年北师大版九年级数学下册第三章圆33垂径定理
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垂径定理一、教学目标1.利用圆的轴对称性研究垂径定理及其逆定理; 2.运用垂径定理及其逆定理解决问题. 二、教学重点和难点重点:利用圆的轴对称性研究垂径定理及其逆定理.难点:垂径定理及其逆定理的证明,以及应用时如何添加辅助线 三、教学过程 (一)情境引入:1.如图,AB 是⊙O 的一条弦,作直径CD ,使CD ⊥AB ,垂足为M . (1)该图是轴对称图形吗?如果是,其对称轴是什么? (2)你能图中有哪些等量关系?(3)你能给出几何证明吗?(写出已知、求证并证明)(二)知识探究:【探究一】通过上面的证明过程,我们可以得到:1.垂径定理_____________________________________________________2.注意:①条件中的“弦”可以是直径;②结论中的“平分弧”指平分弦所对的劣弧、优弧。
③定理中的两个条件缺一不可——______________,______________. 3.给出几何语言如图,已知在⊙O 中,AB 是弦,CD 是直径,如果CD ⊥AB,垂足为E, 那么AE=_______,⋂AC =______,⋂BD =________4.辨析:判断下列图形,能否使用垂径定理?【探究二】 1.,作一条平分AB 的直径CD ,交AB 于点M .(1)下图是轴对称图形吗?如果是,其对称轴是什么? (2)图中有哪些等量关系?说一说你的理由.O E CBAO C DB A OCDE O CD BO DB AC2.垂径定理的推论:______________________________________________________________ 3.辨析:“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.”如果该定理 少了“不是直径”,是否也能成立? 反例:4.如图,在⊙O 中,AB 是弦(不是直径),CD 是直径, (1)如果AE=BE 那么CD____AB,⋂AC =____⋂BD =____ (2)如果⋂AC =⋂BC 那么CD____AB ,AE______BE ,⋂BD =____ (3)如果⋂AD =⋂BD 那么CD____AB ,AE_____BE ,⋂AC =______ (三)典例讲解:1.例: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 上的一点,且OE ⊥CD ,垂足为F ,EF =90m.求这段弯路的半径.2.如果圆的两条弦互相平行,那么这两条弦所夹的弧相等吗?为什么?(四)巩固训练: 题组一1.如图,在⊙O 中,AB 为弦,OC ⊥AB 于C ,若AO=5,OC=3,求弦AB 的长。
北师大版九年级数学下第三章3 垂径定理(含答案)一、选择题1.如图1,AB 是⊙O 的直径,弦CD ⊥AB ,垂足为M ,则下列结论不一定成立的是( )图1A .CM =DMB.CB ︵=DB ︵ C .∠ACD =∠ADCD .OM =MB2.如图2所示,⊙O 的半径为5,AB 为弦,半径OC ⊥AB ,垂足为E ,若OE =3,则AB 的长是( )图2A .4B .6C .8D .103.一块圆形宣传标志牌如图3所示,点A ,B ,C 在⊙O 上,CD 垂直平分AB 于点D.现测得AB =8 dm ,DC =2 dm ,则圆形标志牌的半径为( )图3A .6 dmB .5 dmC .4 dmD .3 dm4.如图4,⊙O 的半径OA =6,以点A 为圆心,OA 长为半径的弧交⊙O 于点B ,C ,则BC 的长为( )图4A .6 3B .6 2C .3 3D .3 25.如图5,⊙O 的半径为10,M 是弦AB 的中点,且OM =6,则⊙O 中弦AB 的长为( )图5A .8B .10C .12D .166.