直线和圆的位置关系(2)
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《直线与圆的位置关系(2)》导学提纲学习目标:1.通过动手操作,经历圆的切线的判定定理的产生过程,并帮助理解和记忆;2.在探索圆的切线的判定定理的过程中,体验切线的判定、切线的特殊性;3.通过圆的切线的判定定理的学习,培养学习主动性和积极性.学习重点:圆的切线的判定定理学习难点:定理的运用中,辅助线的添加方法学习过程:活动一:温故而知新问题1:直线与圆的位置关系有下面的性质:<⇔直线与圆⇔直线与圆有个公共点d r=⇔直线与圆⇔直线与圆有个公共点d r>⇔直线与圆⇔直线与圆有个公共点d r问题2:已知圆的直径为10cm,圆心到直线l的距离为5cm,那么直线l和这个圆的公共点的个数为问题3:在边长为6的正△ABC中,若以A为圆心,以8为半径作⊙A,则⊙A与边BC的交点个数为问题4:在边长为6的正△ABC中,若以A为圆心,则以多少为半径作⊙A,⊙A才与边BC相切?活动二:探究出新知问题1:如图,请你在⊙O上任取一个A,连结OA,过点A作直线l⊥OA.问题2:圆心O到直线l的距离和⊙O的半径有什么关系?问题4:由此,你发现了什么?“新知”:几何语言:AC 问题5:分别判断下列四个图中,直线l 与⊙O 是否相切?并简单说明理由。
问题6:如图,点Q 在⊙O 上,分别根据下列条件,判定直线PQ 与⊙O 是否相切:(1) OQ=6,OP=10,PQ=8;(2) ∠O=67.3°,∠P=22.7°活动三:画一画,想一想问题1:如图,AB 是⊙O 的直径,请分别过点A ,B 作⊙O 的切线.问题2:如图,M 是⊙O 上一点,请过点M 作⊙O 的切线.问题3:如图,若点M 在⊙O 内,能作几条切线?问题4:如图,若点M在⊙O 外,能作几条切线?B MA问题5:通过以上问题,你有什么感想?活动四:等腰三角形跟圆的那些事问题1:已知:如图,A 是⊙O 外一点,AO 的延长线交⊙O 于点C ,点B 在圆上,且AB=BC ,∠A=30°.求证:直线AB 是⊙O 的切线.km)A B A B 问题2:已知:如图,直线AB 经过⊙O 上的点C ,并且OA=OB ,CA=CB .求证:直线AB 是⊙O 的切线.问题3:如图:已知OA=OB=5cm ,AB=8cm ,⊙O 的直径为6cm .求证:直线AB 是⊙O 的切线.问题4:通过以上3个问题,你有什么感想?活动五:应用拓展问题1:如图,台风中心P (100,200)沿北偏东30°方向移动,受台风影响区域的半径为200km ,那么下列城市A (200,380),B (600,480),C (550,300),D (370,540)中,哪些受到这次台风的影响,哪些不受到这次台风的影响?E C 问题2:如图,等腰三角形ABC 中,AC=BC=10,AB=12,以BC 为直径作⊙O 交AB 于点D ,交AC 于点G ,DF ⊥AC ,垂足为F ,交CB 的延长线于点E .(1) 求证:直线EF 是⊙O 的切线;(2) 求sin ∠E 的值.活动六:抒发我们的感想通过本节课,你学到了什么?。
24.2.2 直线和圆的位置关系(第二课时)切线的性质与判定一.教学目标(一)学习目标1. 理解掌握切线的判定定理和性质定理.2.判定一条直线是否为圆的切线;会过圆上一点画圆的切线.3.会运用圆的切线的性质与判定来解决相关问题.(二)学习重点切线的判定定理和性质定理及其运用它们解决一些具体的题目.(三)学习难点切线的判定和性质及其运用.二、教学设计(一)课前设计1.预习任务(1)切线判断定理:经过半径外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.(2)切线的判定方法:①定义:直线与圆有唯一公共点时,直线与圆相切,直线叫做圆的切线.②数量关系:⊙O的半径与圆心O到直线l的距离相等时,直线l和圆O相切.③切线的判定定理:经过半径外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.(3)切线的性质定理:圆的切线垂直于经过切点的半径.2.预习自测(1)下列说法正确的是()A.与圆有公共点的直线是圆的切线B.和圆心距离等于圆的半径的直线是圆的切线C.垂直于圆的半径的直线是圆的切线D.