北师大版九年级数学下册第三章8圆内接正多边形课件.pptx
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1、第三章圆 初中数学(北师大版)九年级 下册知识点一 圆内接正多边形顶点都在同一圆上的正多边形叫做圆内接正多边形.这个圆叫做该正多边形的外接圆.把一个圆 n(n3)等分,依次连接各分点,我们就可以作出一个圆内接正 n 边形.(1)相关定义:名称 概念 图形中心 一个正多边形的外接圆的圆心叫做这个正多边形的中心半径 外接圆的半径叫做正多边形的半径中心角 正多边形每一边所对的圆心角叫做正多边形的中心角边心距 中心到正多边形的一边的距离叫做正多边形的边心距(2)相关公式:名称 公式 图例内角正 n 边形的每个内角为=180-中心角正 n 边形的每个中心角为外角正 n 边形的每个外角为周长正 n 边形的
2、周长 ln=nan(an为边长)面积正 n 边形的面积 Sn=rnln(rn为边心距,ln为周长)温馨提示作出圆内接正多边形的半径和边心距,构造直角三角形,利用勾股定理求出边心距、边长等,再利用正多边形的相关公式可求出周长和面积.例1 已知正六边形的半径为 R,求正六边形的边长、边心距和面积.解析 如图3-8-1,正六边形在 O 内,连接 OA,OB,过点 O 作 OM AB 于点 M,设边心距为 r.在Rt AOM 中,正六边形的中心角为60,AOM=30,OA=2 AM,AB=2 AM,图3-8-1 AB=OA=R.在Rt OAM 中,由勾股定理,得 r=R.S正六边形=6 S AOB=6
3、 AB OM=3 R R=R2.故正六边形的边长为 R,边心距为 R,面积为 R2.规律总结 在解决有关正六边形和正方形的计算问题时,我们往往作相邻的两条半径,使其与边分别构成等边三角形和等腰直角三角形,然后与前面学过的勾股定理、垂径定理及切线的性质等联系综合求解.知识点二 圆内接正多边形的画法要作半径为 R 的正 n 边形,只要把半径为 R 的圆 n 等分,然后顺次连接各等分点即可.注意(1)用量角器等分圆是一种简单而常用的方法,但边数很大时,容易有较大的误差.(2)尺规作图是一种比较准确的等分圆的方法,但有很大的局限性,它不能将圆任意等分,只限于一些特殊的正多边形,如正四边形、正八边形、正
4、十六边形、正六边形、正十二边形、正三角形等.等分圆周法可以画任意正多边形.例2 用尺规画半径为2cm 的正十二边形.分析 先作互相垂直的直径,然后分别以这两条直径的四个端点为圆心,2cm 长为半径画弧,即可得 O 的12 个等分点,依次连接各点得到正十二边形.解析 如图3-8-2 所示,作法:(1)画半径为2cm 的 O,作直径 AB CD.(2)分别以 A、B、C、D 为圆心,2cm 长为半径画弧,交 O 的各点和 A、B、C、D 即为 O 的12 个等分点.(3)顺次连接各等分点,得到正十二边形 AKLDEFBGHCIJ.则十二边形 AKLDEFBGHCIJ 即为所求作的正十二边形.图3-
5、8-2解题关键 熟记常用的正多边形的作图方法是解决本题的关键.题型一 正多边形的相关计算例1(2018 河南驻马店确山期末)如图3-8-3,边长为4 的正六边形 ABCDEF的中心与坐标原点 O 重合,AF x 轴,将正六边形 ABCDEF 绕原点 O 顺时针旋转 n 次,每次旋转60,当 n=100 时,顶点 A 的坐标为()图3-8-3A.(-2,2)B.(-2,-2)C.(2,-2)D.(2,2)解析 如图3-8-4,连接 OA,BOH=90,AOB=60,AOH=30,OA=4,AH=2,OH=2.六边形 ABCDEF 是正六边形,正六边形 ABCDEF 绕原点 O 顺时针旋转6 次回
