27.1.3圆周角 课件(共51张PPT)-2025-2026学年华东师大版数学九年级下册

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名称 27.1.3圆周角 课件(共51张PPT)-2025-2026学年华东师大版数学九年级下册
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资源类型 试卷
版本资源 华东师大版
科目 数学
更新时间 2025-11-19 05:57:53

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文档简介

(共51张PPT)
第 1 页:封面
标题:27.1.2.2 垂径定理
副标题:基于圆的轴对称性的核心定理探究
落款:初中数学教研组
第 2 页:学习目标与知识衔接
一、学习目标
理解垂径定理的推导过程(基于圆的轴对称性),能准确表述定理的文字与几何语言
掌握垂径定理的推论(“知二推三” 逻辑),能灵活运用定理及推论解决弦长、半径、圆心到弦距离的计算问题
培养利用圆的对称性分析几何问题的能力,提升逻辑推理与计算素养
二、知识衔接(回顾旧知)
上节课核心:圆的轴对称性 —— 直径所在直线是对称轴,垂直于弦的直径平分弦与弧(初步性质);
思考提问:若一条直线经过圆心且垂直于弦,它除了平分弦,还能平分弦所对的弧吗?反过来,若一条直线平分弦(非直径),它是否垂直于弦且经过圆心?(引出定理推导)。
第 3 页:一、垂径定理的推导(基于轴对称性)
1. 实验操作验证
操作步骤:
画一个\( \odot O \),任作一条弦\( CD \)(非直径),取圆心\( O \),过\( O \)作\( AB \perp CD \)于点\( M \)(\( AB \)为直径);
将\( \odot O \)沿直径\( AB \)所在直线对折;
观察结果:
弦\( CD \)与自身重合,故\( CM = MD \)(弦被平分);
弧\( \frown{CD} \)与自身重合,故\( \frown{AC} = \frown{AD} \)(优弧被平分)、\( \frown{BC} = \frown{BD} \)(劣弧被平分);
图形示意:标注\( \odot O \)、直径\( AB \perp CD \)于\( M \),用虚线标注对折重合痕迹,明确\( CM=MD \)、\( \frown{AC}=\frown{AD} \)、\( \frown{BC}=\frown{BD} \)。
2. 定理的文字表述
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。
关键词解析:
“垂直于弦”:直线与弦的夹角为\( 90^\circ \);
“直径”:直线需经过圆心(核心条件,若仅垂直于弦但不经过圆心,无法平分弧);
“平分弦”:弦被直线分成两段相等的线段;
“平分弦所对的两条弧”:弦所对的优弧和劣弧分别被平分。
第 4 页:二、垂径定理的几何语言与图形要素
1. 几何语言表述(规范格式)
如图,在\( \odot O \)中:
已知条件(定理的 “因”):
\( AB \)是\( \odot O \)的直径(\( AB \)过圆心\( O \));
\( AB \perp CD \)于点\( M \);
结论(定理的 “果”):
\( CM = MD \)(平分弦);
\( \frown{AC} = \frown{AD} \)(平分弦所对的优弧);
\( \frown{BC} = \frown{BD} \)(平分弦所对的劣弧);
符号表示:\(
\because \text{AB }\odot O\text{ AB}\perp\text{CD M} \quad \therefore \text{CM=MD }\frown{AC}=\frown{AD }\frown{BC}=\frown{BD}
\)
2. 定理的图形要素(“五要素”)
垂径定理涉及 5 个核心要素:
过圆心(直线经过圆心);
垂直于弦(直线与弦垂直);
平分弦(直线平分弦);
平分弦所对的优弧;
平分弦所对的劣弧;
核心逻辑:“知二推三”—— 只要知道其中 2 个要素,就能推出另外 3 个要素(需注意:若 “平分弦” 的弦是直径,则 “垂直于弦” 和 “过圆心” 不一定成立,如两条直径互相平分但不一定垂直)。
第 5 页:三、垂径定理的推论(“知二推三” 拓展)
1. 常见推论(结合图形表述)
已知要素(2 个)
可推出的要素(3 个)
图形示意
1. 过圆心;2. 平分弦(非直径)
3. 垂直于弦;4. 平分弦所对优弧;5. 平分弦所对劣弧
