(共57张PPT)
一、第 24 章 圆 知识框架总览
模块分类
核心课时内容
关键知识点关联
1. 圆的基础概念
24.2.1 与圆有关的概念及点与圆的位置关系
圆的定义(动态 / 静态)、弦 / 直径 / 弧 / 等圆 / 等弧、点与圆的位置关系(d 与 r 的数量关系)
2. 圆的性质
24.2.2 垂径分弦、24.3.1 圆周角定理及其推论、24.3.2 圆内接四边形
垂径定理(知二推三)、圆周角与圆心角关系、圆内接四边形对角互补
3. 直线与圆
24.4.1 直线与圆的位置关系、24.4.2 切线的性质和判定、24.4.3 切线长定理
直线与圆的 3 种位置(d 与 r)、切线性质(垂直过切点半径)、切线长定理(PA=PB)
4. 多边形与圆
24.5 三角形的内切圆、24.6.1 正多边形的概念及与圆的关系、24.6.2 正多边形的性质
三角形内心(角平分线交点)、正多边形的外接圆 / 内切圆、正多边形对称性与角度计算
5. 圆的度量计算
24.7.1 弧长与扇形面积、24.7.2 圆锥的面积
弧长公式\(l=\frac{n\pi R}{180}\)、扇形面积\(S=\frac{n\pi R^2}{360}\)、圆锥面积(侧 / 全)
二、核心模块深度关联 —— 以 “圆锥的面积” 为纽带
1. 圆锥与扇形的双向转化(24.7.2 24.7.1)
正向转化(扇形→圆锥):
扇形的半径 = 圆锥的母线长\(l\),扇形的弧长 = 圆锥底面的周长\(2\pi r\),因此:
扇形圆心角\(n = 360^\circ \times \frac{r}{l}\)(由\(\frac{n\pi l}{180} = 2\pi r\)推导);
圆锥侧面积\(S_{\text{ §}} = \)扇形面积\( = \frac{1}{2} \times 2\pi r \times l = \pi rl\)(面积不变)。
逆向转化(圆锥→扇形):
已知圆锥的\(r\)和\(l\),可反向求出展开扇形的\(n\)和面积,例如:
若圆锥\(r=3cm\),\(l=5cm\),则展开扇形\(n=360^\circ \times \frac{3}{5}=216^\circ\),面积\(S=\pi \times 3 \times 5=15\pi cm^2\)。
2. 圆锥与圆的基础度量(24.7.2 24.2.1)
圆锥的底面是半径为\(r\)的圆,因此底面面积\(S_{\text{ }}=\pi r^2\)(核心公式源自圆的面积公式\(S=\pi R^2\));
圆锥的高\(h\)、底面半径\(r\)、母线\(l\)满足勾股定理\(l^2 = h^2 + r^2\),其中\(r\)和\(l\)的本质是 “圆的半径”(底面圆半径、扇形半径)。
3. 圆锥与正多边形的隐性联系(24.7.2 24.6)
正多边形的内切圆 / 外接圆半径,可作为圆锥相关计算的中间量,例如:
若一个正六边形的外接圆半径为\(6cm\)(即正六边形边长为\(6cm\)),将其围成圆锥,则:
圆锥母线\(l=6cm\),底面周长\(=6cm\)(正六边形边长),故底面半径\(r=\frac{6}{2\pi}=\frac{3}{\pi}cm\);
圆锥侧面积\(S_{\text{ §}}=\pi \times \frac{3}{\pi} \times 6=18cm^2\)。
三、全章高频考点与解题策略
1. 高频考点清单
考点类型
典型例题场景
核心公式 / 定理
角度计算
圆内接四边形内角、圆周角与圆心角关系
圆周角 = 1/2 圆心角、圆内接四边形对角互补
长度 / 面积计算
弧长、扇形面积、圆锥侧 / 全面积
弧长\(l=\frac{n\pi R}{180}\)、圆锥\(S_{\text{ ¨}}=\pi r(l+r)\)
位置关系判定
点与圆、直线与圆的位置关系
点:\(d>r\)(外)/\(d=r\)(上)/\(dr\)(离)/\(d=r\)(切)/\(d切线相关证明
证明直线是圆的切线
垂直法(连半径 + 证垂直)、距离法(\(d=r\))
2. 通用解题策略
“数形结合” 法:遇到圆的问题,先画出示意图,标注已知量(如\(r\)、\(l\)、\(n\)),再关联公式;
