内容正文:
29.1 圆的有关概念
29.1.2 过三点的圆
第1课时 确定圆的条件
第二十九章 圆
人教版(新教材)·九年级上册
学 习 目 标
1
2
3
理解并掌握定理:知道“不在同一直线上的三个点确定一个圆”,能从“存在性”和“唯一性”两个维度解释“确定”的含义.掌握探究方法:经历“过一点→过两点→过三点”的递进式探究过程,理解确定圆的条件从“无数个”到“唯一”的变化规律.
理解共线三点不能作圆的原因:能运用垂直平分线的性质解释为什么共线三点不能确定一个圆.
经历“操作—观察—猜想—验证”的探究过程,体会分类讨论、从特殊到一般的数学思想,发展逻辑推理和几何直观能力.
线段的垂直平分线是到线段两端点距离相等的点的集合
知识回顾
(1)圆的静态定义是什么?
(2)垂直平分线可以看成怎样的点的集合?
到定点距离等于定长的所有点组成的图形
O
半 径
圆心
构成圆的两个要素
A
B
P
M
N
PA=PB
点P在线段AB的垂直平分线上
线段垂直平分线上的点到这条线段两个端点的距离相等
到线段两个端点的距离相等的点在线段垂直平分线上
导入新课
这是某考古队发现一块残缺的圆形古镜边缘碎片,只有一段圆弧(如图).工匠师傅想要复原这面古镜的完整形状,该怎样修复呢?
圆弧上的点与圆心由怎样的位置关系?
要复原一个圆,最关键的是确定什么?
圆心和半径
圆上的点到圆心距离相等,都等于半径
用圆弧上几个点能确定一个圆?
新知探究
探究点1
过一点作圆
活动1
(1)在纸上取一点A,过点A画圆,用圆规试一试,经过点A,你能画多少个圆?
O1
O2
O3
无数个,圆心为点 A 以外任意一点,半径为这点与点 A 的距离
(2)这些圆的圆心有什么规律?
圆心可以是平面内任意一点,只要用这点到点A的距离为半径即能画圆
新知探究
探究点2
过两点作圆
活动2
在纸上再取一个点B,经过点A和点B画圆,你能画多少个圆?用圆规试一试.
A
B
O
O1
O2
O3
(1)这些圆中,点A、点B与各圆的圆心的距离有什么关系?
A、B与圆心的距离相等,
即 各圆圆心到A和B的距离相等
(2)你能用尺规找出几个这样的圆心吗?
圆心到A和B的距离相等,
即圆心在线段AB的垂直平分线上
l
O4
新知探究
探究点2
过两点作圆
活动2
在纸上再取一个点B,经过点A和点B画圆,你能画多少个圆?用圆规试一试.
A
B
O
O1
O2
O3
(3)描述你画的圆符合什么件?
在线段AB垂直平分线上任取一点作为圆心,到A(或B)的距离为半径画圆即可
l
(4)这样的圆能做多少个?
线段AB垂直平分线上有无数个点,所以这样的圆可以画无数个
无数个,它们的圆心在线段 AB 的垂直平分线上.
新知探究
探究点3
过不在同一直线上的三点作圆
B
A
C
过B、C两点的圆的圆心在线段BC的垂直平分线上.
活动3
在纸上取三个不在同一直线上的点A、B、C,经过这三点,你能画多少个圆?
(1)过A、B两点的圆的圆心在哪里?
问题分析
(2)过B、C两点的圆的圆心在哪里?
过A、B两点的圆的圆心在线段AB的垂直平分线上;
(3)同时满足“过A、B、C三点”的圆的圆心,应该在哪?
如果l₁和l₂的交于点O,“过A、B、C三点”的圆的圆心应该在l₁和l₂的交点O处
O
新知探究
探究点3
过不在同一直线上的三点作圆
B
A
C
活动3
在纸上取三个不在同一直线上的点A、B、C,经过这三点,你能画多少个圆?
(4)这个交点O到A、B、C三点的距离有什么关系?
问题分析
OA=OB=OC,
因为O在AB的垂直平分线上,所以OA=OB;
O在BC的垂直平分线上,所以OB=OC;
因此OA=OB=OC
(5)经过点A、B、C这三点的圆能确定吗
以线段AB、BC垂直平分线的交点O为圆心,OA(或 OB,OC )
为半径画圆
O
在纸上取三个不在同一直线上的点A、B、C,经过这三点,你能画多少个圆?