直线\( AB \)过\( O \),平分弦\( CD \)(非直径)→\( AB \perp CD \),\( \frown{AC}=\frown{AD} \)等
1. 垂直于弦;2. 平分弦
3. 过圆心;4. 平分弦所对优弧;5. 平分弦所对劣弧
直线\( AB \perp CD \)于\( M \),\( CM=MD \)→\( AB \)过\( O \),\( \frown{BC}=\frown{BD} \)等
1. 过圆心;2. 平分弦所对劣弧
3. 垂直于弦;4. 平分弦;5. 平分弦所对优弧
直线\( AB \)过\( O \),\( \frown{BC}=\frown{BD} \)→\( AB \perp CD \),\( CM=MD \)等
2. 关键提醒(“弦为直径” 的特殊情况)
若被平分的弦是直径(如\( CD \)是直径,直线\( AB \)平分\( CD \)),则直线\( AB \)不一定垂直于\( CD \),也不一定平分\( CD \)所对的弧(例:两条互相平分的直径,夹角可不为\( 90^\circ \));
故推论中 “平分弦” 的前提是 “弦非直径”,此条件不可忽略。
第 6 页:四、垂径定理的核心应用(计算与证明)
1. 核心模型:“弦长、半径、弦心距” 的直角三角形
模型构建:过圆心\( O \)作弦\( CD \)的垂线,垂足为\( M \),则\( OM \)为 “弦心距”(圆心到弦的距离),连接\( OC \)(半径\( r \)),则\( \triangle OMC \)为直角三角形,满足:\(
r^2 = OM^2 + \left(\frac{CD}{2}\right)^2
\)
三量关系:已知任意两个量(\( r \)、\( OM \)、\( CD \)),可通过勾股定理求第三个量(垂径定理应用的核心公式)。
2. 分层例题解析
例题 1:基础计算(求弦长)
已知\( \odot O \)的半径\( r = 10 \, \text{cm} \),圆心\( O \)到弦\( AB \)的距离\( OM = 6 \, \text{cm} \),求弦\( AB \)的长度。
解:1. 由垂径定理,\( OM \perp AB \)→\( AM = MB = \frac{1}{2}AB \);
2. 在\( \text{Rt}\triangle OMA \)中,\( OA^2 = OM^2 + AM^2 \);
3. 代入数据:\( 10^2 = 6^2 + AM^2 \)→\( AM^2 = 64 \)→\( AM = 8 \, \text{cm} \);
4. 故\( AB = 2AM = 16 \, \text{cm} \)。
例题 2:进阶计算(求半径)
一条公路的转弯处是一段圆弧(\( \odot O \)的一部分),测得圆弧的弦\( AB = 12 \, \text{m} \),圆心\( O \)到弦\( AB \)的距离\( OM = 8 \, \text{m} \),求这段圆弧所在圆的半径。
解:1. 由垂径定理,\( OM \perp AB \)→\( AM = \frac{1}{2}AB = 6 \, \text{m} \);
2. 连接\( OA \)(半径\( r \)),在\( \text{Rt}\triangle OMA \)中,\( OA^2 = OM^2 + AM^2 \);
3. 代入数据:\( r^2 = 8^2 + 6^2 = 64 + 36 = 100 \)→\( r = 10 \, \text{m} \);
答:这段圆弧所在圆的半径为 10 m。
例题 3:证明应用(证明弧相等)
如图,在\( \odot O \)中,\( AB \)是直径,\( CD \)是弦,\( AE \perp CD \)于\( E \),\( BF \perp CD \)于\( F \),求证:\( \frown{AC} = \frown{BD} \)。
证明:1. 过\( O \)作\( OM \perp CD \)于\( M \);
2. 由垂径定理,\( OM \perp CD \)→\( \frown{CM} = \frown{DM} \);
3. 因\( AE \perp CD \)、\( BF \perp CD \)、\( OM \perp CD \),故\( AE \parallel OM \parallel BF \);
4. 又\( OA = OB \)(半径相等),\( OM \)在\( AB \)与\( CD \)之间,故\( EM = FM \)(平行线分线段成比例);