如图6,在Rt △ABC 中,∠ACB =90°,AC =3,BC =4,以点C 为圆心,CA 长为半径的圆与AB 交于点D ,则AD 的长为( )图6A.95B.215C.185D.527.已知⊙O 的半径为15,弦AB 的长为18,点P 在弦AB 上且OP =13,则AP 的长为( ) A .4 B .14C .4或14D .6或14二、填空题8.过⊙O 内一点M 的最长的弦长为10 cm ,最短的弦长为8 cm ,那么OM 的长为________.9.如图7所示,AB 是⊙O 的直径,弦CD ⊥AB 于点H ,∠A =30°,CD =2 3,则⊙O 的半径是________.图710.如图8,水平放置的圆柱形排水管道的截面直径是1 m ,其中水面的宽AB 为0.8 m ,则排水管内水的深度为________m.图811.如图9所示,将半径为2的圆形纸片折叠后,圆弧恰好经过圆心O,则折痕AB的长为________.链接听P31例1归纳总结图912.如图10,半径为5的⊙P与y轴交于点M(0,4),N(0,-2),则点P的坐标为________.图10三、解答题13.如图11,⊙O的直径AB和弦CD相交于点E,AE=2,EB=6,∠DEB=30°,求弦CD的长.图1114.如图12,已知O是∠EPF的平分线上的一点,以点O为圆心的圆和∠EPF的两边分别交于点A,B和C,D.求证:(1)∠OBA=∠OCD;(2)AB=CD.图1215.如图13,某地有一座圆弧形拱桥,桥下水面宽度AB为7.2 m,拱高CD为2.4 m.(1)求拱桥的半径;(2)现有一艘宽3 m,船舱顶部为矩形并高出水面2 m的货船要经过这里,此货船能顺利通过这座拱桥吗?图13附加题探索存在题如图14,在半径为5的扇形AOB中,∠AOB=90°,C是弧AB上的一个动点(不与点A,B重合),OD⊥BC,OE⊥AC,垂足分别为D,E.(1)当BC=6时,求线段OD的长.(2)在△DOE中,是否存在长度保持不变的边?如果存在,请指出并求其长度;如果不存在,请说明理由.图14参考答案1.[答案] D2.[解析] C 连接OA ,如图. ∵OC ⊥AB ,OA =5,OE =3,∴AE =OA 2-OE 2=52-32=4,∴AB =2AE =8.故选C.3.[解析] B 如图,连接OD ,OB ,则O ,C ,D 三点在一条直线上.因为CD 垂直平分AB ,AB =8 dm ,所以BD =4 dm.设⊙O 的半径为r dm ,则OD =(r -2)dm ,由勾股定理得42+(r -2)2=r 2,解得r =5.故选B.4.[解析] A 设OA 与BC 相交于点D ,连接AB ,OB .∵AB =OA =OB =6,∴△OAB 是等边三角形.又根据垂径定理可得,OA 垂直平分BC ,BC =2BD ,BC ⊥OA ,∴OD =AD =3.在Rt △BOD 中,由勾股定理得BD =62-32=3 3,∴BC =6 3.故选A. 5.[答案] D6.[解析] C ∵在Rt △ABC 中,∠ACB =90°,AC =3,BC =4, ∴AB =AC 2+BC 2=32+42=5. 过点C 作CM ⊥AB 于点M , 则M 为AD 的中点.∵S △ABC =12AC ·BC =12AB ·CM ,且AC =3,BC =4,AB =5,∴CM =125.在Rt △ACM 中,根据勾股定理,得AC 2=AM 2+CM 2,即9=AM 2+(125)2,解得AM =95,∴AD =2AM =185.故选C.7.[解析] C 如图,过点O 作OC ⊥AB 于点C ,∴AC =12AB =9,则OC =OA 2-AC 2=12.又∵OP =13,∴PC =OP 2-OC 2=5. 当点P 在线段AC 上时,AP =9-5=4; 当点P 在线段BC 上时,AP =9+5=14. 故选C. 8.[答案] 3 cm[解析] 由题意作图,如图所示,AB 为过点M 的最长的弦,CD 为过点M 的最短的弦,CD ⊥AB ,连接OD , 则OM =OD 2-DM 2=52-42=3(cm).9.