圆周角的概念及定理
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圆周角的三个定理和三个推论
圆周角是几何学中非常重要的课题,它测量了连续弧线绕圆心一周所形成的面积,它表征了圆弧路径的大小。
圆周角的三个定理和三个推论很重要,下面将对
它们做一些详细的介绍。
第一个定理是“极角定理”,它声明了一个角的圆心角(圆周角),它的大小
是由圆弧的长度和此弧端点从圆心到他们之间的距离决定的。
它可以为求解圆周角提來许多帮助。
第二个定理,“同余角定理”,它认为圆弧A,B,C,D上的三个角相同,即
A=B=C=D,那么圆的圆周必然相同为∠ACD。
这一定理使圆周角更容易求解。
第三个理定,“圆周角定理”,它宣称,对于任意两个圆心角相同的多边形的
每一条边,其角的总和为360°,或等于2π。
这一定理可以用来计算更复杂的圆
上的角度和圆周角。
此外,圆周角有三个重要推论,第一个是“梯形定理”,它保证了梯形是可以
分解为两个相同的三角形,梯形的内角和周围角之和等于360°,即弧度为2π。
第二个推论是“饼图定理”,它保证了由一个圆形分割成多个部分形成的饼图,其总弧度之和等于2π,在此饼图中,各部分所占的弧度数可以根据各部分的大小
来计算。
最后一个推论是“三角形定理”,它给出了一个三角形,它的三条边和三个内
角的总和等于180°,或与弧度等于π。
这三个推论可以用来计算更复杂的圆周角。
总之,圆周角的三个定理和三个推论对于几何学是非常重要的,它们可以帮助
我们很好地计算出更复杂的圆周角,这对于研究几何领域是很有帮助的。
1.形成概念
问题5:将圆心角顶点向上移,直至与⊙O 相交于点C?观察并比较∠ACB 与∠AOB 由和异同?
我们知道,∠AOB 叫做AB 所对的圆心角,类似地,我们把∠ACB 叫做AB 所对的圆周角
教材定义:顶点在圆上,并且两边都与圆相交的角叫做圆周角
2.剖析概念、应用概念
问题6:判断下列图形中所画的∠P 是否为圆周角?并说明理由。
探究定理:
问题7:在同一个圆中,一条弧所对的圆心角只有一个,那么一条弧所对的圆周角有几个呢?
结论:(1)一条弧所对的圆周角有无数个;(2)优弧和劣弧所对的圆周角大小不同 问题8:∠ACB 与∠AOB 有怎样的关系?
问题9:当点C 移动到C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 时,圆周角与圆心角的数量关系改变没? 结论:无论移动点C 、还是点C 1 始终有
∠ACB=2
1∠AOB ,即一条弧所对的圆周角等于圆心角的一半 问题10:通过观察、猜想、我们得到上面的结论,那么如何证明结论呢?
问题11.观察点C 在移动过程中,圆心O 与∠ACB 有哪些位置关系?
