27.1.2 圆的对称性1
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27.1.2圆的对称性教学目标:使学生知道圆是中心对称图形和轴对称图形,并能运用其特有的性质推出在同一个圆中,圆心角、弧、弦之间的关系,能运用这些关系解决问题,培养学生善于从实验中获取知识的科学的方法.重点难点: 1.重点:由实验得到同一个圆中,圆心角、弧、弦三者之间的关系.2.难点:运用同一个圆中,圆心角、弧、弦三者之间的关系解决问题.教学过程:一、由问题引入新课:要同学们画两个等圆,并把其中一个圆剪下,让两个圆的圆心重合,使得其中一个圆绕着圆心旋转,可以发现,两个圆都是互相重合的.如果沿着任意一条直径所在的直线折叠,圆在这条直线两旁的部分会完全重合.由以上实验,同学们发现圆是中心对称图形吗?对称中心是哪一点?圆不仅是中心对称圆形,而且还是轴对称图形,过圆心的每一条直线都是圆的对称轴.二、新课1.同一个圆中,相等的圆心角所对的弧相等、所对的弦相等.垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧.实验1.将图形28.1.3中的扇形AOB 绕点O 逆时针旋转某个角度,得到图28.1.4中的图形,同学们可以通过比较前后两个图形,发现AOB AOB ∠=∠,AB AB =,.AB=AB实质上,AOB ∠确定了扇形AOB 的大小,所以,在同一个圆中,如果圆心角相等,那么它所对的弧相等,所对的弦相等.图23.1.3图23.1.4问题:在同一个圆中,如果弧相等,那么所对的圆心角,所对的弦是否相等呢? 在同一个圆中,如果弦相等,那么所对的圆心角,所对的弧是否相等呢?实验2、如图28.1.7,如果在图形纸片上任意画一条垂直于直径CD 的弦AB ,垂足为P ,再将纸片沿着直径CD 对折,比较AP 与PB 、AC ︵与CB ︵,你能发现什么结论? 显然,如果CD 是直径,AB 是⊙O 中垂直于直径的弦,那么AP BP =,AC=BC ,AD=BD .请同学们用一句话加以概括. ( 垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧) 2.同一个圆中,圆心角、弧、弦之间的关系的应用.(1)思考:如图,在一个半径为6米的圆形花坛里,准备种植六种不同颜色的花卉,要求每种花卉的种植面积相等,请你帮助设计图28.1.5,在⊙O 中,AC BC =,145∠=︒,求2∠种植方案.(2)如的度数.3、课堂练习:P38练习1、2、3 三、课堂小结本节课我们通过实验得到了圆不仅是中心对称图形,而且还是轴对称图形,而由圆的对称性又得出许多圆的许多性质,即(1)同一个圆中,相等的圆心角所对弧相等,所对的弦相等.(2)在同一个圆中,如果弧相等,那么所对的圆心角,所对的弦相等.(3)在同一个圆中,如果弦相等,那么所对的圆心角,所对的弧相等.(4)垂直于弦的直径平分弦,并图23.1.7图 23.1.5且平分弦所对的两条弧.四、作业P42 习题28.1 1、2、3、4、5。
第三章圆2.圆的对称性(一)一、学生知识状况分析学生的知识技能基础:学生在七、八年级已经学习过轴对称图形以及中心对称图形的有关概念及性质,以及本节定理的证明要用到三角形全等的知识等。
学生的活动经验基础:在平时的学习中,学生逐步适应应用多种手段和方法探究图形的性质。
同时,在平时的教学中,我们都鼓励学生独立探索和四人小组互相合作交流,使学生形成一些数学活动的经验基础,具备一定探求新知的能力。
二、教学任务分析圆是一种特殊图形,它既是轴对称图形,又是中心对称图形。
该节内容分为2课时。