5. 因\( CM = DM \)、\( EM = FM \),故\( CE = DF \),结合\( OM \)平分弧\( CD \),得\( \frown{AC} = \frown{BD} \)。
第 7 页:五、易错点解析与避坑技巧
1. 常见易错点
易错点 1:忽略 “直径过圆心” 条件 —— 误将 “垂直于弦的直线” 当作 “直径”,导致错误应用定理(例:仅直线\( AB \perp CD \),未说明\( AB \)过圆心,不能直接得出\( CM=MD \));
易错点 2:忽略 “弦非直径” 前提 —— 推论中 “平分弦则垂直于弦” 仅适用于弦非直径的情况,若弦是直径,结论不成立;
易错点 3:计算时忘记 “弦长的一半”—— 直接用弦长代入勾股定理(例:误将\( AB = 12 \)代入\( r^2 = OM^2 + AB^2 \),正确应为\( r^2 = OM^2 + (AB/2)^2 \));
易错点 4:混淆 “优弧” 与 “劣弧”—— 定理中 “平分弦所对的两条弧” 需明确优弧和劣弧,证明时不可遗漏。
2. 避坑技巧
“三问验证法”:应用定理前,先问 “直线过圆心吗?”“直线垂直于弦吗?”“弦是直径吗?”,确保条件满足;
“画图标量法”:解题时先画出完整图形,标注半径、弦长、弦心距,明确直角三角形的三边(\( r \)、\( OM \)、\( CD/2 \));
“推论口诀”:记 “过圆心、垂弦、平分弦(非直径)、平分优弧、平分劣弧 —— 知二推三,弦非直径是关键”。
第 8 页:课堂练习(分层设计)
一、基础题
已知\( \odot O \)的半径为\( 13 \, \text{cm} \),弦\( AB = 24 \, \text{cm} \),则圆心\( O \)到弦\( AB \)的距离为______(答案:5 cm);
如图,\( \odot O \)中,\( AB \)是直径,\( CD \perp AB \)于\( M \),若\( \frown{AC} = 50^\circ \),则\( \frown{CD} = \)______(答案:\( 80^\circ \),提示:\( \frown{AC}=\frown{AD}=50^\circ \),\( \frown{CD}=180^\circ - 50^\circ - 50^\circ = 80^\circ \));
下列说法正确的是( )(答案:C)
A. 垂直于弦的直线平分弦 B. 平分弦的直线垂直于弦 C. 垂直于弦的直径平分弦所对的弧 D. 平分弧的直线一定过圆心
二、提升题
已知\( \odot O \)的弦\( CD = 10 \, \text{cm} \),直径\( AB \perp CD \)于\( M \),若\( OM = 12 \, \text{cm} \),求\( \odot O \)的半径(答案:13 cm,提示:\( r^2 = 12^2 + 5^2 = 169 \)→\( r = 13 \));
证明:在同圆中,若两条弦相等,则它们所对应的弦心距也相等(提示:过圆心作两条弦的垂线,用垂径定理和勾股定理证明)。
第 9 页:课堂小结与作业布置
一、课堂小结
垂径定理核心:垂直于弦的直径平分弦及弦所对的两条弧(基于圆的轴对称性);
推论逻辑:“知二推三”(五要素:过圆心、垂弦、平分弦、平分优弧、平分劣弧),注意 “弦非直径” 前提;
解题关键:构建 “半径、弦心距、弦长一半” 的直角三角形,用勾股定理计算;
思想方法:数形结合(画图标量)、转化思想(将弦长问题转化为直角三角形计算)。
二、作业布置
必做:教材中垂径定理的基础计算题(2 道弦长计算、1 道半径计算);
选做:某拱桥为圆弧形,跨度(弦长)为\( 37.4 \, \text{m} \),拱高(圆心到弦的距离的补值,即\( r - OM \))为\( 7.2 \, \text{m} \),求拱桥所在圆的半径(结果保留一位小数)。
2025-2026学年华东师大版数学九年级下册【示范课精品课件】
授课教师: . 班 级: . 时 间: .
27.1.3圆周角
第27章 圆
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
问题1 什么叫圆心角?指出图中的圆心角?
顶点在圆心,角的两边与圆相交的角叫圆心角,如∠BOC.
复习引入
视频引入
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C
A
E
D
B
思考: 图中过球门 A、E 两点画圆,球员射中球门的难易程度与他所处的位置 B、C、D 有关(张开的角度大小)、仅从数学的角度考虑,球员应选择从哪一点的位置射门更有利?
