垂直于弦的直径知识点总结
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垂直于弦的直径简介在数学几何中,弦是圆上的线段,而直径是连接圆的两个点的线段,且经过圆心。
垂直于弦的直径指的是与弦互相垂直的直径。
本文将介绍垂直于弦的直径的性质和相关定理。
垂直于弦的直径的性质1.垂直性质:垂直于弦的直径与弦互相垂直。
也就是说,如果一条直径与一个弦相交,并且与这个弦的交点互相垂直,那么这条直径就是垂直于该弦的直径。
2.关于圆心的性质:垂直于弦的直径通过圆心。
由弦的性质可知,连接弦的两个端点和圆心的线段形成一个三角形,而垂直于弦的直径正好是这个三角形的高。
3.长度性质:垂直于弦的直径是所有以弦为直径的圆中最长的直径。
垂直于弦的直径的定理1.定理一:垂直于弦的直径平分弦如果一条直径垂直于计圆的一条弦,那么这条直径将会平分该弦。
即弦的两个端点到直径上的交点的距离相等。
2.定理二:以垂直于弦的直径为直径的圆相切于弦以垂直于弦的直径为直径的圆和原有的圆相切于弦的两个端点。
这意味着,以垂直于弦的直径为直径的圆与原有圆恰好有一个公共的切点。
3.定理三:垂直于弦的直径经过圆心垂直于弦的直径经过圆心,也就是说,垂直于弦的直径的两个端点和圆心三个点共线。
应用举例应用一:判定两条弦是否垂直对于给定的两条弦,如果它们的交点和圆心三点共线,那么这两条弦就垂直。
应用二:平分弦当我们需要将一条弦平分为两段时,可以通过构造垂直于弦的直径来实现。
只需在弦的中点上构造垂直于弦的直径,即可将弦平分为两段。
结论垂直于弦的直径在圆的几何性质中扮演着重要的角色。
它具有许多有趣的性质和定理,对于解决几何问题有着重要的作用。
通过理解垂直于弦的直径的性质,我们能够更深入地理解圆的几何特征,提升解题的能力。
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《垂直于弦的直径》知识全解课标要求1.经历圆的轴对称性和垂径定理及其推论的探索过程,理解圆的轴对称性,掌握垂径定理及其推论;2.会运用垂径定理及其推论解决一些证明、计算和作图问题.知识结构内容解析1.圆的对称性圆既是中心对称图形,又是轴对称图形.在⊙O中,将圆周绕圆心O旋转任意一个角度,都能与自身重合,因此它是中心对称图形,它的对称中心是圆心O;圆可以绕圆心作任意角度的旋转变换,经过圆心O的任意一条直线,并沿次直线⊙O对折,直线两旁的部分能完全重合,所以圆是轴对称图形,每一条直径所在的直线都是它的对称轴,因为圆有无数条直径,所以圆有无数条对称轴.2.垂径定理垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧,如图是直径的基本图形:这个定理的条件有两项:(1)CD是⊙O的直径,AB是弦;(2)CD⊥AB,垂足为E.定理的结论有三项:(1)AE=BE;(2)AD=BD;(3)AC=BC.理解垂径定理要注意以下四点:(1)这里的垂径可以是直径、半径或过圆心的直线或线段,其实质是“过圆心”;(2)垂径定理中的“弦”为直径时,结论仍然成立;(3)垂径定理是证明线段相等、弧相等的重要依据,同时也为圆的计算和作图提供了思考的方法和理论依据;(4)垂径定理也可以这样理解:一条直线,如果它具有两个性质:①经过圆心;②垂直于弦,那么这条直线就具有另外三个性质:①平分弦;②平分弦所对的劣弧;③平分弦所对的优弧.3.垂径定理的推论平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧,如图是垂径定理推论的基本图形:其条件有两项:(1)AB过圆心O;(2)AB平分非直径的弦CD与点M,其结论有三项:(1)AB⊥CD于点M,(2)AC=AD;(3)BC=BD.