过圆的半径的外端的直线是圆的切线【知识点】切线的判定定理与性质定理【思路点拨】熟练掌握切线的判定定理与性质【解题过程】因为与圆有且仅有一个公共点的直线是圆的切线,所以A选项错误;当圆心到直线l的距离等于圆半径时,直线和圆相切,所以B选项正确垂直于圆的半径且经过半径外端点的直线是圆的切线,两个条件缺一不可,C选项中只满足垂直于半径这一个条件,所以C选项错误.D选项中只满足了过半径的外端这一个条件,但在位置关系上未满足直线和半径垂直,所以D选项错误.【答案】B(2)如图,AT切⊙O于点A,AB是⊙O的直径.若∠ABT=40°,则∠ATB=.【知识点】切线的性质、直角三角形性质【数学思想】数形结合【解题过程】解:∵AT切⊙O于点A,AB是⊙O的直径,∴∠BAT=90°,∵∠ABT=40°,∴∠ATB=50°.【答案】50°【思路点拨】根据切线性质得∠ATB=90°,再根据直角三角形两锐角互余求解.(3)如图,PA为⊙O切线,A为切点,PO交⊙O于点B,OA=3,OP=6,则∠OPA度数为_____度.【知识点】切线的性质,直角三角形的性质【数学思想】数形结合【思路点拨】根据切线的性质得OA⊥PA;Rt△OAP中,已知OA=3,OP=6,根据直角三角形中30°角所对的直角边等于斜边的一半即可求解.【解题过程】解:∵PA为⊙O的切线,A为切点,∴OA⊥PA,∴∠OAP=90°;∵在Rt△OAP中,OA=3,OP=6∴∠OPA=30°【答案】30°(4)如图,半径为3的⊙O与直线AC相切于点B,cm,则OC= .【知识点】切线性质、勾股定理【数学思想】数形结合【思路点拨】根据切线性质,连接OB得RtΔOBC,再根据勾股定理求OC长度.【解题过程】解:连接OB∵⊙O与直线AC相切于点B,∴∠CBO=90°,OB=3在△CBO中,∠CBO=90°∴=【答案】2(二)课堂设计1.知识回顾直线与圆三种位置关系的判定和性质:⊙O的半径为r,圆心O到直线l的距离为d1)直线l和圆O相离⇔d>r2)直线l和圆O相切⇔d=r3)直线l和圆O相交⇔d<r【数学思想】数形结合【设计意图】①通过简单作图回顾直线与圆的三种位置关系:②从公共点个数判断,得出切线概念;③从数量关系上体会圆的切线的判别方法:当圆心到直线的距离等于半径时,直线与圆相切.2.问题探究探究一:切线的判定定理★▲●活动大胆操作,探究新知如何过⊙O上一点A作圆的切线?(请学生上黑板按要求尺规作图)老师问:在⊙O中,经过半径OA外端点A作直线l⊥OA,则圆心O到直线l的距离与圆半径什么关系?学生答:相等.老师问:直线与⊙O是什么位置关系?学生答:相切.【设计意图】利用作图让学生体会切线的判定定理中①经过半径的外端,②垂直于半径这两个条件缺一不可;加深对判定的理解,为过渡到学习圆的切线性质做铺垫.知识点归纳:1.切线的判定定理:经过半径外端点并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.注意:经过半径外端点、垂直于半径这两个条件缺一不可.2.切线的判定方法:①定义:直线与圆有唯一公共点时,直线与圆相切,直线叫做圆的切线.②数量关系:⊙O半径r等于圆心O到直线l的距离为d时,直线l和圆O相切.③切线判定定理:经过半径外端点并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.探究二:推理论证切线的性质定理★▲●活动集思广益,证明新知老师问:如图:在⊙O中,若作直线l是⊙O的切线,切点为A,那么直线l与半径OA是不是一定垂直?例:已知:OA是⊙O半径,直线l是⊙O的切线,求证:OA⊥直线l证明:(反证法)假设OA⊥直线l不成立,过点O作OP⊥直线l于点P∴OA为Rt△OPA的斜边.又∵OP⊥l于P,∴OP的长就是圆心O到切线l的距离,∴OP的长等于⊙O的半径,即OA=OP,这与“直角三角形的斜边大于直角边”矛盾.所以假设OA与l不垂直不成立.【设计意图】用反证法证明切线的性质定理,从命题的题设与结论出发加深对切线性质定理的理解.知识点归纳切线性质:圆的切线垂直于经过切点的半径.探究三:切线的判定定理和性质定理的应用★▲●活动①基础性例题例1.下列命题中,假命题是()A.经过半径的端点且垂直于这条半径的直线是圆的切线B.经过直径的端点且垂直于这条直径的直线是圆的切线C.经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点D.经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心【知识点】切线的判定定理与性质定理【思路点拨】熟练掌握切线的判定定理与性质【解题过程】根据切线的判定定理:经过半径的外端点且垂直于这条半径的直线是圆的切线.