内容正文:
3.2.2圆心角
(第2课时)
第三章
圆的基本性质
浙教版(新教材)·九年级上册
学 习 目 标
1
2
3
通过画图、观察与推理,探究并理解在同圆或等圆中,相等的弧、相等的弦、相等的弦心距所对的圆心角相等。
掌握并牢记圆心角定理的完整内容:在同圆或等圆中,如果两个圆心角、两条弧、两条弦、两个弦心距中有一对量相等,那么它们所对应的其余各对量都相等。
能够综合运用圆心角、弧、弦、弦心距之间的等量关系,解决相关的几何证明与线段、弧长的等量计算问题
新课导入
复习回顾 · 温故知新
▍知识回顾
在 同圆或等圆 的条件下,圆心角的性质是几何学习的基石:
相等的圆心角 ⇒ 所对的弧相等
相等的圆心角 ⇒ 所对的弦相等
相等的圆心角 ⇒ 所对弦的弦心距相等
▍思考与引入
如果我们把性质反过来推导,结论是否依然成立?让我们带着这些问题开启探索:
1. 若两条弧相等,它们所对的圆心角相等吗?
2. 若两条弦相等,它们所对的圆心角相等吗?
3. 若弦心距相等,它们所对的圆心角相等吗?
—— 这正是我们今天要探究的核心! ——
3
新课导入
新课探究 · 活动一:相等的弧
探究小贴士:在动手画图时,务必保证两段弧的长度完全一致,且圆心角的顶点必须严格位于圆心。只有这样,才能通过直观的叠合操作,准确观察到弧与圆心角的对应关系。
01 动手操作 · 构建模型
在同一个圆中,任意画出两段长度相等的弧。分别连接圆心O与各端点,得到对应的圆心角∠AOB和∠ COD,建立几何直观模型。
02 观察现象 · 逻辑推导
将两段相等的弧进行叠合,发现它们能够完全重合。由于弧的端点与圆心相连,这种重合性直接传递到了对应的圆心角上,即两个圆心角也能完全重合。
03 归纳总结 · 核心定理
结论:在同圆或等圆中,相等的弧所对的圆心角相等。这一性质揭示了圆中弧与角的数量关系,是解决圆相关几何问题的基础。
4
新课导入
新课探究 · 活动二:相等的弦
01 / 探究过程
在同圆中作两条相等的弦 AB 和 CD,连接圆心 O 与各端点,得
到圆心角 ∠AOB 和 ∠COD。通过观察图形,我们尝试猜想这两
个圆心角的数量关系。
02 / 逻辑推理 (SSS全等)
在 △AOB 和 △COD 中:
∵ OA=OC,OB=OD(同圆半径相等),且 AB=CD(已知)
∴ △AOB ≌ △COD (SSS),由此可得 ∠AOB = ∠COD。
💡 结论: 在同圆或等圆中,相等的弦所对的圆心角相等。
这是圆的一个基本性质,也是我们解决圆相关几何问题的
重要依据。
图示:相等的弦对应相等的圆心角
5
新课导入
新课探究 · 活动三:相等的弦心距
图示:圆心O到弦AB的垂线OM即为弦心距,体现了圆的对称性。
01 概念回顾
弦心距是指从圆心到弦的垂线段的长度。它是连接圆心与
弦的“垂直距离”,是圆中非常重要的几何度量。
02 逻辑推导
已知同圆中弦心距 (OM = ON),半径 (OA = OC)。由勾股定
理可得弦长的一半 ),同理
(),故(AM=CN),从而弦长 (AB=CD)。
结合“等弦对等角”,可推导出圆心角相等。
03 得出结论
在同圆或等圆中,相等的弦心距所对的弦相等,所对的圆
心角也相等。这一性质揭示了圆的对称性与几何量之间的
内在联系。
6
新课导入
03 核心定理 · 知一推三
在同圆或等圆中,如果两个圆心角、两条弧、两条弦、两个弦心距中有一对量相等,那么它们所对应的其余各对量都相等。这一规律被称为“知一推三”,是解决圆相关几何问题的核心依据。
圆心角相等
顶点在圆心,角的两边与圆相交,是圆内角度度量的基础。
所对弧相等
圆上两点间的曲线长度,与圆心角大小成正比,相互决定。
所对弦相等
连接圆上两点的线段,其长度由圆心角和所对弧长共同决定。
弦心距相等
圆心到弦的垂直距离,反映了弦与圆心的位置关系。
⚠️ 关键前提:必须在“同圆或等圆”中! 这是定理成立的必要条件,忽视这一点会导致
结论错误。
7
典例1
如图,点A,B,C,D,E在☉O上,AB∥CD,BC∥DE,
BC=CD,求证:AB=DE.
典例分析
证明:∵BC=CD,
∴=
∵AB∥CD,BC∥DE,
∠B=∠C,∠C=∠D,∴∠B=∠D,
==
∴=∴AB=DE.
练一练
如图,AB、CD是☉O的两条弦,AC与BD相交于点E,AB=CD.
典例分析
证明:∵AB=CD,=,
∴+=+,
即=,∴AC=BD;
(1)求证:AC=BD;
(2)若AC⊥BD,∠B=34°,求∠D的度数
(2)解:=
∴∠C=∠B=34°,
∵AC⊥BD∴∠DEC=90°,
∠D=90°-∠C=56°.
典例分析
图1是一个球形烧瓶,图2是这个球形烧瓶下半部分的平面示意图,若D为的中点,∠AOB=100°,则∠AOD的度数为 .
