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圓內(nèi)接四邊形
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圓內(nèi)接四邊形(Cyclic quadrilateral)是一個(gè)幾何概念,指的是四個(gè)頂點(diǎn)均位于同一圓上的四邊形。這類四邊形在幾何學(xué)中具有獨(dú)特的性質(zhì)和重要的應(yīng)用。矩形、正方形都是特殊的圓內(nèi)接四邊形,而鳶形和梯形在特定條件下也可以成為圓內(nèi)接四邊形。

性質(zhì)定理

以右圖所示圓內(nèi)接四邊形ABCD為例,圓心為O,延長(zhǎng)AB至E,AC、BD交于P,則:

1.圓內(nèi)接四邊形的對(duì)角互補(bǔ):

2.圓內(nèi)接四邊形的任意一個(gè)外角等于它的內(nèi)對(duì)角:

3.圓心角的度數(shù)等于所對(duì)弧的圓周角的度數(shù)的兩倍:

4.同弧所對(duì)的圓周角相等

5.圓內(nèi)接四邊形對(duì)應(yīng)三角形相似:(三個(gè)內(nèi)角對(duì)應(yīng)相等)

6.相交弦定理

7.托勒密定理

判定定理

一個(gè)四邊形是圓內(nèi)接四邊形的充分必要條件是其相對(duì)的兩內(nèi)角互補(bǔ)。以下是圓內(nèi)接四邊形的判定定理:

1. 對(duì)角互補(bǔ)定理:如果一個(gè)四邊形的對(duì)角互補(bǔ),那么這個(gè)四邊形內(nèi)接于一個(gè)圓。

2. 外角等于內(nèi)對(duì)角定理:如果一個(gè)四邊形的外角等于它的內(nèi)對(duì)角,那么這個(gè)四邊形內(nèi)接于一個(gè)圓。

3. 等距離定理:如果一個(gè)四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)與某定點(diǎn)等距離,那么這個(gè)四邊形內(nèi)接于以該點(diǎn)為圓心的一個(gè)圓。

4. 頂角相等定理:若有兩個(gè)同底的三角形,另一頂點(diǎn)都在底的同旁,且頂角相等,那么這兩個(gè)三角形有公共的外接圓。

5. 張角相等定理:如果一個(gè)四邊形的張角相等,那么這個(gè)四邊形內(nèi)接于一個(gè)圓。

6. 相交弦定理的逆定理。

7. 托勒密定理的逆定理。

面積計(jì)算

S圓內(nèi)接四邊形,,此公式稱之為婆羅摩笈多公式。與海倫公式對(duì)比可以看出,這和海倫公式三角形面積具有驚人的相似性,其實(shí)海倫公式就是婆羅摩笈多公式d=0的特殊形式。

例題

例題1:

在圓內(nèi)接四邊形ABCD中,,則BC的長(zhǎng)為_______?

答案

使用余弦定理:,解得,

因?yàn)椋簣A內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ),

所以:

使用正弦定理

所以:

例題2:

如圖,在梯形ABCD中,,K、M分別在AD、BC上,

求證:(第二屆袓沖之杯初中數(shù)學(xué)競(jìng)賽考題)

答案

證明:聯(lián)結(jié)KM與BC延長(zhǎng)線上一點(diǎn)E。

因?yàn)椋?/p>

所以:AKMB四點(diǎn)共圓

因?yàn)椋?/p>

所以:

所以:

所以:CDKM四點(diǎn)共圓

所以:

所以:

參考資料 >

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