本节课是第1课时,学生通过前面的学习,能用折叠的方法得到圆是一个轴对称图形。
其对称轴是任一条过圆心的直线。
具体地说,本节课的教学目标是:知识与技能:1.理解圆的轴对称性及其相关性质;2.利用圆的轴对称性研究垂径定理及其逆定理.过程与方法:1.经历探索圆的对称性及相关性质的过程,进一步体会和理解研究几何图形的各种方法。
情感态度与价值观:1.培养学生独立探索,相互合作交流的精神。
2.通过学习垂径定理及其逆定理的证明,使学生领会数学的严谨性和探索精神,培养学生学习实事求是的科学态度和积极参与的主动精神。
教学重点:利用圆的轴对称性研究垂径定理及其逆定理.教学难点:和圆有关的相关概念的辨析理解。
三、教学过程分析本节课设计了六个教学环节:课前准备(制作实验器材、完成预习提纲)、创设问题情境引入新课、讲授新课、课堂小结、创新探究、课后作业。
第一环节课前准备活动内容:(提前一天布置)1.每人制作两张圆纸片(最好用16K打印纸)2.预习课本P88~P92内容活动目的:通过第1个活动,希望学生能利用身边的工具去画图,并制作图纸片,培养学生的动手能力;在第2个活动中,主要指导学生开展自学,培养良好的学习习惯。
实际教学效果:1.学生在制作图纸片时,有时可能没有将圆心标出来,老师要对其进行启发引导,找出圆心。
2.预习提纲,要简明扼要,学生基本上能通过阅读教材就能较好完成。
圆的对称性—知识讲解(基础)【学习目标】1.理解圆的对称性;并能运用其特有的性质推出在同一个圆中,圆心角、弧、弦之间的关系,能运用这些关系解决问题,培养学生善于从实验中获取知识的科学的方法;理解弦、弧、半圆、优弧、劣弧、等弧等与圆有关的概念,理解概念之间的区别和联系;2.通过探索、观察、归纳、类比,总结出垂径定理等概念,在类比中理解深刻认识圆中的圆心角、弧、弦三者之间的关系;3. 掌握在同圆或等圆中,三组量:两个圆心角、两条弦、两条弧,只要有一组量相等,就可以推出其它两组量对应相等,及其它们在解题中的应用.【要点梳理】要点一、圆的对称性圆是轴对称图形,过圆心的直线是它的对称轴,有无数条对称轴.圆是中心对称图形,对称中心为圆心.要点诠释:圆具有旋转不变的特性.即一个圆绕着它的圆心旋转任意一个角度,都能与原来的图形重合.要点二、与圆有关的概念1.弦弦:连结圆上任意两点的线段叫做弦.直径:经过圆心的弦叫做直径.弦心距:圆心到弦的距离叫做弦心距.要点诠释:直径是圆中通过圆心的特殊弦,也是圆中最长的弦,即直径是弦,但弦不一定是直径.为什么直径是圆中最长的弦?如图,AB是⊙O的直径,CD是⊙O中任意一条弦,求证:AB≥CD.证明:连结OC、OD∵AB=AO+OB=CO+OD≥CD(当且仅当CD过圆心O时,取“=”号)∴直径AB是⊙O中最长的弦.2.弧弧:圆上任意两点间的部分叫做圆弧,简称弧.以A、B为端点的弧记作,读作“圆弧AB”或“弧AB”.半圆:圆的任意一条直径的两个端点把圆分成两条弧,每一条弧都叫做半圆;优弧:大于半圆的弧叫做优弧;劣弧:小于半圆的弧叫做劣弧.要点诠释:①半圆是弧,而弧不一定是半圆;②无特殊说明时,弧指的是劣弧.3.等弧在同圆或等圆中,能够完全重合的弧叫做等弧.要点诠释:①等弧成立的前提条件是在同圆或等圆中,不能忽视;②圆中两平行弦所夹的弧相等.要点三、垂径定理1.垂径定理垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的两条弧.2.推论平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧.要点诠释:(1)垂径定理是由两个条件推出两个结论,即(2)这里的直径也可以是半径,也可以是过圆心的直线或线段.