结论:有三种情况,
圆心在圆周角的一边上时;圆心在圆周角的内部时;圆心在圆周角的外部
圆周角定理:一条弧所对的圆周角等于它所对圆心角的一半
证明定理。
圆周角的定义是:顶点在圆上,角的两边都与圆相交的角。
其特点可归纳为:①顶点在圆上,②两边都和圆相交。
这两个条件缺一不可。
圆周角定理为:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半。
具体来说,定理有三方面的意义:
圆心角和圆周角在同一个圆或等圆中;
它们对着同一条弧或者对的两条弧是等弧;
具备a、b两个条件的圆周角都是相等的,且等于圆心角的一半。
此外,还有以下推论:
在同圆或等圆中,相等的圆周角所对的弧相等。
直径(半圆)所对的圆周角是直角;90°的圆周角所对的弦为直径。
如果三角形一边的中线等于这边的一半,那么这个三角形是直角三角形。
圆心角圆周角定理推论笔记一、圆心角定理圆心角的度数等于它所对的弧的度数。
理解:(定义)(1)等弧对等圆心角(2)把顶点在圆心的周角等分成360份时,每一份的圆心角是1°的角.(3)因为在同圆中相等的圆心角所对的弧相等,所以整个圆也被等分成360份,这时,把每一份这样得到的弧叫做1°的弧.(4)圆心角的度数和它们对的弧的度数相等.推论:在同圆或等圆中,如果(1)两个圆心角,(2)两条弧,(3)两条弦(4)两条弦上的弦心距中,有一组量相等,那么它们所对应的其余各组量都分别相等二、圆周角定理推论:圆周角定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角都等于这条弧所对的圆心角的一半。
①圆周角度数定理:圆周角的度数等于它所对的弧的度数的一半。
②同圆或等圆中,圆周角等于它所对的弧上的圆心角的一半。
③同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,相等圆周角所对的弧也相等。
(不在同圆或等圆中其实也相等的。
注:仅限这一条。
)④半圆(或直径)所对圆周角是直角,90°的圆周角所对的弦是直径。
⑤圆的内接四边形的对角互补,并且任何一个外角都等于它的内对角。
⑥在同圆或等圆中,圆周角相等<=>弧相等<=>弦相等。
三、圆的定义:在同一平面内,到定点的距离等于定长的点的集合叫做圆。
这个定点叫做圆的圆心。
图形一周的长度,就是圆的周长。
圆心角:顶点在圆心的角叫做圆心角。
圆周角:顶点在圆上,并且两边都和圆相交的角叫做圆周角。
圆周角的顶点在圆上,它的两边为圆的两条弦。
1、弦:连接圆上任意两点的线段。
2、弧:圆上任意两点间的部分叫做圆弧,简称弧。
弧用符号“⌒”表示以A,B为端点的弧记作“ ”,读作“圆弧AB”或“弧AB”。
优弧:大于半圆的弧(多用三个字母表示);劣弧:小于半圆的弧(多用两个字母表示)圆的任意一条直径的两个端点分圆成两条弧,每一条弧都叫做半圆。
3、圆心角:顶点在圆心的角叫做圆心角。
24.1圆的有关性质(第四课时)一、内容和内容解析1.内容圆周角概念,圆周角定理及其推论.2.内容解析与圆心角一样,圆周角也是研究圆时重点研究的一类角.顶点在圆上并且两边都与圆相交的角叫做圆周角.圆周角定理(即一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半)揭示了一条弧所对的圆周角与圆心角之间的数量关系.从而把圆周角与相对应的弧、弦联系起来.圆周角定理及其推论为与圆有关的角的计算,证明角相等,弧、弦相等等数学问题提供了十分便捷的方法和思路,即是圆心角、弦、弧之间关系的继续,又是后续研究圆与其他平面图形的桥梁和纽带.圆周角定理得证明,采用完全归纳法,通过分类讨论,把一般问题转化为特殊情况来证明,渗透了分类讨论和化一般为特殊的化归思想.基于以上分析,确定本节课的教学重点是:圆周角定理.二、目标和目标解析1.目标(1)了解圆周角的概念,会证明圆周角定理及其推论.