内容正文:
3.3 垂径定理(选学)
数学(浙教版)
九年级 上册
第3章 圆的基本性质
学习目标
1.深入理解圆的轴对称性;
2.掌握垂径定理及其应用,学会运用垂径定理求相关的长度;
3、掌握垂径定理的推论,并用垂径定理及其推论解决一些简单的计算、证明和作图问题;
导入新课
(1)圆是轴对称图形吗?如果是,它的对称轴是什么?你能找到多少条对称轴?
(2)你是怎么得出结论的?
圆的对称性:
圆是轴对称图形,任意一条直径所在直线都是圆的对称轴.
用折叠的方法
●O
说一说
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欣赏图片
思考:观察这些图片,你发现了什么?说一说你的发现。
导入新课
问题:赵州桥,是一座位于河北省石家庄市赵县城南洨河之上的石拱桥,因赵县古称赵州而得名。当地人称之为大石桥,以区别于城西门外的永通桥(小石桥)。赵州桥始建于隋代,由匠师李春设计建造,后由宋哲宗赵煦赐名安济桥,并以之为正名它;主桥是圆弧形,它的跨度(弧所对的弦的长)为37m, 拱高(弧的中点到弦的距离)为7.23m,你能求出赵州桥主桥拱的半径吗?
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知识点一 垂径定理及其推论
问题:如图,AB是⊙O的一条弦, 直径CD⊥AB, 垂足为E.你能发现图中有哪些相等的线段和劣弧? 为什么?
线段: AE=BE
弧: AC=BC, AD=BD
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理由如下:
把圆沿着直径CD折叠时,CD两侧的两个半圆重合,点A与点B重合,AE与BE重合,AC和BC,AD与BD重合.
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⌒
·
O
A
B
D
E
C
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垂径定理
·
O
A
B
C
D
P
垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的弧.
∵ CD是直径,CD⊥AB,(条件)
∴ AP=BP,
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⌒
AC =BC,
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AD =BD.(结论)
归纳总结
推导格式:
温馨提示:垂径定理是圆中一个重要的定理,三种语言要相互转化,形成整体,才能运用自如.
讲授新课
思考:下列图形是否具备垂径定理的条件?如果不是,请说明为什么?
是
不是,因为没有垂直
是
不是,因为CD没有过圆心
讲授新课
垂径定理的几个基本图形:
A
B
O
C
D
E
A
B
O
E
D
A
B
O
D
C
A
B
O
C
讲授新课
如果把垂径定理(垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧)结论与题设交换一条,命题是真命题吗?
①过圆心 ;②垂直于弦; ③平分弦;
④平分弦所对的优弧 ; ⑤平分弦所对的劣弧.
上述五个条件中的任何两个条件都可以推出其他三个结论吗?
思考探索
可以,简记为“知二求三”
讲授新课
D
O
A
B
E
C
举例证明其中一种组合方法
已知:_________;
求证:_________.
① CD是直径
② CD⊥AB,垂足为E
③ AE=BE
④ AC=BC ⑤ AD=BD
⌒
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⌒
① ③
② ④ ⑤
讲授新课
如图,AB是⊙O的一条弦,作直径CD,使AE=BE.
(1)CD⊥AB吗?为什么?
(2)
·
O
A
B
C
D
E
(2)由垂径定理可得AC =BC, AD =BD.
⌒
⌒
⌒
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(1)连接AO,BO,则AO=BO,
又AE=BE,∴△AOE≌△BOE(SSS),
∴∠AEO=∠BEO=90°,
∴CD⊥AB.
⌒
AC与BC相等吗? AD与BD相等吗?为什么?
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讲授新课
思考:“不是直径”这个条件能去掉吗?如果不能,请举出反例.
平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的弧.
垂径定理的推论
·
O
A
B
C
D
特别说明:
圆的两条直径是互相平分的.
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垂径定理的本质是:
(1)一条直线过圆心
(2)这条直线垂直于弦
(3)这条直线平分不是直径的弦
(4)这条直线平分不是直径的弦所对的优弧
(5)这条直线平分不是直径的弦所对的劣弧
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知识点二 垂径定理及其推论相关的计算
典例精析
例1、如图,O的直径AB垂直弦CD于点P,且P为半径OB的中点,若CD=6,则O的半径长为_________.
解:如图,连接OD,设O的半径为r,
在Rt△ODP中,OD2=OP2+DP2,
∵P为半径OB的中点,∴OP=r,
∵O的直径AB垂直弦CD于点P ,
∴DP=CD=3(垂径定理),
∴r2=(r)2+32,解得:r=2.
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例2、如图,AB是O的直径,弦CD⊥AB 于E,若CD=4,BE=2,则AB的长是_________.
解:如图,连接OC,设O的半径为r,
在Rt△OEC中,OC2=OE2+CE2,
∵BE=2,∴OE=r-2,
∵AB是O的直径,CD⊥AB ,
∴CE=CD=2(垂径定理),
∴r2=(r-2)2+(2)2,解得:r=6,∴AB=2r=12.
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练一练
1、 如图, ⊙