要点四、垂径定理的拓展根据圆的对称性及垂径定理还有如下结论:(1)平分弦(该弦不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧;(2)弦的垂直平分线经过圆心,并且平分弦所对的两条弧;(3)平分弦所对的一条弧的直径,垂直平分弦,并且平分弦所对的另一条弧.要点诠释:在垂径定理及其推论中:过圆心、垂直于弦、平分弦、平分弦所对的优弧、平分弦所对的劣弧,在这五个条件中,知道任意两个,就能推出其他三个结论.(注意:“过圆心、平分弦”作为题设时,平分的弦不能是直径)要点五、弧、弦、圆心角的关系1.圆心角与弧的关系:在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦也相等.2. 圆心角、弧、弦的关系:在同圆或等圆中,如果两个圆心角、两条弧、两条弦中有一组量相等,那么它们所对应的其余各组量都分别相等.要点诠释:(1)一个角要是圆心角,必须具备顶点在圆心这一特征;(2)注意关系中不能忽视“同圆或等圆”这一前提.3. 圆心角的度数与它所对的弧的度数相等.【典型例题】类型一、应用垂径定理进行计算与证明1.(2015•巴中模拟)如图,AB为半圆直径,O为圆心,C为半圆上一点,E是弧AC的中点,OE交弦AC于点D,若AC=8cm,DE=2cm,求OD的长.【答案与解析】解:∵E为弧AC的中点,∴OE⊥AC,∴AD=AC=4cm,∵OD=OE﹣DE=(OE﹣2)cm,OA=OE,∴在Rt△OAD中,OA2=OD2+AD2即OA2=(OE﹣2)2+42,又知0A=OE,解得:OE=5,∴OD=OE﹣DE=3cm.【总结升华】主要是解由半径、弦的一半和弦心距(圆心到弦的垂线段的长度)构成的直角三角形.举一反三:【变式】如图,⊙O中,弦AB⊥弦CD于E,且AE=3cm,BE=5cm,求圆心O到弦CD 距离。
第27章圆27.1.2.圆旳对称性一、学情分析学生旳知识技能基本:学生在七、八年级已经学习过轴对称图形以及中心对称图形旳有关概念及性质,以及本节定理旳证明要用到三角形全等旳知识等。
在上节课中,学生学习了圆旳轴对称性,并运用轴对称性研究了垂径定理及其逆定理。
学生具有一定旳研究图形旳措施,基本掌握探究问题旳途径,具有合情推理旳能力,并逐渐发展了逻辑推理能力。
学生旳活动经验基本:在平时旳学习中,学生逐渐适应应用多种手段和措施探究图形旳性质。
同步,在平时旳教学中,比较注重学生独立摸索和四人小组互相合伙交流,使学生形成某些数学活动旳经验基本,具有一定探求新知旳能力。
二、教学任务分析知识与技能:1.理解圆旳旋转不变性;2.运用圆旳旋转不变性研究圆心角、弧、弦之间相等关系旳定理.过程与措施:1.经历摸索圆旳对称性及有关性质旳过程,进一步体会和理解研究几何图形旳多种措施。
2.通过观测、比较、操作、推理、归纳等活动,发展学生推理观念,推理能力以及概括问题旳能力。
情感态度与价值观:培养学生积极摸索数学问题旳态度与措施。
教学重点:运用圆旳旋转不变性研究圆心角、弧、弦之间相等关系旳定理.教学难点:理解有关定理中“同圆”或“等圆”旳前提条件.三、教学过程分析本节课设计了六个教学环节:课前准备,创设问题情境引入新课,讲授新课,课堂小结,创新探究,课后作业。
第一环节 课前准备活动内容:(提前一天布置)1、每人用透明旳胶片制作两个等圆。
2、预习课本P37--39内容。
第二环节 创设情境,引入新课活动内容:问题提出:我们研究过轴对称图形和中心对称图形,我们是用什么措施来研究它旳,它们旳定义是什么?活动目旳:为了引出圆旳轴对称和旋转不变性。