6、到原位置,100 6=164,当n=100 时,顶点 A 的坐标为(-2,-2).故选B.图3-8-4答案B方法归纳 本题为图形与坐标问题,在正多边形中,要充分利用正多边形边与角的特殊性质解题,如:正 n 边形的中心角为.题型二 正多边形的实际应用例2 如图3-8-5,有一个亭子,它的地基是半径为4m 的正六边形,求地基的周长和面积.图3-8-5分析 正多边形的半径即为正多边形的外接圆的半径,求地基的周长与面积,可通过构造直角三角形求出正多边形的边长与边心距.解析 如图3-8-6,连接 OB,OC,过点 O 作 OP BC 于 P.由于六边形 ABCDEF 是正六边形,所以它的中心角等于=60
7、,且 OB=OC,所以 OBC 是等边三角形,从而正六边形的边长等于它的半径,所以地基的周长 l=6 4=24(m),在Rt OPC 中,OC=4m,PC=2m,根据勾股定理,可得 OP=2m,所以地基的面积 S=l OP=24 2=24(m2).图3-8-6点拨 正多边形的周长等于边长乘边数,正多边形的面积等于周长与边心距的积的一半.知识点一 圆内接正多边形1.下列给出五个命题:正多边形都有内切圆和外接圆,且这两个圆是同心圆;各边相等的圆外切多边形是正多边形;各内角相等的圆内接多边形是正多边形;正多边形既是轴对称图形又是中心对称图形;正 n 边形的中心角 n=,且与每一个外角相等.其中正确的
8、命题有()A.2 个B.3 个C.4 个D.5 个答案A 正多边形都有一个内切圆和一个外接圆,这两个圆是同心圆,圆心是正多边形的中心,故 正确;各边相等的圆外切多边形的各内角不一定相等,故不一定是正多边形,如菱形,故 错误;圆内接矩形的各内角相等,但不是正多边形,故 错误;边数是偶数的正多边形既是轴对称图形又是中心对称图形,而边数是奇数的正多边形只是轴对称图形,不是中心对称图形,故 错误;正 n 边形的中心角 n=,且与每一个外角相等,故 正确.故正确的是,共有2 个.故选A.2.(2015 辽宁铁岭中考)如图3-8-1,点 O 是正五边形 ABCDE 的中心,则 BAO的度数为.图3-8-1
9、答案 54 解析 五边形 ABCDE 是正五边形,BAE=108.又 点 O是正五边形 ABCDE 的中心,BAO=EAO=54.3.(2019 山东青岛中考)如图3-8-2,五边形 ABCDE 是 O 的内接正五边形,AF是 O 的直径,则 BDF 的度数是.图3-8-2答案 54 解析 如图,连接 AD,AF 是 O 的直径,ADF=90,五边形 ABCDE 是 O 的内接正五边形,ABC=C=108,ABD=72,F=ABD=72,F AD=18,CDF=DAF=18,BDF=36+18=54.知识点二 圆内接正多边形的画法4.中华人民共和国国旗上的五角星的画法通常是先把圆五等分,然后连
10、接五等分点(如图3-8-3).五角星的每一个角的度数为()图3-8-3A.30 B.35 C.36 D.37 答案C 五等分点将圆分成5 等份,每一段弧的度数为=72,所以五角星的每一个角的度数为=36.5.如图3-8-4,已知 O,求作 O 的内接正八边形.图3-8-4解析 作图如下:作法:(1)作 O 的任意一条直径 AC;(2)作 AC 的垂直平分线 BD,交 O 于 B,D 两点;(3)连接 AD,作 AD 的垂直平分线交 于点 M;(4)用同样的方法分别作出,的中点 E,F,G;(5)依次连接 O 上各点,即得所求作的 O 的内接正八边形 AEBFCGDM.1.正六边形的边心距与边长
11、之比为()A.3 B.2C.1 2 D.2答案B 如图,设正六边形 ABCDEF 的边长为2 a,O 为正六边形的中心,连接 OA、OB,作 OM AB 于 M,OAB 是等边三角形,OA=OB=AB=2 a,AM=BM=a.在Rt OAM 中,由勾股定理可得 OM=a,则正六边形的边心距与边长之比为 OM AB=a 2 a=2,故选B.2.如图,在正八边形 ABCDEFGH 中,四边形 BCFG 的面积为20cm2,则正八边形的面积为 cm2.答案40解析 如图,连接 AD、HE,分别交 BG、CF 于点 O、P、M、N,则 ABO,CDP,EFN,HGM 均为全等的等腰直角三角形,四边形B
