内容正文:
3.3垂径定理
经历探索并证明垂径定理及其逆定理的过程,发展推理能力.
如右图所示,“圆材埋壁”是我国古代数学著作《九章算术》中的问题:“今有圆材,埋在壁中,不知大小,以锯锯之,深一寸,锯道长一尺,问径几何.”用几何语言可表述为:CD为☉O的直径,弦AB⊥CD于E,CE=1寸,AB=10寸,则直径CD的长为多少?
【问题】
当弦AB⊥CD时,你能得出哪些相等的线段?相等的弧?相等的角?
垂径定理
【做一做】如右图所示,AB是☉O的一条弦,作直径CD,使CD⊥AB,垂足为M.
问题1
此图是轴对称图形吗?如果是,其对称轴是什么?
这个图是轴对称图形,对称轴是直径CD所在的直线.
问题2
你发现图中有哪些等量关系?说一说你的理由.
将这个图沿着直径CD折叠,发现AM与BM重合,∠CMA与∠CMB重合, ∠DMA与∠DMB重合, 重合, 重合,所以等量关系有AM=BM, ∠CMA=∠CMB=90°,∠DMA=∠DMB=90°, , .
垂径定理:垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的弧.
垂径定理的注意事项:
(1)条件中的“弦”可以是直径;
(2)结论中的“弧”指平分弦所对的劣弧、优弧.
符号语言:
∵CD是圆的直径,CD⊥AB于M,∴AM=BM,
如右图所示,已知AB是☉O的一条弦,CD是☉O的一条直径,并且CD⊥AB,垂足为M.求证AM=BM,
垂径定理的证明
证明:连接OA,OB,则OA=OB.
在Rt△OAM和Rt△OBM中,
∵OA=OB,OM=OM,
∴Rt△OAM≌Rt△OBM.
∴AM=BM,∠AOC=∠BOC.
∵∠AOD=180°-∠AOC,
∠BOD=180°-∠BOC,
∴∠AOD=∠BOD.
判断下列图形,能否使用垂径定理?
【解析】定理中两个条件(直径,垂直于弦)缺一不可,故前三个图均不能,仅第四个图可以!
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垂径定理的逆定理
如右图所示,AB是☉O的弦(不是直径),作一条平分AB的直径CD,交AB于M.
(1)此图是轴对称图形吗?如果是,其对称轴是什么?
(2)你发现图中有哪些等量关系?说一说你的理由.
AM=BM,
OM=OM,
OA=OB,
△OAM≌△OBM.
∴∠AOC=∠BOC