顶点在圆上,并且两边都与圆相交的角为圆周角
圆周角的定义
如图 (2) 所示的两条射线所成的角叫做圆周角
(2)
(1)
(3)
(4)
那么根据图 (2),如何用一句话概括圆周角呢?
·
C
O
A
B
·
C
O
B
·
C
O
B
A
A
·
C
O
A
B
·
C
O
B
·
C
O
B
A
A
判一判:下列各图中的∠BAC是否为圆周角?简述理由.
顶点 A 不在圆上
顶点 A 不在圆上
边 AC 没有和圆相交



想一想
如图,线段 AB 是☉O 的直径,点 C 是 ☉O 上的任意一点 (除点 A、B 外),那么,∠ABC 就是直径 AB 所对的圆周角. 想一想,∠ACB 会是怎样的角?
·
O
A
C
B
解:∵ OA = OB = OC,
∴ △AOC、△BOC 都是等腰三角形.
∴ ∠OAC = ∠OCA,∠OBC = ∠OCB.
又∵∠OAC +∠OBC +∠ACB = 180°,
∴ ∠ACB = ∠OCA +∠OCB = 180°÷2 = 90°.
因此,不管点 C 在 ☉O 上何处 (除点 A、B 外),∠ACB 总等于 90°.
圆周角和直径的关系
圆周角和直径的关系:
半圆或直径所对的圆周角都相等,都等于90°.
知识要点
典例精析
例1 如图,AB 是☉O 的直径,∠A = 80°.
求∠ABC 的大小.
O
C
A
B
解:∵AB 是☉O 的直径,
∴∠ACB = 90°
(直径所对的圆周角等于 90°).
∴∠ABC = 180° - ∠A - ∠ACB
= 180° - 90° - 80° = 10°.
测量:如图,连接 BO,CO,得圆心角∠BOC.测测看,∠BAC 与∠BOC 存在怎样的数量关系.
测量与猜测
猜测:圆周角的度数_______它所对弧的圆心角度数的一半.
等于
圆周角定理及其推论
圆心 O 在∠BAC 的内部
圆心 O 在
∠BAC 的一边上
圆心 O 在
∠BAC 的外部
圆心 O 与圆周角的位置有以下三种情况,我们一一讨论.
圆心 O 在∠BAC 的一边上 (特殊情形)
OA = OC
∠A = ∠C
∠BOC = ∠A + ∠C
O
A
B
D
O
A
C
D
O
A
B
C
D
圆心 O 在∠BAC 的内部
O
A
C
D
O
A
B
D
O
A
B
D
O
C
A
D
O
A
B
D
C
O
A
D
C
O
A
B
D
C
O
A
D
O
A
B
D
圆心 O 在∠BAC 的外部
要点归纳
结论1:
同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角等于该弧所对的圆心角的一半
问题1 如图,OB,OC 都是⊙O 的半径,点 A,D 是上任意两点,连接 AB,AC,BD,CD.
∠BAC 与∠BDC 相等吗?请说明理由.
互动探究
D
∴∠BAC=∠BDC.
解:相等. 理由如下:

问题2 如图,若 ∠A 与∠B 相等吗?
解:相等.
想一想:反过来,如果∠A =∠B,那么 成立吗?
D
A
B
O
C
E
F
1.如图,点 A、B、C、D 在☉O上,点 A 与点 D 在点 B、C 所在直线的同侧,∠BAC = 35°.
(1)∠BOC = °,理由
是 ;
(2)∠BDC = °,理由是 .
70
35
同弧所对的圆周角相等
一条弧所对的圆周角等于该弧所对的圆心角的一半
练一练
圆周角定理:
在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于该弧所对的圆心角的一半;相等的圆周角所对的弧相等
圆周角定理
要点归纳
A1
A2
A3
A
(1) 完成下列填空:
∠1 = .
∠2 = .
∠3 = .
∠5 = .
2. 如图,点 A、B、C、D 在同一个圆上,AC、BD为四边形 ABCD 的对角线.
