内容正文:
3.3 垂径定理(一)
1.理解圆是轴对称图形,每一条直径所在的直线都是对称轴.
2.掌握圆的性质(垂径定理),并会用它解决有关弦、弧、弦心距及半径之间关系的证明和计算.
3.经历折纸、画图、归纳等过程,培养学生的探索能力和应用能力.
4.通过合作学习,探索圆的性质;让学生亲身体验、直观感知,并操作确认,激发学生自主学习和应用数学的意识.
重点:探索圆的轴对称性和圆的性质.
难点:垂径定理的导出过程有一定难度,是本节教学的难点.
一、新课导入
复习提问:
(1)什么是轴对称图形?(教师回答)
(2)正三角形是轴对称图形吗?有几条对称轴?(学生口头回答)
(3)圆是否为轴对称图形?如果是,它的对称轴是什么?你能找到多少条对称轴?——引入新课
说明:培养学生的动手操作能力,鼓励学生表达自己的想法.
二、新知学习
自主探索:
1.在透明纸上任意作一个圆和这个圆的任意一条直径,然后沿着直径所在的直线把纸折叠,你发现了什么?
2.结论:圆是__轴对称__图形,__每一条直径所在__的直线都是对称轴.
合作学习:
[来源:学科网]
1.在圆形纸片(如图所示)上任意画一条直径CD,然后在CD上任意取一点E,过E画弦AB⊥CD于点E,把圆形纸片沿直线对折,观察直径CD两侧.你发现哪些点、线互相重合?有哪些圆弧相等?
【解】点A与B重合,AE与BE重合;重合.与重合,与
2.请你用命题的形式表述你的结论.[来源:Z*xx*k.Com][来源:学科网ZXXK]
【解】命题:垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的弧.
3.请你对上述命题写出已知,求证,并给出证明.
【解】已知:如图,CD是⊙O的直径,AB是⊙O的一条弦,CD⊥AB,且交AB于点E.
【求证】AE=BE,.=,=
【证明】连结OA,OB.
如果把⊙O沿着直径CD对折,那么被CD分成的两个半圆互相重合.
∵∠OEA=∠OEB=90°,
∴EA与EB也重合,
∴点A与点B重合,即有AE=BE,.=,=
4.圆的性质(垂径定理):
垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的弧.
概括性质:[来源:学.科.网]
1.直径垂直于弦⇒
例如:CD是直径,AB⊥CD⇒AE=BE,.=,=
2.分一条弧成相等的两条弧的点,叫做这条弧的中点.例如,上图中,点C是的中点.的中点,D是
说明:旨在通过折叠的方式,探索圆的性质(垂径定理).教学时,应鼓励学生探索方法的多样性,在此基础上通过交流,使所有的学生都能有所收获.
三、新知应用
典例探究:
【例1】已知如图,用直尺和圆规求作这条弧的四等分点.
【分析】先作的中点.和的中点.同理,再作的交点即为的中点,由垂径定理联想到,只要作垂直于弦AB的直径,即作线段AB的中垂线,与
【解】如下图所示.
【作法】(1)连结AB,作AB的垂直平分线GH,交于点C.
(2)连结AC,作AC的垂直平分线MN,交于点D.
(3)连结BC,作BC的垂直平分线PQ,交的四等分点.于点E.点C,D,E就是所求的
说明:通过对问题的解决,培养学生的探索能力和应用能力.
【例2】如图,在⊙O中,CD是直径,AB是弦,AB⊥CD于点M,CD=15 cm,OM∶OC=3∶5,求弦AB的长.
【分析】这是应用垂径定理进行计算的一道基础题,先求出OM的长,再根据勾股定理求得AM的长,最后由垂径定理得AB=2AM.
【解】连结OA,则由垂径定理,得AM=BM.
∵CD=15 cm,∴OC=7.5 cm,又∵OM∶OC=3∶5,∴OM=4.5 cm.在Rt△AOM中,由勾股定理,得AM==6 cm,即AB=12 cm.
说明:圆中与半径、弦、弦心距有关的计算问题,常用垂径定理构造直角三角形(三边长为弦心距、弦长的一半、半径)解决.
四、巩固新知
尝试完成下面各题.
1.⊙O的半径为10 cm,弦AB=12 cm,则圆心到AB的距离为( C )
A.2 cm B.6 cm
C.8 cm D.10 cm
2.已知⊙O的半径是5,弦AB=8 cm,点P为弦AB上的一动点,则点P到圆心的最小距离是__3__cm__.
,(第2题图)) ,(第3题图))
3.如图,点A,B是⊙O上两点,AB=10,点P是⊙O上的动点(P与A,B不重合),连结PA,PB,过O点作OE⊥AP于E,OF⊥PB于F,则EF=__5__.
4.如图所示,已知∠PAC=30°,在射线AC上顺次截取AD=3 cm,DB=10 cm,以BD为直径的⊙O交射线AP于点E,F,求圆心O到AP的距离以及EF的长.
解:如图,过点O作OG⊥EF于G,连结OE.∴EF=2EG.∵DB=10 cm,∴DO==3 cm,∴EF=2EG=6 cm.=DB=5 cm,AO=AD+DO=8 cm.在Rt△AGO中,∠PAC=30°,AO