圓定理 (Circle Theorems) 是關於圓形內部角度和線段性質的理論。在 IGCSE Edexcel 數學中，圓定理屬於「課題 4：幾何」(Topic 4: Geometry)，並可能在 Paper 1 和 Paper 2 中進行測試。在我們深入探討圓定理之前，讓我們藉助圖表快速回顧一些關鍵術語：
總共有多少個圓定理？
在 IGCSE Edexcel 數學中，我們總共需要熟悉 7 個圓定理或圓性質，這些內容在 IGCSE 考試中經常被考到。
圓定理 #1：圓心角是圓周角的兩倍。
這意味著如果圓周上的角 ACD 等於 x，那麼圓心角 AOB 則等於 2x。
圓定理 #2：直徑所對的圓周角是直角。
這意味著如果線段 AOB 是直徑，那麼角 AXB 等於 90°。
圓定理 #3：同弓形內的圓周角相等
這意味著角 ACB = 角 ADB = 角 AEB = x，因為它們都位於同一個弓形內，並源於相同的兩個點：A 和 B。
圓定理 #4：圓內接四邊形的對角之和等於 180°。
圓內接四邊形是圓內的一個四邊形，其每個頂點都位於圓周上。對於此類四邊形，對角之和等於 180°。這意味著如果角 ABC 等於 x，那麼角 ADC 等於 180° – x。
圓定理 #5：交錯弓形定理 (Alternate Segment Theorem)
該定理指出弦與切線之間的夾角等於交錯弓形內的圓周角。因此，如果弦 EB 與切線 ABC 之間的夾角（即角 ABD）等於 x°，那麼交錯弓形內的角 DEB 也等於 x°。同樣地，如果角 CBE 等於 y，那麼角 BED 也等於 y°。
圓定理 #6：切線垂直於圓的半徑
該圓定理指出，半徑 OB 與切線 ABC 之間的夾角為 90°。
圓定理 #7：從圓外同一點出發的兩條切線長度相等。
該圓定理意味著切線 AC 的長度等於切線 BC 的長度。
如何解決圓定理相關問題：
在解決關於圓定理的題目時，學生應利用圓定理算出圓內所有可能的角度，而不是直接去解題目要求的那個角。簡而言之，應用並陳述所有合適的圓定理，盡可能算出圓內更多的角度，因為這最終總能幫助我們找到目標角度。讓我們看一個例子。
解答：
角 DBA = 角 DCA = 43° (圓定理 #3：同弓形內的圓周角相等)
由於 DOB 是直徑，角 DAB = 90° (圓定理 #4：直徑所對的圓周角是直角)
因此角 ADB = 180° – 43° – 90° = 47° (三角形內角和等於 180°)。
完成了！
常見誤解
在解決圓定理題目時，學生經常會犯以下錯誤：
1) 混淆圓定理
– 對於圓定理 1 和 3 尤為如此。記住圓心角是圓周角的兩倍。圓心角「不等於」圓周角。
2) 誤將圓內的任何四邊形都視為圓內接四邊形。
– 記住，只有當所有 4 個頂點都接觸圓周時，該四邊形才被稱為圓內接四邊形。只有這樣我們才能應用圓定理 #4：圓內接四邊形的對角之和為 180 度。
3) 忘記寫下用來支持答案的定理
– 在考試中，學生經常能算出圓內的角度，但卻沒有寫下所用的圓定理來獲得運算分。記住，每算出一個角，都要陳述所用的圓定理或性質，以便在考試中獲得滿分。
範例題目
題目：
A, B, C 和 D 是圓心為 O 的圓周上的點。
i) 計算角 AOD 的大小 (1)
ii) 計算角 OAB 的大小 (2)
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