12、CPO、四边形 GFNM 为全等的矩形.设正八边形的边长为 acm,则 OA=OB=acm,则 AD=(a+a)cm.所以 S矩形 BCFG=S矩形 ADEH=a(a+a)=20cm2,(S ABO+S CDP+S EFN+S HGM)+S矩形 BCPO+S矩形 GFNM=a2+2 a a=a2+a2=20cm2,故正八边形的面积为20+20=40(cm2).3.如图,将正六边形放在平面直角坐标系中,中心与坐标原点重合,若点 A 的坐标为(-1,0),则点 C 的坐标为.答案解析 如图,连接 OB,OC,易证四边形 ABCO 是菱形,又 A(-1,0),OC=OA=BC=AB=1.设 BC 与
13、 y 轴的交点为 H,O 是正六边形的中心,BH=CH=.在Rt OCH 中,OH=.点 C 的坐标是.4.正八边形的中心角的度数为,每个内角的度数为,每个外角的度数为.答案 45;135;45 解析 正八边形的中心角的度数为360 8=45.正八边形每个外角的度数为360 8=45,每个内角的度数为180-45=135.5.观察圆内接正五边形 ABCDE(如图),解答下列问题:(1)以 AB 为底,且顶角为36 的等腰三角形有多少个?以 AB 为腰,且顶角为36 的等腰三角形有多少个?将它们表示出来;(2)以 AB 为底,且底角为36 的等腰三角形有多少个?以 AB 为腰,且底角为36 的等
14、腰三角形有多少个?将它们表示出来.解析(1)以 AB 为底,且顶角为36 的等腰三角形只有1 个,即 DAB;以 AB 为腰,且顶角为36 的等腰三角形有2 个,即 ABG,ABJ.(2)以 AB 为底,且底角为36 的等腰三角形只有1 个,即 F AB;以 AB 为腰,且底角为36 的等腰三角形有2 个,即 ABE,ABC.6.画一个半径为1cm 的正五边形,再作出这个五边形的各条对角线,画出一个五角星.解析 画法:(1)以 O 为圆心,1cm 长为半径画圆;(2)以 O 点为顶点,OA 为一边作 AOB=72,再依次作 BOC=COD=DOE=EOA=72,分别与圆交于点 B、C、D、E;
15、(3)分别连接 AB、BC、CD、DE、EA,则正五边形 ABCDE 就是所要画的正五边形,如图;(4)分别连接 AC、AD、BD、BE、CE,得五角星,如图.图 图 7.如图,OAB 为正三角形,以 O 为圆心,OA 长为半径作 O,直径 FC AB,AO、BO 的延长线分别交 O 于点 D、E,求证:六边形 ABCDEF 是正六边形.证明 OAB 为正三角形,AOB=OAB=OBA=60,OB=AB=OA,点 B 在 O 上.FC AB,FOA=OAB=COD=60,COB=OBA=EOF=60.而 DOE=AOB=60,AOB=COB=COD=EOD=EOF=FOA=60,=,即点 A、
16、B、C、D、E、F 六等分 O.六边形 ABCDEF 是 O 的内接正六边形,即六边形 ABCDEF 是正六边形.8.已知 O 和 O 上一点 A.(1)作 O 的内接正方形 ABCD 和内接正六边形 AEFCGH;(2)在(1)所作的图中,如果点 E 在 上,求证:DE 是 O 的内接正十二边形的一边.解析(1)作图如下:作法:作直径 AC;作直径 BD AC,依次连接 AB、BC、CD、DA,则四边形 ABCD 为 O 的内接正方形;分别以点 A、C 为圆心,OA 长为半径画弧,交 O 于点 E、H、F、G,顺次连接 AE、EF、FC、CG、GH、HA,则六边形 AEFCGH 为 O 的内
17、接正六边形.(2)证明:连接 OE,DE.AOD=90,AOE=60,EOD=AOD-AOE=90-60=30.360 12=30,DE 是 O 的内接正十二边形的一边.1.(2018 福建三明一模)如图3-8-5,在正八边形 ABCDEFGH 中,连接 AC,AE,则 的值是()图3-8-5A.1 B.C.2 D.答案B 如图,连接 AG、GE、EC,由题意知四边形 ACEG 为正方形,故=.故选B.2.(2019 江苏扬州中考)如图3-8-6,AC 是 O 的内接正六边形的一边,点 B 在 上,且 BC 是 O 的内接正十边形的一边,若 AB 是 O 的内接正 n 边形的一边,则 n=.图