[答案] 2[解析] 如图,连接OC ,则OA =OC ,∴∠A =∠ACO =30°,∴∠COH =60°. ∵OB ⊥CD ,CD =2 3,∴CH =3, ∴OH =1,∴OC =2. 10.[答案] 0.8[解析] 如图,过点O 作OC ⊥AB ,垂足为C ,交⊙O 于点D ,E ,连接OA .由题意知,OA =0.5 m ,AB =0.8 m. ∵OC ⊥AB ,∴AC =BC =0.4 m.在Rt △AOC 中,OA 2=AC 2+OC 2, ∴OC =0.3 m ,∴CE =0.3+0.5=0.8(m). 故答案为0.8. 11.[答案] 2 3[解析] 过点O 作OD ⊥AB 于点D ,连接OA . ∵OD ⊥AB , ∴AD =BD .由折叠的性质可知OD =12OA =1.在Rt △OAD 中,AD =OA 2-OD 2=22-12=3, ∴AB =2AD =2 3. 故答案为2 3. 12.[答案] (-4,1)13.解:如图,过点O 作OF ⊥CD ,垂足为F ,连接OD ,∴F 为CD 的中点,即CF =DF . ∵AE =2,EB =6, ∴AB =AE +EB =2+6=8, ∴OA =4,∴OE =OA -AE =4-2=2. 在Rt △OEF 中,∵∠DEB =30°, ∴OF =12OE =1.在Rt △ODF 中,OF =1,OD =4,根据勾股定理,得DF =OD 2-OF 2=15, 则CD =2DF =2 15.14.证明:(1)过点O 作OM ⊥AB ,ON ⊥CD ,垂足分别为M ,N . ∵PO 平分∠EPF ,OM ⊥AB ,ON ⊥CD ,∴∠OMB =∠ONC =90°,OM =ON . 在Rt △OMB 和Rt △ONC 中, ∵OB =OC ,OM =ON , ∴Rt △OMB ≌Rt △ONC (HL), ∴∠OBA =∠OCD .(2)由(1)得Rt △OMB ≌Rt △ONC , ∴BM =CN .∵OM ⊥AB ,ON ⊥CD , ∴AB =2BM ,CD =2CN , ∴AB =CD .15.解:(1)如图,连接OB . ∵OC ⊥AB ,∴D 为AB 的中点. ∵AB =7.2 m ,∴BD =12AB =3.6 m.设OB =OC =r m ,则OD =(r -2.4)m. 在Rt △BOD 中,根据勾股定理,得 r 2=(r -2.4)2+3.62,解得r =3.9. ∴拱桥的半径为3.9 m.(2)令货船船舱顶部所在直线分别与圆弧交于点M ,N (N 在M 的右边),连接ON ,设MN 交CO 于点E . ∵CD =2.4 m ,船舱顶部为矩形并高出水面2 m , ∴CE =2.4-2=0.4(m),∴OE =OC -CE =3.9-0.4=3.5(m).在Rt △OEN 中,根据勾股定理,得EN =ON 2-OE 2= 3.92-3.52= 2.96≈1.72(m), ∴MN =2EN ≈3.44 m >3 m , ∴此货船能顺利通过这座拱桥. 附加题解:(1)∵OD ⊥BC ,∴BD =12BC =12×6=3.在Rt △ODB 中,∵OB =5,BD =3, ∴OD =OB 2-BD 2=4,即线段OD 的长为4.(2)存在,DE 的长度保持不变. 连接AB ,如图.∵∠AOB =90°,OA =OB =5, ∴AB =OB 2+OA 2=5 2. ∵OD ⊥BC ,OE ⊥AC ,∴D ,E 分别是线段BC ,AC 的中点, ∴DE 是△CBA 的中位线, ∴DE =12AB =5 22.。
北师大版九年级数学下册:3.3《垂径定理》教学设计一. 教材分析《垂径定理》是北师大版九年级数学下册第3章第3节的内容。
本节主要介绍圆中的垂径定理及其应用。
垂径定理是圆的基本性质之一,对于解决与圆相关的问题具有重要意义。
通过学习垂径定理,学生能够更深入地理解圆的性质,提高解决实际问题的能力。