(2)结合圆周角定理的探索与证明的过程,进一步体会分类讨论、化归的思想方法.2.目标解析达成目标(1)的标志是:能在具体的图形中正确识别一条弧所对的圆周角;知道一条弧所对的圆周角等于这条弧所对的圆心角的一半,知道同弧或等弧所对的圆周角相等,能够正确识别直径所对的圆周角,并会结合具体问题构造直径所对的圆周角;能够应用定理和推论解决简单问题.达成目标(2)的标志是:能通过画图、观察、度量、归纳等方式发现一条弧所对圆周角与圆心角之间的关系;能根据圆心与圆周角的位置关系对同弧所对的圆周角进行分类,理解证明圆周角定理需要分三种情况的必要性;理解证明圆周角定理时,可以把圆心在圆周角的内部和外部两种情况转化成特殊情况,从而证明定理.三、教学问题诊断分析圆心与圆周角具有三种不同的位置关系:圆心在圆周角的一边上,圆心在圆周角的内部,圆心在圆周角的外部.所以,圆周角定理的证明要采用完全归纳法,分情况证明.学习本节课内容时,学生已经具备一定的逻辑推理能力,但对于一个几何命题要分情况证明的经验还很缺乏.因此,教学的关键是:①在学生明确圆周角的概念后,让学生动手画圆周角,一方面让学生深入了解圆周角,另一方面,让学生在动手操作中体会圆心与圆周角具有三种不同的位置关系,为后面证明中的分类讨论做好铺垫.②学生合作交流,通过度量事先画的一条弧所对的圆周角与圆心角的度数,探究并猜想他们之间的数量关系,然后教师在利用计算机软件来验证,让学生进一步明确他们之间的关系,从而得到命题:一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半.③从特殊的位置关系——圆心在圆周角一边上的情形入手,先证明猜想,再将其他两种情形转化为圆心在圆周角一边上的情形.基于以上分析,本节课的教学难点是:分情况证明圆周角定理.四、教学过程设计1.了解圆周角的概念问题1 如图1,∠ACB 的顶点和边有哪些特点?师生活动:学生观察图形,教师引导学生结合图形认识到:∠ACB 的顶点在O Θ上,角的两边分别交O Θ于点A,B 两点.教师进而指出:顶点在圆上,并且两边都和圆相交的角叫做圆周角.圆周角与圆心角都是圆有关的角.设计意图:结合图形,获得圆周角定义,理解圆周角的概念.练习 教科书第88页练习第一题.师生活动:学生思考并回答问题.设计意图:同时呈现有关圆周角的正例和反例,有利于学生对圆周角概念的本质属性与非本质属性进行比较,巩固对概念的理解.2.探索圆周角定理问题2 在图2中,∠ACB 是圆周角,作出弧AB所对的圆心角∠AOB.分别测量∠ACB 和∠AOB 的度数.他们之间有什么关系?师生活动:学生画图,连接OA,OB 得到圆心角∠AOB.跳时指出∠ACB 和∠AOB 都对着弧AB 提出以下问题.教师追问1:图2中,∠ACB 和∠AOB 有怎样的关系?师生活动:学生通过观察,度量,猜想AOB ACB ∠=∠21.即一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半.教师追问2:在O Θ上任取一条弧,做出这条弧所对的圆周角和圆心角,测量它们的度数,你能得出同样的结论吗?师生活动:除学生动手画图度量,并验证猜想外,教师也可以利用《几何画板》软件的动态功能和度量功能进行演示,从更广泛的角度验证猜想:①拖动圆周角的顶点在优弧AB 上运动;②改变弧的大小;③改变圆的大小后分别进行①和②的掩演示.引导学生发现,在演示过程中,∠ACB 和∠AOB 度数的比值保持不变.设计意图:引导学生经历观察猜想、操作、分析、验证、交流等基本数学活动,探索圆周角的性质:一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半.教师使用《几何画板》做进一步演示与验证,在动态环境中研究圆周角与圆心角的关系,即在某些量变化的过程中让学生观察不变的数量关系,帮助学生更好地理解一条弧所对的圆周角与圆心角的数量关系.3.