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圆（一种几何图形）

胜于蓝2020-12-07【影视百科】人已围观

简介在一个平面内，围绕一个点并以一定长度为距离旋转一周所形成的封闭曲线叫做圆。
圆有无数条对称轴。
圆形是一种圆锥曲线，由平行于圆锥底面的平面截圆锥得到。
圆是一种几何图

在一个平面内，围绕一个点并以一定长度为距离旋转一周所形成的封闭曲线叫做圆。
圆有无数条对称轴。
圆形是一种圆锥曲线，由平行于圆锥底面的平面截圆锥得到。
圆是一种几何图形。根据定义，通常用圆规来画圆。同圆内圆的直径、半径的长度永远相同，圆有无数条半径和无数条直径。圆是轴对称、中心对称图形。对称轴是直径所在的直线。同时，圆又是“正无限多边形”，而“无限”只是一个概念。圆可以看成由无数个无限小的点组成的正多边形，当多边形的边数越多时，其形状、周长、面积就都越接近于圆。所以，世界上没有真正的圆，圆实际上只是一种概念性的图形。（当直线成为曲线即为无限点，因此也可以说有绝对意义的圆）

圆的定义

第一定义

在同一平面内到定点的距离等于定长的点的集合叫做圆（circle）。这个定点叫做圆的圆心。
圆形一周的长度，就是圆的周长。能够重合的两个圆叫等圆，等圆有无数条对称轴。
圆是一个正n边形（n为无限大的正整数），边长无限接近0但永远无法等于0。

第二定义

平面内一动点到两定点的距离之比（或距离的平方之比），等于一个不为1的常数，则此动点的轨迹是圆。
证明：点坐标为(x₁,y₁)与(x₂,y₂)，动点为(x,y)，距离比为k，由两点距离公式。满足方程(x-x₁)² + (y-y₁)² = k²×[ (x-x₂)² + (y-y₂)²] 当k不为1时，整理得到一个圆的方程。
几何法：假设定点为A，B，动点为P，满足|PA|/|PB| = k（k≠1），过P点作角APB的内、外角平分线，交AB与AB的延长线于C，D两点由角平分线性质，角CPD=90°。由角平分线定理：PA/PB = AC/BC = AD/BD =k，注意到一k确定了C和D的位置，C在线段AB内，D在AB延长线上，对于所有的P，P在以CD为直径的圆上。

圆的对称性

圆是轴对称图形，对称轴在过圆心的直线上，圆有无数条对称轴。

表示方式

圆—⊙ ；半径—r或R（在环形圆中外环半径表示的字母）；圆心—O；弧—⌒；直径—d ；
扇形弧长—L ；周长—C ；面积—S。

计算公式

圆的周长公式

圆的周长：

圆周长的一半 c=πr
半圆的周长 c=πr+2r
圆的周长公式推导（此方面涉及到弧微分）
设圆的参数方程为

，

圆在一周内周长的积分

代入，可得

即

圆的面积公式

圆的面积计算公式：

把圆分成若干等份，可以拼成一个近似的长方形。长方形的宽相当于圆的半径。
圆锥侧面积

（l为母线长）

弧长角度公式

扇形弧长L=圆心角（弧度制）×R= nπR/180（θ为圆心角）（R为扇形半径）
扇形面积S=nπ R²/360=LR/2（L为扇形的弧长）
圆锥底面半径 r=nR/360（r为底面半径）（n为圆心角）

扇形面积公式

R是扇形半径，n是弧所对圆心角度数，π是圆周率，L是扇形对应的弧长。
也可以用扇形所在圆的面积除以360再乘以扇形圆心角的角度n，如下：
（L为弧长，R为扇形半径）
推导过程:S=πr²×L/2πr=LR/2
(L=│α│·R)