第三环节 合伙探究 感受新知活动内容:(一)通过教师演示实验,探究圆旳旋转不变性;请同窗们观测屏幕上两个半径相等旳圆。
请回答:它们重叠吗?如果重叠,将它们旳圆心固定。
将上面旳圆旋转任意一种角度,两个圆还重叠吗 ?归纳:圆具有旋转不变性。
第1页2圆的对第2课时圆的对称性教学目标一、基本目标1.理解并掌握圆的对称性,知道圆既是轴对称图形,乂是中心对称图形.2.理解同圆或等圆中,圆心角、弧、弦之间的关系.二、重难点目标【教学重点】圆的对称性、圆心角、弧、弦之间的关系.【教学难点】利用同圆或等圆中,圆心角、弧、弦之间的关系解决问题.教学过程环节1 口学提纲,生成问题[5 nrni阅读】阅读教材P37〜P39的内容,完成下面练习.[3 nmi反馈】1.圆是一个旋转对称图形,无论绕圆心旋转多少度,它都能与自身重合,一对称中心即为其圆心 ___ .2.(1)在同圆或等圆中,如果圆心角相等,那么它们所对的弧相等,所对的弦也相等. (2)在同圆或等圆中,如果两弧相等,那么它们所对的圆心角相等,所对的弦相等一一一(3)在同圆或等圆中,如果弦相等,那么它们所对的圆心角相等,所对的弧相等 ------------ .3,圆是轴对称图形,它的任意一条直径都是它的对称轴 ---------4.如图,在00 中,若ZA0B=ZC0D,则AB = CD, AB— =CD— : _若AB— =CD—,则ZA0B = ZC0D, AB = CD: -------------------若AB = CD, WlJZA0B = ZC0D, AB— =CD— , ADB— =CBD..环节2合作探究,解决问题活动1小组讨论(师生互学)【例1】如图,AB、DE是(30的直径,c是Oo上的一点,H AD—=CE—.BE与CE 的第2页大小有什么关系?为什么?【互动探索】(引发学生思考)根据圆心角、弦、弧之间的关系可得AD-二BE-,再结合已知条件AD-二CE-即可通过等量代换及同圆中相等的弧所对的弦相等得出结论.【解答】BE二CE.理由:TZAOD — ZBOE , ••-AD-—二BE—** .―# ・*-BE CE.【互动总结】(学生总结,老师点评)解此类题时,应从同圆中圆心角、弦、弧之间的关系进行判断.【例2】如图,A、B、C是G>0上三点,ZAOB=120° , C是AB—的中点,试判断四边形OACB的形状,并说明理由.【互动探索】(引发学生思考)观察法:由ZAOB二120° ,(2是AB-的中点,可想到连结OC — OA = AC = OC = BC = OB —四边形OACB 是菱形.[解答]四边形OACB是菱形.理由如下:如图,连结OC. TZAOB二120° , C是的中点,/.ZAOC = ZBOC = 12ZAOB = 60°.又TCO = BO ,•••△OBC是等边三角形,/.OB = BC.同理可得,AOCA 是等边三角形,.•.OA 二AC.又TOA 二OB , .*.OA = AC = BC = BO , 四边形OACB是菱形.【互动总结】(学生总结,老师点评)解此类题时,由弧中点联想到弧、弦、圆心角的关系定理,作辅助线(连结弧中点和圆心)解决问题■活动2巩固练习(学生独学)第3页1.如图,在€>0中,己知AB— =CD—,则AC与BD的关系是(A)A. AC = BDB.AC<BDC. AC>BDD・不确定2.如图,AB 是00 的直径,BC、CD. DA 是G>0 的弦,XL BC = CD=DA,求ZBOD 的度数.解:连结OC.TBC、CD、DA 是O0 的弦,且BC 二CD 二DA ,・・・ZA0D 二ZD0C 二ZB0C.