故A选项是假命题.【答案】A练习题:下列说法正确的是()A.经过半径外端的直线是圆的切线B.若射线与圆有一个交点,则射线是圆的切线C.垂直于半径的直线是圆的切线D.圆的切线垂直于经过切点的半径【知识点】切线的判定定理与性质定理【思路点拨】熟练掌握切线的判定定理与性质【解题过程】根据切线的判定定理:经过半径的外端点且垂直于这条半径的直线是圆的切线.故A选项是错误的;射线与圆有一个交点但不一定垂直于过该点的半径,所以B选项错误.垂直于半径且经过半径外端点的直线是圆的切线,故C选项错误.【答案】D【设计意图】考察对切线判定定理和性质定理的理解、记忆.●活动②提升型例题例2. AB是⊙O的直径,PA切⊙O于点A,PO交⊙O于点C;连接BC,若∠P=40°,则∠B 等于()A.20°B.25°C.30°D.40°【知识点】切线的性质、直角三角形性质、等腰三角形性质、三角形外角定理【数学思想】数形结合【思路点拨】由切线的性质得:切线垂直于过切点的半径∠PAB=90°,根据直角三角形的两锐角互余计算∠POA=50°,最后利用同圆的半径相等得等腰三角形进行计算.【解题过程】解:∵PA切⊙O于点A,∴∠PAB=90°,∵∠P=40°,∴∠POA=90°-40°=50°,∵OC=OB,∴∠B=∠BCO=25°,选B.【答案】B练习:如图,△ABC的边AC经过圆心O,且与⊙O相交于C,D两点,边AB与⊙O相切,切点为B.如果∠A=34°,那么∠C等于()A.28°B.33°C.34°D.56°【知识点】切线的性质、等腰三角形,直角三角形性质【数学思想】数形结合【思路点拨】运用切线的性质来进行计算或论证,常用辅助线:连接圆心和切点,得直角三角形,再根据直角相关性质求解.【解题过程】解:如图,连结OB,∵AB与⊙O相切,∴OB⊥AB,∴∠ABO=90°,∴∠AOB=90°﹣∠A=90°﹣34°=56°,∵∠AOB=∠C+∠OBC,∴∠C+∠OBC=56°,而OB=OC,∴∠C=∠OBC,∴∠C=12×56°=28°.故选A.【答案】A【设计意图】运用切线的性质来进行计算或论证●活动③探究型例题例3. 如图:已知△ABC中,AB=AC,O是底边BC的中点,AB与⊙O相切于点D,猜测AC与⊙O有怎样的位置关系?【知识点】切线的判定定理,切线的性质定理,等腰三角形性质,角平分线性质【思路点拨】切线判定方法的常规辅助线:未知切点,作垂线段,证垂线段与半径相等.【解题过程】解:AC是⊙O的切线,理由如下:证明:如图过点O作OE⊥AC于点E,连结OD,OA∵AB与⊙O相切于点D,∴AB⊥OD,∵AB=AC,O是底边BC的中点,∴AO是∠BAC的平分线,∴OE=OD,OE是⊙O的半径,∵AC经过⊙O的半径OE的外端点且垂直于OE,∴AC是⊙O的切线.练习:已知:直线AB经过⊙O上的点C,并且OA=OB,CA=CB.求证:直线AB是⊙O 的切线.【知识点】切线的性质、等腰三角形性质【思路点拨】已知切点,连半径,运用等腰三角形性质证垂直.【解题过程】解:连接OC∵OA=OB,CA=CB∴OC⊥AB∵直线AB经过⊙O上的点C∴直线AB是⊙O的切线【设计意图】通过两道证明题,掌握圆的切线证明方法中两种典型的辅助线做法.①切点未知,作垂线段,证垂线段与半径等;②切点已知,连半径,证垂直.3. 课堂总结知识梳理:(1)切线的判定定理:经过半径外端点并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.(2)切线的判定方法:(归纳总结)①定义:直线与圆有唯一公共点时,直线与圆相切,直线叫做圆的切线.②切线判断定理:经过半径外端点并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.③数量关系:⊙O的半径为r,圆心O到直线l的距离为d,若d=r,则直线l和圆O相切.(3)切线性质:圆的切线垂直于经过切点的半径.重难点归纳总结:(1)已知切线时常常把切点与圆心相连,利用切线性质解题.(2)切线的判定常规辅助线:切点未知,作垂线段,证垂线段与半径等;切点已知,连半径,证垂直.(三)课后作业基础型自主突破1.如图,⊙O的半径为3,P是CB延长线上一点,PO=5,PA切⊙O于A点,则PA=.【知识点】切线的性质.勾股定理【数学思想】数形结合【思路点拨】先根据切线的性质得OA⊥PA,再根据勾股定理求直角三角形边长.【解答过程】解:∵PA切⊙O于A点,∴OA⊥PA,在Rt△OPA中,OP=5,OA=3,∴.【答案】42.