内容正文:
30.1.2 圆的切线(第2课时)
教学目标
1.了解切线长的概念,区分切线与切线长;探索并证明切线长定理,能够运用切线长定理进行线段相等证明、角度计算、周长相关计算.
2.经历“画图→猜想→证明→归纳”探索切线长定理的完整过程,体会轴对称在圆中的应用;在定理应用中,学会识别切线长基本图形模型,培养几何识图能力、逻辑推理能力;
3.养成严谨书写几何证明步骤、规范使用几何语言的学习习惯;通过小组合作探究,提升主动思考、交流表达的意识.
教学重点
切线长定理的探索、推导及应用.
教学难点
切线长定理的探索、推导及应用.
教学准备
2~3张半透明的纸.
教学过程
新知探究
一、探究学习
【问题】我们已经知道过圆上一点作圆的切线的方法,那如何过圆外一点作圆的切线呢?
【分析】如图,P 是⊙O 外一点,要过点 P 作⊙O 的切线.因为两点确定一条直线,并且所求作的直线过点P且与⊙O相切,所以需要在⊙O上确定一点A,满足OA丄AP,即∠OAP=90°.由此可知,点O,P,A 可以确定一个圆,OP 是这个圆的直径.因此以OP为直径作圆,该圆与⊙O 的交点即所要确定的点.
【答案】方法:
(1)连接OP,作线段OP的垂直平分线MN,与OP交于点C;
(2)以点C为圆心,CO为半径作圆,与O相交于A,B两点;AB为切点;
(3)作直线PA,PB,即所求作的切线.
【新知】经过圆外一点的圆的切线上,这点和切点之间线段的长,叫作这点到圆的切线长.
【设计意图】复习切线这个知识点的同时,引出切线长的概念.
【思考】切线与切线长是一回事吗?它们有什么区别呢?
【师生活动】学生分组讨论,老师让3~4位同学回答这个问题,然后得出结论:
(1)切线是一条与圆相切的直线,不能度量;
(2)切线长是线段的长,这条线段的两个端点分别是圆外一点和切点,可以度量.
【思考】如图,PA,PB是⊙O的两条切线,切点分别为A,B.过点O,P作直线OP.线段PA与PB,∠APO与∠BPO有什么关系?
【师生活动】学生拿出准备好的半透明纸,按照要求操作,小组讨论后初步得出结论:PA=PB,∠APO=∠BPO.
教师展示动图,学生通过观看动图进一步验证结论.
【问题】你会证明吗?
【答案】证明:如图,连接OA和OB.
∵PA,PB是⊙O的两条切线,
∴OA⊥AP,OB⊥BP.
又OA=OB,OP=OP.
∴Rt△AOP≌Rt△BOP(HL).
∴PA=PB,∠APO=∠BPO.
【新知】切线长定理:从圆外一点可以引圆的两条切线,它们的切线长相等,这一点和圆心的连线平分两条切线的夹角.
几何语言:PA,PB分别切⊙O于点A,B
【追问】(1)若连接两切点A,B,AB交OP于点M.你能得出什么新的结论?
【答案】OP垂直平分AB
证明:∵PA,PB是⊙O的切线,点A,B是切点,
∴PA=PB,∠OPA=∠OPB.
∴△PAB是等腰三角形.
PM为顶角的平分线,
∴OP垂直平分AB.
【追问】(2)若延长PO交⊙O于点C,连接CA,CB,你又能得出什么新的结论?
【答案】CA=CB
证明:∵PA,PB是⊙O的切线,
点A,B是切点,
∴PA=PB,∠OPA=∠OPB.
又∵PC=PC,
∴△PCA≌△PCB(SAS).
∴AC=BC.
【归纳】在解决有关圆的切线长问题时,往往需要我们构建基本图形.
(1)分别连接圆心和切点;
(2)连接两切点;
(3)连接圆心和圆上一点.
【设计意图】利用“思考”中的基本图形和动图,让学生独立探究切线长定理及其证明,并能解决有关圆的切线长的问题.
【练习】PA,PB是⊙O的两条切线,A,B为切点,直线OP交⊙O于点D,E,交AB于C.
(1)写出图中所有的垂直关系;
(2)写出图中与∠OAC相等的角;
(3)写出图中所有的全等三角形;
(4)写出图中所有的等腰三角形.
【答案】(1)OA⊥PA,OB⊥PB,AB⊥OP;
(2)∠OAC=∠OBC=∠APC=∠BPC;
(3)△AOP≌△BOP,△AOC≌△BOC,△ACP≌△BCP;
(4)△ABP,△AOB.
【设计意图】应用切线长定理解决“练习”中的问题,让学生明确切线长定理体现了圆的轴对称性,为证明线段相等、角相等、弧相等、垂直关系提供了理论依据.
二、典例精讲
【例题】如图,PA,PB 是⊙O 的两条切线,A,B 是切点,连接AB,若∠APO=30°,OP=2,求△PAB的周长.
解:如图,连接OA.
∵PA,PB 是⊙O 的两条切线,A,B 是切点,
∴PA=PB,∠APO=∠BPO,OA⊥PA.
又∠APO=30°,
∴∠APB=60°.
∴△PAB是等腰三角形.
∴AB=PA=PB.
又在Rt△POA中,∠APO=30°,OP=2,
∴OA=1,PA==.
∴△PAB的周长为3.
【设计意图】通过例题,让学生进一步理解切线长定理.
课堂小结
板书设计
一、切线长
二、切线长定理
课后任务
完成教材第154页练习第1~2题.
教学反思
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