内容正文:
3.8 圆内接正多边形
◇教学目标◇
1.理解并能说出正多边形的中心、半径、中心角、边心距等概念;理解并能说出正多边形和圆的关系,能解决正多边形的有关计算;会利用等分圆周的方法用尺规作某些特殊的正多边形.
2.经历探索正多边形与圆关系的过程,经历探索多边形的有关计算的过程,进一步体会数学中的转化思想.
3.通过正多边形和圆的关系的探究,了解“方”和“圆”的辩证关系,了解极限思想和认识事物的辩证唯物主义的观点.
◇教学重难点◇
【教学重点】
正多边形中的有关概念及其有关计算.
【教学难点】
正多边形和圆的关系的理解,某些正多边形的尺规作图.
◇教学过程◇
一、问题导入
1.什么叫正多边形?从你身边举出两三个正多边形的实例,正多边形具有轴对称、中心对称吗?其对称轴有几条,对称中心是哪一点?
2.你知道正多边形与圆的关系吗?过正多边形的各顶点能作一个圆吗?
二、合作探究
探究点1 正多边形的有关计算
典例1 有一个亭子,它的地基是半径为4 m的圆内接正六边形,求地基的周长和面积.(精确到0.1 m2)
[解析] 如图,正六边形ABCDEF的中心角为60°,△OBC是等边三角形,从而正六边形的边长等于圆的半径,
因此,亭子地基的周长为l=4×6=24(m).
在Rt△OPC中,OC=4,PC=2.利用勾股定理,可得边心距r==2(m).
亭子地基的面积为S=lr=×24×2≈41.6(m2).
【技巧点拨】正多边形的有关计算问题,都是把它转化为解直角三角形的问题,正多边形的外接圆的半径、边心距和边长的一半恰好构成了一个直角三角形,且有一个锐角是中心角的一半.
变式训练 已知圆内接正三角形的面积为,则该圆的内接正六边形的边心距是 ( )
A.2 B.1 C. D.
[答案] B
探究点2 用尺规画正多边形
典例2 作图与证明.如图,已知☉O和☉O上的一点A,请完成下列任务:
(1)作☉O的内接正六边形ABCDEF;
(2)连接BF,CE,判断四边形BCEF的形状并加以证明.
[解析] (1)如图,首先作直径AD,然后分别以A,D为圆心,OA长为半径画弧,分别交☉O于点B,F,C,E,连接AB,BC,CD,DE,EF,AF,
则正六边形ABCDEF即为☉O的内接正六边形.
(2)四边形BCEF是矩形.
证明:连接OE.
∵六边形ABCDEF是正六边形,
∴AB=AF=DE=DC,FE=BC,
∴,
∴,∴BF=CE,
∴四边形BCEF是平行四边形.
∵∠EOD==60°,OE=OD,∴△EOD是等边三角形,
∴∠OED=∠ODE=60°.
∵正六边形的内角为120°,
∴∠EDC=∠FED=120°.
∵DE=DC,∴∠DEC=∠DCE=30°,
∴∠CEF=∠DEF-∠DEC=90°,
∴四边形BCEF是矩形.
用尺规作正多边形,是通过等分圆周来实现的,即先等分圆周,然后依次连接各等分点,即得正多边形.用尺规一般可以作正三角形、正四边形、正六边形、正八边形等.
变式训练 如图,P是☉O上的一点.
(1)在☉O上求作一点B,使PB是☉O的内接正三角形的一边;
(2)在上求作一点A,使PA是☉O的内接正方形的一边;
(3)连接OB,求∠AOB的度数;
(4)求作☉O的内接正十二边形.
[解析] (1)以P为圆心、OP为半径在☉O上依次截取2个点,第二个点为B,则PB即为所求.
(2)作直径PH,过圆心作直径PH的垂线交于点A,则PA即为所求.
(3)∵PA是☉O的内接正方形的一边,
∴∠AOP=90°.
∵PB是☉O的内接正三角形的一边,
∴∠BOP=120°,∴∠AOB=30°.
(4)如图,以P为圆心、OP为半径在☉O上依次截取6个点,
则这6个点是圆的6等分点,
作各弧的中点,顺次连接12个点,得到☉O的内接正十二边形.
三、板书设计
圆内接正多边形
◇教学反思◇
本节新概念较多,对概念的教学要注意从“形”的角度去认识和辨析,但对概念的严格定义不能要求过高.在概念教学中,要重视运用启发式教学,让学生从“形”的特征获得对几何概念的直观认识,鼓励学生用自己的语言表述有关概念,再进一步准确理解有关概念的文字表述,促进学生主动学习.
教材只是为教师提供最基本的教学素材,教师应当根据学生的实际情况进行适当调整,通过形象生动的直观图形,给学生营造一个问题情境,通过对问题的探索来调动学生的内在动力,提高学习积极性,提高探索新知的能力.
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