如图,PA、PB是⊙O的切线,AC是⊙O的直径,∠P=62°,则∠BOC的度数为()A.60°B.62°C.31°D.70°【知识点】圆的切线的性质、四边形的内角和、平角定义【数学思想】数形结合【思路点拨】由PA、PB是⊙O的切线,根据切线的性质得到∠OAP=∠OBP=90°,再根据四边形的内角和为360°可得到∠AOB,而AC是⊙O的直径,根据互补即可得到∠BOC的度数.【解题过程】解:∵PA、PB是⊙O的切线,∴∠OAP=∠OBP=90°,而∠P=62°,∴∠AOB=360°﹣90°﹣90°﹣62°=118°,又∵AC是⊙O的直径,∴∠BOC=180°﹣118°=62°.故选B.【答案】B3.如图,OA是⊙B的直径,OA=4,CD是⊙B的切线,D为切点,∠DOC=30°,则点C的坐标为.【知识点】切线的性质;直角三角形性质.三角形外角定理【数学思想】数形结合【思路点拨】连接BD得RtΔBDC,根据三角形外角定理可得∠DBC=60°,所以∠DCO=30°,CB=2BD=4即可求出C点坐标.【解题过程】解:连接BD,∵∠DOC=30°,∴∠DBC=60°,∴∠BCD=30°,∴BC=2BD=4,∴OC=OB+BC=6,∴点C的坐标为(6,0).【答案】(6,0)4.如图,半径为3的⊙O与Rt△AOB的斜边AB切于点D,交OB于点C,连接CD交直线OA于点E,若∠B=30°,∠E=30°则线段DE的长为.【知识点】切线的性质,等边三角形的判定、三角形外角定理,等腰三角形判定【数学思想】数形结合【思路点拨】根据切线性质,连接OD得RtΔAOB中∠BOD=60°,又同圆中半径处处相等可证到△COD是等边三角形,DC=OD=3;再根据直角三角形性质求得DE=CE-CD=3【解题过程】解:连接OD ,∵Rt △AOB 的斜边AB 切于点D ,∠B=30°, ∴OD ⊥AB ,OD=3,∠BDO=90°,∠BOD=60° ∵OD=OC=3, ∴△COD 是等边三角形 ∴DC=OD=3∵Rt △EOC ,∠E=30° ∴CE=2OC=6 ∴DE=CE-CD=3 【答案】35.如图:△ABO 中,AO=BO ,C 是底边AB 的中点,若AB=8,OA=5,以点O 为圆心的⊙O 的半径为3,求证:AB 是⊙O 的切线.【知识点】切线的判定定理,等腰三角形性质,勾股定理 【数学思想】数形结合【思路点拨】根据等腰三角形性质得OC ⊥AB ,再根据切线判定定理证明OC 等于圆的半径. 【解题过程】证明:如图:连结OC∵AO=BO ,C 是底边AB 的中点∴OC ⊥AB ,090ACO ?,AC=12AB=4在Rt △ACO 中,090ACO ?,OA=5 ,AC=4 ∴OC=3∵⊙O 的半径为3∴AB经过⊙O的半径OC的外端点且垂直于OC,∴AB是⊙O的切线.6、已知: 在△ABD中,∠BAD= 40°,∠B=10°,⊙O经过点A和点D,圆心O在AB上,⊙O交AB于点C,那么BD是⊙O切线吗?请证明你的结论.【知识点】切线的判定、等腰三角形性质、三角形外角定理、三角形内角和定理【数学思想】数形结合【思路点拨】已知切点,连半径,证垂直.【解题过程】解:BD是⊙O切线,证明如下:证明:连接OD∵OA=OD,∠BAD= 40°∴∠ADO=∠BAD= 40°∴∠DOB= ∠ADO+∠BAD= 80°∵∠B=10°∴△DOB中∠ODB=1800-800-100=900∴OD⊥DB∴直线DB是⊙O的切线能力型师生共研7.如图:AB是⊙O的直径,BC⊥AB,OC//弦AD,求证:CD是⊙O的切线【知识点】切线的判定,等腰三角形性质,平行线性质,全等三角形判定、【数学思想】数形结合【思路点拨】已知点、连半径、证垂直.首先连接OD,由弦AD∥OC,易证得∠COB=∠COD,继而证得△COB≌△COD(SAS),即可得∠ODC=∠OBC,然后由BC与⊙O相切于点B,可得∠ODC=90°,即可证得CD是⊙O的切线.【解题过程】证明:连接OD,∵AD∥OC,∴∠A=∠COB,∠ADO=∠COD,∵OA=OD,∴∠A=∠ADO,∴∠COB=∠COD,在△COB和△COD中,,∴△COB≌△COD(SAS),∴∠ODC=∠OBC,∵BC与⊙O相切于点B,∴OB⊥BC,∴∠OBC=90°,∴∠ODC=90°,即OD⊥CD,∴CD是⊙O的切线.8、已知等边三角形ABC,AB=12,以AB为直径的半圆与BC边交于点D,过点D作DF⊥AC,垂足为F,过点F作FG⊥AB,垂足为G,连接GD,(1)求证:DF与⊙O的位置关系并证明;(2)求AF的长.