方法规律:垂径定理的内容可以概括为五二三或知二推三,一条直线如果具有:(1)经过圆心;(2)垂直于弦;(3)平分弦(被平分的弦不是直径);(4)平分弦所对的优弧;(5)平分弦所对的劣弧这五条中的任意两条,则必然具备其余三条,简称“知二推三”.特别提醒:以上“知二推三”中(3)“平分弦”为条件时,弦一定不能是直径,若是直径,则结论不一定成立,因为任意两条直径都互相平分,但不一定垂直;“平分弦”为结论时,弦包括直径,因为垂径定理中的弦就包括直径.重点难点本节的重点是:垂径定理及其应用.教学重点的解决方法:从日常生活现象入手,循序渐进,引导学生归纳出垂径定理的有关内容,借助对垂径定理的探究来归纳出垂径定理的基本图形,学生利用由易到难的练习来加深垂径定理的理解.本节的难点是:探索并证明垂径定理及利用垂径定理解决一些实际问题.教学难点的解决方法:从生活中的垂径定理问题入手,让学生体会生活中的垂径定理的应用,并通过垂径定理的探究,逐步掌握垂径定理及其应用,最后通过课堂练习得到巩固.教法导引本节课采用的教学方法是“主体探究式”.整堂课充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,注重学生探究能力的培养,鼓励学生认真观察、大胆猜想、小心求证.令学生参与到“实验--观察--猜想--验证--归纳”的活动中,与教师共同探究新知识最后得出定理.学生不再是知识的接受者,而是知识的发现者,是学习的主人.学法建议圆是平面几何知识中接触到的唯一的曲线形,因此它在研究问题的方法上与直线形有很大的不同,所以在学习这部分知识时要注意这个问题.另外,这一章的概念和定理较多,学习时要注意阶段性的小结,巩固每一阶段的知识.由于本章要经常用到前面学过的许多知识,综合性较强,所以要不怕困难,才能学好本章.。
九年级圆垂径定理知识点圆垂径定理是数学中的一个重要定理,它是研究圆的性质和应用的基础。
本文将详细介绍九年级圆垂径定理的相关知识点,帮助你更好地理解和应用这一定理。
一、圆垂径定理的概述圆垂径定理是指:在一个圆中,如果一条直径垂直于另一条弦,那么它一定是这条弦的垂直平分线。
二、圆垂径定理的证明为了证明圆垂径定理,我们可以采用几何证明和代数证明两种方法。
1. 几何证明假设圆的中心为O,半径为r,直径AB垂直于弦CD。
我们需要证明AO = BO。
首先,连接AC和BC,并设AC = x,BC = y。
根据圆的性质,我们知道AO = r,BO = r,AC = BC = r。
又因为AO垂直于CD,所以∠ACO = ∠BCO = 90°。
由三角形的性质可知,AO² = AC² - CO²,BO² = BC² - CO²。
代入已知条件,我们可以得到r² = x² - CO²,r² = y² - CO²。
通过这两个等式,我们可以得到x² - CO² = y² - CO²,即x² = y²。
进而,我们可以得知x = y,即AC = BC。
所以,根据直角三角形的特性,AO = BO,也就是说AO = BO = r。
因此,根据圆的定义,我们可以得出圆垂径定理的结论。
2. 代数证明我们也可以采用代数方法证明圆垂径定理。
设圆的方程为x² + y² = r²(其中,O为坐标原点)。
直径AB垂直于弦CD,且AB的斜率k存在。
根据直线的斜率公式,可以得到直线AB的方程为y = kx。
将直线AB的方程代入圆的方程中,我们可以得到x² + (kx)² =r²。
简化这个方程,可以得到x² + k²x² = r²。
垂直于弦的直径知识点1. 弦和直径的定义弦:在圆上取两点A和B,并且A、B点都在圆上,这条线段AB称为弦,常用小写字母表示,例如ab。
直径:过圆心O的两个点,构成直径,常用大写字母表示,例如CD。
