圆周角定理

我们需要证明:圆周角等于其所对圆弧度数的一半。

圆周角有三种可能的情况:


圆周角的一边经过圆心

圆周角定理。圆周角的一边经过圆心
圆周角定理。圆周角的一边经过圆心。证明
  • 连接点 O 和 A。圆的半径相等。这意味着三角形 ABO 是等腰三角形,且角 1 = 角 2。(在等腰三角形中,底角相等。)
  • 角 AOC 是三角形 AOB 的外角。外角等于两个不相邻内角之和;因此,角 AOC 等于角 1 与角 2 之和。角 1 与角 2 相等。因此 ∠ 1 = ½ ∠ AOC。而角 AOC 是圆心角,其度数等于所对圆弧的度数。由此可知,角 1(即角 ABC)等于圆弧 AC 度数的一半:

我们证明:圆周角等于其所对圆弧度数的一半。

圆心位于圆周角内部

圆周角定理。圆心位于圆周角内部
圆周角定理。圆心位于圆周角内部。证明
  • 作射线 BO;这样形成了两个角(角 1 和角 2),每个角都有一边经过圆心。我们先前已证明圆周角等于其所对圆弧度数的一半。因此 ∠ 1 = ½ AD。角 2 也是一个圆周角,且其一边经过圆心。同样已证明该圆周角等于其所对圆弧度数的一半。∠ 2 = ½ DC。
  • 现在,将角 1 和角 2 相加,以便得到角 ABC。∠ ABC = ∠ 1 + ∠ 2 = ½ AC。

我们再次证明了圆周角等于其所对弧度数的一半。

圆心位于该圆周角的外部

圆周角定理。圆心位于该圆周角的外部
圆周角定理。圆心位于该圆周角的外部。证明
  • 让我们作射线 BO。在第一种情形中,已证明若圆周角的一边经过圆心,则该角等于其所对弧度数的一半。因此 ∠ ABD = ½ AD。
  • 另一边经过圆心的角——即角 CBD——也等于所对弧度数的一半。∠ CBD = ½ CD。
  • 现在,若从较大的角 ABD 减去角 CBD,即可得到角 ABC。∠ ABC = ∠ ABD − ∠ CBD = ½ AD − ½ CD = ½ AC。

对于这三种情形,都已证明圆周角等于其所对弧度数的一半。