“转化思想” 法:将立体(圆锥)转化为平面(扇形)、将不规则图形(阴影)转化为规则图形(扇形 - 三角形);
“公式串联” 法:例如计算圆锥全面积时,先通过勾股定理求\(l\),再用\(S_{\text{ §}}=\pi rl\)和\(S_{\text{ }}=\pi r^2\)求和。
四、易错点避坑指南
概念混淆:
区分 “圆锥母线\(l\)” 与 “底面半径\(r\)”,勿将\(r\)代入母线位置(如算侧面积时误写为\(\pi r^2\));
区分 “扇形圆心角” 与 “圆锥顶角”,圆心角是扇形的角度,顶角是圆锥轴截面等腰三角形的顶角(如\(l=5\),\(r=3\),顶角\(\theta\)满足\(\sin\frac{\theta}{2}=\frac{3}{5}\))。
公式漏用:
计算圆锥全面积时,勿漏加底面面积(如漏斗无底面,仅算侧面积;圆锥模型有底面,需算侧 + 底);
用扇形围圆锥时,勿忽略 “扇形弧长 = 底面周长” 的核心等量关系。
2025-2026学年沪科版数学九年级下册【示范课精品课件】
授课教师: . 班 级: . 时 间: .
小结与复习
第24章 圆
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
一、旋转的有关概念及性质
1. 在平面内,一个图形绕着一个定点(如点 O ),旋转一定的角度(如 θ),得到另一个图形的变换,叫做_____. 定点 O 叫做_________,θ 叫做_______.
旋转
旋转中心
旋转角
2. 在平面内,一个图形绕着一个定点旋转一定的角度
后,能够与原图形重合,这样的图形叫做_____________,这个定点就是_________.
旋转对称图形
旋转中心
(1) 对应点到旋转中心的距离相等;
(2) 两组对应点分别与旋转中心的连线所成的角相等,
都等于旋转角;
(3) 旋转中心是唯一不动的点.
3. 旋转的性质
1. 把一个图形绕定点 O 旋转 180°,得到一个能够与它重合的图形,这时两个图形关于点 O 的对称叫做_________,点 O 就是_________. 这两个图形中的对应点叫做关于中心的_______.
二、中心对称的有关概念及性质
中心对称
对称中心
对称点
2. 把一个图形绕某一个定点旋转 180°,如果旋转后的图形能和原来图形重合,那么这个图形叫做____________,这个定点叫做它的________,互相重合的点叫做______.
中心对称图形
对称中心
对称点
成中心对称的两个图形中,对称点的连线经过_________,且被对称中心_____.
3. 中心对称的性质
对称中心
平分
三、圆的基本概念及性质
1. 定义:到定点的距离等于定长的点的集合叫做圆.
2. 有关概念:
(1) 弦、直径 (圆中最长的弦)
(2) 弧、优弧、劣弧、等弧
(3) 弦心距
.
O
四、点与圆的位置关系
●A
●B
●C
点与圆的位置关系 点到圆心的距离 d 与圆的半径 r 之间的关系
点在圆外
点在圆上
点在圆内
●O
d
r
d﹥r
d = r
d﹤r
五、圆的对称性及各相关元素之间的关系
1. 圆是轴对称图形,经过圆心的每一条直线都是它的
对称轴. 圆有无数条对称轴.
2. 圆是中心对称图形,并且绕圆心旋转任何一个角度
都能与自身重合,即圆具有旋转不变性.
.
3. 在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对
的弦也相等.
4. 在同圆或等圆中,如果两个圆心角、两条弧、两条弦
中有一组量相等,那么它们所对应的其余各组量都分
别相等.
●O
A
B
C
D
└ M
③ AM = BM
重视:模型“垂径定理直角三角形”
若 ① CD 是直径
② CD⊥AB
可推得
垂径定理:垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧.
六、垂径定理及推论
④ =
⑤ =
垂径定理的逆定理
平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧.
