内容正文:
3.3 垂径定理
第三章 圆
1.进一步认识圆,了解圆是轴对称图形.
2.理解垂直于弦的直径的性质和推论,并能应用它解决一些简单的计算、证明和作图问题.(重点)
3.灵活运用垂径定理解决有关圆的问题.(难点)
学习目标
如图,AB是☉O的一条弦,作直径CD,使CD⊥AB,垂足为M.
(1)该图是轴对称图形吗?如果是,其对称轴是什么?
A
B
C
D
O
M
这个图形是轴对称图形,对称轴是直径CD所在的直线.
核心知识点一:
垂径定理及其推论
(2)你能找出图中有哪些等量关系?说一说你的理由。
线段: AM=BM
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,AP与BP重合,AC和BC,AD与BD重合.
⌒
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⌒
想一想: 能不能用所学过的知识证明你的结论?
已知:在☉O中,CD是直径,AB是弦,AB⊥CD,垂足为M.
求证:AM=BM,
AC =BC,
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AD =BD.
证明:连接OA、OB则OA=OB.
即△AOB是等腰三角形.
∵AB⊥CD,
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⌒
AC =BC.
∴AD =BD,
⌒
⌒
∴AM=BM,
∠AOC=∠BOC.
从而∠AOD=∠BOD.
A
B
C
D
O
M
推导证明
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.
∵ CD是直径,CD⊥AB,(条件)
∴ AM=BM,
⌒
⌒
AC =BC,
⌒
⌒
AD =BD.(结论)
推导格式:
注意: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.
A
B
C
D
O
M
归纳总结
练一练:判断下列图形,能否使用垂径定理?
O
C
D
B
A
注意:定理中的两个条件缺一不可——直径(半径),垂直于弦.
×
×
√
B
O
C
D
A
O
C
D
E
2. (1)如图,⊙O的半径为13,弦AB=24,OC⊥AB于点C,则OC的长为( )
A.10 B.6 C.5 D.12
C
(2)如图,在⊙O中,弦AB垂直平分半径OC,垂足为D,若⊙O的半径为2,则弦AB的长为___________.
尝试练习
原创新课堂P163
想一想:如图,AB是☉O 的弦(不是直径),作一条平分AB的直径CD,交AB于点M.
(1)右图是轴对称图形吗?如果是,其对称轴是什么?
(2)图中有哪些等量关系?说一说你的理由.
A
B
C
D
O
M
③CD⊥AB,
⌒
⌒
④AC=BC,
⌒
⌒
⑤AD=BD.
已知: ① CD是直径
② AM=BM
(2)分析:
可推得
(1)是轴对称图形,对称轴是直线CD所在的直线.
∴由垂径定理可得AC =BC, AD =BD.
⌒
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⌒
⌒
证明:连接AO,BO,则AO=BO,
又∵AE=BE,∴△AOE≌△BOE(SSS),
∴∠AEO=∠BEO=90°,
∴CD⊥AB.
思考:“不是直径”这个条件能去掉吗?如果不能,请举出反例.
垂径定理的推论:平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的弧.
·
O
A
B
C
D
特别说明:圆的两条直径是互相平分的.
归纳总结
4. (1)(佛山月考)如图,⊙O的半径为10,M是AB的中点,且OM=6,则⊙O的弦AB等于( )
A.8 B.10 C.12 D.16
(2)如图,已知⊙O的半径为13 cm,弦AB的长为10 cm,则圆心O到AB的距离为________cm.
D
12
尝试练习
原创新课堂P163
例:如图,一条公路的转弯处是一段圆弧(即图中弧CD,点O是弧CD的圆心),其中CD=600m,E为弧CD上的一点,且OE⊥CD,垂足为F,EF=90m.求这段弯路的半径.
● O
C
D
E
F
┗
解:连接OC.
设这段弯路的半径为Rm,则OF=(R-90)m.
根据勾股定理,得
解得R=545.
∴这段弯路的半径约为545m.
【方法总结】常用辅助线:连接半径,由半径、半弦长、弦心距构造直角三角形.
典例分析
课本P76
2.如果圆的两条弦互相平行,那么这两条弦所夹的弧相等吗?为什么?
课本P76随堂练习第二题
课本P77
2 eq \r(3)
$$