北京初中数学 圆的进阶模型

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圆的进阶模型



    本文介绍的是圆的进阶模型,不同于之前的基础模型

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圆,十大基础性质策略


01:圆的第一定义与轨迹

    根据圆的第一定义,该动点轨迹为直线,圆的第一定义即:一中同长

《墨子,经上》中说:圆,一中同长也。清朝陈澧 《东塾读书记·诸子》解释道:“《几何原本》云:‘圜之中处一圜心,一圜惟一心,无二心,圜界至中心作直线俱等。’即此所谓‘一中同长’也。

当然这题任何图形为背景都不影响结论:


02:圆的第二定义与轨迹

    第二定义听过的人就不如第一定义多了,也叫做阿波罗尼斯圆,到两个定点的距离比为定值(不为1)的点的轨迹是圆。为啥不能比值为1呢?你说呢?比为1是啥?

    为了展示阿氏圆的形成,我用ggb软件做了如下两个圆:

    保证两动圆的半径比为定值:


    这样即可形成阿氏圆,缩小一点看到的会更全!

    当然,如果半径比值为1,结果不言而喻:

    也可以在另一边形成阿氏圆:

    阿氏圆相似有着密不可分的关系,所以我们会在相似模型中再进行更加详细的介绍。


03:圆的第三种生成方式

    除了以上的两种定义,圆还有很多种产生的方式:如

    当然我们初中阶段只需要了解其特殊情况,即:

证明略:


04:四点共圆

    四点共圆,是许多教科书上没有明确点破,但是在应用上非常广泛的一个做题技巧,当然虽然没有明确点破,但是还是能在书上看到些许的影子,四点共圆可大致分为两类:

 1、同侧等角:

    同线段的同侧等角顶点和线段两段点共圆,其实这就是书上圆周角定理的逆命题啊!这个结论也叫定弦定角,应用颇多

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2018河南22题,破解手拉手,定弦定角轨迹

定底定角,线段长问题,斜大于直,轨迹思想




2、异侧互补角

同侧角相等共圆,异侧角互补共圆:

    这个结论可以看做,圆内接四边形性质的逆命题


05:圆中平分线



06:圆与等腰


07:弦切角定理

    这也是一个教科书上少有提及的定理,但是考圆的时候还总考!

因为圆周角的灵活性,可以放在特殊位置证明:

(圆周角的灵活性往往也是解决圆中问题的核心)

也可以用相似证明,介于有的教材相似在圆后面



08:圆内角和圆外角




    这两个概念都是相对于圆周角产生的!

外角定理易证得结论,而且还有意外收获如下:

弧的度数的概念:用弧表示角(弧角一体)

 在这补充,在圆中因为圆心角与弧的一一对应性,我们可以用弧表示圆心角(弧度制)(即用弧的长度表示角的大小),也可以用圆心角表示弧(下图用法)(即用角的度数表示弧的长短(同圆中),比如半圆就是180度,四分之一圆就是90度)


09:米勒问题

显然是一个叫“米勒”的先提出的

解决这个问题就是应用08中的圆周角圆外角的大小关系:

做切圆,则其他角都为圆外角,只有切点处为圆周角。



10:古堡朝拜问题


又是传说?

本问题初中无法一般性解决,但是其结论可证明

遵循等角原理,即如下角相等是取最小值:

证明等角原理的正确性:

引用了将军饮马结论


11:圆幂定理

    这也是和圆中相似密切相关的,也就是反八字形(蝴蝶相似),反A型相似,子母相似,飞镖型相似的结论有关。

E为平面任意一点,过E做直线与圆相交:

E为内点:

又称为相交弦定理


E为外点:

此时称为割线定理

EB相切:

此时称为切割线定理



12:折弦定理

本定理可以看做是垂径定理的一种引申

    垂径定理的诸多结论(知二推三)中有一条是,过弧中点向对应弦做垂线,交点即为该弦的中点。即:弧中点+垂直=弦中点。折弦定理即将这一性质引申到折弦上!


通过三种方法展现截长补短的魅力


方法1:


方法2:


方法3:







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