圆周角定理

同弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半;直径(或半圆)所对的圆周角是直角;圆内接四边形对角互补。

适用前提与边界条件

  1. 圆周角的顶点必须在圆上,且两边都与圆相交
  2. 同弧所对的圆周角有无数个,它们都相等

定义

圆周角:顶点在圆上,并且两边都和圆相交的角叫圆周角。

ABCD
同弧所对的圆周角相等

设 是弧 所对的圆周角, 是同弧所对的圆心角,其中 为圆心。

圆周角定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于该弧所对的圆心角的一半。

由此可得两条推论:

  • 直径(或半圆)所对的圆周角是直角;
  • 圆内接四边形的对角互补。

推导

设圆心为 ,圆周角为 ,圆心角为 。按圆心 与 的位置关系分三种情况证明。

情形 1:圆心 在角的一边(如 )上。连接 ,因 ,故 为等腰三角形,。由三角形外角定理,,即 。

情形 2:圆心 在 内部。作直径 ,连接 。由情形 1,,。两式相加得 。

情形 3:圆心 在 外部。作直径 ,连接 。由情形 1,,。两式相减得 。

情形圆心位置关键步骤
1在角的一边上外角定理直接得
2在角内部作直径,两式相加
3在角外部作直径,两式相减

三种情形合并即得圆周角定理。当 (即 为直径)时,,即直径所对圆周角为直角。

典例精析

例 1:已知弧 所对的圆心角为 ,求该弧所对的圆周角。

由圆周角定理,。故弧 所对圆周角为 。

例 2:在圆中, 是直径, 为圆上异于 的点。求 的度数。

因 为直径,所对弧为半圆,圆心角为 。由圆周角定理,,即 为直角三角形。

对比

角顶点位置与所对弧的关系
圆心角圆心等于所对弧度数
圆周角圆上等于所对弧度数的一半
同弧圆周角圆上(同侧)彼此相等
直径所对圆周角圆上恒为

与其他知识的联系

  • 圆心角、弧、弦:同圆中圆心角、弧、弦”知一推二”,而圆周角把”弧的度数”与”角”联系起来,是弧弦角体系的核心桥梁。
  • 勾股定理:直径所对圆周角为直角,使”直径 + 圆上一点”天然构成直角三角形,是圆中运用勾股定理求边长的入口。
  • 相似三角形:同弧所对圆周角相等为相似提供等角依据,圆幂定理的证明正依赖这一条。
  • 圆内接四边形的性质:圆内接四边形对角互补是圆周角定理的直接推论,二者同源。

正例与反例

✅ 正例

  • 弧 AB 所对圆心角为 80°,则其所对圆周角为 40°
  • 直径 AB 所对圆周角 ∠ACB=90°,故 △ACB 为直角三角形

❌ 反例

  • 把 80° 的圆心角所对圆周角算成 80° 是错的,应为 40°
  • 顶点在圆内的角(非圆上)当作圆周角是错的,它不是圆周角

高频误解与考试易错

  • 把圆周角与圆心角混为一谈,误认为同弧所对圆周角等于圆心角
  • 漏掉直径所对圆周角是直角的结论,无法判定直角三角形
  • 用「同弦所对圆周角相等」时不区分弦两侧的角,它们可能互补
  • 忽略圆心在圆周角内部或外部的情形,证明时只画一种情况

常见问题

圆周角的定义是什么?
顶点在圆上,并且两边都和圆相交的角叫圆周角。
直径所对的圆周角一定是直角吗?
一定。直径(或半圆)所对的圆周角是 90°,反之,90° 的圆周角所对的弦是直径。
圆内接四边形对角有什么关系?
对角互补,即 ∠A+∠C=180°,∠B+∠D=180°。

依据与出处

  • 人教版(2024 审定)九年级上册 第二十九章《圆》(2026 秋起使用)