二. 学情分析九年级的学生已经掌握了圆的基本概念和性质,具备了一定的观察、分析和推理能力。
但在学习垂径定理时,学生可能对定理的理解和应用还存在一定的困难。
因此,在教学过程中,教师需要关注学生的认知水平,引导学生逐步理解并掌握垂径定理。
三. 教学目标1.理解垂径定理的内容及证明过程。
2.能够运用垂径定理解决与圆相关的问题。
3.培养学生的观察能力、推理能力和解决问题的能力。
四. 教学重难点1.重点:垂径定理的理解和应用。
2.难点:垂径定理的证明过程。
五. 教学方法1.引导发现法:教师引导学生观察、分析、推理,发现垂径定理。
2.实例讲解法:教师通过具体例子,讲解垂径定理的应用。
3.合作交流法:学生分组讨论,分享学习心得和解决问题的方法。
六. 教学准备1.教学PPT:包含垂径定理的定义、证明和应用。
2.实例图片:用于讲解垂径定理的应用。
3.练习题:巩固所学内容。
七. 教学过程1.导入(5分钟)教师通过提问方式引导学生回顾圆的基本性质,为新课的学习做好铺垫。
2.呈现(10分钟)教师展示PPT,介绍垂径定理的定义、证明和应用。
引导学生观察、分析,理解垂径定理的意义。
3.操练(10分钟)教师提出几个与垂径定理相关的问题,让学生分组讨论,共同解决问题。
教师巡回指导,解答学生的疑问。
4.巩固(10分钟)学生独立完成几道练习题,巩固所学内容。
教师选取部分题目进行讲解,分析解题思路。
5.拓展(10分钟)教师提出一些拓展问题,引导学生运用垂径定理解决实际问题。
学生分组讨论,分享解题方法。
6.小结(5分钟)教师引导学生总结本节课所学内容,回顾学习过程,分享学习心得。
北师大版数学九年级下册3.3《垂径定理》说课稿一. 教材分析北师大版数学九年级下册3.3《垂径定理》是本节课的主要内容。
这一节内容是在学生已经学习了直线、圆的基本概念和性质的基础上进行教学的。
教材通过引入垂径定理的概念,让学生了解并掌握圆中的一些重要性质,为学生后续学习圆的其它性质和解决与圆相关的问题打下基础。
二. 学情分析九年级的学生已经具备了一定的几何知识基础,对直线、圆的基本概念和性质有一定的了解。
但是,对于垂径定理的理解和运用还需要通过本节课的学习来提高。
此外,学生的空间想象能力和逻辑思维能力还需要进一步培养。
三. 说教学目标1.知识与技能:让学生理解和掌握垂径定理,并能够运用垂径定理解决一些与圆相关的问题。
2.过程与方法:通过观察、分析、推理等方法,培养学生的空间想象能力和逻辑思维能力。
3.情感态度与价值观:激发学生对数学的兴趣,培养学生的团队合作意识和自主学习能力。
四. 说教学重难点1.教学重点:理解和掌握垂径定理。
2.教学难点:如何引导学生运用垂径定理解决实际问题。
五. 说教学方法与手段在本节课的教学中,我将采用问题驱动法、合作交流法和直观演示法等教学方法。
问题驱动法能够激发学生的思考,培养学生的逻辑思维能力;合作交流法能够培养学生的团队合作意识;直观演示法能够帮助学生更好地理解垂径定理。
六. 说教学过程1.导入:通过一个实际问题,引导学生思考圆中的一些性质,激发学生的学习兴趣。
2.新课导入:介绍垂径定理的定义和性质,让学生通过观察和分析来理解垂径定理。
3.案例分析:通过一些具体的例子,让学生学会如何运用垂径定理解决实际问题。
4.巩固练习:设计一些练习题,让学生进一步巩固对垂径定理的理解和运用。
5.课堂小结:引导学生总结本节课的学习内容,加深对垂径定理的理解。
6.课后作业:布置一些相关的作业,让学生在课后继续巩固和提高。
七. 说板书设计板书设计主要包括垂径定理的定义、性质和运用。
通过板书,让学生一目了然地了解垂径定理的主要内容。
第三章圆
《垂径定理》教学设计
一、学生起点分析
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的有关概念和性质,等腰三角形的对称性,以及本节定理的证明要用到的三角形全等的知识,在本章前两节课中也已经初步理解了圆的轴对称性和圆
弧的表示等知识,具备探索证明几何定理的基本技能.