又IAB 是00 的直径「・ZB0D 二23X180° = 120°.3.如图,在G)O中,弦AB = CD,那么ZA0C和ZBOD相等吗?请说明理由.解:ZAOC = ZBOD.理由如下:•・•在O0 中,弦AB 二CD ,・・・ZA0B = ZCOD # /.ZA0B - Z COB = ZCOD - ZCOB # /.ZAOC = ZBOD.4.如图,AB、CD 为00 的直径,AC— =CE—.求证:BD = CE.证明:连结AC/.-AC— = CE— ,・・・AC = CE//ZAOC = ZBOD「•AC = BD f /.BD = CE•活动3拓展延伸(学生对学)【例3】如图,已知AB是<30的直径,M、N分别是AO、B0的中点,CM丄AB, DN丄AB.求证:AC— =BD—.【互动探索】求证AC-二BD-,由弧、弦、圆心角的关系定理,考虑作辅助线连结OC、0D ,从而通过证明ZC0M = ZD0N来得到AC—二BD—.【证明】如图,连结OC、0D.TAB是的直径,M、N分别是AO、B0的中点,/.OM 二ON.TCM 丄AB f DN 丄AB ,/.ZOMC = ZOND = 90°.在Rt^OMC 和R20ND 中,T????? OC = OD , OM = ON r/.Rt^OMC^Rt-OND(HL),・・・ZC0M二ZDON「・・AC—二BD—・第4页【互动总结】(学生总结,老师点评)在同圆或等圆中,如果两条弧(一般同为优弧或劣弧)、两条弦、两个圆心角中有一组量相等,另吆它们所对应的其余各组量都分别相等• 环节3课堂小结,当堂达标(学生总结,老师点评)圆的对称性?????圆是旋转对称图形弧、眩、圆心角的关系圆是轴对称图形练习设计请完成本课时对应训练!第3课时*垂径定理教学目标一、基本目标1 •理解与掌握垂径定理及其推论.2.运用垂径定理及其推论解决一些有关证明、计算和作图问题.二、重难点目标【教学重点】垂径定理及其推论.【教学难点】利用垂径定理及其推论解决相关计算或证明问题.教学过程环节1 口学提纲,生成问题[5 mm阅读】阅读教材P39〜F40的内容,完成下而练习.[3 mm反馈】1. •垂径定理:垂直于弦的直径平分这条弦,并且半分这条弦所对的两条弧.——----- 即一条直线如果满足:①直线经过圆心0且与圆交于C、D两点:②AB丄CD 交CD 于M.那么AM = BM=12AB, AC— =BC— , AD— =BD— .2.垂径定理的推论:(1)平分弦(不是直径)的直径垂直丁这条弦- 并且半分这条弦所对的两条弧.(2)平分弧的直径垂直平分这条弧所对的弦. -------------环节2合作探究,解决问题活动1小组讨论(师生互学)第5页【例1】一根横截面为圆形的下水管道的直径为1米,管内有少量的污水(如图1),此时的水面宽AB为0.6米,求此时的水深(即阴影部分的弓形高). 图1 图2【互动探索】(引发学生思考)要求此时的水深,即阴影部分的弓形高一结合垂径定理, 作辅助线(如图2)-构造直角三角形求出CD长即可.【解答】如图2 ,过点0作OD丄AB于点C ,交OO于点D ,连结OB.根据垂径定理,得C是AB的中点’D是AB—的中点,CD就是水深,贝9 BC = 1- 2AB = 0.3 米.又由题意可知,0D二0B二0.5米,所以在R2OBC中,由勾股定理,得OCV = OB2 - BC2二0.4米,所以CD = OD - OC = 0.1 米,即此时的水深为0」米.【互动总结】(学生总结,老师点评)在圆中求半径、弦等线段的长时,常常借助垂径定理构造直角三角形,再在直角三角形中运用勾股定理来解决•【例2】如图,一条公路的转弯处是一段圆弧(即图中CD-,点0是CD-所在圆的圆心),其中CD=600m, E为CD—上一点,且OE丄CD,垂足为F, EF = 90m,求这段弯路的半径.