垂直于弦的直径:当弦ab与直径CD相交时,如果交点E在弦ab的中点上,则直径CD被称为垂直于弦ab的直径。
2. 垂直于弦的直径性质性质1:垂直于弦的直径的两条弦等长当弦ab与直径CD相交,交点E在弦ab的中点上时,有以下性质成立: - AE = BE - CE = DE - 弦ab与直径CD所在的扇形和面积相等性质2:垂直于弦的直径的两条弦垂直于彼此当弦ab与直径CD相交,交点E在弦ab的中点上时,有以下性质成立: -∠AED = 90° - ∠BEC = 90°性质3:垂直于弦的直径上的任意两点与圆心构成的直线垂直于弦当弦ab与直径CD相交,交点E在弦ab的中点上时,连接两点A、B与圆心O所构成的直线与弦ab垂直,即∠AOC = ∠BOC = 90°。
性质4:垂直于弦的直径上的任意两点与圆心构成的直线是等腰三角形的高当弦ab与直径CD相交,交点E在弦ab的中点上时,连接两点A、B与圆心O所构成的直线是等腰三角形AOC和BOC的高。
3. 实际应用圆的切线利用垂直于弦的直径的性质,可以辅助判断圆与直线的切点。
如果已知弦ab与直径CD相交,交点E在弦ab的中点上,同时弦与直线的交点为F,则EF是切线。
因为垂直于弦的直径与弦垂直,所以EF与切线是垂直的。
这个性质可以用于解决很多与圆相关的实际应用题。
4. 垂直于弦的直径教学反思在教学垂直于弦的直径相关知识时,可以采取以下教学策略,以提高学生的兴趣和理解程度:1.利用多媒体课件或实物演示工具展示圆、弦和直径的概念。
通过图像和实物的展示,引导学生理解弦、直径的概念。
2.引入具体问题或实际应用场景,让学生思考垂直于弦的直径的性质。
可以使用贴近学生生活的例子,如自行车轮胎、篮球等圆形物体。
垂径定理知识点1. 垂径定理说啦,垂直于弦的直径平分弦!就好像你有一根绳子,我拿一根直直的杆子从中间穿过,那这根杆子是不是就把绳子给平均分成两半啦!比如说,一个圆形的蛋糕,直径把它分成相等的两半,这就是垂径定理在起作用呀,是不是很神奇?2. 嘿,垂径定理还提到,平分弦的直径垂直于弦呢!这不就像拔河比赛,中间的红绳被公平地分成两半,那和地面肯定是垂直的呀!就像一个圆形的大饼,用刀平分它,这刀肯定和饼是垂直的呀,是不是很有意思呢?3. 你想想看呀,垂径定理告诉我们,垂直于弦的直径平分弦且平分这条弦所对的两条弧!好比一把撑开的伞,伞骨垂直伞面,把伞面分成相等的部分,那同时也把下面的空间也给平分啦!比如一个圆形的池塘,中间有根柱子垂直立着,那柱子两边的水面区域就是相等的,超厉害的吧!4. 不得了哦,垂径定理里说平分弦所对的一条弧的直径,必垂直平分这条弦!就好像英雄总是和他的武器相得益彰,武器能发挥最大威力,英雄也能更厉害!像个钟的指针,钟的中心轴线平分了指针划过的弧,那必然也和指针是垂直的呀,多形象呀!5. 哇塞,垂径定理也包括平分弦所对的两条弧的直径,垂直平分弦呢!这就好像有个神奇的魔法棒,只要一挥,就能让东西变得整齐有序!比如一个摩天轮,中间的轴既能把那些车厢走过的弧平分,又能让连接车厢的杆子垂直,这就是垂径定理的魅力呀!6. 哎呀呀,垂径定理还有哦,弦的垂直平分线经过圆心!这简直就像是给圆心找到回家的路一样清楚明白呀!好比你放风筝,线的垂直平分线肯定是要经过风筝的中心呀!像个圆形的轮子,轮子上一根线的垂直平分线肯定会经过轮子中心,是不是很明了?7. 最后呢,平分弦的直径,不一定垂直于弦哦!这就好像不是所有的好人都一定是强壮的一样。
比如有根不太直的棍子平分了一根线,但它们不一定是垂直的呀。
垂径定理真的很有趣呢,我们一定要好好掌握呀!我的观点结论就是:垂径定理非常的神奇和有趣,在很多方面都有重要的应用,我们要多多去理解和运用它呀!。
垂直于弦的直径什么是垂直于弦的直径?在圆的几何学中,直径是两个在圆周上相对点之间的线段,并且经过圆心。
而垂直于弦的直径是指与给定弦垂直的直径。