新知探究
探究点3
过不在同一直线上的三点作圆
B
A
C
作法:(1)连结 AB,BC.
(2)分别以点 A 和点 B 为圆心,大于 AB 的长为半径作弧,两弧相交于 D,E 两点;
(3)过D,E 两点作线段 AB的垂直平分线l₁;
(4)同理,作线段 BC的垂直平分线l₂,交 l₁于点 O.
E
D
F
G
O
(5)以 O 为圆心,以 OA(或 OB,OC )的长为半径作圆.
⊙O 就是所要求作的圆.
l₁
l₂
活动3
规范画图
在纸上取三个不在同一直线上的点A、B、C,经过这三点,你能画多少个圆?
新知探究
探究点3
过不在同一直线上的三点作圆
B
A
C
O
l₁
l₂
议一议
因为圆心既要到A、B距离相等,又要到B、C距离相等,同时满足这两个条件的点就是两条线段的垂直平分线的交点O.
(1)为什么圆心必须是l₁和l₂的交点?
一定,因为OA=OB=OC
(2)以O为圆心,OA为半径画圆,这个圆是否一定经过A、B、C三点?
这样的圆只有1个,因为两条直线相交有且只有一个交点,即两垂直平分线的交点只有一个
(3)这样的圆有几个?唯一吗?为什么?
新知探究
探究点3
过不在同一直线上的三点作圆
归一归
不在同一直线上的三个点确定一个圆.
B
A
C
D
O
l₁
l₂
1.圆的确定
存在性:总能找到两条垂直平分线的交点O,以O为圆心到任意一点的距离为半径画圆,该圆经过三个点.
唯一性:两条垂直平分线的交点唯一,因此这样的圆只有一个.
“确定”=“存在且唯一”.
新知探究
探究点3
过不在同一直线上的三点作圆
归一归
2.三角形的外接圆与圆的内接三角形
(1)三角形的外接圆:
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
(2)三角形的外心
外接圆的圆心是三角形三边垂直平分线的交点,叫做三角形的外心.
B
A
C
O
这个三角形叫作圆的内接三角形.
一个三角形有一个外接圆
而一个圆有无数个内接三角形,过圆上任意三点都能画一个三角形
新知探究
探究点3
过不在同一直线上的三点作圆
议一议
B
A
C
O
O
B
A
C
锐角三角形的外心位于三角形内.
直角三角形的外心位于直角三角形斜边中点.
钝角三角形的外心位于三角形外.
B
A
C
O
分别作出锐角三角形,直角三角形,钝角三角形的外接圆,并说明与它们外心的位置情况
典例分析
例1. 如图,在中,.
(1)求作,使圆心O落在边上,且经过A,B两点.
(尺规作图,保留作图痕迹,不必写作法).
(2)已知,求的半径.
(1)分别以A,B为圆心,大于为半径在两侧作圆弧,
连接圆弧的交点,与的交点为O,以O为圆心,
为半径画圆即可;
【分析】
(2)连接,得,
根据三角形外角与内角的关系求出,
结合已知可得,
运用角所对的直角边等于斜边的一半求出,
最后由代入求解即可.
典例分析
例1. 如图,在中,.
(1)求作,使圆心O落在边上,且经过A,B两点.
(尺规作图,保留作图痕迹,不必写作法).
(2)已知,求的半径.
(1)解:如图,
O
∟
(2)由(1)可知,连接
又
即 的半径=2
新知巩固
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?
课本P118页
C
D
A
B
答:因为A,B两点在圆上,所以圆心与A,B两点的距离相等,所以圆心在CD所在的直线上.因此使用这样的工具可以作出圆形工件的任意两条直径,它们的交点就是圆心,
C
D
A
B
C
D
A
B
O
新知巩固
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。
课本P118
A
C
B
O
∟
M
N
∟
E
F
G
解:如图所示
(1)作BC的垂直平分线EF交BC于G点,
(2)作AB的垂直平分线MN交EF于O点,
(3)连结BO
(4)以O点为圆心,OB场为半径作圆
∴⊙O为△ABC的外接圆
有作图可得:
BG = BC= 1,∠OBG=30°
∴OB =OG
由勾股定理得:
∴OB=
拓展提升
1.如图,在单位长度为1的正方形网格中建立一直角坐标系,一条圆弧经过网格点,请在网格图中进行下列操作:
(1)利用网格作出该圆弧所在圆的圆心点的位置,并写出点的坐标为______;
(2)求出扇形的面积.
