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3.8圆内接正多边形
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.大自然中有许多小动物都是“小数学家”,如图1,蜜蜂的蜂巢结构非常精巧、实用而且节省材料,多名学者通过观测研究发现:蜂巢巢房的横截面大都是正六边形.如图2,一个巢房的横截面为正六边形,若对角线的长约为8mm,则正六边形的边长为( )
A.2mm B. C. D.4mm
2.如图,五边形是的内接正五边形,则正五边形的中心角的度数是( )
A.72° B.60° C.48° D.36°
3.如图,点O是正五边形ABCDE的中心,则∠AOB的度数是( )
A.65° B.70° C.72° D.78°
4.同一个圆的内角正三角形、正方形、正六边形的边心距的比为( )
A. B. C. D.
5.如图,在平面直角坐标系中,边长为2的正六边形ABCDEF的中心与原点O重合,轴,交y轴于点P.将△OAP绕点O顺时针旋转,每次旋转90°,则第2022次旋转结束时,点A的坐标为( )
A. B. C. D.
6.一个圆的内接正多边形中,一条边所对的圆心角为,则该正多边形的边数是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
7.正多边形的中心角与该正多边形一个内角的关系是( )
A.互余 B.互补 C.互余或互补 D.不能确定
8.如图,在⊙O中,已知∠OAB=22.5°,则∠C的度数为( )
A.135° B.122.5° C.115.5° D.112.5°
9.如图,平面直角坐标系中,正六边形的顶点A,B在x轴上,顶点F在y轴上,若,则中心P的坐标为( )
A. B.(1,) C.(2,2) D.(3,2)
10.如图,在正六边形ABCDEF中,△BCD的面积为4,则△BCF的面积为( )
A.16 B.12 C.8 D.6
11.如图为正七边形ABCDEFG,以这个正七边形的顶点A和其它六个顶点中的任两个顶点画三角形,所画的三角形中,包含正七边形的中心的三角形个数为( )
A.3 B.6 C.9 D.12
12.下列圆的内接正多边形中,一条边所对的圆心角最大的图形是( )
A.正三角形 B.正方形 C.正五边形 D.正六边形
二、填空题
13.将一个边长为1的正八边形补成如图所示的正方形,这个正方形的边长等于 .(结果保留根号)
14.正六边形内接于,,则的半径是 .
15.如图,为的内切圆,的延长线交于点D,,则的半径等于 .
16.匈牙利著名数学家爱尔特希(P. Erdos,1913-1996)曾提出:在平面内有n个点,其中每三个点都能构成等腰三角形,人们将具有这样性质的n个点构成的点集称为爱尔特希点集.如图,是由五个点A、B、C、D、O构成的爱尔特希点集(它们为正五边形的任意四个顶点及正五边形的中心构成),则的度数是 .
17.边长为6的正三角形的外接圆半径是 .
三、解答题
18.如图,已知正n边形边长为a,边心距为r,求正n边形的半径R、周长P和面积S.
19.如图1、图2、图3、…、图n分别是⊙O的内接正三角形ABC,正四边形ABCD、正五边形ABCDE、…、正n边形ABCD…,点M、N分别从点B、C开始以相同的速度在⊙O上逆时针运动.
(1)求图1中∠APN的度数;
(2)图2中,∠APN的度数是_______,图3中∠APN的度数是________.
(3)试探索∠APN的度数与正多边形边数n的关系(直接写答案)
20.已知正六边形ABCDEF的边长为1,QR是正六边形内平行于AB的任意线段,求以QR为底边的内接于正六边形ABCDEF的△PQR的最大面积.
21.正六边形的边长为8,求这个正六边形的周长和面积.
22.如图, 的半径为,正六边形内接于.求:
(1)圆心O到的距离;
(2)正六边形的面积.
23.如图①、②、③,正三角形ABC、正方形ABCD、正五边形ABCDE分别是⊙O的内接三角形、内接四边形、内接五边形,点M、N分别从点B、C开始,以相同的速度中⊙O上逆时针运动.
(1)求图①中∠APB的度数;
(2)图②中,∠APB的度数是 ,图③中∠APB的度数是 ;
(3)根据前面探索,你能否将本题推广到一般的正n边形情况?若能,写出推广问题和结论;若不能,请说明理由.
24.按要求解答
(1)如图1,在圆内接正六边形ABCDEF中,半径OC=4.求正六边形的边长.
(2)如图2,在△ABC中,AB=13,BC=10,BC边上的中线AD=12.求证:AB=AC.
