内容正文:
过圆心
平分
所对的两条弧
垂直
弦心距
2或14
B
D
B
48°
C
4 m
16
(2,6)
4
12或4
第2课时 垂径分弦
要点感知
1.圆是轴对称图形,对称轴是圆所在平面内任意一条__过圆心__的直线.
2.(1)垂直于弦的直径__平_这条弦,并且平分这条弦_所对的两条弧__;
(2)平分弦(不是直径)的直径__垂直__于弦,并且平分弦所对的两条弧;
(3)圆心到弦的距离叫做__弦心距__.
典例导学
如图,AB,CD都是⊙O的弦,且AB∥CD,求证:eq \o(AC,\s\up8(︵))=eq \o(BD,\s\up8(︵)).
【思路分析】作半径OE⊥AB交圆于E点,利用垂径定理得到相等的弧,两弧相减即可得证.
【自主解答】
作半径OE⊥AB交圆于E点.∵AB∥CD,∴OE⊥CD,∴eq \o(AE,\s\up18(︵))=eq \o(BE,\s\up18(︵)),eq \o(CE,\s\up18(︵))=eq \o(DE,\s\up18(︵)),∴eq \o(AE,\s\up18(︵))-eq \o(CE,\s\up18(︵))=eq \o(BE,\s\up18(︵))-eq \o(DE,\s\up18(︵)),∴eq \o(AC,\s\up18(︵))=eq \o(BD,\s\up18(︵)).
【名师支招】对于一个圆和一条直线,如果下面五个条件中具备其中两个,其余三个也成立.①经过圆心;②垂直于弦;③平分弦;④平分弦所对的劣弧;⑤平分弦所对的优弧.
易错易混
【易错原因】忽视圆的轴对称性
已知⊙O的半径为10 cm,AB,CD是⊙O的两条弦,AB∥CD,AB=16 cm,CD=12 cm,则弦AB和CD之间的距离是____cm.
【自主解答】
知识点1:圆的对称性
1.下列说法中正确的是 ( )
A.直径是圆的对称轴
B.直径所在的直线是圆的对称轴
C.与圆相交的直线是圆的对称轴
D.与半径垂直的直线是圆的对称轴
知识点2:垂径定理及其推论
2.如图,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB,垂足为M,下列结论中不成立的是 ( )
A.CM=DM
B.eq \o(CB,\s\up18(︵))=eq \o(BD,\s\up18(︵))
C.eq \o(AC,\s\up18(︵))=eq \o(AD,\s\up18(︵))
D.OM=MD
3.(宜昌中考)如图,OA,OB,OC都是⊙O的半径,AC,OB交于点D.若AD=CD=8,OD=6,则BD的长为 ( )
A.5
B.4
C.3
D.2
4.如图,AB是⊙O的直径,∠BAC=42°,点D是弦AC的中点,则∠DOC的度数是__48°__.
知识点3:垂径定理的应用
5.如图,在半径为13 cm的圆形铁片上切下一块高为8 cm的弓形铁片,则弦AB的长为 ( )
A.10 cm
B.16 cm
C.24 cm
D.26 cm
6.如图,有一圆弧形桥拱,拱形的半径OA=10 m,桥拱的跨度AB=16 m,则拱高CD为4 m.
7.(永州中考)如图,⊙O是一个盛有水的容器的横截面,⊙O的半径为10 cm,水的最深处到水面AB的距离为4 cm,则水面AB的宽度为1 6cm.
8.如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标是(20,0),点B的坐标是(16,0),点C,D在以OA为直径的半圆M上,且四边形OCDB是平行四边形,则点C的坐标为(2,6).
9.如图,AB是⊙O的弦,OC⊥AB,垂足为C,将劣弧 eq \o(AB,\s\up18(︵))沿弦AB折叠交于OC的中点D.
(1)若OB=6,则OC=4 ;
(2)若AB=2eq \r(10),则⊙O的半径为__3 __.
3eq \r(2)
10.如图,已知AB为⊙O的直径,弦CD交AB于点P,且PA=1 cm,PB=5 cm,∠DPB=30°,M为 CD的中点,求OM的长.
解:∵M为CD的中点,
∴OM⊥CD,
∵AP=1 cm,PB=5 cm.
∴AO=BO=eq \f(1,2)AB=3 cm.
则OP=AO-AP=2 cm.
在Rt△MOP中,∠DPB=30°,
∴OM=eq \f(1,2)OP=1 cm.
11.如图,某公路上有一隧道,顶部是圆弧形拱顶,圆心为O,隧道的水平宽AB为24 m,AB离地面的高度AE=10 m,拱顶最高处C离地面的高度CD为 18 m,在拱顶的M,N处安装照明灯,且M,N离地面的高度相等,都等于17 m,求MN的长.
解:连接AO,MO.设CD与AB交于点G,与MN交于点H.
∵CD=18 m,AE=10 m,
AB=24 m,HD=17 m.
∴CG=8 m,AG=12 m,CH=1 m.
设圆拱的半径为r,在Rt△AOG中,
OA2=OG2+AG2,∴r2=(r-8)2+122,解得r=13.
∴OC=13 m.∴OH=13-1=12(m).
在Rt△MOH中,OM2=OH2+MH2,
∴132=122+MH2.
∴MH=5 m.∴MN=10 m.
微专题3 从对称的角度看与垂径定理有关的多解问题
【方法指导】圆是轴对称图形,每一条过圆心的直线都是它的对称轴.在运用垂径定理计算有关线段的长时,若题目中没给出图形,注意分类讨论.
【针对训练】
1.已知⊙O的直径CD=10 cm,AB是⊙O的弦,AB⊥CD,垂足为M,且AB=8 cm,则 AC的长为2 cm 或4 cm.
2.(牡丹江中考)AB是⊙O的弦,OM⊥AB,垂足为M,连接OA.若△AOM中有一个角是30°,OM=2eq \r(3),则弦AB的长为12或4.
3.在Rt△ABC中,AC=4 cm,BC=3 cm,∠ACB=90°,过点A画直线AP⊥AC,与以点C为圆心,5 cm长为半径的圆交于点P,则线段BP的长为4 cm或2 cm.
4 cm或2eq \r(13) cm
2eq \r(5) cm 或4eq \r(5) cm
$$