位置关系

点和圆位置关系
①P在圆O外，则 PO>r。
②P在圆O上，则 PO=r。
③P在圆O内，则 PO<r。
反之亦然。
平面内，点P(x₀,y₀)与圆(x-a)²+(y-b)²=r²的位置关系判断一般方法是：
①如果(x₀-a)²+(y₀-b)²<r²，则P在圆内。
②如果(x₀-a)²+(y₀-b)²=r²，则P在圆上。
③如果(x₀-a)²+(y₀-b)²>r²，则P在圆外。
直线和圆位置关系
①直线和圆无公共点，称相离。 AB与圆O相离，d>r。
②直线和圆有两个公共点，称相交，这条直线叫做圆的割线。AB与⊙O相交，d<r。
③直线和圆有且只有一公共点，称相切，这条直线叫做圆的切线，这个公共点叫做切点。圆心与切点的连线垂直于切线。AB与⊙O相切，d=r。（d为圆心到直线的距离）
平面内，直线Ax+By+C=0与圆x²+y²+Dx+Ey+F=0的位置关系判断一般方法是：
1.由Ax+By+C=0，可得y=（-C-Ax）/B，（其中B不等于0），代入x²+y²+Dx+Ey+F=0，即成为一个关于x的方程
如果b²-4ac>0，则圆与直线有2个公共点，即圆与直线相交。
如果b²-4ac=0，则圆与直线有1个公共点，即圆与直线相切。
如果b²-4ac<0，则圆与直线有无公共点，即圆与直线相离。
2.如果B=0即直线为Ax+C=0，即x=-C/A，它平行于y轴（或垂直于x轴），将x²+y²+Dx+Ey+F=0化为（x-a）²+（y-b）²=r²，令y=b，求出此时的两个x值x₁、x₂，并且规定x₁<x₂，那么：
当x=-C/A<x₁或x=-C/A>x₂时，直线与圆相离；
当x₁<x=-C/A<x₂时，直线与圆相交。
圆和圆位置关系
①无公共点，一圆在另一圆之外叫外离，在之内叫内含。
②有公共点的，一圆在另一圆之外叫外切，在之内叫内切。
③有两个公共点的叫相交。两圆圆心之间的距离叫做圆心距。
设两圆的半径分别为R和r，且R〉r，圆心距为P，则结论：外离P>R+r；外切P=R+r；内含0<P<R-r；
内切P=R-r；相交R-r<P<R+r。

圆的性质

⑴圆是轴对称图形，其对称轴是任意一条通过圆心的直线。圆也是中心对称图形，其对称中心是圆心。
垂径定理：垂直于弦的直径平分这条弦，并且平分弦所对的2条弧。
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2条弧。
⑵有关圆周角和圆心角的性质和定理
① 在同圆或等圆中，如果两个圆心角，两个圆周角，两组弧，两条弦，两条弦心距中有一组量相等，那么他们所对应的其余各组量都分别相等。
②在同圆或等圆中，相等的弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半（圆周角与圆心角在弦的同侧）。
直径所对的圆周角是直角。90度的圆周角所对的弦是直径。
圆心角计算公式：　θ=(L/2πr)×360°=180°L/πr=L/r(弧度)。
即圆心角的度数等于它所对的弧的度数；圆周角的度数等于它所对的弧的度数的一半。
③ 如果一条弧的长是另一条弧的2倍，那么其所对的圆周角和圆心角是另一条弧的2倍。
⑶有关外接圆和内切圆的性质和定理
①一个三角形有确定的外接圆和内切圆。外接圆圆心是三角形各边垂直平分线的交点，到三角形三个顶点距离相等；
②内切圆的圆心是三角形各内角平分线的交点，到三角形三边距离相等。
③R=2S△÷L（R：内切圆半径，S：三角形面积，L：三角形周长）。
④两相切圆的连心线过切点。（连心线：两个圆心相连的直线）
⑤圆O中的弦PQ的中点M，过点M任作两弦AB，CD，弦AC与BD分别交PQ于X，Y，则M为XY之中点。
（4）如果两圆相交，那么连接两圆圆心的线段（直线也可）垂直平分公共弦。
（5）弦切角的度数等于它所夹的弧的度数的一半。
（6）圆内角的度数等于这个角所对的弧的度数之和的一半。
（7）圆外角的度数等于这个角所截两段弧的度数之差的一半。
（8）周长相等，圆面积比正方形、长方形、三角形的面积大。

圆的方程

1、圆的标准方程：
在平面直角坐标系中，以点O（a，b）为圆心，以r为半径的圆的标准方程是（x-a）²+（y-b）²=r²。
特别地，以原点为圆心，半径为r（r>0）的圆的标准方程为x²+y²=r²。
2、圆的一般方程：
方程x²+y²+Dx+Ey+F=0可变形为（x+D/2）²+（y+E/2）²=（D²+E²-4F）/4.故有：
（1）当D²+E²-4F>0时，方程表示以(-D/2,-E/2)为圆心，以

为半径的圆；
（2）当D²+E²-4F=0时，方程表示一个点（-D/2，-E/2）；
（3）当D²+E²-4F<0时，方程不表示任何图形。
3、圆的参数方程：
以点O（a，b）为圆心，以r为半径的圆的参数方程是 x=a+r·cosθ, y=b+r·sinθ, （其中θ为参数）
圆的端点式：
若已知两点A（a₁,b₁）,B（a₂,b₂），则以线段AB为直径的圆的方程为（x-a₁）（x-a₂）+（y-b₁）（y-b₂）=0
圆的离心率e=0，在圆上任意一点的曲率半径都是r。
经过圆 x²+y²=r²上一点M（a₀，b₀）的切线方程为 a₀·x+b₀·y=r²
在圆（x²+y²=r²）外一点M（a₀，b₀）引该圆的两条切线，且两切点为A,B，则A,B两点所在直线的方程也为 a₀·x+b₀·y=r²。
4、圆的三点式方程：过不共线的三点A(x₁,y₁),B(x₂,y₂),C(x₃,y₃)的圆的方程为