18、3-8-6答案 15解析 如图,连接 BO,AC 是 O 的内接正六边形的一边,AOC=360 6=60,BC 是 O 的内接正十边形的一边,BOC=360 10=36,AOB=AOC-BOC=60-36=24,n=360 24=15.故答案为15.3.如图3-8-7,正八边形 ABCDEFGH 的半径为2,则它的面积为.图3-8-7答案8解析 如图,连接 OA,OC,OB,AC,设 OB 与 AC 相交于点 P,根据题意可知 AOC=90,OB AC,OA=OC=OB=2,AC=2,AP=PC=,正八边形的面积为8 2=8.如图,已知正三角形 ABC 的边长为2 a.(1)求它的内切圆与外接
19、圆组成的圆环的面积;(2)根据计算结果,要求圆环的面积,只需测量出哪一条弦的长度就可以算出圆环的面积?(3)已知正 n 边形的边长为2 a,请直接写出它的内切圆与外接圆组成的圆环的面积.解析(1)连接 OD,OB.由 BC=2 a 知 BD=a,又易知 OBD=30,OD=a,OB=a,S圆环=OB2-OD2=-=a2.(2)由 S圆环=OB2-OD2=(OB2-OD2)=BD2可知,要求圆环的面积,只需测量出弦 BC(或 AB 或 AC)的长度,即正三角形的边长即可.(3)S圆环=a2.一、选择题1.(2019 江苏扬州一模,8,)O 是一个正 n 边形的外接圆,若 O 的半径与这个正 n
20、边形的边长相等,则 n 的值为()A.3 B.4 C.6 D.8答案C O 的半径与这个正 n 边形的边长相等,这个正 n 边形的中心角为60,=60,n=6,故选C.2.(2019 浙江宁波模拟,8,)如图3-8-8,O 是正六边形 ABCDEF 的外接圆,P 是弧 EF 上一点,则 BPD 的度数是()图3-8-8A.30 B.60 C.55 D.75 答案B 如图,连接 OB,OD,六边形 ABCDEF 是正六边形,BOD=2=120,BPD=BOD=60,故选B.3.(2019 四川成都金牛模拟,9,)如图3-8-9,边长为2 的正方形 ABCD 内接于 O,则阴影部分的面积为()图3
21、-8-9A.+1 B.-1 C.+1 D.-1答案B 正方形的边长为2,圆的半径为,阴影部分的面积为=-1,故选B.4.(2019 河北保定定兴一模,9,)如图3-8-10,将边长为5 的正六边形ABCDEF 沿直线 MN 折叠,则图中阴影部分的周长为()图3-8-10A.20 B.24 C.30 D.35答案C 阴影部分的周长等于正六边形 ABCDEF 的周长,即5 6=30,故选C.5.(2019 上海静安二模,4,)如图3-8-11,在同一平面内,将边长相等的正方形、正五边形的一边重合,那么 1 的大小是()图3-8-11A.8 B.15 C.18 D.28 答案C 正五边形的内角的度数
22、是(5-2)180=108,又 正方形的内角是90,1=108-90=18.故选C.6.(2019 河北保定定兴一模,15,)如图3-8-12,用四根长为5cm 的铁丝,首尾相接围成一个正方形(接点不固定),要将它的四边按图中的方式向外等距离移动 acm,同时添加另外四根长为5cm 的铁丝(虚线部分)得到一个新的正八边形,则 a 的值为()图3-8-12A.4cm B.5cm C.5cm D.cm答案D 如图,由题意可知,ABC 是等腰直角三角形,AB=5cm,AC=BC=acm,则 a2+a2=52,解得 a=或 a=-(不合题意,舍去),故选D.二、填空题7.(2019 陕西中考模拟,19
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- 北师大 九年级 数学 下册 第三 圆内接 正多边形 课件
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