理巧妙結合。大家在平時的學習過程中,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題。
這一考點涉及的知識點是:點與圓、直線與圓的位置關系。首先,我們要能準確地判斷出點(直線)與圓的位置關系,常用的方法是根據點(直線)到圓心的距離d與半徑r的大小關系進行判斷。其次,相切是直線與圓的位置關系中最特殊的一種,也是中考中重點考查的知識點,切線的判定與性質的考查多次出現在各地的中考卷中。
例3(2023·山東東營)如圖5,在△ABC中,AB=AC,以AB為直徑的⊙O交BC于點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。
【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OD∥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。因為AB=AC,,所 以根據勾股定理可求出OD=AD=2。因為∠C=30°,易求出∠BOD=120°。所以的長等于
圖6
【點評】證切線的常規方法是:1.連半徑,證垂直(如本題,當圓與直線有明確公共點時);2.作垂直,證半徑(當圓與直線無明確公共點時)。當題目中已知切線時,經常連半徑,得垂直,再利用直角三角形的性質,以及后續要學的相似三角形的性質解決綜合性問題。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容之一。與圓有關的綜合題,匯集了初中幾何的各種圖形、概念和性質,考查的知識面廣,綜合性強,這就需要我們靈活運用每一個知識點,適當地添加輔助線,尋找解題的突破口,使“天塹”變“通途”。
例4(2023·黑龍江龍東地區)如圖7,在Rt△ACB中,∠BAC=30°,CB=2,點E是斜邊AB的中點。把Rt△ABC繞點A順時針旋轉,得Rt△AFD,點C、點B旋轉后的對應點分別是點D、點F,連接CF、EF、CE。在旋轉的過程中,△CEF面積的最大值是_____。
圖7
【解析】線段CE為定值,當點F到CE距離最大時,△CEF的面積最大,而點F在以A為圓心,AB長為半徑的圓上,所以AF=AB=4。過點A作AG⊥CE,交CE的延長線于點G,如圖8。由題意可求得,點F到CE的距離最大值為4+,所以
圖8
【點評】本題看似與圓無關,但當我們畫出輔助圓后,即可得知何時△CEF的面積最大。總之,要想學好數學,我們需要多思、多練、多總結。