(1)解:根据网格作,的中垂线,这两条中垂线相交于点,连接,,,则点,
(2)解:由(1)图可知:
,
,
为直角三角形,,
即的半径为,的度数为,
∴.
真题感知
1.(2026·庐江三中课时练习)估计如图中三段弧的半径的大小关系,再用圆规检验你的结论.
解:最上面的弧的半径最大,最下面的弧的半径最小.
①在较大的弧上取点A、B,连接AB,使线段AB同时过三条弧,
再作AB的垂直平分线CD;
②连接DE,作DE的垂直平分线交CD与点O″,
则此点即为 所在圆的圆心;
③连接GF,作GF的垂直平分线交CD与点O′,
则O′即为中间的弧所在圆的圆心;
④连接BC,作BC的垂直平分线交CD与点O,
则O即为较大的弧所在圆的圆心.
根据图形可知:
最上面的弧的半径最大,最下面的弧的半径最小.
真题感知
2.(2026·苏州校考)如图,方格纸上每个小正方形的边长均为1个单位长度,点O,A,B,C在格点(两条网格线的交点叫格点)上,以点O为原点建立直角坐标系,
(1)画出过A,B,C三点的圆的圆心P,并求出圆心P的坐标为 .
(2)求出圆的直径
(1)解:连接AB、BC,分别作AB、BC的垂直平分线交于P点,
如图所示,点P是过A,B,C三点的圆的圆心,
∴点P的坐标为:,
(2)由(1)得:点P是过A,B,C三点的圆的圆心
连结PA,圆的直径为:
.
课堂小结
探究路径:
过一点→过两点→过三点,
从“无数个”到“唯一”的递进变化.
核心定理:
不在同一直线上的三个点确定一个圆(存在性 + 唯一性).
重要结论:共线三点不能确定一个圆.
作图思路:找圆心→作两条垂直平分线→交点为圆心.
知识与技能
课堂小结
分类讨论:
分为“过一点、过两点、过三点”三种情况逐步探究.
从特殊到一般:
从简单情形(过一点)开始,逐步过渡到复杂情形(过三点).
转化思想:
将“确定圆”的问题转化为“确定圆心”的问题,再转化为“找垂直平分线交点”的问题.
思想与方法
课堂小结
*漏条件:
切记“不在同一直线上”的前提,共线三点不能作圆.
*误判共线:
在具体题目中,要善于通过角度、坐标等条件判断三点是否共线.
*圆心位置:
过三点的圆的圆心是两条垂直平分线的交点,不是角平分线或其他线的交点.
易错点提醒
课后练习
5.矩形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,点E,F,G,H分别是OA,OB,OC,OD的中点.求证:E,F,G,H四个点在以点O为圆心的同一个圆上.
习题 29.1
课本p120页
D
O
A
B
C
E
F
G
H
证明:
∵矩形ABCD的对角线AC,BD相交于点O
∴OA=OB=OC=OD
∵点E,F,G,H分别是OA,OB,OC,OD的中点
∴OE=OF=OG=OH
∴ E,F,G,H四个点在以点O为圆心的同一个圆上
课后练习
6.张华不小心把家里的一块圆形玻璃镜打碎了,为了定制一块同样大小的玻璃
镜,需要确定原玻璃镜的半径.工人师傅在如图所示的玻璃镜残片的边缘描出
了点A,B,C,给出△ABC,你能找到这块圆形玻璃镜的半径吗?作图说明.
习题 29.1
课本p120页
作法:
1.分别作线段 AB 和线段 BC 的垂直平分线,两条垂直平分线交于点 O;
点 O 就是原圆形玻璃镜的圆心;
2. 连接 OA(或 OB、OC),
线段 OA 的长度就是原玻璃镜的半径。
∟
M
N
∟
E
F
G
O
7.如图,在⊙ O中,AB,CD为直径.求证AD//BC.
课后练习
习题 29.1
课本p120页
证明:连结AC、BD
∵AB,CD为直径
∴ AB=CD
∵OA=OB,OC=OD
∴四边形ABCD为矩形
∴AD//BC.
谢谢聆听
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