【知识点】直线与圆的位置关系、等边三角形的性质、勾股定理、垂径定理【思路点拨】(1)连接OD,证∠ODF=90°即可.(2)利用△ADF是30°的直角三角形可求得AF长,【解题过程】1)证明:连接OD,∵以等边三角形ABC的边AB为直径的半圆与BC边交于点D,∴∠B=∠C=∠ODB=60°,∴OD∥AC,∵DF⊥AC,∴∠CFD=∠ODF=90°,即OD⊥DF,∵OD是以边AB为直径的半圆的半径,∴DF是圆O的切线;(2)∵OB=OD=12AB=6,且∠B=60°,∴BD=OB=OD=6,∴CD=BC﹣BD=AB﹣BD=12﹣6=6,∵在Rt△CFD中,∠C=60°,∴∠CDF=30°,∴CF=12CD=12×6=3,∴AF=AC﹣CF=12﹣3=9,【答案】(1)相切(2)9探究型多维突破9.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,BD是∠ABC的平分线,点O在AC上,⊙O经过B,D两点,交BC于点E.求证:AC是⊙O的切线;【知识点】切线的判定、等腰三角形的性质、平行线的判定与性质【数学思想】数形结合【思路点拨】(1)连接DO,由等腰三角形的性质和角平分线的定义得出∠1=∠3,证出DO ∥BC,由平行线的性质得出∠ADO=90°,即可得出结论;【解题过程】证明:连接DO,如图1所示∵BD是∠ABC的平分线,∴∠1=∠2,∵OB=OD,∴∠2=∠3,∴∠1=∠3,∴DO∥BC,∴∠ADO=90°,即AC⊥OD,∴AC是⊙O的切线.10.如图,AB是⊙O的直径,点C、D为半圆O的三等分点,过点C作CE⊥AD,交AD 的延长线于点E.(1)求证:CE为⊙O的切线;(2)判断四边形AOCD的形状,并说明理由.【知识点】切线的判定、等腰三角形的性质、平行线的判定和性质、菱形的判定和性质.【数学思想】数形结合==,∠DAC=∠CAB,即可证明AE∥OC,【思维点拨】(1)连接AC,由题意得AD CD CB从而得出∠OCE=90°,即可证得结论;=,则∠DCA=∠CAB可证明四边形AOCD是平行四(2)四边形AOCD为菱形.由AD CB边形,再由OA=OC,即可证明平行四边形AOCD是菱形(一组邻边相等的平行四边形是菱形).【解题过程】解:(1)连接AC,∵点CD是半圆O的三等分点,==,∴AD CD CB∴∠DAC=∠CAB,∴∠CAB=∠OCA,∴∠DAC=∠OCA,∴AE∥OC∴∠OCE+∠E=180°,∵CE⊥AD,∴∠OCE=90°,∴OC⊥CE,∴CE是⊙O的切线;(2)四边形AOCD为菱形.理由如下:,∵AD CB∴∠DCA=∠CAB,∴CD∥OA,又∵AE∥OC,∴四边形AOCD是平行四边形,∵OA=OC,∴平行四边形AOCD是菱形.自助餐1.⊙O的半径2,圆心O到直线l的距离为2,则圆O与直线l的位置关系()A.相离B.相切C.相交D.相切或相交【知识点】切线的判定【思路点拨】从数量关系上判定圆的切线【解题思路】∵⊙O的半径2,圆心O到直线l的距离为2∴半径与圆心O到直线l的距离相等∴⊙O与直线l相切2. PA为⊙O切线,A为切点,PO交⊙O于点B,OA=4,OP=8,则AB=.【知识点】切线的性质直角三角形性质、等边三角形判定【数学思想】数形结合【分析】根据切线的性质可知,OA⊥PA;Rt△OAP中,已知OA=4,OP=8,直角三角形中300的角所对的直角边等于斜边的一边,所以可得出∠OPA=300,∠POA=600,又因为OA=OB,所以为等边三角形即可求出AB长.【解题过程】解:∵PA为⊙O的切线,A为切点,∴OA⊥PA,∴∠OAP=90°;在Rt△OAP中,∵OA=4,OP=8∴∠OPA=30°,∴∠POA=90°﹣30°=60°;∵OA=OB,∴△OAB是等边三角形∴AB=OA=4【答案】43.如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,以斜边AB上的一点O为圆心所作的半圆分别与AC、BC相切于点D,E,若AC=6cm,AO=,则圆O的半径为_________cm.【知识点】切线的性质,正方形判定定理、勾股定理【数学思想】数形结合【思路点拨】连接OD、OE,根据已知条件证明四边形CDOE为正方形,得到OD=CD,设OD=x,在Rt△ODA中运用勾股定理建立方程求解.