学生活动经验基础:在平时的学习中,学生已掌握探究图形性质的不同手段和方法,具备几何定理的分析、探索和证明能力.
二、教学任务分析
该节内容为1课时.圆是一种特殊图形,它是轴对称图形,学生通过类比等腰三角形的轴对称性,能利用
圆的轴对称性探索、证明得出圆的垂径定理及其逆定理.具体地说,本节课的教学目标是:
知识与技能
1.利用圆的轴对称性研究垂径定理及其逆定理;
2.运用垂径定理及其逆定理解决问题.
过程与方法
1.经历运用圆的轴对称性探索圆的相关性质的过程,进一步体会和理解研究几何图形的各种方法.
情感与态度
培养学生类比分析,猜想探索的能力.1.
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:垂径定理及其逆定理的证明,以及应用时如何添加辅助线.
三、教学设计分析
本节课设计了四个教学环节:
类比引入,猜想探索,知识应用,归纳小结.
第一环节类比引入
活动内容:页 1 第
.等腰三角形是轴对称图形吗?1
如果将一等腰三角形沿底边上的高对折,可以发现什么结论?2如果以这个等腰三角形的顶角顶点为圆心,腰长为半径画圆,得到的3. 形是否是轴对称图形呢?活动目的:培养学生类比
分析通过等腰三角形的轴对称性向圆的轴对称性过渡,引导学生思考,的能力.
第二环节猜想探索活动内容:
,⊥ABO的一条弦,作直径CD,使CD.如图,1AB是⊙M.垂足为)该图是轴对称图形吗?如果是,其对称轴是什么?1(
(2)你能图中有哪些等量关系?说一说你的理由.是直径;②CD⊥AB条件:①CD AM=BM;结论(等量关系):③⌒⌒⌒⌒. = ④=;⑤BDACBCAD. OBOA=证明:连接OA,OB,则, OBM 中在Rt△OAM和Rt△,,OA=OBOM=OM∵. OBMRt△OAM≌Rt△∴.
AM∴=BM. 和点B关于CD对称∴点A,
O关于直径CD对称∵⊙,
B重合与点∴当圆沿着直径CD对折时, 点A⌒⌒⌒⌒.
和重合和重合, BDACADBC⌒⌒⌒⌒∴=,= .BDACBCAD.证明完毕后,让学生自行
用文字语言表述这一结论,最后提炼出垂径定理的内容—2 —垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的两条弧.3.辨析:判断下列图形,能否使用垂径定理?页 2 第
B
B
注意:定理中的两个条件缺一不可——直径(半径,垂直于弦D
O O通过以上辨析,让学生对垂径定理的两个条件的必要性有更充分的认识C CDEDC.垂径定理逆定理的探索4A A
如图,AB是⊙O 的弦(不是直径),作一条平分AB的直径CD,交AB于点M.
(1)下图是轴对称图形吗?如果是,其对称轴是什么?
(2)图中有哪些等量关系?说一说你的理由.
条件:①CD是直径;②AM=BM
结论(等量关系):③CD⊥AB;
⌒⌒⌒⌒④= ;⑤= .
BDBCACAD让学生模仿垂径定理的证明过程,自行证明逆定理,并表述逆定理的内容
——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.
5.辨析:“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.”如果该定理少了“不是直径”,是否也能成立?