证明圆周角定理问题 3 如何证明一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半?教师追问1:在圆上任取弧BC ,画出圆心角∠BAC 和圆周角∠BOC,圆心与圆周角有几种位置关系?师生活动:学生动手画图、交流、思考,得到圆心与圆周角的三种位置关系(图3):①圆心在圆周角的一边上;②圆心在圆周角的内部;③圆心在圆周角的外部.设计意图:把直观操作与逻辑推理有机结合,使得推理论证成为学生观察、实验、探究得出结论的自然延续.同时进一步明确证明的必要性和证明的方法.教师追问2:第①种情况下,如何证明一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半?师生活动:学生结合三种位置的图形,认识到第①种情况属于特殊情况,另外两种情况比第①种情况复杂.研究数学问题一般从特殊情况开始,再考虑其他情况能否转化成特殊情况.师生结合图3(1),分析第①种情况,得到BOC A C A BOC C A OC OA ∠=∠⇒⎭⎬⎫∠+∠=∠∠=∠⇒=21教师指出:符号”B A “⇒表示由条件A 推出B ,可以用”“⇒方式给出推理过程.设计意图:从特殊情况入手,证明猜想G 便于学生的学习又为其他两种情况的证明提供了转化的方向.教师追问3: 在第②③种情况下,如何证明一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半?师生活动:学生思考,尝试解决.如果学生有困难,教师可提示学生:将第②③种情况转化成第①种情况.根据学生的情况,师生共同研究完成第②种情况的证明.证明:如图4,连接AO 并延长交ΘO 于点D.BOD BAD B BAD BOD B BAD OB OA ∠=∠⇒⎭⎬⎫∠+∠=∠∠=∠⇒=21. 同理,COD CAD ∠=∠21. BOC COD BOD CAD BAD BAC ∠=∠+∠=∠+∠=∠∴212121. 学生独立完成第③种情况的证明.从而得到定理:一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半.设计意图:将一般情况化为特殊情况,体现了化归的数学思想.学生通过证明三种情况,感受分类证明的必要性,有利于逻辑推理能力的提升.4.探究特殊情况,获得推论问题4 我们知道,一条弧,可以对着不同的圆周角,这些圆周角之间有什么关系?也就是说,同弧或等弧所对的圆周角之间有什么关系?师生活动:学生画出弧BC 所对的几个圆周角和圆心角(图5),先观察、猜想,根据定理得到结论:一条弧所对的圆周角相等.再思考同弧或等弧的情况.如果学生遇到困难,教师可根据情况提示学生:考虑圆周角与圆心角之间的关系、弧与圆心角之间的关系,通过弧相等得到结论.设计意图:让学生经历观察、猜想、证明得出推论的探索过程,得到圆周角定理的推论,进一步认识与圆有关的角和弧之间的关系.问题5 半圆或直径所对的圆周角有什么特殊性?师生活动:学生画出弧AB 所对的几个圆周角和圆心角(图6),通过观察、猜想,根据定理得到结论:半圆(或直径)所对的圆周角是直角.教师进一步引导学生得出:90°的圆周角所对的弦是直径.设计意图:由一般到特殊进一步认识定理,加深对定理的理解,获得推论.5.应用圆周角定理与推论例如图7,OΘ的直径AB的长为10cm.弦AC长为6cm,∠ACB的平分线交OΘ于点D, 求BC,AD,BD的长.师生活动:师生共同分析已知条件、所求和解题思路.如图8,欲求BC的长,由BC所在的△ABC中AB为OΘ的直径,可知∠ACB=90°.又AB和AC已知,在Rt△ABC中,由勾股定理可求BC的长.由CD平分∠ACB得∠ACD=∠BCD,连接OD,可得∠AOD=∠BOD=90°,进而由勾股定理可求AD,BD的长.学生解答,一名学生板书,教师组织学生交流.设计意图:应用圆周角定理及其推论解决问题,巩固所学的内容.6.小结教师与学生一起回顾本节课的主要内容,并请学生回答以下问题:(1)本节课学习了哪些主要内容?(2)我们是如何证明圆周角定理的?在证明过程中用到了哪些思想方法?设计意图:通过小结使学生归纳梳理总结本节的知识、技能、方法,将本节课所学的知识与以前所学的知识进行紧密联系,有利于学生认知数学思想、教学方法,积累数学活动的经验.7.布置作业教科书第88页练习题第2,3,4题.。