∠4
∠8
∠6
∠7
A
B
C
D
O
1
(
(
(
(
(
(
(
(
2
3
4
5
6
7
8
练一练
例2 如图,分别求出图中∠x 的大小.
60°
x
30°
20°
x
解:(1)∵ 同弧所对圆周角相等,∴∠x = 60°.
A
D
B
E
C
(2) 连接 BF.
F
∵ 同弧所对圆周角相等,
∴∠ABF =∠D = 20°,∠FBC =∠E = 30°.
∴∠x = ∠ABF +∠FBC = 50°.
例3 如图,⊙O 的直径 AB 为 10 cm,弦 AC 为 6 cm.
∠ACB 的平分线交⊙O 于点 D,求 BC,AD,BD 的长.
解:如图,连接 OD.
在 Rt△ABC 中,
D
C
B
A
O
∴∠ACB = ∠ADB = 90°.
∵ AB 是直径,
∵ CD 平分∠ACB,
解答圆周角有关问题时,若题中出现“直径”这个条件,则应考虑构造直角三角形来求解.
归纳
∴ AD = BD.
∴∠AOD =∠BOD.
∴∠ACD =∠BCD.
在 Rt△ABD 中,AD2 + BD2 = AB2,
D
C
B
A
O
如图,BD 是⊙O 的直径,∠CBD =30°,则∠A 的度数为(  )
A.30° B.45° C.60° D.75°
解析:∵BD 是 ⊙O 的直径,
∴∠BCD=90°.
∵∠CBD=30°,
∴∠D=60°,∴∠A=∠D=60°. 故选C.
方法总结:在圆中,如果有直径,一般要找直径所对的圆周角,构造直角三角形解题.
练一练
C
例4 如图,AB 是⊙O 的直径,弦 CD 交 AB 于点 P,
∠ACD = 60°,∠ADC = 70°. 求∠APC 的度数.
.
O
A
D
C
P
B
解:连接 BC,则∠ACB=90°,
∠DCB=∠ACB-∠ACD
=90°-60° = 30°.
又∵∠BAD = ∠DCB = 30°,
∴∠APC = ∠BAD+∠ADC=30°+70°=100°.
解:∵ AB 是直径,点 O 是圆心,
∴∠AOB = 180°.
∵∠ACB 是直径 AB 所对的圆周角,
∴∠ACB = ∠AOB = 90°.
想一想
如图,线段 AB 是☉O 的直径,点 C 是☉O 上的任意一点 (除点 A、B 外),那么∠ACB 就是直径 AB 所对的圆周角. 想一想,∠ACB 会是怎样的角?
·
O
A
C
B
圆周角定理的推论
能不能直接运用圆周角定理解答?
90° 的圆周角所对的弦是直径.
知识要点
圆周角定理的推论1
如果一个圆经过一个多边形的各个顶点,这个圆就叫做这个多边形的外接圆.这个多边形叫做这个圆的内接多边形.
如图,四边形 ABCD 为⊙O 的内接四边形.
探究性质
猜想:∠A 与∠C,∠B 与∠D 之间的关系为:
∠A + ∠C = 180°,
∠B + ∠D = 180°.
想一想:
如何证明你的猜想呢?
∵ ∠A 所对的圆心角是∠β,∠C 所对的圆心角是∠α,

同理,
证明猜想
圆内接四边形的对角互补.
连接 OB,OD.
α β

圆周角定理的推论2
C
O
D
B
A
∵ 弧 BCD 和弧 BAD 所对的圆心角的和是周角,
∴∠A+∠C=180°,
同理∠B+∠D=180°,
E
延长 BC 到点 E,有
∠BCD+∠DCE=180°.
∴∠A=∠DCE.
想一想
图中∠A 与∠DCE 的大小有何关系?
1. 四边形 ABCD 是⊙O 的内接四边形,且∠A = 110°,
∠B = 80°,则∠C = ° ,∠D = °.
2. ⊙O 的内接四边形 ABCD 中,∠A∶∠B∶∠C =
1∶2∶3,则∠D = °.
70
100
90
练一练
例5 如图,AB 为⊙O 的直径,CF⊥AB 于 E,交⊙O 于 D,AF 交⊙O 于 G. 求证:∠FGD=∠ADC.
证明:∵ 四边形 ACDG 内接于⊙O,∴∠FGD=∠ACD.