M
③ AM = BM
若 ① CD 是直径
② CD⊥AB
可推得
④ =
⑤ =
●O
C
D
A
B
●
┗
定义:顶点在圆周上,两边和圆相交的角,叫做圆周角.
圆周角定理:圆周角的度数等于它所对弧上的圆心角的一半.
七、圆周角和圆心角的关系
∠BAC = ∠BOC
推论:同弧或等弧所对的圆周角相等.
∵∠ACB、∠ADB、∠AEB 都是弧 AB 所对的圆周角,
∴∠ACB =∠ADB =∠AEB.
推论:直径所对的圆周角是直角;
90° 的圆周角所对的弦是圆的直径.
∵ AB 是 ⊙O 的直径,
∴∠ACB = 90°.
八、直线和圆的位置关系
直线与圆的位置关系 圆心与直线的距离 d 与圆的半径 r 的关系 直线名称 直线与圆的公共点个数
相离
相切
相交
●
l
d
r
0
切线
d﹤r
割线
2
d﹥r
——
d = r
1
九、切线的判定与性质
1. 切线的判定一般有三种方法:
a. 定义法:和圆有唯一的一个公共点
b. 距离法: d = r
c. 判定定理:过半径的外端点且垂直于半径的直线
是圆的切线.
2. 切线的性质:
圆的切线垂直于经过切点的半径.
切线长定理:
从圆外一点可以引圆的两条切线,它们的切线长相等.这一点和圆心的连线平分这两条切线的夹角.
切线长:
从圆外一点引圆的切线,这个点与切点间的线段的长称为切线长.
3. 切线长及切线长定理
十、三角形的内切圆及内心
1. 与三角形各边都相切的圆叫做三角形的内切圆.
2. 三角形内切圆的圆心叫做三角形的内心.
3. 这个三角形叫做圆的外切三角形.
4. 三角形的内心就是三角形的三个内角平分线的交点.
┐
A
C
I
┐
┐
D
E
F
三角形的内心到三角形三边的距离相等.
重要结论
B
十一、圆内接正多边形
1. 概念
O
C
D
A
B
M
半径R
圆心角
弦心距d
弦a
圆心
中心角
A
B
C
D
E
F
O
半径R
边心距r
中心
类比学习
圆内接正多边形
外接圆的圆心
正多边形的中心
外接圆的半径
正多边形的半径
每一条边所
对的圆心角
正多边形的中心角
弦心距
正多边形的边心距
M
①正多边形的内角和 =
②中心角 =
圆内接正多边形的有
关概念及性质
2. 计算公式
十二、 圆中的计算问题
1. 弧长公式
半径为 R 的圆中,n° 圆心角所对的弧长 l =______.
2. 扇形面积公式
半径为 R,圆心角为 n° 的扇形面积 S = __________.
或
3. 弓形面积公式
O
O
弓形面积 = 扇形面积±三角形面积
(3) 圆锥的侧面积为 .
【注意】圆锥的侧面展开图的形状是扇形,它的半径等于圆锥的母线长,它的弧长是圆锥底面圆的周长.
4. 圆锥的侧面积
(1) 圆锥的侧面展开图是一个 .
(2) 如果圆锥母线长为 l,底面圆的半径为 r,那么这个扇形的半径为 ,扇形的弧长为 .
扇形
l
考点一 旋转变换
例1 如图,在 Rt△ABC 中,∠ACB = 90°,点 D,E 分别在 AB,AC 上,CE = BC,连接 CD,将线段 CD 绕点 C 按顺时针方向旋转 90° 后得 CF,连接 EF.
(1)补充完成图形;
(2)若 EF∥CD,求证:∠BDC = 90°.
解析:第(2)问由旋转的性质得∠DCF 为直角,由 EF 与 CD 平行,得到∠EFC 为直角,利用 SAS 得到 △BDC 与 △EFC 全等,利用全等三角形对应角相等即可得证.
F
解:(1)补全图形,如图所示.
(2)由旋转知 CD = CF,∠DCF = 90°,
∴∠DCE +∠ECF = 90°.
∵∠ACB = 90°,∴∠DCE +∠BCD = 90°.
∴∠ECF =∠BCD.
∵ EF∥DC,∴∠EFC +∠DCF = 180°.
∴∠EFC = 90°.
