30.3 正多边形与圆 教案 2026-2027学年数学人教版九年级上册
2026-09-06
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普通
摘要:
该教案聚焦正多边形与圆的关系、相关概念、计算及作图,通过“割圆术”历史背景导入,从圆内接正六边形切入,引导学生思考作正多边形的方法,搭建新旧知识联系的学习支架。
特色在于融合历史文化与探究实践,例1将正八边形计算转化为直角三角形,培养几何直观(数学眼光),例2尺规作图与证明正十二边形发展推理意识(数学思维)。课堂训练强化数学语言表达,助学生建立知识体系,提升教师教学效率。
内容正文:
30.3 正多边形与圆
教学目标
1.理解正多边形与圆的关系及正多边形的相关概念.
2.理解并掌握正多边形的中心、半径、边长、边心距、中心角之间的关系,并会进行正多边形的有关计算.
3.会应用正多边形和圆的有关知识画正多边形.
4.使学生会等分圆周,利用等分圆周的方法构造正多边形,并会设计图案,发展学生的实践能力和创新能力.
重点难点
重点:理解正多边形与圆的相关概念及相关计算,会画正多边形.
难点:探索正多边形和圆的关系.
教学过程
情景导入
我国古代数学家刘徽,在公元3世纪用“割圆术”求得π的近似值为≈3.14.祖冲之在公元5世纪又进一步求得π的值在3.1415926与3.1415927之间,是当时世界上最先进的成就.现在利用电子计算机,可把π的值算到小数点后三百万亿位.它是从圆内接正六边形开始,逐步计算所得的结果.那么给你一个圆,怎样才能作出一个正多边形?
探究新知
探究点一 正多边形的有关计算
【例1】图①是一个亭子,它的地基是半径为4m的正八边形(如图②),求地基的中心角和面积(结果保留根号).
【解析】正八边形的中心角是45°,由此构造等腰直角三角形,通过求出一个三角形的面积,从而求出正八边形的面积.
【解】如图,连接OA,OB,过点A作AM⊥OB于点M.
∵中心角∠AOB==45°,
∴△OAM是等腰直角三角形.
∵OA=4m,∴AM=OM=2m,
∴S△OAB=OB·AM=×4×2=4(m2),
∴地基的面积=8S△OAB=8×4=32(m2).
【方法技巧】正多边形问题中常涉及求正多边形的边长、半径、边心距、中心角、周长和面积等,正多边形的有关计算常转化到由半径、弦长的一半和边心距组成的直角三角形中.
探究点二 作正多边形
【例2】已知☉O和☉O上的一点A,如图所示.
(1)作☉O的内接正方形ABCD和内接正六边形AEFCGH;
(2)在(1)所作的图中,如果点E在劣弧上,试证明EB是☉O内接正十二边形的一条边.
【解析】(1)根据正四边形和正六边形的作图方法分别作出☉O的内接正方形ABCD和内接正六边形AEFCGH;(2)通过计算EB所对的圆心角的度数来证明.
【解】(1)在☉O中,用直尺和圆规作两条互相垂直的直径AC和BD,连接AB,BC,CD,DA,得☉O的内接正方形ABCD;按正六边形的作法用直尺和圆规在☉O中依次截取等于半径OA的弦,这样六等分,顺次连接各分点,即可作出正六边形AEFCGH,如图①.
图① 图②
(2)证明:连接OE,如图②.
∵AE是正六边形的一条边,∴∠AOE==60°.
∵AB是正方形的一条边,∴∠AOB==90°,
∴∠BOE=∠AOB-∠AOE=90°-60°=30°.
设EB是☉O内接正n边形的一条边,则=30°,∴n=12,∴EB是☉O内接正十二边形的一条边.
【方法技巧】求☉O内接正n边形的边数,可转化为求其任一边所对的圆心角的度数.
课堂训练
1.如图,正六边形ABCDEF内接于☉O,连接BD,则∠CBD的度数是( )
A.30° B.45°
C.60° D.90°
2.如图,已知☉O的两条直径AB,CD互相垂直,弦MN垂直平分OB,交OB于点E,连接MB,MC.求证:MB与MC分别为☉O的内接正六边形和内接正十二边形的一条边.
板书设计
30.3 正多边形与圆
1.正多边形与圆的关系:任意正多边形都有它的外接圆.
2.正多边形的相关概念:
正多边形的中心、半径、中心角、边心距.
3.作正多边形.
(1)用量角器测量圆心角;
(2)尺规作图.
课堂小结
本节课我们经历了正多边形的形成过程,学习了正多边形的相关概念,并学会用等分圆周的方法作圆的内接正多边形.
教学反思
在本节课的学习过程中,让学生通过对等边三角形、正方形的回顾,加强新旧知识之间的联系,类比旧知识的学习方法、数学思想来学习新知识,让学生清楚正多边形的有关计算常常转化到由半径、弦长的一半和边心距组成的直角三角形中.同时还要让学生了解边数是偶数的正多边形是中心对称图形,它的中心是对称中心,为此只要作出已知圆的两条互相垂直的直径即可得圆内接正方形,从而可以得到正八边形、正十六边形、正二十四边形等,而由正六边形可以作出正三角形、正十二边形等.
答案
课堂训练
1.A
2.证明:如图,连接OM.
∵弦MN垂直平分OB,
∴MB=MO,OE=OB=OM,
∴∠OME=30°.又∵BO=MO,
∴△MOB是等边三角形,∠MOB=60°.
∵☉O内接正六边形的中心角=×360°=60°,
∴MB为☉O内接正六边形的一条边.
∵MN⊥AB,CD⊥AB,
∴MN∥CD,∴∠COM=∠OME=30°.
∵☉O内接正十二边形的中心角=×360°=30°,
∴MC为☉O内接正十二边形的一条边.
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