【互动探索】(引发学生思考)要求这段弯路的半径,可转化为求OC的长,结合已知条件,在R2OCF中利用勾股定理即可求得OC的长.【解答】连结OC-设弯路的半径为Rm,则OF二(R - 90)m. TOE丄CD ,.•.CF 二12CD 二1_ 2X600 = 300(m).在Rt^OCF中,根据勾股定理,得0C2 = CF2 + 0F2 ,即R2 = 3002 + (R - 90)2.解得R = 545.第6页.••这段弯路的半径为545讥【互动总结】(学生总结,老师点评)常用辅助线:连结半径,由半径、半弦、弦心距构造直角三角形■活动2巩固练习(学生独学)1.如图,AB为O0的弦,O0的半径为5, OC丄AB于点D,交00 T点C, J1CD=1, 则弦AB的长是多少?解:弦AB的长是6.2. 一条排水管的截面如图所示.已知排水管的半径OB = 10cm,水面宽AB=16cm.求截面圆心0到水面的距离.解:截面圆心0到水面的距离为6 cm.3.如图,AB为半圆的直径,0为圆心,C为半圆上一点,E是——AC的中点,0E交弦AC于点D,若AC = 8 cm, DE=2 cm,求OD的长.解:OD 二 3 cm.4.有一石拱桥的桥拱是圆弧形,如图所示,正常水位下水面宽AB = 60m,水而到拱顶距离CD=18m,当洪水泛滥时,水面到拱顶距离为3.5 m时需要采取紧急措施,当水面宽MN = 32m时是否需要釆取紧急措施?请说明理由.解:不需要采取紧急措施•理由如下:如图,连结0M ,设OA = Rm.由题意知,在Rt △AOC 中,AC 二12AB 二30 m , CD 二18 m , .•.由勾股定理,得Rz = 30: + (R - 18)2 ,解得R =34.又在R2MOE 中,ME 二丄2MN = 16 m , .*.342 = I62 + (34 - DE)2 ,解得DE 二4 m 或64 m(不合题意,舍去),/.DE二4 m . T4 > 3.5 ,二不需要采取紧急措施.活动3拓展延伸(学生对学)【例3】已知O0的半径为13,弦AB = 24,弦CD=10, AB//CD,求这两条平行弦AB、CD之间的距离.【互动探索】画出几何示意图一要求两条平行弦AB、CD之间的距离一利用垂径定理求解一作辅助线,构造直角三角形【解答】分两种情况讨论:当弦AB和CD在圆心同侧时,如图1 ,过点O作OF丄CD于点F ,交AB于点E ,连结OC、OA.由题意可知,OA = OC=13.第7页TABIICD , OF丄CD r .\OE±AB.又TAB = 24 # CD= 10 r・•・由垂径定理,得AE二1_ 2AB = 12 f CF= 12CD = 5 #・・・由勾股定= OC2 - CFz= 12 f /.EF = OF - 0E = 7.当弦AB和CD在圆心异侧时#如图2 ,过点0作OF丄CD于点F ,反向延长OF交AB于点E ,连结OC、OA.同理可得,EO = 5 , OF = 12 , /.EF = OF + OE= 17.综上,两条平行弦AB与CD之间的距离为7或17.[互动总结](学生总结,老师点评)解此类题时,要考虑两弦在圆心的同侧还是异侧, 再结合实际作出半径和弦心距,利用勾股定理和垂径定理求解即可•要注意分类讨论思根的应用,”心别漏解•环节3课堂小结,当堂达标(学生总结,老师点评)垂径定理及其逆定理,以及常用的辅助线(作垂径)和解题思路(构造由半径、半弦、眩心距组成的直角三角形).练习设计请完成本课时对应训练!。