∴△BDC≌△EFC(SAS).
∴∠BDC =∠EFC = 90°.
考点二 弧、圆心角、圆周角的性质
例2 如图,BC 是 ⊙O 的直径,AD⊥BC,若∠D = 36°,则∠BAD 的度数是( )
A. 72° B. 54° C. 45° D. 36°
A
B
C
D
解析:根据圆周角定理的推论可知, ∠B =∠D = 36°,AD⊥BC,所以∠BAD = 90° -∠B = 54°.
B
O
1. 如图,四边形 ABCD 为 ⊙O 的内接正方形,点 P 为劣弧 BC 上的任意一点(不与 B,C 重合),则∠BPC 的度数是 .
135°
C
D
B
A
P
O
针对训练
2. 如图,线段 AB 是直径,点 D 是 ⊙O 上一点,∠CDB = 20°,过点 C 作 ⊙O 的切线交 AB 的延长线于点 E,则∠E 等于 °.
O
C
A
B
E
D
50
例3 如图,⊙O 的直径 AE = 4 cm,∠B = 30°,则 AC = cm.
A
B
C
E
O
2
解析 连接 CE,则∠E =∠B = 30°,∠ACE = 90°,所以 AC = AE = 2 cm.
方法归纳:有直径,通常构造直径所对的圆周角,将问题转化到直角三角形中解决.
3.(多解题)如图,AB 是 ⊙O 的直径,弦 BC = 2,F 是弦 BC 的中点,∠ABC = 60°. 若动点 E 以 2 cm/s 的速度从 A 点出发沿着 A→B→A 的方向运动,设运动时间为 t (s) (0<t<3),连接 EF,当 t = s 时, △BEF 是直角三角形.
A
B
C
E
O
F
针对训练
考点三 垂径定理及其应用
例4 如图,工程上常用钢珠来测量零件上小圆孔的口宽,假设钢珠的直径是 10 mm,测得钢珠顶端离零件表面的距离为 8 mm,则这个小圆孔的口宽 AB = mm.
8 mm
A
B
解析 连接 OA,过点 O 作出弓形的高 CD,则 AO = 5 mm,OD = 3 mm,利用勾股定理可算得 AD = 4 mm,所以 AB = 8 mm.
方法归纳 在圆中涉及弓形求线段长问题时,常构造直角三角形来解决.
8
C
D
O
A
B
C
D
P
O
针对训练
4. 如图,AB 是 ⊙O 的直径,且 AB = 2,C,D 是同一半圆上的两点,并且 与 的度数分别是 96° 和 36°,动点 P 是 AB 上的任意一点,则 PC + PD 的最小值是 .
考点四 点或直线与圆的位置关系
例5 如图,已知∠MON = 30°,P 是 ON 上的一点,OP = 5 cm,若以 P 点为圆心,r 为半径画圆,使射线 OM 与⊙P 只有一个公共点,求 r 的值或取值范围.
解:当射线 OM 与⊙P 相切时,射线 OM
与 ⊙P 只有一个公共点.
过点 P 作 PA⊥OM 于 A,如图所示.
在 Rt△AOP 中,r = PA = OP·sin∠POA = 2.5 (cm).
当射线 OM 与⊙P 相交且点 O 在 ⊙P 内时,射线 OM 与⊙P 只有一个公共点. 如图 2 所示.
∵ 射线 OM 与 ⊙P 相交,∴ r>2.5 cm. ···①
又∵ 点 O 在⊙P 内,∴ r>OP,即 r>5 cm. ···②
由①②可得 r>5 cm.
综上所述,当射线 OM 与⊙P 只有
一个公共点时,
r = 2.5 cm 或 r>5 cm.
图 2
此类题型中,常常容易混淆“直线与圆只有一个公共点”“线段与圆只有一个公共点”“射线与圆只有一个公共点”的说法. 实际上,当直线与圆只有一个公共点时,直线与圆一定相切;而线段或射线与圆只有一个公共点时,它们与圆的位置关系可能相切,也可能相交.
方法总结
5. 如图,直线 l:y = x + 1 与坐标轴交于 A,B 两点,点 M (m,0) 是 x 轴上一动点,以点 M 为圆心,2 个单位长度为半径作 ⊙M,当 ⊙M 与直线 l 相切时,m 的值为_______.