B
反例:
目的:活动D
C
O
主要目的是通过让学生猜想、类比、探索和证明获得新的1活动知,从而得到研的主要目的究数学的多种方法的体会,获取经验;活动2 A
并对定是让学生通过对定理表述反复的语言提炼,锻炼学生的归纳能力和严谨的表述能力,的主要目的是通过反例使学生对定理的严谨活动3理的条件和结论有更深刻的理解和认识;提高探索能力;类比,相似,并让学生与活动1的主要目的与活动性有更深的认识;活动41 相似.的主要目的与活动35活动实际教学效果:此时应引导学生类学生对如何证明平分弦,可能会有一定困难,1在活动中的证明时,,构造等腰三角形,并利用三角形全等的知识来证明;另、OB比等腰三角形,通过连接OA这时应类比等腰学生会觉得比较难表述,外,在证明直径平分弦所对的弧,也是一个难点,中,学生的说法可能不够准确、2三角形的轴对称性,运用圆的轴对称性启发引导;在活动互相加以修但教师应该鼓励学生坚持勇于尝试,让学生互相指出说法的不足和缺陷,精炼,这也是一个自主构建在反复的语言提炼中对定理的条件和结论有更深刻的理解和认识,正,要注意让学生学会通过反例3是通过反例说明定理的条件的必要性和严谨性,活动的过程;
页 3 第
找出对应缺失的条件,提高学生对定理的理解;在活动4中,学生已经有了活动1的经验,教师应放手让学生去猜想、类比、探索和证明,增加学生对数学知识的探索的领悟和经验;活动5
与活动3相似.
第三环节知识应用
活动内容:
讲解例题及完成随堂练习.
错误!未.例:如图,一条公路的转弯处是一段圆弧(即图中1⌒⌒指定书签。
错误!未指定书签。
,其所在圆的圆心),点0是CDCD⌒=90m.EF,垂足为OE⊥CDF,中CD=600m,E为上
的一点,且CD求这段弯路的半径.
.则OF=(R-90)m解:连接OC,设弯路的半径为Rm, CD∵OE⊥根据勾股定理,得+OF22 OC2=CF. +(R-90)2即R2=3002=545. 解这个方程,得R545m.
所以,这段弯路的半径为(弧年前,我国隋朝建造的赵州石拱桥的桥拱是圆弧形,它的跨度2.随堂练习1.1400(结米,求桥拱所在圆的半径.37.4米,拱高(即弧的中点到弦的距离)为7.2所对的弦长)为米).果精确到0.1 .如果圆的两条弦互相平行,那么这两条弦所夹的弧相等吗?为什么?3.随堂练习2 )圆心在平行弦外;有三种情况:(1 (2)圆心在其中一条弦上;
3)圆心在平行弦内.(
动活
B
A
O
活动的:目B O
A O
的主要2、1B
D
A
D
C
C
的是让学目C
D
的主要目的是生应用新知识构造直角三角形,并通过方程的方法去解决几何问题;活动3页 4
第
让学生通过作垂线段构造符合定理使用的条件,从而运用定理解决问题,以及培养学生解题中的分类思想.
实际教学效果:
在活动4中,对于例题和随堂练习1教师要引导学生如何够造可以应用垂径定理的几何构图,让学生积累如何添加辅助线的经验,以及体会到构造直角三角形并利用勾股定理列方程在解决几何问题中的作用,培养数形结合的思想.对于随堂练习2,教师要引导学生通过自行画图,探索分析符合条件图形有多少种情况:圆心在平行弦外,在其中一条弦上、在平行弦内,并通过添加辅助线构造可以应用垂径定理的条件,以及比较三种构图的共同点,得出说理的思路都是一样的结论.
第四环节归纳小结
活动内容:
学生交流总结
1.利用圆的轴对称性研究了垂径定理及其逆定理.
2.解决有关弦的问题,经常是过圆心作弦的垂线,或作垂直于弦的直径,连接半径等辅助线,为应用垂径定理创造条件.
活动目的:
通过回顾本节课的各个环节,鼓励学生交流自己的收获和感想,加深对本节课知识和探索方法的理解和掌握,培养学生养成归纳反思的学习习惯.
实际教学效果:
学生在互相交流中,对于归纳出来的内容,会有各种表述,大多都是围绕知识本身,教师应引导学生对探索知识的方法也能归纳反思.
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