【解题过程】解:连接OD 、OE ,∵AC 、CB 为⊙O 的切线,∴OD ⊥AC ,OE ⊥BC ,OD=OE又∠ACB=90°,∴四边形CDOE 为矩形,又CD=CE ,∴四边形CDOE 为正方形,∴OD=CD ,设OD=x=CD∵AC=6,∴AD=6-x在Rt △ADO 中,∠ADO=90°,AO=AD=6-x∴222OD AO AD =-(()2226x x =-- 2680x x -+=()()240x x --=∴1224x x ==∴OD=2或4【答案】2或44.如图,⊙O 的半径为3,点O 到直线l 的距离为4,点P 是直线l 上的一个动点,PB 切⊙O 于点B ,则PB 的最小值是 .【知识点】切线的性质;垂线段最短【数学思想】数形结合【思路点拨】本题确定PB最小时点P的位置是解题的关键.PB为切线故△OPB是直角三角形.又OB为定值,当OP最小时,PB就最小.根据垂线段最短得OP=4时PB最小.最后根据勾股定理可求解.【解题过程】解:∵PB切⊙O于点B,∴∠OBP=90°,∴PB2=OP2﹣OB2,而OB=3,∴PB2=OP2﹣9,即当OP最小时,PB最小,∵点O到直线l的距离为4,∴OP的最小值为4,∴PB【答案】5.已知:如图,在ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O交BC于点D,过点D作DE⊥AC 于点E.(1)求证:DE是⊙O的切线;(2)若∠B=30°,AB=8,求DE的长.【知识点】切线的判定定理、平行线的性质、直角三角形性质、勾股定理【数学思想】数形结合【思路点拨】(1)已知点,连半径,证垂直即可.要想证DE是⊙O的切线,只要连接OD,求证∠ODE=90°即可(2)利用直角三角形和等边三角形的特点来求DE的长.【解题过程】解:(1)连接OD ,则OD=OB ,∴∠B=∠ODB∵AB=AC ,∴∠B=∠C∴∠ODB=∠C∴OD ∥AC∴∠ODE=∠DEC=90°∴DE 是⊙O 的切线(2)连接AD ,∵AB 是⊙O 的直径,AB=8∴∠ADB=90°即AD ⊥BC∵AB=AC ,∠B=30°∴BD=CD∴∠B=∠C=30°Rt △ADB 中,∠B=30°∴AD=12AB =1842?∴=∴CD=BD=Rt △CED 中,∠C=30°CD=∴12DE CD ==【答案】(2)6.如图,□AOBC 的顶点A 、B 、C 在⊙O 上,过点C 作DE ∥AB 交OA 延长线于D 点,交OB 延长线于点E .(1)求证:CE 是⊙O 的切线;(2)若OA=1,求阴影部分面积.【知识点】切线的判定,平行四边形的性质,菱形的判定和性质,扇形面积计算【数学思想】数形结合【思路点拨】(1)连接OC,得到□AOBC是菱形,根据菱形的性质得到OC⊥AB,根据平行线的性质得到OC⊥DE,于是得到结论;(2)由菱形的性质得到BC=OB=OC,推出△BOC是等边三角形,得到∠COB=60°,即可得到结论.【解题过程】解:(1)连接OC,∵四边形AOBC是平行四边形,∵AO=OB,∴□AOBC是菱形,∴OC⊥AB,∵AB∥DE,∴OC⊥DE,∴CE是⊙O的切线;(2)∵□AOBC是菱形,∴BC=OB=OC,∴△BOC是等边三角形,∴∠COB=60°,∵OA=OB=OC=1,阴影=260111136026ππ⨯⨯-⨯=.∴S。
直线和圆有哪几种位置关系?
答:直线和圆有三种位置关系.它们是直线和圆相交;直线和圆相切;直线和圆相离.
直线和圆的三种位置关系是这样定义的:
(1)直线和圆有两个公共点时,叫做直线和圆相交.这时直线叫做圆的割线.
(2)直线和圆有唯一个公共点时,叫做直线和圆相切.这时直线叫做圆的切线,唯一的公共点叫做切点.
(3)直线和圆没有公共点时,叫做直线和圆相离.
根据定义,容易看出:
如果⊙O的半径为r,圆心O到直线l的距离为d,那么
直线和圆的位置关系可以用它们交点的个数来区分,也可以用圆心到直线的距离与半径的大小来区分,它们是一致的.
直线和圆的位置关系,可用下表表示.
例1 已知⊙O的半径为11厘米,当直线MN与⊙O的位置是相离、相切、相交时,O点到直线MN的距离分别如何?
解⊙O的半径r=11厘米,所以有:
当直线MN与⊙O相离时,圆心O到直线MN的距离d大于半径11厘米.当直线MN与⊙O相切时,圆心O到直线MN的距离d等于11厘米.
当直线MN与⊙O相交时,圆心O到直线MN的距离d小于11厘米.
例2 已知Rt△ABC的斜边AB=6厘米,直角边AC=3厘米.圆心为C,半径分别为2厘米、4厘米的两个圆与AB有怎样的位置关系?半径多长时,AB 与圆相切?
解:过C作CD⊥AB,垂足为D(如图).
在直角△ABC中,有
根据三角形的面积公式,有
CD·AB=AC·BC.