《3.8圆内接正多边形》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A C A B C B D A C
题号 11 12
答案 B A
1.D
【分析】如图,连接CF与AD交于点O,易证△COD为等边三角形,从而CD=OC=OD=AD,即可得到答案.
【详解】连接CF与AD交于点O,
∵为正六边形,
∴∠COD= =60°,CO=DO,AO=DO=AD=4mm,
∴△COD为等边三角形,
∴CD=CO=DO=4mm,
即正六边形的边长为4mm,
故选:D.
【点睛】本题考查了正多边形与圆的性质,正确把握正六边形的中心角、半径与边长的关系是解题的关键.
2.A
【分析】根据正多边形的中心角的计算公式:计算即可.
【详解】解:∵五边形ABCDE是⊙O的内接正五边形,
∴五边形ABCDE的中心角∠COD的度数为,
故选:A.
【点睛】本题考查的是正多边形和圆,掌握正多边形的中心角的计算公式: 是解题的关键.
3.C
【分析】根据正多边形中心和正多边形中心角的定义计算即可.
【详解】∵点O是正五边形ABCDE的中心,
∴点O为正五边形ABCDE的外接圆圆心,
∴∠AOB为正五边形ABCDE的中心角
∴∠AOB=360°÷5=72°,
故选C.
【点睛】本题考查正多边形的中心和中心角的定义,正多边形的外接圆的圆心叫做正多边形的中心;正多边形每条边所对的圆心角叫做正多边形的中心角;熟练掌握定义是解题关键.
4.A
【分析】
本题主要考查了正多边形和圆的性质,构造直角三角形是解题的关键.经过圆心作圆的内接正变形的一边的垂线,垂足是,连接,再得到答案.
【详解】解:设圆的半径为,
则正三角形的边心距为,
正方形的边心距为,
正六边形的边心距为,
故正三角形、正方形、正六边形的边心距的比为.
故选A.
5.B
【分析】首先确定点A的坐标,再根据4次一个循环,推出经过第2022次旋转后,点A的坐标即可.
【详解】解:正六边形ABCDEF边长为2,中心与原点O重合,轴,
∴AP=1, AO=2,∠OPA=90°,
∴OP==,
∴A(1,),
第1次旋转结束时,点A的坐标为(,-1);
第2次旋转结束时,点A的坐标为(-1,);
第3次旋转结束时,点A的坐标为(,1);
第4次旋转结束时,点A的坐标为(1,);
∵将△OAP绕点O顺时针旋转,每次旋转90°,
∴4次一个循环,
∵2022÷4=505……2,
∴经过第2022次旋转后,点A的坐标为(-1,),
故选:B
【点睛】本题考查正多边形与圆,规律型问题,坐标与图形变化﹣旋转等知识,解题的关键是学会探究规律的方法,属于中考常考题型.
6.C
【分析】根据正多边形的中心角=计算即可.
【详解】解:设正多边形的边数为n.
由题意=72°,
∴n=5,
故选:C.
【点睛】本题考查正多边形的有关知识,解题的关键是记住正多边形的中心角=.
7.B
【详解】设正多边形的边数为n,则正多边形的中心角为,正多边形的一个外角等于,所以正多边形的中心角等于正多边形的一个外角,而正多边形的一个外角与该正多边形相邻的一个内角的互补,所以正多边形的中心角与该正多边形一个内角互补.
故选B.
8.D
【详解】分析:∵OA=OB,∴∠OAB=∠OBC=22.5°.
∴∠AOB=180°﹣22.5°﹣22.5°=135°.
如图,在⊙O取点D,使点D与点O在AB的同侧.则.
∵∠C与∠D是圆内接四边形的对角,∴∠C=180°﹣∠D =112.5°.故选D.
9.A
【分析】此题考查了正多边形的性质,矩形的判定和性质,勾股定理,连接,作于Q,由正六边形的性质得到,得到,勾股定理求出,再证得四边形是矩形,得到,即可得到点P的坐标
【详解】如图,连接,作于Q,
由正六边形的性质可得.
在中,.
∴.
∵
∴四边形是矩形,
∴,
∴点P的坐标为.
10.C
【分析】利用正六边形的性质可得出:△BCD与△BCF同底,其高的比为:2:1,即可得出答案.
【详解】解:△BCD与△BCF同底,其高的比为:2:1,
∵△BCD的面积为4,
∴△BCF的面积为:8.
故选C.
【点睛】此题考查的是正多边形和圆的题目,利用正六边形的性质,得出△BCD与△BCF高的比是解题关键.
11.B
【详解】分析:由题意可知分别以顶点A和其它六个顶点中的任两个顶点画三角形,要包含正七边形的中心,只能与顶点相对应的两个顶点构成.