针对训练
例6 如图,以 △ABC 的边 AB 为直径的 ⊙O 交边 AC 于点 D,且过点 D 的切线 DE 平分边 BC. 问:BC 与 ⊙O 是否相切?
考点五 切线的性质与判定及切线长定理
解:BC 与⊙O 相切.理由:连接 OD,BD,如图. ∵DE 切 ⊙O 于 D,AB 为直径,∴∠EDO=∠ADB=90°. 又∵ DE 平分 CB,∴ DE=
BC=BE. ∴∠EDB=∠EBD. 又∵∠ODB=∠OBD,∠ODB+∠EDB=90°,∴∠OBD+∠DBE=90°,即∠ABC=90°. ∴BC 与⊙O 相切.
6. 已知:如图,PA,PB 是 ⊙O 的切线,A,B 为切点,过 上的一点 C 作 ⊙O 的切线,交 PA 于 D,交 PB 于 E.
(1) 若∠P=70°,求∠DOE 的度数;
针对训练
解:连接 OA,OB,OC.
∵ ⊙O 分别切 PA,PB,DE 于点 A,B,C,
∴ OA⊥PA,OB⊥PB,OC⊥DE,AD=CD,BE=CE.
∴ OD 平分∠AOC,OE 平分∠BOC.
∴∠DOE= ∠AOB.
∵∠P+∠AOB=180°,∠P=70°,
∴∠DOE=55°.
(2) 若 PA=4 cm,求△PDE 的周长.
解:由 (1) 知,AD=CD,BE=CE.
∴△PDE 的周长为 PD+PE+DE
=PD+AD+BE+PE=2PA=8 (cm).
考点六 圆内接正多边形
例7 如图,在正方形 ABCD 内有一条折线段,其中AE⊥EF,EF⊥FC,已知 AE = 6,EF = 8,FC = 10,求图中阴影部分的面积.
【解析】连接 AC,则 AC 是圆的直径. 易得 AE∥CF,若将 CF 平移到 AE 的延长线上,则点 C 恰好到达圆周上,则可得到圆的一个内接直角三角形,利用勾股定理即可求得 AC 的长,进而求得阴影部分的面积.
解:延长 AE 交圆于点 C',连接 AC,CC',如图所示.
∵ 四边形 ABCD 是圆的内接正方形,∴ AC 为圆的直径.
∴ AC' = AE + EC' = AE + FC = 16,CC' = EF = 8.
∴
∴ 正方形 ABCD 的边长 AB = AC·sin45°
= ,外接圆的半径为 .
∴∠C′ = 90°,故四边形 EFCC' 是矩形.
C'
当图中出现圆的直径时,常常作出直径所对的圆周角,从而利用“直径所对的圆周角等于 90°”构造出直角三角形,为进一步利用勾股定理或锐角三角函数创造条件.
方法总结
7. 如图,正六边形 ABCDEF 内接于半径为 5 的⊙O,四边形 EFGH 是正方形.
(1) 求正方形 EFGH 的面积;
解:(1) ∵ 正六边形的边长与其半径相等,
∴ EF = OF = 5.
∵ 四边形 EFGH 是正方形,
∴ FG = EF = 5.
∴ 正方形 EFGH 的面积是 25.
针对训练
(2) 连接 OF、OG,求∠OGF 的度数.
解:∵正六边形的边长与其半径相等,
∴∠OFE = 60°.
∴正方形的内角是 90°.
∴∠OFG =∠OFE +∠EFG = 60° + 90° = 150°.
由 (1) 得 OF = FG,
∴∠OGF = (180° -∠OFG)
= ×(180° - 150°) = 15°.
考点七 弧长和扇形面积
例8(1)一条弧所对的圆心角为 135°,弧长等于半径为 5 cm 的圆的周长的 3 倍,则这条弧的半径为 cm;
(2)一个底面直径为 10 cm,母线长为 15 cm 的圆锥,它的侧面展开图圆心角是 度.
40
120
例9 如图是一纸杯,它的母线 AC 和 EF 延长后形成的立体图形是圆锥,该圆锥的侧面展开图形是扇形 AOB.经测量,纸杯上开口圆的直径为 6 cm,下底面直径为 4 cm,母线长 EF = 8 cm.
