一、圆的定义
如图,在一个平面内,线段
以点

注意:
1.圆上各点到定点(圆心O)的距离都等于定长(半径r);
2.到定点(圆心)的距离等于定长(半径)的点都在圆上.
满足上述两个条件,我们可以把圆看成是一个集合.
圆是到定点的距离等于定长的点的集合.
二、数量描述点和圆的三种位置关系
若设圆O的半径为r,点P到圆心的距离为d

三、圆的相关概念
1.圆心不变,半径不相等的所有圆叫做同心圆.如图1所示:


图1 图2
2.半径相等的圆(能够互相重合的圆)叫做等圆.
同圆或等圆的半径相等.如图2.等圆与位置无关
3.弧的相关概念
(1)圆弧:圆上两点间的部分叫做圆弧,简称“弧”,用符号“
以A、B为端点的弧记作
(2)半圆:圆的任意一条直径的两个端点分圆成两条弧,每条弧都叫做半圆.
(3)优弧:大于半圆的弧叫做优弧:如图4,
劣弧:小于半圆的弧叫做劣弧:如图4,

图3 图4
(4)在同圆和等圆当中,能够互相重合的弧叫做等弧.
4.圆心角:顶点在圆心的角叫做圆心角.(如图4中的∠COD)
5.弦的概念:连接圆上任意两点的线段叫做弦.
经过圆心的弦叫做直径(如图4——直径AD).
四、垂径定理
利用圆的轴对称性得到的与圆相关的一个重要性质——垂径定理.
垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的弧.
在这里注意:①条件中的“弦”可以是直径.②结论中的“平分弧”指平分弦
所对的劣弧、优弦.证明:如图,连结OA、OB,则OA=OB.
在Rt△OAM和Rt△OBM中,
∵OA=OB,OM=OM,
∴Rt△OAM≌Rt△OBM,
∴AM=BM.
∴点A和点B关于CD对称.
∵⊙O关于直径CD对称,
∴当圆沿着直径CD对折时,点A与点B重合,
∴
注:为了运用的方便,不易出现错误,易于记忆,可将原定理叙述为:一条直线若满足:(1)过圆心;(2)垂直于弦,那么可推出:①平分弦,②平分弦所对的优弧,③平分弦所对的劣弧.
即垂径定理的条件有两项,结论有三项.用符号语言可表述为:
如图,在⊙O中,


分析:要求弯路的半径,连结OC,只要求出OC的长便可以了.因为已知OE⊥CD,所以CF=
解:连结OC,设弯路的半径为R m,则
OF=(R-90)m,∵OE⊥CD,
∴CF=
据勾股定理,得
OC2=CF2+OF2,
即R2=3002+(R-90)2
解这个方程,得R=545.
∴这段弯路的半径为545m.
注:在上述解题过程中使用了列方程的方法,用代数方法解决几何问题,这种思想应在今后的解题过程中注意运用.

解:如下图示,连结OA,过O作OE⊥AB,垂足为E,交圆于F,则AE=

垂径定理的逆定理
平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的弧.

证明:如图,连结OA、OB,则OA=OB.
在等腰△OAB中,∵AM=MB,
∴CD⊥AB(等腰三角形的三线合一).
∵⊙O关于直径CD对称.
∴当圆沿着直径CD对折时,点A与点B重合,
∴
五、确定圆的条件
1.问题:
(1)作圆,使它经过已知点A,你能作出几个这样的圆?
(2)作圆,使它经过已知点A、B.你是如何作的?你能作出几个这样的圆?其圆心的分布有什么特点?
与线段AB有什么关系?为什么?
(3)作圆,使它经过已知点A、B、C(A、B、C三点不在同一条直线上).你是如何作的?你能作出几个这
样的圆?
答:
(1)因为作圆实质上是确定圆心和半径,要经过已知点A作圆,只要圆心确定下来,半径就随之确定了
下来.所以以点A以外的任意一点为圆心,以这一点与点A所连的线段为半径就可以作一个圆.由于
圆心是任意的.因此这样的圆有无数个.如图(1).

(2)已知点A、B都在圆上,它们到圆心的距离都等于半径.因此圆心到A、B的距离相等.根据前面提到
过的线段的垂直平分线的性质可知,线段的垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等,则圆心应
在线段AB的垂直平分线上.在AB的垂直平分线上任意取一点,都能满足到A、B两点的距离相等,所
以在AB的垂直平分线上任取一点都可以作为圆心,这点到A的距离即为半径.圆就确定下来了.由
于线段AB的垂直平分线上有无数点,因此有无数个圆心,作出的圆有无数个.如图(2).
(3)要作一个圆经过A、B、C三点,就是要确定一个点作为圆心,使它到三点的距离相等.因为到A、B两
点距离相等的点的集合是线段AB的垂直平分线,到B、C两点距离相等的点的集合是线段BC的垂直平
分线,这两条垂直平分线的交点满足到A、B、C三点的距离相等,就是所作圆的圆心.
因为两条直线的交点只有一个,所以只有一个圆心,即只能作出一个满足条件的圆.
2.过不在同一条直线上的三点作圆.
| 作法 | 图示 |
| 1.连结AB、BC | ![]() |
| 2.分别作AB、BC的垂直 平分线DE和FG,DE和 FG相交于点O |
![]() |
| 3.以O为圆心,OA为半径作圆 ⊙O就是所要求作的圆 |
![]() |
由上可知,过已知一点可作无数个圆.过已知两点也可作无数个圆,过不在同一条直线上的三点可以作一个圆,并且只能作一个圆.
不在同一直线上的三个点确定一个圆.
3.有关定义
由上可知,经过三角形的三个顶点可以作一个圆,这个圆叫做三角形的外接圆(circumcircle of triangle),这个三角形叫这个圆的内接三角形.
外接圆的圆心是三角形三边垂直平分线的交点,叫做三角形的外心(circumcenter).
解:如下图.

O为外接圆的圆心,即外心.
锐角三角形的外心在三角形的内部,直角三角形的外心在斜边上,
钝角三角形的外心在三角形的外部.


