内容正文:
第二十九章 圆
29.1.2 过三点的圆(1)
1.通过探究过一点、两点、三点作圆的过程,理解不在同一直线上的三个点确定一个圆,掌握三角形外接圆、外心、内接三角形的定义.
2.会用尺规作图:过不在同一直线上的三点作圆、作三角形的外接圆,发展空间概念和空间想象力.
学习目标
2
我们知道两点确定一条直线,那么几个点可以确定一个圆呢?
课堂导入
探究
(1) 经过一个点 A 能不能作圆?如果能,这样的圆能作出多少个?
·
·
·
·
·
A
经过一个点 A 作圆,只要以点 A 以外任意一点为圆心,以这一点与点 A 的距离为半径就可以作出,这样的圆有无数个.
思考:作圆的关键是什么?要确定什么?
作圆的关键是确定圆心的位置和半径的大小.
对于经过已知点作圆的问题,当圆心确定后,半径也就随之确定,因此作圆的问题又转化为确定圆心的问题.
知识点1 确定圆的条件
新知讲解
探究
(2) 经过两个点 A,B 能不能作圆?如果能,所作圆的圆心的位置有什么特点?
·
·
·
·
A
B
经过两个点 A,B 作圆,由于所作圆的圆心到 A,B 两点的距离相等,所以圆心在线段 AB 的垂直平分线上,这样的圆也可以作出无数个.
知识点1 确定圆的条件
新知讲解
探究
(3) 经过不在同一条直线上的三个点 A,B,C 能不能作圆?如果能,如何确定所作圆的圆心?
D
E
G
F
A
B
C
O
经过不在同一条直线上的三个点 A,B,C 作圆,因为所作的圆要经过 A,B,C 三点,其圆心应满足到这三个点的距离都相等,
所以所作圆的圆心既要在线段 AB 的垂直平分线上,又要在线段 BC 的垂直平分线上,
所作圆的圆心就是这两条垂直平分线的交点.
知识点1 确定圆的条件
新知讲解
探究
(3) 经过不在同一条直线上的三个点 A,B,C 能不能作圆?如果能,如何确定所作圆的圆心?
D
E
G
F
A
B
C
O
由作法可知,线段 AB,BC 的垂直平分线有且只有一个交点,所以⊙O的圆心是确定的,进而其半径也是确定的.
因此,经过 A,B,C 三点可以作一个并且只可以作一个圆.
知识点1 确定圆的条件
新知讲解
不在同一条直线上的三个点确定一个圆.
不能忽略这个前提条件
有且只有
知识点1 确定圆的条件
新知讲解
如图,在平面直角坐标系中,一圆弧过正方形网格的格点 A,B,C,已知点A的坐标是(-3,5),则该圆弧所在圆的圆心 P 的坐标是____________.
解析:连接AB,BC,线段AB,BC 的垂直平分线的交点即为圆心P,如图所示,观察图形可知点P恰好为正方形网格的格点,点P的坐标是(-1,0).
例1
(-1 , 0)
P
知识点1 确定圆的条件
新知讲解
确定圆心的基本方法
一找点:在圆弧上任意找三点.
二作弦:任意连接其中两点作弦,共作两条弦.
三定圆心:分别作这两条弦的垂直平分线,它们的交点就是这段圆弧所在圆的圆心.
知识点1 确定圆的条件
新知讲解
你知道如何将一个如图所示的破损的圆盘复原吗?
解:修复方法:
(1)在圆弧上任取三点A,B,C;
(2)作线段AB,BC的垂直平分线,其交点O即为圆心;
(3)以点O为圆心,OC长为半径作圆.
⊙O即为所求.
A
B
C
O
跟踪训练
知识点1 确定圆的条件
新知讲解
D
E
G
F
A
B
C
O
注意:
根据不在同一条直线上的三个点确定一个圆可知,任意三角形有且只有一个外接圆,但一个圆可以有无数个内接三角形.
经过三角形的三个顶点可以作一个圆,这个圆叫作三角形的外接圆,外接圆的圆心是三角形三条边的垂直平分线的交点,叫作这个三角形的外心,这个三角形叫作圆的内接三角形.
新知讲解
知识点2 三角形的外接圆
类型 锐角三角形 直角三角形 钝角三角形
图示
位置 外心在三角形的内部. 外心是直角三角形斜边的中点. 外心在三角形的外部.