当⊙C的半径为2厘米时,⊙C与AB相离;
当⊙C的半径为4厘米时,⊙C与AB相交;
由以上两例可以看出:直线和圆的位置关系是由公共点的个数确定的,可以由圆心到直线的距离与圆的半径的关系来决定.。
第 15课时:直线和圆的位置关系(2)班级_________ 姓名__________学号__________学习目标:1、理解并掌握切线的判定方法;2、探索切线的判定定理,运用切线的判定方法解决有关问题. 思考探索: 典例精析:问题1、已知直线AB 经过⊙O 上的点C ,并且OA=OB ,CA=CB , 说明:直线AB 是⊙O 的切线.问题2、已知:如图,AD ∥BC ,∠ADC=90°,AB 是⊙O 的直径,且BC+AD=AB , 试说明:(1)以AB 为直径的圆与CD 相切; (2)以CD 为直径的圆与AB 相切.练习: OC 是∠AOB 的角平分线,点M 是OC上一点,⊙M 与OB 相切, 试说明:OA 也是⊙M 的切线.问题3、如图,AB 是⊙O 的直径,D 在AB 延长线上,BD=OB ,C 在圆上,∠CAB=30°. 试说明:DC 是⊙O 的切线.问题4、如图,△ABC 内接于⊙O ,AB 是⊙O 的直径,∠CAD=∠ABC.并说明理由.若上述条件中“AB 是⊙O 的直径”改为“AB 是⊙O 的弦”,还成立吗?课堂练习:1、如下图,AB 是⊙O 的直径,∠ABT =45°,AT =AB .说明:AT 是⊙O 的切线.2、如图,AB 为⊙O 的弦,OC ⊥OA ,交AB 于点P ,且PC=BC .直线BC 是否与⊙O 相切?为什么?3、如图,A 是⊙O 的半径OC 延长线上一点,且CA=OC ,BC=OC ,说明:AB 是⊙O 的切线.4、已知:如图,⊙O 是Rt △CDE 的外接圆,BC ⊥CE ,BD 和CE 的延长线交于点A ,且OB ∥ED. (1)说明:AD 是⊙O 的切线;(2)若BC=6,AD=4,求⊙O 的半径r ..OB B 第五章 中心对称图形(二)B AO B T A OB CD课后作业:1、如图P 是⊙O 外一点,连PO 交圆O 于C ,弦AB OP 于D ,若∠DAC=∠CAP.说明:P A 是⊙O 的切线.2、如图,AB 是⊙O 的直径,AC =AB ,⊙O 交BC 于D 。
第三章圆
5.直线和圆的位置关系(二)
广东省江门市新会区会城创新初级中学周君李惠兰于彩莺
一、学生知识状况分析
学生的知识技能基础:之前的课程学生已经学习了与圆有关的概念,如半径、圆周角、圆心角等,学习了圆的性质,学习了直线和圆的三种位置关系,这里将进一步讨论其中的一种情况:相切。
学生的活动经验基础:进入初三下学期的学生在观察、操作、猜想能力较强,但逻辑推理、归纳、运用数学意识的思想比较薄弱,思维的广阔性、敏捷性、结密性、灵活性比较欠缺,自主探究和合作学习能力也需要在课堂教学中进一步加强和引导。
学生思维活跃,能跟上教师的思路,并用完整的话回答老师的提问;但学生课堂回答问题的气氛不是那么浓厚,学习不具有自觉性,需要教师设计好教学环节,并给予充分的关注和指导.
二、教学任务分析
本节课的内容是北师大九年级初中下册数学第三章《圆》第五节《直线和圆的位置关系》第二课时(P118-P121)。
具体的教学目标为:
知识与技能
(1)能判定一条直线是否为圆的切线.
(2)会过圆上一点画圆的切线.
(3)会作三角形的内切圆.
过程与方法
(1)通过判定一条直线是否为圆的切线,训练学生的推理判断能力.
(2)会过圆上一点画圆的切线,训练学生的作图能力.
情感态度与价值观
(1)经历观察、实验、猜想、证明等数学活动过程,发展合情推理能力和初步
演绎推理能力,能有条理地、清晰地阐述自己的观点.
(2)经历探究圆与直线的位置关系的过程,掌握图形的基础知识和基本技能,并能解决简单的问题.
教学重点:
探索圆的切线的判定方法,并能运用.
作三角形内切圆的方法.
教学难点
探索圆的切线的判定方法.
三、教学过程分析
本节课设计了五个教学环节:引入新课、新课讲解、课堂练习、课时小结、布置作业。
第一环节引入新课
上节课我们学习了直线和圆的位置关系,圆的切线的性质,懂得了直线和圆有三种位置关系:相离、相切、相交.判断直线和圆属于哪一种位置关系,可以从公共点的个数和圆心到直线的距离与半径作比较两种方法进行判断,还掌握了圆的切线的性质、圆的切线垂直于过切点的直径.
由上可知,判断直线和圆相切的方法有两种,是否仅此两种呢?本节课我们就继续探索切线的判定条件.
第二环节新课讲解
活动内容:1.探索切线的判定条件
2.做一做
3.如何作三角形的内切圆
4.补充例题讲解
1.探索切线的判定条件
如下图,AB是⊙O的直径,直线l经过点A,l与AB的夹角为∠α,当l绕
点A旋转时,
(1)随着∠α的变化,点O到l的距离(d如何变化?直线l与⊙O的位置关系如何变化?
(2)当∠α等于多少度时,点O到l的距离d等于半径r?此时,直线l与⊙O有怎样的位置关系?为什么?
实际教学效果:
在教学中,教师可以引导学生,画一个圆并画出直径AB,拿直尺当直线,让直尺绕着点A移动.观察∠α发生变化时,点O到l的距离d如何变化,然后互相交流意见.
以下是实际教学中,学生得到的结论:
生1:如上图,直线l
1与AB的夹角为α,点O到l的距离为d
1
,d
1
<r,这时
直线l
1与⊙O的位置关系是相交;当把直线l
1
沿顺时针方向旋转到l位置时,∠
α由锐角变为直角,点O到l的距离为d,d=r,这时直线l与⊙O的位置关系是相切:当把直线l再继续旋转到l
2
位置时,∠α由直角变为钝角,点O到l的距
离为d
2,d
2
<r,这时直线l与⊙O的位置关系是相离.