圆的三点式方程

绘制方式

一般情况下可用圆规画出圆形，或用一段绳子，一头固定在地上，一头转，就能转出圆，绳子越长，圆越大。
用AutoCAD绘圆
在AutoCAD“绘图”下拉菜单中，列出了6种“圆”的绘制方法，简述如下：
（1）利用圆心和半径绘圆：用鼠标点取绘图命令，然后根据提示操作；
（2）利用圆心和直径绘圆：用鼠标点取绘图命令，然后根据提示操作；
（3）以两点确定直径绘圆：用鼠标点取绘图命令，然后根据提示操作；
（4）以三点确定直径绘圆：用鼠标点取绘图命令，然后根据提示操作；
（5）以确定半径与两个图形对象相切绘圆：用鼠标点取绘图命令，然后根据提示操作。
richtext控件绘圆
定义一个数组，该数组用来存储一个或多个坐标（Point）
然后按照以下步骤来实现
1 生成一个控件（如Label）,并调整相应的属性
2 在内存中建立一张临时的图像作为画布，使用GDI+等各种绘图,将图像绘制到画布上
3 将生成的控件Image或BackGroundImage属性值设定为步骤2生成的图像
4 使用RichTextBox1.Controls.Add方法，将控件添加进去（您可以指定它的坐标）
5 将当前已经添加的控件的坐标记录在数组中（如对应第1个数据）
6 添加RichTextBox1.Scroll事件代码，在该代码中，

圆
过获取滚动条的值来计算已添加控件应该所在的位置
说明：控件可以通过代码生成（推荐）
该方法与网上流传的QQ聊天窗口内RichTextBox方法不同，
属于简单型
您务必要定义一个数组，用来参与ScrollBar滚动时，将目标控件重新定位

历史介绍

圆形，是一个看来简单，实际上是十分奇妙的形状。古代人最早是从太阳、阴历十五的月亮得到圆的概念的。在一万八千年前的山顶洞人曾经在兽牙、砾石和石珠上钻孔，那些孔有的就很像圆。到了陶器时代，许多陶器都是圆的。圆的陶器是将泥土放在一个转盘上制成的。当人们开始纺线，又制出了圆形的石纺锤或陶纺锤。古代人还发现搬运圆的木头时滚着走比较省劲。后来他们在搬运重物的时候，就把几段圆木垫在大树、大石头下面滚着走，这样当然比扛着走省劲得多。
约在6000年前，美索不达米亚人，做出了世界上第一个轮子——圆型的木盘。大约在4000多年前，人们将圆的木盘固定在木架下，这就成了最初的车子。
会作圆，但不一定就懂得圆的性质。古代埃及人就认为：圆，是神赐给人的神圣图形。一直到两千多年前我国的墨子（约公元前468-前376年）才给圆下了一个定义：圆，一中同长也。意思是说：圆有一个圆心，圆心到圆周的长都相等。这个定义比希腊数学家欧几里得（约公元前330-前275年）给圆下定义要早100年。
任意一个圆的周长与它直径的比值是一个固定的数，我们把它叫做圆周率，用字母π表示。它是一个无限不循环小数，π=3.1415926535……但在实际运用中一般只取它的近似值，即π≈3.14.如果用C表示圆的周长：C=πd或C=2πr.《周髀算经》上说"周三径一"，把圆周率看成3，但是这只是一个近似值。美索不达来亚人在作第一个轮子的时候，也只知道圆周率是3。魏晋时期的刘徽于公元263年给《九章算术》作注时，发现"周三径一"只是圆内接正六边形周长和直径的比值。他创立了割圆术，认为圆内接正多连形边数无限增加时，周长就越逼近圆周长。他算到圆内接正3072边形的圆周率，π= 3927/1250。刘徽把极限的概念运用于解决实际的数学问题之中，这在世界数学史上也是一项重大的成就。祖冲之（公元429-500年）在前人的计算基础上继续推算，求出圆周率在3.1415926与3.1415927之间，是世界上最早的七位小数精确值，他还用两个分数值来表示圆周率：22/7称为约率，355/113称为密率。在欧洲，直到1000年后的十六世纪，德国人鄂图（公元1573年）和安托尼兹才得到这个数值。如今有了电子计算机，圆周率已经算到了小数点后五万亿位小数了。

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