内容正文:
第三章 圆
3.2 确定圆的条件
学习目标
过程与方法
知识与技能
探索不在同一条直线上的三个点确定一个圆
理解三角形的外接圆、外心、内接三角形的概念
掌握用尺规作三角形的外接圆
知道外心是三角形三边垂直平分线的交点,能判断外心的位置
经历“类比—猜想—操作—证明”的探究过程,体会分类讨论和数形结合的数学思想
02
01
课前自主·知识预习奠基
线段的垂直平分线的性质:线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等
两条直线的位置关系:平行、相交、重合
圆的定义:平面内到定点距离等于定长的点的集合
思考:过一个点可以画多少个圆?过两个点呢?过三个点呢?
温故知新
考古队在一次发掘中,找到了一块残缺的圆形玉佩。玉佩边缘已经破损不堪,但表面仍清晰地留着三个古老的刻痕点A、B、C。专家看后说:“这枚玉佩的设计极为讲究,所有的纹饰都围绕圆心展开。只要找到圆心,就能精准复原出它原本的模样。”
思考一下,圆弧已经残缺,只剩下这孤零零的三个点,圆心究竟藏在哪里呢?
情境导入
问题1:过三个已知点A、B、C,能确定一个圆吗?如果能,怎样找到它的圆心?
问题2:过一个点可以确定一个圆吗?过两个点呢?
新知讲解:经过一个点和两个点的圆
经过一个已知点A:
圆心位置任意,半径即为圆心到A的距离
结论:可以画无数个圆
经过两个已知点A、B:
圆心到点A、B的距离相等
圆心在线段AB的垂直平分线上
结论:可以画无数个圆
新知讲解:经过三个点的圆
情况1:三个点在一条直线上(如图)
线段AB、BC的垂直平分线互相平行,没有交点
结论:不能画出经过三点的圆
新知讲解:经过三个点的圆
情况2:三个点不在一条直线上(如图)
线段AB、BC的垂直平分线相交于点O
连接OA、OB、OC
∵ 点O在AB的垂直平分线上,∴ OA = OB
∵ 点O在BC的垂直平分线上,∴ OB = OC
∴ OA = OB = OC
以O为圆心、OA长为半径作圆,必经过A、B、C三点
结论:能确定一个圆
新知讲解:确定圆的条件
定理:不在同一条直线上的三点确定一个圆
关键词理解:
“不在同一条直线上”——三点共线时无法作圆
“确定”——有且只有一个圆
过任意三个不共线的点,能作且只能作一个圆
例题 1
C
下列条件中,不能确定一个圆的是( )
A.圆心与半径
B.直径
C.平面上的三个已知点
D.三角形的三个顶点
例题 2
如图,某地出土了一面残缺的圆形青铜镜,请用直尺和圆规确定这面青铜镜的圆心。
新知讲解:三角形的外接圆
因为三角形的三个顶点不共线,所以它们可以确定一个圆,这个圆叫作三角形的外接圆。外接圆的圆心叫作三角形的外心,这个三角形叫作圆的内接三角形,外心是三角形三边的垂直平分线的交点。外心到三角形三个顶点的距离相等(都等于外接圆半径)
如图 , 是 的外接圆, 是 的内接三角形。
新知讲解:外心的位置
锐角三角形:外心在三角形的内部
直角三角形:外心在斜边的中点处
钝角三角形:外心在三角形的外部
例题 3
尺规作图,如图,已知△ABC,作△ABC的外接圆
A
B
C
例题 3
①分别作边AB、BC的垂直平分线l1、l2,l1与l2的交点为O
②连接OA(或OB、OC)
③以点O为圆心,OA为半径作圆,⨀O就是所求作的圆。
A
B
C
l1
l2
O
新知讲解:多边形的外接圆
思考:任意四边形都有外接圆吗?