又∵ AB 为⊙O 的直径,CF⊥AB 于 E,∴ AB 垂直平分 CD.
∴ AC=AD.
∴∠ADC=∠ACD.
∴∠FGD=∠ADC.
如图,在⊙O 的内接四边形 ABCD 中,
∠BOD=120°,那么∠BCD 是(  )
A.120° B.100°
C.80° D.60°
解析:∵∠BOD=120°,
∴∠A=60°.
∴∠C=180°-60°=120°. 故选 A.
练一练
A
解:设∠A,∠B,∠C 的度数分别对于 2x,3x,6x,
例6 在圆内接四边形 ABCD 中, ∠A,∠B,∠C 的度数之比是 2︰3︰6.求这个四边形各角的度数.
∵四边形 ABCD 内接于圆,
∴ ∠A + ∠C = ∠B + ∠D = 180°,
∵ 2x + 6x = 180°,
∴ x = 22.5°.
∴ ∠A = 45°, ∠B = 67.5°, ∠C =135°,
∠D = 180°-67.5° = 112.5°.
1. 判断
(1)同一个圆中等弧所对的圆周角相等 ( )
(2)相等的弦所对的圆周角也相等 ( )
(3)同弦所对的圆周角相等 ( )

×
×
2.已知△ABC的三个顶点在⊙O上,∠BAC = 50°,
∠ABC = 47°, 则∠AOB = .
B
A
C
O
166°
3.如图,已知 BD 是 ⊙O 的直径,⊙O 的弦 AC⊥BD于点 E,若∠AOD = 60°,则∠DBC 的度数为( )
A. 30° B. 40° C. 50° D. 60°
A
【规律方法】解决圆周角和圆心角的计算和证明问题,要准确找出同弧所对的圆周角和圆心角,然后再灵活运用圆周角定理.
A
B
C
D
O
4.如图,四边形 ABCD 内接于⊙O,如果∠BOD = 130°,则∠BCD 的度数是( )
A 115° B 130°
C 65° D 50°
5.如图,等边三角形 ABC 内接于⊙O,P 是 上的一点,则∠APB = .
A
B
C
P
C
60°
∴∠ACB = 2∠BAC.
证明:
5. 如图,OA,OB,OC 都是 ⊙O 的半径,∠AOB =
2∠BOC. 求证:∠ACB = 2∠BAC.
∠AOB = 2∠BOC,

A
O
B
C
6. 船在航行过程中,船长通过测定角度数来确定是否遇到暗礁,如图,A、B 表示灯塔,暗礁分布在经过 A、B两点的一个圆形区域内,优弧 AB 上任一点 C 都是有触礁危险的临界点,∠ACB 就是“危险角”.当船位于安全区域时,∠α 与“危险角”有怎样的大小关系?
解:当船位于安全区域时,船位于暗礁区域外(即⊙O外) ,与两个灯塔的夹角∠α 小于“危险角”.
拓展提升:如图,在△ABC 中,AB = AC,以 AB 为直径的圆交 BC 于 D,交 AC 于 E.
(1) BD 与 CD 的大小有什么关系 为什么
A
B
C
D
E
∵ AB 是圆的直径,点 D 在圆上,
∴∠ADB = 90°.
∴ AD⊥BC.
又∵ AB = AC,
∴ △ABC 为等腰三角形. ∴ BD = CD.
(1) 解:BD = CD. 理由如下:连接 AD,如图.
O
(2) 求证: .
(2) 证明:在等腰△ABC 中,AD⊥BC,
∴∠BAD =∠CAD.

返回
1.下列四个选项中,∠x是圆周角的是(  )
C
D
返回
返回
B
4.如图,AB是⊙O的直径,点C在⊙O上,∠BAC=30°,点P在线段OB上运动,设∠ACP=x°,则x的取值范围是(  )
A.x≤90
B.x>30
C.30<x<90
D.30≤x≤90
D
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【答案】 A
圆周角
圆周角定义
圆周角定理
圆周角定理的推论
在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于该弧所对的圆心角的一半;相等的圆周角所对的弧相等
90° 的圆周角所对的弦是直径;圆内接四边形的对角互补
顶点在圆上,并且两边都与圆相交的角叫做圆周角
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.
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