圆周角定理的定理证明圆周角定理是平面几何中的一个重要定理,它给出了圆内任意一对弧所对应的圆周角相等的条件。
本文将通过推理和证明,解释圆周角定理的原理和应用。
我们来回顾一下圆周角的概念。
圆周角是由两条弧所夹的角,其中一条弧是圆上的一段弧,另一条弧是连接该圆上两个端点的弦。
我们将这两条弧所夹的角称为圆周角。
下面,我们来证明圆周角定理。
假设在一个圆上有两条弧AB和CD,它们所对应的圆周角分别为∠AOB和∠COD。
我们要证明的是∠AOB = ∠COD。
我们连接线段AC和BD,将圆分成了两个扇形OAC和OBD。
由于扇形是圆的一部分,所以扇形OAC的圆心角等于∠AOB,扇形OBD的圆心角等于∠COD。
我们要证明的是∠AOB = ∠COD,即证明扇形OAC的圆心角等于扇形OBD的圆心角。
接下来,我们来证明线段AC和BD所夹的角等于圆心角。
首先,我们连接线段AO和BO,线段OC和OD,得到了两个三角形AOB和COD。
由于AO = BO,OC = OD,而且∠AOB和∠COD都是直角,所以三角形AOB和COD是等腰直角三角形。
根据等腰直角三角形的性质,我们知道∠BAO = ∠ABO,∠CDO = ∠COD。
而且,三角形AOB和COD的两个直角边分别是AO和BO,OC和OD,它们的长度相等。
根据等腰直角三角形的性质,我们知道∠BOA = ∠DOA,∠AOC = ∠COA。
现在,我们来看看扇形OAC和OBD的圆心角。
根据扇形的定义,圆心角等于弧所对应的圆周角的两倍。
所以扇形OAC的圆心角等于∠BOA,扇形OBD的圆心角等于∠DOA。
由于∠BOA = ∠DOA,所以扇形OAC的圆心角等于扇形OBD的圆心角。
根据我们之前的推理,我们已经证明了扇形OAC和OBD的圆心角相等。
由于圆周角是由扇形的圆心角所对应的,所以我们可以得出结论:圆周角∠AOB = ∠COD。
通过上述的推理和证明,我们证明了圆周角定理的正确性。
圆周角定理的应用非常广泛,特别是在解决与圆相关的角度问题时,它可以帮助我们简化计算和推导的过程。
圆周角的定理及推论的应用圆周角是数学中的一个重要概念,掌握圆周角的定理及其推论,对于解决许多几何问题非常有帮助。
本文将围绕圆周角的定理及推论的应用展开阐述。
一、圆周角的定义圆周角是指落在圆周上的两条弧所对的角,即两个弧之间的角度量。
一般用大写字母表示圆周角,如∠ABC。
二、圆周角的定理1、相等圆周角定理:在同一个圆周上,所对的圆周角相等。
证明:作弦AB、CD相交于点E,则∠AEB=∠CED。
由于AE、BE、CE、DE均是从一个圆心O引出的弦,故∠AEB=∠CEB,∠CED=∠BED,又因为OE=OE,故OEB≌OED,由此可得∠OEB=∠OED,即∠AEB=∠CED。
2、圆心角的定理:在同一个圆中,所对的圆心角相等。
证明:连接圆心O到AB的中垂线OH,H为AB的中点。
则OH垂直于AB,因此∠AOH、∠BOH均为直角,所以∠AOB=2∠AOH=2∠BOH。
3、正弦定理:在任意三角形ABC中,设a、b、c分别为三角形BC、AC、AB 的边长,R为外接圆半径,则有:sinA=a/2R,sinB=b/2R,sinC=c/2R证明:如下图所示,以AB、BC、CA为边作三角形ABC的外接圆,设圆心为O。
连接AO、BO、CO,过O点作弦AD、BE、CF,则OD=OE=OF=R,所以AOD、BOE、COF都是等边三角形。
因此,∠OAB=∠CFO、∠OBA=∠CEO、∠OBC=∠AEO、∠OCB=∠AFO。
设∠BAC=x,∠ABC=y,∠ACB=z,由三角形内角和公式得:x+y+z=180又由圆周角定理得:∠BOC=2y,∠AOC=2z,∠AOB=2x于是:∠AOB+∠BOC+∠AOC=3602x+2y+2z=360,即x+y+z=180。