详解:如图:
故答案:B.
点睛:本题考查了多边形的对角线.
12.A
【详解】试题分析:∵正三角形一条边所对的圆心角是360°÷3=120°,
正方形一条边所对的圆心角是360°÷4=90°,
正五边形一条边所对的圆心角是360°÷5=72°,
正六边形一条边所对的圆心角是360°÷6=60°,
∴一条边所对的圆心角最大的图形是正三角形,
故选A.
考点:正多边形和圆.
13.1+/
【分析】把正八边形的四条不相邻的边延长,得到的四边形就是满足条件的正方形,则三角形BDE是等腰直角三角形;正方形的边长等于正八边形的边长1加上DB的2倍,根据三角函数求得DE的长即可求解.
【详解】解:∵△BDE是等腰直角三角形,BE=1.
∴BD=BE =.
∴正方形的边长等于AB+2BD=1+.
故答案为1+.
【点睛】本题考查了正多边形,以及勾股定理,正确作出满足条件的正方形,理解所作正方形与已知正八边形之间的关系是解题的关键.
14.
【分析】直接利用等边三角形的判定与性质进而分析得出答案.
【详解】解:连接,
∵正六边形内接于,
∴,
∴是等边三角形,
∵,
∴的半径为:.
故答案为:.
【点睛】此题主要考查了正多边形与圆,正确得出是等边三角形是解题关键.
15./
【分析】设圆O与的切点为M,与的切点为点N, 如图,连接,,,则,,根据,即可求解.
【详解】解:设圆O与的切点为M,与的切点为点N, 如图,连接,,,
则,,
设圆的半径为r,,
∵,
∴,
即,
解得,
故答案为:.
【点睛】本题考查了三角形的内切圆和内心,解答本题的关键是作出辅助线,,,根据求出半径.
16.18°
【分析】先证明△AOB≌△BOC≌△COD,得出∠OAB=∠OBA=∠OBC=∠OCB=∠OCD=∠ODC,∠AOB=∠BOC=∠COD,然后求出正五边形每个角的度数为108°,从而可得∠OAB=∠OBA=∠OBC=∠OCB=∠OCD=∠ODC=54°,∠AOB=∠BOC=∠COD=72°,可计算出∠AOD=144°,根据OA=OD,即可求出∠ADO.
【详解】∵这个五边形由正五边形的任意四个顶点及正五边形的中心构成,
∴根据正五边形的性质可得OA=OB=OC=OD,AB=BC=CD,
∴△AOB≌△BOC≌△COD,
∴∠OAB=∠OBA=∠OBC=∠OCB=∠OCD=∠ODC,∠AOB=∠BOC=∠COD,
∵正五边形每个角的度数为:=108°,
∴∠OAB=∠OBA=∠OBC=∠OCB=∠OCD=∠ODC=54°,
∴∠AOB=∠BOC=∠COD=(180°-2×54°)=72°,
∴∠AOD=360°-3×72°=144°,
∵OA=OD,
∴∠ADO=(180°-144°)=18°,
故答案为:18°.
【点睛】本题考查了正多边形的内角,正多边形的性质,等腰三角形的性质,全等三角形的判定和性质,求出∠AOB=∠BOC=∠COD=72°是解题关键.
17.
【分析】过圆心作一边的垂线,根据勾股定理可以计算出外接圆半径.
【详解】解:如图所示,△ABC是正三角形,故O是△ABC的中心,∠CAB=60
∵正三角形的边长为6,
∴AE=×6=3,∠OAE=∠CAB=30°
∴OE=OA,
又
∴
∴
∴AO=2(负值舍去).
故答案为:.
【点睛】考查了三角形外接圆以及利用勾股定理简单计算的能力.
18.;;
【分析】由正n边形边长为a,边心距为r,利用勾股定理即可求得正n边形的半径R,继而求得周长P,然后由面积求得答案.
【详解】解:∵正n边形边长为a,,,
∴.
∵边心距为r,
∴正n边形的半径 ,
∴周长,
∴面积.
【点睛】本题考查了正多边形与圆的知识.理解正多边形面积的求法是解答关键.注意掌握数形结合思想的应用.
19.(1)60°;(2)90°,108°;(3).
【分析】根据对顶角相等和三角形内角和外角的关系解答即可.
【详解】解:(1)图1:∵点M、N分别从点B、C开始以相同的速度在⊙O上逆时针运动,
∴∠BAM=∠CBN,
又∵∠APN=∠BPM,
∴∠APN=∠BPM=∠ABN+∠BAM=∠ABN+∠CBN=∠ABC=60°;
(2)同理可得:在图2中,∠APN=90°;在图3中,∠APN=108°.