典例2
解:∵D为的中点,
∴AD=BD
∵∠AOB=100°
∠AOD=∠BOD=AOB=50°
50°
练一练
如图,某品牌扫地机器人的形状是“莱洛三角形”,它的三“边”分别是以等边三角形的三个顶点为圆心,边长为半径的三段圆弧,若该等边三角形的边长为3,则这个“莱洛三角形”的周长是 。
典例分析
解:∵△ABC是等边三角形,
∴AB=BC=AC=3,
∠A=∠B=∠C=60°,
∴==
∵==π,
∴该“莱洛三角形”的周长是3π.
典例分析
如图,AB是☉O的直径,点C、D、E、F在☉O上,且点C、D和点E、
F分别是半圆的三等分点,点P、Q在AB上,连接PC、PD、QE、QF,若☉O的半径为3,则图中阴影部分图形的面积和为 。
典例3
解:连接OC、OD
∵点C、D和点E、F分别是半圆的三等分点,∴=,CD=EF,∠COD=60°;
又S∆PCD=S∆OCD,
∵阴影部分图形的面积和等于扇形OCD的面积,
∵==,
典例分析
如图,AB为圆O的直径,C,D为圆弧AB上的三等分点,已知AB=10,求阴影部分的面积______.
练一练
解:连接OD、OC、DC
∵C,D为圆弧AB上的三等分点,
∴∠AOD=∠COD=∠BOC=60°,∵OC=OD,
∴△COD是等边三角形,则∠DCO=60°,
∴∠DCO=∠BOC=60°,∴DC∥AB,∴S△COD=S△CPD
∵线段CD与构成的弓形面积始终不变,
∴阴影部分的面积==
课堂小结
06 课堂小结 · 重点回顾
01 核心定理:知一推三
在同圆或等圆中,圆心角、弧、弦、弦心距这四组量,只要有一组量相等,其余各组量就分别相等。这是圆中证明线段与角相等的核心依据。
02 关键前提:同圆或等圆
“同圆或等圆”是所有结论成立的必要条件。若缺少此前提,即使圆心角相等,所对的弧和弦也不一定相等,这是解题时极易忽略的关键点。
03 易错提醒:细节决定成败
① 一条弦对应两条弧(优弧和劣弧),需结合题意明确所指;② 几何证明需逻辑严密,切忌跳步,每一步推导都要有定理支撑。
04 思想方法:解题利器
① 数形结合:通过图形直观理解数量关系,辅助解题思路;② 转化思想:将未知的几何问题转化为已知的定理模型,化繁为简。
课堂拓展
01 打破前提的猜想
如果去掉“同圆或等圆”的前提,是否会出现:① 圆心角相等,但弧、弦不等? ② 弧长相等,但圆心角、弦不等?
思维锚点: 结合弧长公式( ) 分析,弧长与圆心角(n)、半径(r)均有关联,而非单一变量决定。
答案一:能实现
当圆心角相等时,半径不同则弧长与弦长必然不同。例如:两个圆的圆心角均为60°,半径分别为1和2,半径大的圆,其对应的弧长更长,弦长也更长。
答案二:能实现
不同半径的圆,可通过调整圆心角使弧长相等。例如:半径1的圆,圆心角180°(弧长π);半径2的圆,圆心角90°(弧长也为π)。二者弧长相等,但圆心角和弦长均不相等。
课堂练习
1.如图,AB、CD是☉O的直径,=,若∠AOE=35°,则∠COE的度数
是( )
A.35° B.60° C.65° D.70°
解:,
∴∠BOD=∠AOE=35°,
AB、CD是☉O的直径,即点O是AB与CD的交点,
∴∠AOC=∠BOD=35°,
∴∠COE=∠AOC+∠AOE=70°。
课堂练习
2.如图,在Rt△ABC中,∠A=33°,CD是斜边AB上的中线,以点C为圆心,CD长为半径作弧,与AB的另一个交点为点E,则的度数是( )
A.52° B.48° C.44° D.42°
课堂练习
3.图1是阿基米德的滑动曲尺模型,图2是其抽象成的几何图形.AB为☉O的直径,其延长线与弦DC的延长线交于点E,CE=CO。若∠AOD=60°,则∠AED的度数为( )
A.15° B.20° C.25° D.30°
课堂练习
4.已知锐角∠AOB如图,①在射线OA上取一点C,以点O为圆心,OC长为半径作,交射线OB于点D,连接CD;②分别以点C,D为圆心,CD长为半径作弧,交于点M,N;③连接OM,MN。根据以上作图过程及所作图形,若OM=MN,则∠AOB的度数为 。
20
课堂练习
5.如图,以平行四边形ABCD的顶点A为圆心,AB的长为半径作圆,分别交AD,BC于点E,F,延长BA交☉A于点G.
证明:如图所示,连接AF
∵四边形ABCD为平行四边形,∴AD∥BC,
∴∠DAF=∠AFB,∠GAD=∠B.
∵AB=AF,∴∠B=∠AFB,
∴∠GAD=∠DAF,=
(1)求证:=·
课堂练习
5.如图,以平行四边形ABCD的顶点A为圆心,AB的长为半径作圆,分别交AD,BC于点E,F,延长BA交☉A于点G.
(2)解:∵F为的中点,
∴==∴∠BAF=60°
∵AB=AF,
∴∠B=∠AFB=(180°-∠BAF)=60°
∵四边形ABCD为平行四边形,∴AB∥CD,
∴∠C=180°-∠B=120°.
(2)若F为的中点,求∠C的度数.
$