将sinA、sinB、sinC带入上述公式中,可得:sinA/BC=sinB/CA=sinC/AB=1/2R即sinA=a/2R,sinB=b/2R,sinC=c/2R。
4、余弦定理:在任意三角形ABC中,设a、b、c分别为三角形BC、AC、AB 的边长,R为外接圆半径,则有:cosA=(b²+c²-a²)/2bc,cosB=(a²+c²-b²)/2ac,cosC=(a²+b²-c²)/2ab证明:将ABC的外接圆的半径延长到BC、AC和AB上分别交于点D、E、F。
圆周角定理及其推论一、圆周角定理圆周角定理是几何学的重要定理,它源于古希腊数学家弥尔顿(Archimedes)的研究。
圆周角定理规定:任何两个正夹角的正弦之积等于它们之间的乘积,也就是学术上说的“正夹角全乘积等于余弦。
”以上是圆周角定理的文字表示,而在数学上,圆周角定理又有如下式子体现:Sin(α+β)= Sinα×Cosβ+Cosα×Sinβ二、圆周角定理的推论1、正弦定理:一个三角形角α,β,γ的正弦值分别为Sinα,Sinβ,Sinγ,那么有Sinα:Sinβ:Sinγ=a:b:c;2、余弦定理:每个三角形角α,β,γ的余弦值分别为Cosα,Cosβ,Cosγ,那么有a2+b2=c2-2abCosγ;3、正切定理:任一三角形角α,β,γ的正切值分别为tanα,tanβ,tanγ,那么有tanα×tanβ=tanγ/1-tanαtanβ;4、正割定理:一个三角形角α,β,γ的正割值分别为cotα,cotβ,cotγ,那么有cotα+cotβ=cotγ/1+cotα cotβ;5、互补定理:任一角α,它的余角β满足Cosα=Sinβ;Cosβ=Sinα;6、倒数定理:对一角α,其余角β均有Secα=1/Cosα;Secβ=1/Cosβ;7、士角定理:一角α,其余角β乘积等于正弦定理,那么Sinα×Sinβ=Cos角γ/2;8、三边定理:任一三角形角α,β,γ的边长分别为a,b,c,那么有a/(Sinα)=b/(Sinβ)=c/(Sinγ);9、兰勃托定理:一个等腰三角形,其底边和对边相较于当前对角之正弦的比值之和等于1,也就是说:Sinα/(a/2)+Sinβ/(a/2)=1;10、马克斯定理:一个三角形边长abc,那么有cosA+cosB+cosC=4cosA/2cosB/2cosC/2=3/2。
圆周角教学内容1.圆周角的概念.2.圆周角定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,•都等于这条弦所对的圆心角的一半.推论:半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90°的圆周角所对的弦是直径及其它们的应用.教学目标1.了解圆周角的概念.2.理解圆周角的定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,•都等于这条弧所对的圆心角的一半.3.理解圆周角定理的推论:半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90•°的圆周角所对的弦是直径.4.熟练掌握圆周角的定理及其推理的灵活运用.设置情景,给出圆周角概念,探究这些圆周角与圆心角的关系,运用数学分类思想给予逻辑证明定理,得出推导,让学生活动证明定理推论的正确性,最后运用定理及其推导解决一些实际问题.重难点、关键1.重点:圆周角的定理、圆周角的定理的推导及运用它们解题.2.难点:运用数学分类思想证明圆周角的定理.3.关键:探究圆周角的定理的存在.教学过程一、复习引入(学生活动)请同学们口答下面两个问题.1.什么叫圆心角?2.圆心角、弦、弧之间有什么内在联系呢?老师点评:(1)我们把顶点在圆心的角叫圆心角.