初中数学正多边形和圆解答题

等面积法是一种常用的、重要的数学解题方法．它是利用“同一个图形的面积相等”、“分割图形后各部分的面积之和等于原图形的面积”、“同底等高或等底同高的两个三角形面积相等”等性质解决有关数学问题，在解题中，灵活运用等面积法解决相关问题，可以使解题思路清晰，解题过程简便快捷．

（1）在直角三角形中，两直角边长分别为3和4，则该直角三角形斜边上的高的长为　　，其内切圆的半径长为　　；

（2）①如图1， $P$ 是边长为 $a$ 的正 $ΔABC$ 内任意一点，点 $O$ 为 $ΔABC$ 的中心，设点 $P$ 到 $ΔABC$ 各边距离分别为 $h_{1}$ ， $h_{2}$ ， $h_{3}$ ，连接 $AP$ ， $BP$ ， $CP$ ，由等面积法，易知 $\frac{1}{2} a (h_{1} + h_{2} + h_{3}) = S_{ΔABC} = 3 S_{ΔOAB}$ ，可得 $h_{1} + h_{2} + h_{3} =$ 　　；（结果用含 $a$ 的式子表示）

②如图2， $P$ 是边长为 $a$ 的正五边形 $ABCDE$ 内任意一点，设点 $P$ 到五边形 $ABCDE$ 各边距离分别为 $h_{1}$ ， $h_{2}$ ， $h_{3}$ ， $h_{4}$ ， $h_{5}$ ，参照①的探索过程，试用含 $a$ 的式子表示 $h_{1} + h_{2} + h_{3} + h_{4} + h_{5}$ 的值．（参考数据： $\tan 36 ° \approx \frac{8}{11}$ ， $\tan 54 ° \approx \frac{11}{8})$

（3）①如图3，已知 $⊙ O$ 的半径为2，点 $A$ 为 $⊙ O$ 外一点， $OA = 4$ ， $AB$ 切 $⊙ O$ 于点 $B$ ，弦 $BC / / OA$ ，连接 $AC$ ，则图中阴影部分的面积为　　；（结果保留 $π)$

②如图4，现有六边形花坛 $ABCDEF$ ，由于修路等原因需将花坛进行改造，若要将花坛形状改造成五边形 $ABCDG$ ，其中点 $G$ 在 $AF$ 的延长线上，且要保证改造前后花坛的面积不变，试确定点 $G$ 的位置，并说明理由.

来源：2021年湖北省随州市中考数学试卷

更新：2021-08-01
题型：未知
难度：未知

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阅读下列材料：

已知：如图1，等边△ $A_{1} A_{2} A_{3}$ 内接于 $⊙ O$ ，点 $P$ 是 $\hat{A_{1} A_{2}}$ 上的任意一点，连接 $P A_{1}$ ， $P A_{2}$ ， $P A_{3}$ ，可证： $P A_{1} + P A_{2} = P A_{3}$ ，从而得到： $\frac{P A_{1} + P A_{2}}{P A_{1} + P A_{2} + P A_{3}} = \frac{1}{2}$ 是定值．

（1）以下是小红的一种证明方法，请在方框内将证明过程补充完整；

证明：如图1，作 $∠ P A_{1} M = 60 °$ ， $A_{1} M$ 交 $A_{2} P$ 的延长线于点 $M$ ．

$∵$ △ $A_{1} A_{2} A_{3}$ 是等边三角形，

$∴ ∠ A_{3} A_{1} A_{2} = 60 °$ ，

$∴ ∠ A_{3} A_{1} P = ∠ A_{2} A_{1} M$

又 $A_{3} A_{1} = A_{2} A_{1}$ ， $∠ A_{1} A_{3} P = ∠ A_{1} A_{2} P$ ，

$∴$ △ $A_{1} A_{3} P ≅$ △ $A_{1} A_{2} M$

$∴ P A_{3} = M A_{2} = P A_{2} + PM = P A_{2} + P A_{1}$ ．

$∴ \frac{P A_{1} + P A_{2}}{P A_{1} + P A_{2} + P A_{3}} = \frac{1}{2}$ ，是定值．

（2）延伸：如图2，把（1）中条件“等边△ $A_{1} A_{2} A_{3}$ ”改为“正方形 $A_{1} A_{2} A_{3} A_{4}$ ”，其余条件不变，请问： $\frac{P A_{1} + P A_{2}}{P A_{1} + P A_{2} + P A_{3} + P A_{4}}$ 还是定值吗？为什么？

（3）拓展：如图3，把（1）中条件“等边△ $A_{1} A_{2} A_{3}$ ”改为“正五边形 $A_{1} A_{2} A_{3} A_{4} A_{5}$ ”，其余条件不变，则 $\frac{P A_{1} + P A_{2}}{P A_{1} + P A_{2} + P A_{3} + P A_{4} + P A_{5}} =$ 　　（只写出结果）．

来源：2018年四川省达州市中考数学试卷

更新：2021-05-23
题型：未知
难度：未知

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已知： $⊙ O$ 是正方形 $ABCD$ 的外接圆，点 $E$ 在 $\hat{AB}$ 上，连接 $BE$ 、 $DE$ ，点 $F$ 在 $\hat{AD}$ 上连接 $BF$ 、 $DF$ ， $BF$ 与 $DE$ 、 $DA$ 分别交于点 $G$ 、点 $H$ ，且 $DA$ 平分 $∠ EDF$ ．

（1）如图1，求证： $∠ CBE = ∠ DHG$ ；

（2）如图2，在线段 $AH$ 上取一点 $N$ （点 $N$ 不与点 $A$ 、点 $H$ 重合），连接 $BN$ 交 $DE$ 于点 $L$ ，过点 $H$ 作 $HK / / BN$ 交 $DE$ 于点 $K$ ，过点 $E$ 作 $EP ⊥ BN$ ，垂足为点 $P$ ，当 $BP = HF$ 时，求证： $BE = HK$ ；

（3）如图3，在（2）的条件下，当 $3 HF = 2 DF$ 时，延长 $EP$ 交 $⊙ O$ 于点 $R$ ，连接 $BR$ ，若 $ΔBER$ 的面积与 $ΔDHK$ 的面积的差为 $\frac{7}{4}$ ，求线段 $BR$ 的长．

来源：2018年黑龙江省哈尔滨市中考数学试卷

更新：2021-05-20
题型：未知
难度：未知

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如图，正六边形 $ABCDEF$ 内接于 $⊙ O$ ， $BE$ 是 $⊙ O$ 的直径，连接 $BF$ ，延长 $BA$ ，过 $F$ 作 $FG ⊥ BA$ ，垂足为 $G$ ．

（1）求证： $FG$ 是 $⊙ O$ 的切线；

（2）已知 $FG = 2 \sqrt{3}$ ，求图中阴影部分的面积．

来源：2019年贵州省铜仁市中考数学试卷

更新：2021-05-20
题型：未知
难度：未知

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某同学在学习了正多边形和圆之后，对正五边形的边及相关线段进行研究，发现多处出现著名的黄金分割比 $\frac{\sqrt{5} - 1}{2} \approx 0.618$ ．如图，圆内接正五边形 $ABCDE$ ，圆心为 $O$ ， $OA$ 与 $BE$ 交于点 $H$ ， $AC$ 、 $AD$ 与 $BE$ 分别交于点 $M$ 、 $N$ ．根据圆与正五边形的对称性，只对部分图形进行研究．（其它可同理得出）