内容正文:
第24章 圆
24.1.2.2 垂径定理的应用
1
赵州桥
2
河北省赵县的洨(xiáo)河上, 有一座世界闻名的石拱桥, 叫安济桥, 又叫赵州桥. 它是隋朝的石匠李春设计和参加建造的, 已经有一千四百多年了.
赵州桥非常雄伟. 桥长五十多米, 有九米多宽, 中间行车马, 两旁走人. 这么长的桥, 全部用石头砌成, 下面没有桥墩, 只有一个拱形的大桥洞, 横跨在三十七米多宽的河面上. 大桥洞顶上的左右两边, 还各有两个拱形的小桥洞. 平时, 河水从大桥洞流过, 发大水的时候, 河水还可以从四个小桥洞流过. 这种设计, 在建桥史上是一个创举, 既减轻了流水对桥身的冲击力, 使桥不容易被大水冲毁, 又减轻了桥身的重量, 节省了石料.
这座桥不但坚固, 而且美观. 桥面两侧有石栏, 栏板上雕刻着精美的图案: 有的刻着两条相互缠绕的龙, 嘴里吐出美丽的水花; 有的刻着两条飞龙, 前爪相互抵着, 各自回首遥望; 还有的刻着双龙戏珠. 所有的龙似乎都在游动, 真像活了一样.
赵州桥体现了古代劳动人民的智慧和才干, 是我国宝贵的历史文化遗产.
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问题探索
赵州桥的主桥是圆弧形,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, 求赵州桥主桥拱的半径.
A
B
(1)由题意得AB=____;
(2)要确定主桥拱的半径, 要先确定________________.
37m
所在圆的圆心
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典例精析
例1.赵州桥的主桥是圆弧形,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,求赵州桥主桥拱的半径.
A
B
C
D
O
过点O作OC⊥AB交于点C, 垂足为D.
∴AD=BD=AB=18.5m,
在Rt△ADO中, 设OA=r, 则OD=r-7.23,
∴r2=18.52+(r-7.23)2
解得r ≈ 27.3,
∴赵州桥主桥拱的半径约27.3m.
设所在圆的圆心为O,连接OA,如何求OA呢?
解:设所在圆的圆心为O,连接OA,
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归纳总结
由弦及其所对的弧组成的图形叫做弓形.
O
O
O
r
d
h
r2=d2+(r-h)2
r2=d2+(h-r)2
r
d
h
6
小试锋芒
练习1.如图, 武汉晴川桥可以近似地看作半径为250m的圆弧, 桥拱和路面之间用数根钢索垂直相连, 其正下方的路面AB长度为300m, 那么这些钢索中最长的一根为( ).
A. 50m B. 45m C. 40m D. 60m
O
C
D
A
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小试锋芒
练习2.《九章算术》是中国传统数学重要的著作之一, 其中第九卷《勾股》中记载了一个 “圆材埋壁” 的问题: “今有圆材, 埋在壁中, 不知大小.以锯锯之、深一寸, 锯道长一尺, 问径几何? ”
用几何语言表达为: 如图, AB是⊙O的直径, 弦CD⊥AB于点E, EB=1寸, CD=10寸, 求直径AB的长.
答案:直径AB的长为26寸.
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典例精析
例2. 直径为26dm的圆柱形排水管, 截面如图所示,点O是截面圆心.若管内有积水, 当水面宽为24dm时, 求积水的最大深度.
O
A
B
分析: 圆柱形排水管直径为26dm, 大于水面宽24dm, 则有____种情况, 你能画出简图吗?
2
O
A
B
O
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典例精析
例2. 直径为26dm的圆柱形排水管, 截面如图所示,点O是截面圆心.若管内有积水, 当水面宽为24dm时, 求积水的最大深度.
A
B
O
C
D
过点O作OD⊥AB交圆上于点D, 垂足为C.
∴AC=BC=AB=12dm,OA=OD=13dm,
在Rt△ACO中, 设CD=x, 则OC=13-x,
∴132=122+(13-x)2
解得x = 8,
∴积水的最大深度为8dm.
解:情况① 连接OA,
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典例精析
例2. 直径为26dm的圆柱形排水管, 截面如图所示,点O是截面圆心.若管内有积水, 当水面宽为24dm时, 求积水的最大深度.
A
B
O
C
D
过点O作CD⊥AB交圆上于点D, 垂足为C.
∴AC=BC=AB=12dm,OA=OD=13dm,
在Rt△ACO中, 设CD=x, 则OC=x-13,
∴132=122+(x-13)2
解得x = 18,
∴积水的最大深度为8dm或18dm.
解:情况② 连接OA,
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小试锋芒
练习3.已知⊙O的直径CD=10cm, AB是⊙O的弦, AB⊥CD, 垂足为M, 且AB=8cm, 则AC的长为________________.
2cm或4cm
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谢 谢 观 看
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