(1)求扇形 AOB 的圆心角;
解:(1)由题意知 AB = 6π,CD = 4π,设∠AOB = n°,AO = R cm,则CO = (R - 8) cm.
由弧长公式变形得:
即
解得 R = 24.
即扇形的圆心角∠AOB = 45°.
(2)求这个纸杯的表面积(计算结果保留 π).
解:由(1)知 OA = 24 cm,则 CO = 24 - 8 = 16(cm).
∴ S扇形COD = (cm2),
S扇形AOB =
∴ S纸杯侧 = S扇形AOB - S扇形COD
= 72π - 32π = 40π (cm2),
S纸杯底 = 4π.
∴ S纸杯表 = 40π + 4π = 44π (cm2).
答:这个纸杯的表面积为 44π cm2.
(1) 要熟记弧长公式,即 ;(2) 要熟记圆锥及其侧面展开图存在的对应数量关系,即底面圆的周长等于展开后扇形的弧长,母线长等展开后扇形的半径.
方法归纳
8.(1)一条弧所对的圆心角为 120°,弧长等于半径为 4 cm 的圆的周长的 3 倍,则这条弧的半径为 .
(2)一个底面半径为 4 cm,母线长为 12 cm 的圆锥,它的侧面展开图圆心角是 度.
(3)若一个正六边形的周长为24,则该正六边形的面积为______.
36 cm
120
针对训练
考点八 有关圆的综合性题目
例10 如图,在平面直角坐标系中,⊙P 经过 x 轴上一点 C,与 y 轴分别相交于 A,B 两点,连接 AP 并延长,分别交 ⊙P,x 轴于点 D,E;连接 DC 并延长,交 y 轴于点 F.若点 F (0,1),点 D (6,-1).
(1)求证:CD = CF;
证明:如图,过点 D 作 DH⊥x 轴于点 H,则∠CHD =∠COF = 90°.
由 F (0,1),D (6,-1),得 DH = OF = 1.
H
又∵∠FCO =∠DCH,∴△FOC≌△DHC.
∴ CD = CF.
(2)判断 ⊙P 与 x 轴的位置关系,并说明理由;
解:⊙P 与 x 轴相切. 理由如下:
连接 PC,如图所示.
∵ AP = PD,CD = CF,∴ CP∥AF.
∴∠PCE =∠AOC = 90°,即 PC⊥x 轴.
∴⊙P 与 x 轴相切.
H
解:由(2)知 CP 是 △ADF 的中位线.
∴ AF = 2CP.
∵ AD = 2CP,∴ AD = AF.
连接 BD,如图所示.
∵ AD 为 ⊙P 的直径,∴∠ABD = 90°.
∴ BD = OH = 6,OB = DH = OF = 1.
设 AD = x,则 AB = AF-BF = AD-BF = AD-(OB + OF)= x-2.
(3)求直线 AD 的函数表达式.
H
在 Rt△ABD 中,由勾股定理,得 AD2 = AB2 + BD2,
即 x2 = (x-2)2 + 62,解得 x = 10.
∴ OA = AB + OB = 8 + 1 = 9. ∴ 点 A (0,-9).
设直线 AD 的函数表达式为 y = kx + b,
将点 A (0,-9),D (6,-1) 代入,得
解得
∴ 直线 AD 的函数表达式为 .
H
圆
旋转
旋转对称及其性质
中心对称及其性质
旋转对称图形
中心对称图形
圆的基本性质
垂径定理
等圆心角
圆的确定
连半径,作弦心距,构造直角三角形
等弧
等弦
等弦心距
三角形的外接圆
圆周角
圆内接四边形的性质
作弦,构造直径所对的圆周角
与圆有关的位置关系
点与圆的位置关系
直线与圆的位置的关系
有公共点,连圆心,证垂直;无公共点,作垂直,证半径;见切点,连圆心,得垂直
与圆有关的计算
正多边形的计算
弧长与扇形面积的计算
切线的判定与性质
圆
旋转
圆的基本性质
圆周角
必做作业:从教材习题中选取;
选做作业:完成练习册本课时的习题.
谢谢观看!