
1.進(jìn)一步認(rèn)識(shí)圓,了解圓是軸對(duì)稱圖形.2.理解垂直于弦的直徑的性質(zhì)和推論,并能應(yīng)用它解決一些簡(jiǎn)單的計(jì)算、證明和作圖問(wèn)題.(重點(diǎn))3.靈活運(yùn)用垂徑定理解決有關(guān)圓的問(wèn)題.(難點(diǎn))
你能通過(guò)折疊的方式找到圓形紙片的對(duì)稱軸嗎?在折的過(guò)程中你有何發(fā)現(xiàn)?
圓是軸對(duì)稱圖形,任何一條直徑所在直線都是它的對(duì)稱軸.
(1)圓是軸對(duì)稱圖形嗎?如果是,它的對(duì)稱軸是什么?你能找到多少條對(duì)稱軸?
(2)你是怎么得出結(jié)論的?
圓的對(duì)稱性:
圓是軸對(duì)稱圖形,任意一條直徑所在直線都是圓的對(duì)稱軸.
問(wèn)題:如圖,AB是⊙O的一條弦, 直徑CD⊥AB, 垂足為E.你能發(fā)現(xiàn)圖中有那些相等的線段和劣弧? 為什么?
垂直于弦的直徑平分弦,并且平分弦所對(duì)的兩條弧.
∵ CD是直徑,CD⊥AB,
溫馨提示:垂徑定理是圓中一個(gè)重要的定理,三種語(yǔ)言要相互轉(zhuǎn)化,形成整體,才能運(yùn)用自如.
想一想:下列圖形是否具備垂徑定理的條件?如果不是,請(qǐng)說(shuō)明為什么?
不是,因?yàn)镃D沒(méi)有過(guò)圓心
垂徑定理的幾個(gè)基本圖形:
如果把垂徑定理(垂直于弦的直徑平分弦,并且平分弦所對(duì)的兩條弧)結(jié)論與題設(shè)交換一條,命題是真命題嗎?①過(guò)圓心 ;②垂直于弦; ③平分弦;④平分弦所對(duì)的優(yōu)弧 ; ⑤平分弦所對(duì)的劣弧.上述五個(gè)條件中的任何兩個(gè)條件都可以推出其他三個(gè)結(jié)論嗎?
舉例證明其中一種組合方法已知:求證:
② CD⊥AB,垂足為E
如圖,AB是⊙O的一條弦,作直徑CD,使AE=BE.(1)CD⊥AB嗎?為什么?(2)
AC與BC相等嗎? AD與BD相等嗎?為什么?
(1)連接AO,BO,則AO=BO,
又AE=BE,∴△AOE≌△BOE(SSS),
∴∠AEO=∠BEO=90°,
思考:“不是直徑”這個(gè)條件能去掉嗎?如果不能,請(qǐng)舉出反例.
平分弦(不是直徑)的直徑垂直于弦,并且平分弦所對(duì)的弧.
特別說(shuō)明:圓的兩條直徑是互相平分的.
例1 如圖,OE⊥AB于E,若⊙O的半徑為10cm,OE=6cm,則AB= cm.
解析:連接OA,∵ OE⊥AB,
∴ AB=2AE=16cm.
例2 如圖, ⊙ O的弦AB=8cm ,直徑CE⊥AB于D,DC=2cm,求半徑OC的長(zhǎng).
解:連接OA,∵ CE⊥AB于D,
設(shè)OC=xcm,則OD=x-2,根據(jù)勾股定理,得
即半徑OC的長(zhǎng)為5cm.
x2=42+(x-2)2,
證明:作直徑MN⊥AB.∵AB∥CD,∴MN⊥CD.則AM=BM,CM=DM(垂直平分弦的直徑平分弦所對(duì)的?。?AM-CM=BM-DM∴AC=BD
解決有關(guān)弦的問(wèn)題,經(jīng)常是過(guò)圓心作弦的弦心距,或作垂直于弦的直徑,連結(jié)半徑等輔助線,為應(yīng)用垂徑定理創(chuàng)造條件.
試一試:根據(jù)剛剛所學(xué),你能利用垂徑定理求出引入中趙州橋主橋拱半徑的問(wèn)題嗎?
解:如圖,用AB表示主橋拱,設(shè)AB所在圓的圓心為O,半徑為R.
經(jīng)過(guò)圓心O作弦AB的垂線OC垂足為D,與弧AB交于點(diǎn)C,則D是AB的中點(diǎn),C是弧AB的中點(diǎn),CD就是拱高.
∴ AB=37m,CD=7.23m.
解得R≈27.3(m).
即主橋拱半徑約為27.3m.
練一練:如圖a、b,一弓形弦長(zhǎng)為 cm,弓形所在的圓的半徑為7cm,則弓形的高為____(dá)____.
2cm或12cm
在圓中有關(guān)弦長(zhǎng)a,半徑r, 弦心距d(圓心到弦的距離),弓形高h(yuǎn)的計(jì)算題時(shí),常常通過(guò)連半徑或作弦心距構(gòu)造直角三角形,利用垂徑定理和勾股定理求解.
涉及垂徑定理時(shí)輔助線的添加方法
弦a,弦心距d,弓形高h(yuǎn),半徑r之間有以下關(guān)系:
d+h=r
視頻:垂徑定理微課講解
1.已知⊙O中,弦AB=8cm,圓心到AB的距離為3cm,則此圓的半徑為 .
2.⊙O的直徑AB=20cm, ∠BAC=30°則弦AC= .
3.(分類討論題)已知⊙O的半徑為10cm,弦MN∥EF,且MN=12cm,EF=16cm,則弦MN和EF之間的距離為 .
4.如圖,在⊙O中,AB、AC為互相垂直且相等的兩條弦,OD⊥AB于D,OE⊥AC于E,求證四邊形ADOE是正方形.
∴四邊形ADOE為矩形,
∴ 四邊形ADOE為正方形.
5.已知:如圖,在以O(shè)為圓心的兩個(gè)同心圓中,大圓的弦AB交小圓于C,D兩點(diǎn)。你認(rèn)為AC和BD有什么關(guān)系?為什么?
證明:過(guò)O作OE⊥AB,垂足為E, 則AE=BE,CE=DE. ∴ AE-CE=BE-DE 即 AC=BD.
注意:解決有關(guān)弦的問(wèn)題,常過(guò)圓心作弦的弦心距,或作垂直于弦的直徑,它是一種常用輔助線的添法.
6.如圖,一條公路的轉(zhuǎn)彎處是一段圓弧(即圖中弧CD,點(diǎn)O是弧CD的圓心),其中CD=600m,E為弧CD上的一點(diǎn),且OE⊥CD,垂足為F,EF=90m.求這段彎路的半徑.
設(shè)這段彎路的半徑為Rm,則OF=(R-90)m.
∴這段彎路的半徑約為545m.
拓展提升:如圖,⊙O的直徑為10,弦AB=8,P為AB上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),那么OP長(zhǎng)的取值范圍 .
一條直線滿足:①過(guò)圓心;②垂直于弦; ③平分弦(不是直徑); ④平分弦所對(duì)的優(yōu)弧;⑤平分弦所對(duì)的劣弧.滿足其中兩個(gè)條件就可以推出其它三個(gè)結(jié)論(“知二推三”)
垂直于弦的直徑平分弦,并且平分弦所對(duì)的兩條弧
兩條輔助線:連半徑,作弦心距
構(gòu)造Rt△利用勾股定理計(jì)算或建立方程.
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