(2)由(1)可知,∠APN=所在多边形的内角度数,故在图n中,.
【点睛】此题是一道规律探索题,体现了探索发现的一般规律:通过计算得出特殊多边形中的角∠APN的度数,然后得出n边形的∠APN的度数.
20..
【分析】要使△PQR的面积最大,P点应在DE上;Q,R点应分别在AF、BC上.过P点PH⊥QR于H,连接AE、BD分别交QR、QR于M、N,FC交AE于G,可设PH=x,再用含x的式子表示QR,根据平方的非负性,得出△PQR的最大面积.
【详解】解:过P点PH⊥QR于H,连接AE、BD分别交QR、QR于M、N,FC交AE于G,
∵正六边形ABCDEF的边长为1,
∴∠EFA=∠FAB=∠ABC=,EF=FA=AB=1,
∵QR∥AB,
∴四边形ABNM、ABDE、MHPE、MNDE都是矩形,∠EFG=∠AFG=60,
∴EA=2EG=2EF sin60°=,
设PH=x,则AM=AE-EM= AE-PH=﹣x,
QM=NR=AM tan30°=1﹣x,
QR=2(1﹣x)+1=3﹣x,
△PQR的面积=(3﹣x)x=﹣(x﹣)2+,
当x=时,△PQR的最大面积为.
【点评】本题考查了正六边形的性质,矩形的判定和性质,解直角三角形,平方的非负性等知识,作出常用辅助线是解题的关键.
21.周长,面积
【分析】本题主要考查了正六边形的性质,根据正多边形的性质,得出为等边三角形,即可解答.解题的关键是掌握正多边形每条边相等,以及中心角的求法.
【详解】解:正六边形的周长;
连接,过点O作于点G,
∵该六边形为正六边形,
∴,
∴为等边三角形,
∴,,
∵,
正六边形的面积.
22.(1)
(2)
【分析】(1)过点O作于点H,连结、,则可得,,在根据垂径定理和勾股定理即可求出的长;
(2)由,,可得是等边三角形,先求出的面积,即可得正六边形的面积.
本题考查的是正多边形与圆、垂径定理,掌握正六边形的性质、垂径定理是解题的关键.
【详解】(1)
如图,过点O作于点H,连结、,
则,,
,
在中,
,
,
,
故圆心O到的距离为.
(2),,
是等边三角形,
,
,
∴正六边形的面积为.
23.(1)120°;(2)=,=;(3)能,∠APB=
【分析】(1)由题意可得,根据同弧或等弧所对的圆周角相等可得,在利用三角形外角的性质即可求解
(2)根据(1)的求解过程,即可求解
(3)结合(1),(2)的推理过程,即可得出结论
【详解】(1)∠APB=120°(如图①)
∵点M、N分别从点B、C开始以相同的速度在⊙O上逆时针运动,
∴∠BAM=∠CBN,
又∵∠APN=∠BPM,
∴∠APN=∠BPM=∠ABN+∠BAM=∠ABN+∠CBN=∠ABC=60°,
∴∠APB=120°;
(2)同理可得:图②中∠APB=90°;图③中∠APB=72°.
(3)由(1),(2)可知,∠APB=所在多边形的外角度数,故在图n中,∠APB=.
【点睛】本题考查了正多边形和圆,熟练掌握同弧或等弧所对的圆周角相等,以及正多边形外角的求法,三角形外角的性质是解题关键.
24.(1)4
(2)见解析
【分析】(1)连接OD,先证△OCD是等边三角形可得CD=OC=4,即正六边形的边长为4;
(2)由AD是△ABC的中线,可得BD=CD==5,由勾股定理的逆定理可得AD⊥BC,再由勾股定理求得AC=13,即可得AB=AC.
【详解】(1)解:如图:连接OD,
∵六边形ABCDEF是⊙O的内接正六边形,
∴∠O=,
又∵OC=OD,
∴△OCD是等边三角形,
∴CD=OC=4,即正六边形的边长为4.
(2)证明:∵AD是△ABC的中线,
∴BD=CD==5,
∵AB=13,AD=12,
∴BD2+AD2=52+122=169=132=AB2,
∴AD⊥BC,
∴AC2= CD2+AD2=52+122=169,
∴AC=13,
∴AB=AC.
【点睛】本题主要考查了正多边形的性质、等边三角形的判定与性质、等腰三角形的性质、勾股定理及其逆定理等知识点,掌握等边三角形的判定与性质和勾股定理逆定理是解答本题的关键.
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