内容正文:
3.6 直线和圆的位置关系
第1课时 直线和圆的位置关系
◇教学目标◇
1.理解并能够说出直线和圆的三种位置关系的意义,且能够根据直线和圆的公共点的个数判定直线和圆的位置关系;能够根据直线和圆的距离d与半径r的大小关系判定直线和圆的位置关系.
2.经历操作、观察、发现、总结出判断直线和圆的位置关系规律的过程,培养类比、归纳、观察及想象的能力,进一步体会数学的数形结合思想.
3.在参与教学活动、合作交流、总结归纳、类比猜想的过程中,体验成功的喜悦,分享对数学的数形结合思想的新认识的成果.
◇教学重难点◇
【教学重点】
直线和圆位置关系的判断和性质.
【教学难点】
直线和圆相切的判断和性质.
◇教学过程◇
一、情境导入
观察三幅太阳升起的照片,地平线与太阳的位置关系是怎样的?
如果把太阳看作圆,地平线看作直线,地平线与太阳的位置关系如图所示.
这个自然现象反映出直线和圆的位置关系有哪几种?
二、合作探究
探究点1 直线和圆的位置关系
典例1 如图,在Rt△ABC中,AB=8 cm,AC=4 cm.
(1)以点C为圆心作圆,当半径为多长时,直线AB与☉C相切?为什么?
(2)以点C为圆心,分别以2 cm和4 cm为半径作两个圆,这两个圆与直线AB分别有怎样的位置关系?
[解析] (1)过点C作CD⊥AB,交AB于点D.
∵AB=8 cm,AC=4 cm,
∴BC==4 cm.
∵S△ABC=AB·CD=AC·BC,
∴CD==2 cm,
故当半径为2 cm时,AB与☉C相切.
(2)∵2<2<4,
∴以点C为圆心,分别以2 cm和4 cm为半径作两个圆,这两个圆与直线AB分别是相离和相交的关系.
直线和圆的位置关系,有两种判定方法:第一种是根据直线和圆的公共点的个数,没有公共点——相离,有一个公共点——相切,有两个公共点——相交;第二种是根据圆心到直线的距离d和圆的半径r的大小关系,直线l和☉O相交⇔d<r,直线l和☉O相切⇔d=r,直线l和☉O相离⇔d>r.第一种方法不常用,常用的是第二种方法.
变式训练 如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,☉B的半径为1,已知☉A与直线BC相交,且与☉B没有公共点,那么☉A的半径可以是 ( )
A.4 B.5 C.6 D.7
[答案] D
探究点2 圆的切线的性质
典例2 如图,AB是☉O的直径,ED切☉O于点C,AD交☉O于点F,AC平分∠BAD,连接BF.
(1)求证:AD⊥ED;
(2)若CD=4,AF=2,求☉O的半径.
[解析] (1)连接OC,OC交BF于点H,如图所示.
∵AC平分∠BAD,∴∠1=∠2.
∵OA=OC,∴∠1=∠3,∴∠2=∠3,
∴OC∥AD.
∵ED切☉O于点C,∴OC⊥DE,
∴AD⊥ED.
(2)∵AB为直径,∴∠AFB=90°,
易得四边形CDFH为矩形,
∴FH=CD=4,∠CHF=90°,
∴OH⊥BF,∴BH=FH=4,∴BF=8.
在Rt△ABF中,AB==2,
∴☉O的半径为.
【技巧点拨】切线的性质:圆的切线垂直于过切点的半径,所以问题中如果已知有圆的切线,又有过这个切点的半径,则切线与这条半径垂直;如果虽已知有圆的切线,但没有过这个切点的半径,就常作辅助线——“作出过这个切点的半径”(即连接切点和圆心),则切线垂直于这条半径.
变式训练 如图,已知三角形ABC的边AB是☉O的切线,切点为B.AC经过圆心O并与圆相交于点D,C,过点C作直线CE⊥AB,交AB的延长线于点E.
(1)求证:CB平分∠ACE;
(2)若BE=3,CE=4,求☉O的半径.
[解析] (1)连接OB.
∵AB是☉O的切线,∴OB⊥AB.
∵CE⊥AB,∴OB∥CE,∴∠CBO=∠BCE.
∵OB=OC,∴∠CBO=∠BCO,
∴∠BCO=∠BCE,∴CB平分∠ACE.
(2)连接BD.
∵CE⊥AB,∴∠E=90°,
∴BC==5.
∵CD是☉O的直径,
∴∠DBC=90°,∴∠E=∠DBC,
∴△DBC∽△BEC,∴,
∴BC2=CD·CE,
∴CD=,∴OC=CD=,
∴☉O的半径为.
三、板书设计
直线和圆的位置关系
1.直线和圆相离←→d>r
2.直线和圆相切←→d=r3.直线和圆相交←→d<r
◇教学反思◇
采用多媒体进行教学,发挥其直观、形象的特点,力求使教学内容情境化、生活化、问题化,力争深入浅出,提高教学效率.运用多种教学手段,调动学生各种感官,充分调动学生的情感因素,激发学生学习热情,努力为学生营造一个轻松愉快的学习氛围.
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