生2:当∠α=90°时,点O到l的距离d等于半径.此时,直线l与⊙O的位置关系是相切,因为从上一节课可知,当圆心O到直线l的距离d=r时,直线与⊙O相切.
生3:这就得出了判定圆的切线的又一种方法:经过直径的一端,并且垂直于这条直径的直线是圆的切线.
2.做一做
已知⊙O上有一点A,过A作出⊙O的切线.
分析:根据刚讨论过的圆的切线的第三个判定条件可知:经过直径的一端,并且垂直于直径的直线是圆的切线,而现在已知圆心O和圆上一点A,那么过A
点的直径就可以作出来,再作直径的垂线即可.Array如右图.
(1)连接OA.
(2)过点A作OA的垂线l,l即为所求的切线.
3.如何作三角形的内切圆.
如下图,从一块三角形材料中,能否剪下一个圆使其与各边都相切.
分析:假设符号条件的圆已作出,则它的圆心到三角形三边的距离相等.因此,圆心在这个三角形三个角的平分线上,半径为圆心到三边的距离.解:(1)作∠B、∠C的平分线BE和CF,交点为I(如右上图).
(2)过I作ID⊥BC,垂足为D.
(3)以I为圆心,以ID为半径作⊙I.⊙I就是所求的圆.
∵I在∠B的角平分线BE上,∴ID=IM,又∵I在∠C的平分线CF上.∵ID
=IN,∵ID=IM=IN.这是根据角平分线的性质定理得出的,所以I到△ABC三
边的距离相.等
因此和三角形三边都相切的圆可以作出一个,因为三角形三个内角的平分线
交于一点,这点为圆心,这点到三角形三边的距离相等,这个距离为半径,圆心
和半径都确定的圆只有一个.并且只能作出一个,这个圆叫做三角形的内切圆
(inscribed circle of triangle),内切圆的圆心是三角形三条角平分线的交点,
叫做三角形的内心(incenter).
4.(补充)例题讲解
如下图,AB是⊙O的直径,∠ABT=45°,AT=AB.
求证:AT是⊙O的切线.
分析:AT经过直径的一端,因此只要证AT垂直于AB即可,而由已知条件可知AT=AB,所以∠ABT=∠ATB,又由∠ABT=45°,所以∠ATB=45°.由三角形内角和可证∠TAB=90°,即AT⊥AB.
证明:∵AB=AT,∠ABT=45°.
∴∠ATB=∠ABT=45°.
∴∠TAB=180°-∠ABT-∠ATB=90°.
∴AT⊥AB,即AT是⊙O的切线.
第三环节课堂练习
随堂练习
1.以边长为3,4,5的三角形的三个顶点为圆心,分别作圆与对边相切,则这三个圆的半径分别是多少?
2.分别作出锐角三角形,直角三角形,钝角三角形的内切圆,并说明与它们内心的位置情况?
第四环节课时小结
本节课学习了以下内容:
1.探索切线的判定条件.
2.会经过圆上一点作圆的切线.
3.会作三角形的内切圆.
4.了解三角形的内切圆,三角形的内心概念.
第五环节课后作业
必做: P120习题3.8 1,2题
选做:
已知AB是⊙O的直径,BC是⊙O的切线,切点为B,OC平行于弦AD.求证:DC是⊙O的切线.
四、教学反思
1、运用课件创设最佳情境
在课堂教学中营造一个宽松,和谐,民主的良好氛围。
使师生,生生关系没有距离感,畏惧感,大家都无拘无束,学生才会全身心地投入到学习活动中。
同时通过课件的演示,达到吸引学生的注意力、激发学生学习兴趣,减轻心理压力的目的。
2、教给学法,实现自主合作学习
自主发展,主要考虑学生的内在因素,新《数学课程标准(实验稿)》在前言部分--基本理念中有这样一句话:有效的数学学习活动不能单纯地依赖模仿与记忆,动手实践、自主探索与合作交流是学生数学学习的重要方式。
从这句话我们可以看出,新课程标准不是对传统教学的完全摈弃,而是对传统教学中比较忽视的部分进行补充。
比如模仿与记忆在我们的传统数学教学中比较注重,而今新课程标准中它仍旧是有效的数学学习活动,只是有动手实践、自主探索与合作交流等数学学习活动加以补充。
因此在本节课教学中,坚持以学生为主,把课堂还给学生,让学生自主选学,自由组合,运用学法,合作探究,自主选择题目练习和表达方式。
充分发挥学生自身的积极性,能动性,创造性,通过灵活运用多种教学策略,培养学生逻辑推理能力,突破本节课的重难点。
课堂教学问题的设计,是教师传授知识与了解学生掌握知识程度的重要途径,是能否调动学生学习兴趣的重要手段,本节课我觉得自己所设计的问题在把握在新旧知识的衔接点上,在围绕教学内容的重难点上,从学生学习效果上看,
似乎并不是那么完满。
附:
评价表。