内容正文:
第二十八章 圆
28.4 垂径定理*
1.了解垂径定理及其推论.
2.能够运用垂径定理及其推论进行有关的计算和证明.
学习目标
学习重难点
重点
了解垂径定理及其推论.
难点
能够运用垂径定理及其推论进行有关的计算和证明.
复习导入
圆是轴对称图形,过圆心的每一条直线都是它的对称轴.圆也是中心对称图形,圆心是它的对称中心.
圆的对称性
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知识点1 垂径定理
探究新知
如图,在⊙O中,CD为直径,AB为弦,且CD⊥AB,垂足为E.
如果将⊙O沿CD所在的直线对折,哪些线段重合,哪些弧重合?由此你能得出什么结论.
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已知:如图,在⊙O中,CD为直径,AB为弦,且CD⊥AB,垂足为E.
求证:AE=BE,AC=BC,AD=BD.
证明:如图,连接OA,OB.
在△OAB中,∵OA=OB,OE⟂AB,
∴AE=BE,∠AOE=∠BOE.
∴AD=BD.
∵∠AOC=180°-∠AOE,∠BOC=180°-∠BOE,
∴∠AOC=∠BOC.
∴AC=BC.
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直径
垂直于弦
平分弦
平分弦所对的优弧
平分弦所对的劣弧
条件
结论
垂径定理
符号语言:
∴PC=PD,
⌒
⌒
BC=BD,
⌒
⌒
AC=AD.
∵AB是直径, AB⊥CD,
A
B
.
O
C
P
D
∟
●
垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分这条弦所对的两条弧.
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垂径定理的几个基本图形:
垂径指垂直于弦的直径、半径、过圆心的直线或线段.
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如图,在⊙O中,直径CD与弦AB(非直径)相交于点E.
(1)若AE=BE,能判断CD⊥AB吗?弧AD与弧BD(或弧AC与BC)相等吗?
(2)若弧AD与弧BD(或弧AC与BC)相等,能判断CD⊥AB吗?AE与BE相等吗?
解:(1)如图,连接AO,BO,则AO=BO,
又AE=BE,OE=OE,
∴△AOE≌△BOE(SSS),
∴∠AEO=∠BEO=90°,
∴CD⊥AB.
由垂径定理可得弧AC=弧BC,弧AD =弧BD.
(2)请同学们自证.
知识点2 垂径定理的推论
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推论
1.平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分这条弦所对的两条弧.
2.平分弧的直径垂直平分这条弧所对的弦.
实际上,垂直于弦,平分弦,直径,平分弦所对的一条弧,平分弦所对的另一条弧这5个条件中,任知2个,可得另3个。
补充说明
已知:如图,CD为⊙O的直径,AB为弦,且AB⟂CD,垂足为E.若ED=2,AB=8,求直径CD的长.
例
解:如图,连接OA.
设⊙O的半径为r.
∵CD为⊙O的直径,AB⟂CD,
∴AE=BE.
∵AB=8,∴AE=BE=4.
在Rt △ OAE中,OA2=OE2+AE2,OE=OD-ED,
即r2=(r-2)2+42.
解得r=5,从而2r=10.
所以直径CD的长为10.
例题解析
课堂练习
1.(2021 广东广州海珠期末)如 图,在 ⊙O 中,弦 AB 的长为 8,圆心 O 到 AB 的距离为 3,则 ⊙O的半径为 ( )
A. 6 B. 5 C. 4 D. 3
B
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2.如图,矩形ABCD的 边 AB 过 ⊙O的圆心, E,F 分别为 AB,CD 与 ⊙O的 交 点 ,若 AE=3 cm,AD=4 cm,DF= 5 cm,则⊙O的直径等于______.
10 cm
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3.如图,在⊙ O 中,AB 为⊙ O 的弦,C,D 是直线AB 上的两点,且AC=BD.
求证:△ OCD 为等腰三角形.
证明:过点O 作OM ⊥ AB,垂足为M,如图.
∵ OM ⊥ AB,∴ AM=BM.
∵ AC=BD,∴ CM=DM.
又∵ OM ⊥ CD,∴ OC=OD.
∴△ OCD 为等腰三角形.
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1.如图是一个隧道的横截面,它的形状是以点O为圆心的圆的一部分,如果M是⊙O中弦CD的中点,EM经过圆心O交⊙O于点E,并且CD=4m,EM=6m.求⊙O的半径.
解:连接OC.
∵OM平分CD,∴OM⊥CD且CM=MD= CD=2m.
设半径为r,在Rt△OCM中,OC=r,OM=EM-OE=6-r,
由勾股定理得OC2=CM2+OM2,即r2=22+(6-r)2.解得r= .
即⊙O的半径为 m.
拓展提升
课堂小结
垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分这条弦所对的两条弧.
1.平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分这条弦所对的两条弧.
2.平分弧的直径垂直平分这条弧所对的弦.
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