换句话说,如果一个直径与某条弦垂直相交,那么它就是垂直于弦的直径。
特性和性质1.垂直于弦的直径的性质之一是它们互相垂直。
这意味着,如果两条直径都是垂直于同一条弦,那么这两条直径相互垂直。
2.对于一个给定的圆和一条弦,只有一个垂直于该弦的直径。
这是因为直径经过圆心,且圆心位于弦的垂直平分线上。
3.垂直于弦的直径被称为弦的直径。
这是因为垂直于弦的直径通过弦的中点,并将弦一分为二。
4.对于一个给定的圆,以及圆心处的一点,存在唯一的垂直于通过该点的弦的直径。
这是因为垂直于弦的直径经过圆心。
如何证明一条直径垂直于弦?要证明一条直径垂直于弦,可以使用以下步骤:1.假设有一个圆,以及一条弦和它的中点。
我们需要证明通过该中点的直径是垂直于弦。
2.通过指定的弦的两个端点和圆心绘制弧。
3.连接弧的两个端点与圆心,形成两条半径。
4.根据性质,半径与圆周相切于弦的端点。
5.通过弦的中点绘制一条水平线段,并通过圆心绘制一条垂直线段。
6.证明水平线段与垂直线段相交于直径的一点。
7.由于水平线段与弦平行,且垂直线段与弧相切于弦的端点,因此直径与弦垂直相交。
8.因此,通过弦的中点的直径是垂直于弦的。
垂直于弦的直径的应用垂直于弦的直径的概念在几何学和数学中具有广泛的应用。
以下是几个具体的应用场景:1.圆锥与割线问题:当我们考虑一个锥体与平面相交时,垂直于割线的直径对于计算截面的半径和圆锥的体积非常有用。
2.弦截矩关系:根据垂直于弦的直径的性质,我们可以推导出弦的截矩公式。
截矩是描述截面形状的一个参数,它对于材料的强度和性能分析非常重要。
3.三角函数与圆:在三角函数中,正弦值、余弦值和正切值等与圆相关的概念经常涉及到垂直于弦的直径。
这些概念为我们理解三角函数的图像、计算角度和边长提供了基础。
垂径定理方法总结
垂径定理超厉害好不好!它可不仅仅是一个数学定理,更是解决很多问题的利器呢!那垂径定理到底咋用呢?首先,找到圆的一条弦和过圆心的垂线。
这就像在茫茫大海中找到一艘船和它的航线一样关键。
接着,根据垂径定理,垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧。
这一步就如同找到了打开宝藏的钥匙,一下子就能得出好多重要的结论。
在运用垂径定理的过程中,安全性那是杠杠的。
只要找准了弦和直径,按照定理来操作,就不会出错。
稳定性也没得说,就像一座坚固的桥梁,稳稳地连接着各种数学问题。
那垂径定理都用在啥场景呢?在解决圆的相关问题时,它可是大显身手。
比如求弦长、弧长、圆心角等等。
优势那可多了去了,能快速准确地得出答案,让你在数学的海洋中如鱼得水。
举个实际案例吧!比如说有一个圆,已知一条弦长和圆心到弦的距离,让你求圆的半径。
这时候垂径定理就派上用场啦!通过垂直于弦的直径平分弦这个性质,再结合勾股定理,就能轻松求出半径。
哇塞,是不是超厉害?
垂径定理就是这么牛,用起来方便快捷,安全性和稳定性都超高,应
用场景广泛,优势明显。
赶紧把它用起来吧!。
24.1.2 垂直于弦的直径
【知能点分类训练】
知能点1 圆的对称性
1.圆是轴对称图形,它的对称轴是_______,圆还是中心对称图形,它的对称中心是_______.
2.两个同心圆的对称轴().
A.仅有1条 B.仅有2条 C.有无数条 D.仅有有限条
3.如图所示,AB是⊙O的一条弦,作直径CD,使CD⊥AB,垂足为E.(1)图是轴对称图形吗?如果是,它的对称轴是什么?
(3)①在图中,连接OA,OB,则△OAB是等腰三角形,那
么直径CD既是⊙O 的________,又是△OAB的
________.
②把圆沿着直径CD折叠时,CD两侧的两个半圆重
合,点A与点B重合,AE与____•重合,AC与______重
合,AD与_____重合.
