← 返回小天首页

九年级 · 圆 · 圆周角、切线与弧长

什么是圆?

在平面内,到定点(圆心 O)的距离等于定长(半径 r)的所有点组成的图形叫。圆上任意两点间的部分叫,两点叫弧的端点

圆上任意一段弧,都对应两个角:一个是顶点在圆心圆心角,一个是顶点在圆周上圆周角。它们之间有一个非常优美的恒定关系——这正是圆的核心母题。

💡 生活联想:自行车车轮的辐条都等长(半径相等),所以轮子转得稳;圆拱桥、井盖做成圆形,也是因为圆上各点到中心距离相等,受力均匀、不会卡住。

母题:圆周角 = ½ 圆心角(同弧)

同弧所对的圆周角 = ½ × 该弧所对的圆心角

同一条弧 AB,不管圆周角的顶点 C 在圆周的哪个位置(只要在同侧),∠ACB 的大小都不变,而且永远等于圆心角 ∠AOB 的一半。下面用真正的几何计算来验证它,而不是"写死"结果。

动手①:拖圆周角顶点,看两角关系

拖动滑块改变圆心角 α,再拖动青色顶点 C 在圆周上移动。右侧实时算出真正的圆周角(由三角形内角公式得出),看它是否始终等于对应弧圆心角的一半。当 C 落在不含弧 AB 的那段弧上时,圆周角 = α/2;落在含弧 AB 的弧上时,圆周角 = (360°−α)/2。

对应弧圆心角 = 80°,圆周角 = 40°
验证:圆周角 = ½ × 对应弧圆心角 ✓

提示:拖动圆周上的青点 C 改变位置

为什么"同弧所对圆周角相等"?

把上式反过来想:既然圆周角永远是对应弧圆心角的一半,而同一条弧的圆心角是固定的,那么同一段弧所对的任意圆周角都相等。这是圆里证明角相等最常用的依据。

动手②:切线 ⊥ 过切点的半径

与圆只有一个公共点的直线叫切线,这个公共点叫切点。定理:圆的切线垂直于过切点的半径。拖动切点 T 改变位置,再拖动切线旋转,看夹角何时变成 90°——只有当切线与半径垂直时才"贴住"圆。

半径方向 30°,切线方向 120°,夹角 = 90°

切线的两个推论

🔧 应用:要判定一条直线是圆的切线,只要证明它经过半径的外端且垂直于这条半径即可——这是中考证明题的常客。

动手③:弧长与扇形面积

拖动圆心角 θ 和半径 r,看弧长扇形面积如何实时变化。公式:弧长 l = (θ/360)·2πr = (θπ/180)·r,扇形面积 S = (θ/360)·πr²。它们都和圆心角 θ 成正比。

弧长 l = 157.08
扇形面积 S = 7853.98

应用:跑道与扇形花坛

小试牛刀(基础 4 + 进阶 4)

① 同弧所对的圆周角等于它所对圆心角的______。

② 同弧所对的圆周角大小______。(填"相等"或"不相等")

③ 圆的切线与过切点的半径互相______。(填"垂直"或"平行")

④ 圆心角为 60° 的弧,长度是整圆周长的______。

⑤ 圆心角为 100°,同弧所对的圆周角 = ?(填数字)

⑥ 圆心角为 90° 的扇形,面积是整圆面积的______。

⑦ 一条弦所对的圆周角有两类,它们的关系是______(填"互补"或"相等")。

⑧ 从圆外一点向圆引两条切线,两条切线长______。(填"相等"或"不相等")

本节小结

← 回到小天,选下一节