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优弧是什么,长的是优弧还是短的是优弧(圆中阿基米德折弦定理六种证明方法及其练习)

百科 2025-10-24 05:22:37 投稿 阅读:5224次

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  • 1、优弧是什么
  • 2、超级经典,圆中阿基米德折弦定理六种证明方法及其练习

1、优弧是什么

  大于半圆的弧叫做优弧,表示一个优弧时用三个字母来表示。与优弧相对的是劣弧,即小于半圆的弧。同弧或等弧所对圆周角相等。半圆既不是优弧也不是劣弧,而是与其并列的一个概念。

  在同圆或等圆内,如果圆心角相等,那么它们所对的弧相等;所对的弦相等;所对弦上的弦心距相等(逆命题也成立)。在同圆或等圆内,如果圆心角不等,那么圆心角大的所对的弧大;所对的弦大;所对弦上的弦心距小(逆命题也成立)。

2、超级经典,圆中阿基米德折弦定理六种证明方法及其练习

阿基米德(Archimedes,公元前287~公元前212年,古希腊)是有史以来最伟大的数学家之一。他与牛顿、高斯并称为三大数学家。

定理定义

如右图所示,AB和BC是⊙O的两条弦(即ABC是圆的一条折弦),BC>AB,M是弧ABC的中点,则从M向BC所作垂线之垂足D是折弦ABC的中点,即CD=AB+BD。

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定义:从圆周上任一点出发的两条弦,所组成的折线,我们称之为该图的一条折弦。

验证推导

方法1:补短法1

如图,延长DB至F,使BF=BA

∵M是弧ABC的中点

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如图,延长DB至F,使BF=BA

∴∠MCA=∠MAC=∠MBC

∵MBAC四点共圆

∴∠MCA+∠MBA=180°

∵∠MBC+∠MBF=180°

∴∠MBA=∠MBF

∵MB=MB,BF=BA

∴△MBF≌△MBA

∴∠F=∠MAB=∠MCB

∴MF=MC

∵MD⊥CF

∴CD=DF=DB+BF=AB+BD

方法2:补短法2

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延长AB到E,使BE=BD

∵M是弧AB中点,

∴∠MBC=∠MAC=∠MCA

∵M,B,A,C四点共圆

∴∠MCA+∠MBA=180°

∵∠MBE+∠MBA=180°

∴∠MCA=∠MBE

∴∠MBC=∠MBE

∵BE=BD,MB=MB

∴△EBM≅△DBM

∴∠E=∠MDC=90°,ME=MD

又∵MA=MC

∴△MEA≅△MDC

∴DC=AE=AB+BE=AB+BD

方法3:截长法1

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如图,在CD上截取DG=DB

∵MD⊥BG

∴MB=MG,∠MGB=∠MBC=∠MAC

∵M是弧ABC的中点

∴∠MAC=∠MCA=∠MGB

即∠MGB=∠MCB+∠BCA=∠MCB+∠BMA

又∠MGB=∠MCB+∠GMC

∴∠BMA=∠GMC

∵MA=MC

∴△MBA≌△MGC(SAS)

∴AB=GC

∴CD=CG+GD=AB+BD

方法4:截长法2

优弧是什么,长的是优弧还是短的是优弧(圆中阿基米德折弦定理六种证明方法及其练习)

如图,在CD上截取CG=AB

∵M是弧ABC的中点

∴MA=MC

∵∠BAM=∠BCM

∴△MBA≌△MGC(SAS)

∴MB=MG

∵MD⊥BG

∴BD=DG

∴CD=CG+GD=AB+BD

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方法5:垂线法

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如图,作MH⊥射线AB,垂足为H。

∵M是弧ABC的中点

∴MA=MC

∵MD⊥BC

∴∠MDC=90°=∠H

∵∠MAB=∠MCB

∴△MHA≌△MDC(AAS)

∴AH=CD,MH=MD

又∵MB=MB

∴Rt△MHB≌Rt△MDB(HL)

∴HB=BD

∴CD=AH=AB+BH=AB+BD

方法6:圆周角法

优弧是什么,长的是优弧还是短的是优弧(圆中阿基米德折弦定理六种证明方法及其练习)

延长MD交圆O于E,连接EC,EA,

延长EA交CB延长线于F.

∵M为AMC中点

∴∠1=∠2

∵ MD⊥BC

∴∠EDF=∠EDC=90°,

∵ED=ED

∴△EDF≅△EDC

∴∠C=∠F,DF=DC

∵A.B,C,E 四点共圆

∴∠C+∠BAE=180°.

而∠3+∠BAE=180°

∴∠C=∠3

∴∠F=∠3

∴BF=AB

∴CD=FD=BF+BD=AB+BD

典例1☆☆☆☆☆

如图,已知点A,B,C,D顺次在圆O上,AB=BD,BM⊥AC,垂为 M.

证明∶AM=DC+CM.

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1.(★★☆☆☆)如图,已知点 A,B,C,D顺次在圆O上,AB=BD,BM⊥AC,垂足为 M.若 AM=5,CM=1,则 CD=_______.

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2.如图,已知△ABC中,DAC上一点,且AD=DC+CB,过点DAC的垂线交外接圆于点M.求证:M是优弧AB的中点.

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3.如图,△ABC内接于⊙O,BC=2,AB=AC,点D为弧AC上的动点,

且cos∠ABC=

(1)求 AB 的长度.(2)求 AD· AE 的值.

(3)过A点作 AH⊥BD,求证∶BH=CD+DH.

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