③同理可得到AE_____BE,AC=_______,AD=________.
知能点2 垂直于弦的直径
4.如图所示,AB是⊙O的直径,CD为弦,CD⊥AB于E,则下列结论中不一定成立的是().
A.∠COE=∠DOE B.CE=DE C.OE=BE D.BC BD
5.如图所示,在⊙O中,OD⊥AB于P,AP=4cm,PD=2cm,则OP的长等于().
A.9cm B.6cm C.3cm D.1cm
6.在⊙O中,CD为直径,AB为弦,且CD平分AB于E,OE=3cm,AB=8cm,则⊙O 的半径为________.
7.在⊙O中,直径AB垂直于弦CD于E,∠COD=100°,则∠COE=_______.
8.如图所示,已知AB是⊙O的直径,弦CD与AB相交于点E,当______时,CD ⊥AB.(填写一个你认为适当的条件)
9.如图所示,在△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,以点C为圆心,CA•为半径的圆与AB,BC分别交于点D,E,求AB,AD的长.
10.如图所示,在⊙O中,AB,CD为两条弦,且AB∥CD,直径MN经过AB中点E,交
吗?
CD于F,试问:(1)点F是CD的中点吗?(2)AC BD
【综合应用提高】
11.如图所示,圆弧形桥拱的跨度AB=12m,拱高CD=4m,则拱桥的直径为().A.6.5m B.9m C.13m D.15m
(第11题) (第12题)
12.如图,在直径为10m的圆柱形油槽内装入一些油后,油面宽AB=8m,•那么油的最大深度是_________.
13.如图所示,一条公路的转弯处是一段圆弧,即图中CD,点O是CD•的圆心,CD=600m,E为CD上一点,且OE⊥CD于F,EF=90m,则这段弯路的半径是多少?
14.一座桥,桥拱是圆弧形(水面以上部分),测量时只测到桥下水面宽AB为16m(•如图),桥拱最高处离水面4m.
(1)求桥拱半径;
(2)若大雨过后,桥下面河面宽度为12m,问水面涨高了多少.
15.如图所示,某地有一座圆弧形的拱桥,桥下的水平宽度为7.2m,•拱顶高出水面
2.4m,现有一艘宽为3m,船舱顶部为长方形,并高出水面2m的货船要经过这里,
此货船能顺利通过这座拱桥吗?用你所学的数学知识说明理由.
【开放探索创新】
16.不过圆心的直线L交⊙O于C,D两点,AB是⊙O的直径,AE⊥L,垂足为E,BF⊥L,• 垂足为F.
(1)在图所示的三个圆中分别补画出满足上述条件的具有不同位置关系的图形.(2)请你观察(1)中所画的图形,写出一个各图都具有的两条线段相等的结论(不再标注其他字母),找结论的过程中所连辅助线不能出现在结论中,不写推理过程.
(3)请你选择(1)中的一个图形,证明(2)所得的结论.
【中考真题实战】
17.(黑龙江)如图所示,在⊙O中,AB,AC为互相垂直且相等的弦OD⊥AB, OE⊥AC,垂足分别为D,E,若AC=2cm,则⊙O的半径为________.
(第17题) (第19题)
18.(武汉)过⊙O内一点M的最长弦为10cm,最短弦长为8cm,那么OM的长为().
A.3cm B.6cm C.cm D.9cm
19.(南昌)如图所示,在平面直角坐标系中,⊙O ′与两坐标轴分别交于A,B,C,D 四点,且AC=BD.已知A(6,0),B(0,-3),C(-2,0),则点D的坐标是().
A.(0,2) B.(0,3) C.(0,4) D.(0,5)
20.(河北)工人师傅为检测该厂生产的一种铁球的大小是否符合要求,设计了一个如图(1)所示的工件槽,其中工件槽的两个底角均为90°,•尺寸如图(•单位:cm),将形状规则的铁球放入槽内时,若同时具有图(1)所示的A,E,B三个接触点,•该球的大小就符合要求.