联系 外心在三角形的内部
⇔三角形为锐角三角形. 外心在三角形最长边中点处⇔三角形为直角三角形. 外心在三角形的外部
⇔三角形为钝角三角形.
三角形外心的位置
新知讲解
知识点2 三角形的外接圆
如图,在△ABC 中,AB=AC =13 cm,BC =10 cm,
求△ABC 外接圆半径的长度.
例2
解:如图,∵ 在 △ABC 中,AB=AC=13 cm,
∴ 过 A 作 ADBC 于点 D,AD 所在直线即为 BC 的垂直平分线.
作 AB 的垂直平分线 l 交 AD 于点 O,以点 O 为圆心,OA 长为半径作 ⊙O,⊙O 即为 △ABC 的外接圆.
连接 OB,设 OA=OB=R cm.
由作图可知,BDBC10=5 (cm).
在 中,由勾股定理,得
AD=12 (cm),
∴ OD=AD-OA=(12-R) cm.
在 △OBD 中,由勾股定理,得
即 ,解得 R.
∴ △ABC 的外接圆半径的长度为 .
新知讲解
知识点2 三角形的外接圆
·
如图,在 △ABC 中,AB=AC,BC=8.
(1)尺规作图:用直尺和圆规作出 △ABC 的外接圆(只保留作图痕迹,不写作法和证明);
(2)求△ABC 外接圆的半径.
跟踪训练
解:(1) 如图,作 AC,BC 的垂直平分线 l1,l2 交于点O,以点 O 为圆心, OA(或 OB,OC)长为半径作圆,则 ⊙O 即为 △ABC 的外接圆.
(2) 如图 ,记直线 l2 与 BC 的交点为 D,连接 OB.
由 (1) 中作图可知,BD=CD=BC=4,∠ADB=,
∴ 由勾股定理可得,AD=2.
设 OB=x,则 OA=x,OD=x-2.
由勾股定理得,,
即 ,
解得 x=5,故 △ABC 外接圆的半径为 5.
D
l2
l1
O
新知讲解
知识点2 三角形的外接圆
1.如图,CD所在的直线垂直平分线段AB,怎样用这样的工具找到圆形工件的圆心?
A
B
C
D
解:先沿CD作一条直线,保持AB两端在圆上,旋转这个工具到另外一个位置,再沿CD作一条直线,两条直线的交点即为圆心.
随堂练习
2.如图,△ABC是边长为2的等边三角形,作出它的外接圆,并求外接圆的半径长.
A
B
C
解:如图 ,作 BC 的垂直平分线交BC 于点D,作 AC 的垂直平分线交BC 的垂直平分线于点 O,以点 O为圆心,OA 长为半径作圆,⊙O即为所求.
∵ △ABC是边长为 2的等边三角形,
∴ AB=BC,∠ABC=60°, ∠ODB=90°, BD=,∴ 点 B 在 AC 的垂直平分线上,
∴ OBDABC, ∴ ODOB.
在 Rt△OBD 中,,
∴ , 解得 OB,
故⊙O的半径长为 .
随堂练习
3. 判断下列说法是否正确.
(1)任意的一个三角形一定有一个外接圆. ( )
(2)任意一个圆有且只有一个内接三角形. ( )
(3)经过三点一定可以确定一个圆. ( )
(4)三角形的外心到三角形各顶点的距离相等. ( )
无数个.
不共线的三点.
随堂练习
4. 在联欢晚会上,有A,B,C三名同学站在一个三角形的三个顶点位置上,他们在玩抢凳子游戏,要求在他们中间放一个木凳,谁先抢到凳子谁获胜,为使游戏公平,则凳子应放的最适当的位置在△ABC的( )
A.三边中线的交点 B.三条角平分线的交点
C.三边上高的交点 D.三条垂直平分线的交点
D
随堂练习
过三点的圆
确定圆的条件
三角形的外接圆
不在同一条直线上的三个点确定一个圆
经过三角形的三个顶点可以作一个圆,这个圆叫作三角形的外接圆,这个三角形叫作圆的内接三角形.
三角形的外接圆的圆心是三角形三条边的垂直平分线的交点,叫作这个三角形的外心.
三角形的外心到三角形三个顶点的距离相等,等于三角形的外接圆的半径.
课堂小结
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