不一定,只有对角互补的四边形才有外接圆
如果多边形的顶点都在同一个圆上,这个圆叫作多边形的外接圆
这个多边形叫作圆的内接多边形
例题 4
将△ABC绕它的外心O旋转任意角度得到△DEF。
求证:点A、B、C、D、E、F在同一个圆上。
证明思路:
∵ 旋转不改变点到旋转中心的距离,
∴ OA = OB = OC = OD = OE = OF,
∴ 点A、B、C、D、E、F都在以点O为圆心、OA长为半径的同一个圆上。
“确定一个圆”的前提是“不在同一条直线上的三个点”,三点共线时不能作圆
外心是三角形三边垂直平分线的交点,不是角平分线的交点(与内心区分)
锐角三角形的外心在内部;直角三角形的外心在斜边中点;钝角三角形的外心在外部
作外接圆时,作两条垂直平分线即可确定圆心,第三条边上的垂直平分线也过同一点
外心到三角形三个顶点的距离相等,这是检验作图是否正确的重要依据
易错提醒
课堂探究·能力合作提升
基础过关练
1. 下列说法正确的是( )
A. 经过三个点一定可以确定一个圆
B. 三角形的外心到三角形三边的距离相等
C. 直角三角形的外心在斜边中点处
D. 钝角三角形的外心在三角形内部
2. 如图,点A,B,C,D均在直线l上,点P在直线l外,则经过其中任意三个点,最多可画出圆的个数为( )
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
C
D
基础过关练
3. 下列说法:①任意一个圆有且仅有一个内接三角形;②任意一个三角形有且仅有一个外接圆;③长度相等的两条弧是等弧;④直径是圆中最长的弦,其中正确的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
4. 已知△ABC的外心为点O,若OA = 5,则OB = ______,OC = ______。
5. 如图,在平面直角坐标系xOy中,点A,B,C的横、纵坐标都为整数,过这三个点作一条圆弧,则此圆弧的圆心坐标为 .
D
5
5
(2,1)
课后测评·学业效果巩固
1. 小明不慎把家里的圆形镜子打碎了,其中四块碎片如图所示,为了配到与原来大小一样的圆形镜子,小明带到商店去的碎片应该是( )
A. ①
B. ②
C. ③
D. ④
课后测评
A
【解析】第①块碎片中有一段完整的弧,可在这段弧上任作两条弦,再分别作出这两条弦的垂直平分线,两条垂直平分线的交点就是圆心,进而可得到半径的长。故选 A。
2. 如图,在平面直角坐标系中,,则 的外心坐标为( )
A. B.
C. D.
课后测评
D
【解析】如图, 的外心是三角形三边垂直平分线的交点, 与 的交点 即为所求的的外心,的外心坐标是。故选 D。
3. 如图,在 中,,将 绕点 A 按逆时针方向旋转 得到 ,点 在直线 上。若 ,则点 和 的外心之间的距离是( )
A. 1
B.
C.
D.
课后测评
B
课后测评
【解析】如图,由题意可知,。在 中,。设 的外心为点 。 外心 在斜边 的中点处,。故选 B。
4. 已知 三点可以确定一个圆,则以下 点坐标不满足要求的是( )
A.
B.
C.
D.
课后测评
C
课后测评
【解析】设直线 MN 的函数表达式为 。将 代入,得 ,解得 ,。
A 选项,当 时,,故不在直线 MN 上,根据不在同一直线上的三点确定一个圆,得点 与 可以确定一个圆,故本选项不符合题意;B 选项,当 时,,故本选项不符合题意;C 选项,当 时,,故点 在直线 MN 上,故 三点不能确定一个圆,故本选项符合题意;D 选项,当 时,,故本选项不符合题意。故选 C。
5. 平面上有四个点,它们不都在同一直线上,过其中三个点作圆,可以作出不重复的圆 n 个,则 n 的值不可能为( )
A. 4 B. 3
C. 2 D. 1
课后测评
C
课后测评
【解析】分为三种情况:
① 当四点都在同一个圆上时,如图,此时 。
② 当三点在同一直线上时,如图。分点 A, B, C;A, C, D;A, B, D 共圆三种情况,可作 3 个圆,即此时 。
课后测评
③ 当 A, B, C, D 四点不共圆,且其中的任何三点都不共线时,如图,分点 A, B, C;B, C, D;C, D, A;D, A, B 共圆四种情况,可作 4 个圆,即此时 。
综上,n 的值不能是 2。故选 C。
6. 将边长为 2 的小正方形 ABCD 和边长为 4 的大正方形 EFGH 如图摆放,使得 C, E 两点刚好重合,且 B, C, H 三点共线,此时经过 A, F, G 三点作一个圆,则该圆的半径为 .
课后测评
课后测评
【解析】由题意可知,。如图,取 CH 的中点 O,则 OC=OH=2,OB=4,连接 OA, OF, OG。 四边形 ABCD, EFGH 为正方形, 由勾股定理可得 ,,,即点 O 为过 A, F, G 三点所作圆的圆心,则该圆的半径为 ,故答案为 。
7. 设 x, y 是一个直角三角形两条直角边的长,且,则这个直角三角形的外接圆面积为 。
课后测评
【解析】设这个直角三角形的斜边长为 z。由题意得。。令,则有 ,整理得 ,(不合题意,舍去),。 为直角三角形的斜边长, 这个直角三角形的外接圆直径为 ,半径为 , 这个直角三角形的外接圆面积为 ,
课堂小结
第三章 圆
3.2 确定圆的条件
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