图(2)是过球心O及A,B,E三点的截面示意图,已知⊙O的直径就是铁球的直径,AB是⊙O的弦,CD切⊙O于点E,AC⊥CD,BD⊥CD,请你结合图(1)中的数据,计算这种铁球的直径.
答案:
1.经过圆心的任意一条直线 圆心 2.C 3.(1)是.直径CD 所在的直线.
(2)相等的线段有AE=BE ;相等的弧有AB BC =,AD BD =.
根据此图形是轴对称图形,图形两侧部分重合.
(3)①对称轴 对称轴 ②BE BC BD ③= BC BD
4.C
5.C 提示:连结OA ,则O A 2+(OD-PD )2=AP 2,即OA 2+(OA-2)2=42, ∴OA=5,OP=OD-PD=OA-PD=3cm . 6.5cm 7.50°
8.BC BD =(或CE=DE ,或AC AD =)
9.解:如右图所示,作CP⊥AB 于P . 在Rt△ABC 中,由勾股定理,得
AB===5.
由S △ABC =12AB·CP=1
2AC·BC,
得52CP=12×3×4,所以CP=125.
在Rt△ACP 中,由勾股定理,得
AP=
==9
5. 因为CP⊥AD,所以AP=PD=1
2AD , 所以AD=2AP=2×95=18
5.
10.解:如右图所示,(1)点F 是CD 的中点. ∵直径MN 平分不是直径的弦AB , ∴MN⊥AB, ∵AB∥CD, ∴MN⊥CD, ∴CF=FD.
(2)由MN⊥AB,MN⊥CD 得 AN BN =,CN DN =, ∴AN CN BN DN -=-, 即AC BD =.
11.C 12.2cm
13.解:如右图所示,连接OD .
∵OE⊥CD,∴DF=1
2×600m=300m.
在Rt△DOF 中,OD 2=OF 2+DF 2, ∴R 2=(R-90)2+3002, ∴R=545(m ).
∴这段弯路的半径是545m . 14.解:(1)如右图所示,设点O 为AB 的圆心,点C 为AB 的中点, 连接OA ,OC ,OC 交AB 于D ,由题意得AB=16m ,CD=4m ,
由垂径定理得OC ⊥AB ,AD=12AB=1
2×16=8(m ).
设⊙O 半径为xm ,则在Rt △AOD 中, OA 2=AD 2+OD 2,即x 2=82+(x-4)2
解得x=10,所以桥拱的半径为10m . (2)设河水上涨到EF 位置(如上图所示),
这时EF=12m ,EF∥AB,有OC⊥EF(•垂足为M ).
∴EM=1
2EF=6m .
连接OE ,则有OE=10m ,
OM===8(m ).
OD=OC-CD=10-4=6(m ),
OM-OD=8-6=2(m ).
15.解:如右图所示,作出AB 所在的圆心O ,连接OA ,ON .
设OA=r ,则OD=OC-DC=r-2.4,AD=2AB
=3.6.
在Rt △OAD 中,有OA 2=AD 2+OD 2, 即r 2=3.62+(r -2.4)2,解得r=3.9.
又在Rt△ONH 中,有
OH===3.6, FN=DH=OH-CD=3.6-(3.9-2.4)=2.1(m ),
这里2m<2.1m ,有0.1m 的等量,因此货船可以通过这座拱桥. 16.解:(1)
(2)结论:EC=FD 或ED=FC . (3)选择(1),证明:
过O 作OG⊥CD 于G ,则CG=GD . ∵AE⊥CD,BF⊥CD,
∴AE∥OG∥BF,则四边形AEFB 为梯形,
∵AB为⊙O的直径,∴OA=OB,∴EG=GF,∴EG-CG=GF-GD,
即EC=DF.
17
.cm
18.A 19.D
20.解:连接OE,交AB于F,连接OA,由题意得四边形ABDC是矩形,• 由圆的轴对称性可知OE⊥CD.
∵CD∥AB,∴OE⊥AB.
且AF=1
2AB=
1
2×16=8(cm),
EF=AC=4cm,设⊙O的半径为r,在Rt△AFO中,OA2=OF2+AF2,即r2=(r-4)2+82,
解得r=10,∴2r=20.
所以这种铁球的直径为20cm.。