(2)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,•那么它们所对的其余各组量都分别相等.刚才讲的,顶点在圆心上的角,有一组等量的关系,如果顶点不在圆心上,它在其它的位置上?如在圆周上,是否还存在一些等量关系呢?这就是我们今天要探讨,要研究,要解决的问题.二、探索新知问题:如图所示的⊙O ,我们在射门游戏中,设E 、F 是球门,•设球员们只能在所在的⊙O 其它位置射门,如图所示的A 、B 、C 点.通过观察,我们可以发现像∠EAF 、∠EBF 、∠ECF 这样的角,它们的顶点在圆上,•并且两边都与圆相交的角叫做圆周角.现在通过圆周角的概念和度量的方法回答下面的问题.1.一个弧上所对的圆周角的个数有多少个?2.同弧所对的圆周角的度数是否发生变化?3.同弧上的圆周角与圆心角有什么关系?(学生分组讨论)提问二、三位同学代表发言.老师点评:1.一个弧上所对的圆周角的个数有无数多个. 2.通过度量,我们可以发现,同弧所对的圆周角是没有变化的.3.通过度量,我们可以得出,同弧上的圆周角是圆心角的一半.下面,我们通过逻辑证明来说明“同弧所对的圆周角的度数没有变化,•并且 它的度数恰好等于这条弧所对的圆心角的度数的一半.”(1)设圆周角∠ABC 的一边BC 是⊙O 的直径,如图所示 EF∵∠AOC 是△ABO 的外角∴∠AOC=∠ABO+∠BAO∵OA=OB∴∠ABO=∠BAO∴∠AOC=∠ABO∴∠ABC=∠AOC (2)如图,圆周角∠ABC 的两边AB 、AC 在一条直径OD 的两侧,那么∠ABC=∠AOC 吗?请同学们独立完成这道题的说明过程. 老师点评:连结BO 交⊙O 于D 同理∠AOD 是△ABO 的外角,∠COD 是△BOC的外角,•那么就有∠AOD=2∠ABO ,∠DOC=2∠CBO ,因此∠AOC=2∠ABC .(3)如图,圆周角∠ABC 的两边AB 、AC 在一条直径OD 的同侧,那么∠ABC=∠AOC 吗?请同学们独立完成证明. 老师点评:连结OA 、OC ,连结BO 并延长交⊙O 于D ,那么∠AOD=2∠ABD ,∠COD=2∠CBO ,而∠ABC=∠ABD-∠CBO=∠AOD-∠COD=∠AOC 现在,我如果在画一个任意的圆周角∠AB ′C ,•同样可证得它等于同弧上圆心角一半,因此,同弧上的圆周角是相等的.从(1)、(2)、(3),我们可以总结归纳出圆周角定理:在同圆或等圆中,同弧等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半. 进一步,我们还可以得到下面的推导:半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90°的圆周角所对的弦是直径.下面,我们通过这个定理和推论来解一些题目.例1.如图,AB 是⊙O 的直径,BD 是⊙O 的弦,延长BD 到C ,使AC=AB ,BD与CD 的大小有什么关系?为什么?分析:BD=CD ,因为AB=AC ,所以这个△ABC 是等腰,要证明D 是BC 的中点,•只要连结AD 证明AD 是高或是∠BAC 的平分线即可.解:BD=CD理由是:如图24-30,连接AD∵AB 是⊙O 的直径∴∠ADB=90°即AD ⊥BC又∵AC=AB∴BD=CD三、巩固练习1.教材P92 思考题.2.教材P93 练习.四、应用拓展例2.如图,已知△ABC 内接于⊙O ,∠A 、∠B 、∠C 的对边分别设为a ,b ,c ,⊙O 半径为R ,求证:===2R . 分析:要证明===2R ,只要证明=2R ,=2R ,=2R ,即sinA=,sinB=,sinC=,因此,十分明显要在直角三角形中进行.证明:连接CO 并延长交⊙O 于D ,连接DB∵CD 是直径121212121212sin a A sin b B sin c Csin a A sin b B sin c C sin a A sin b B sin c C2a R 2b R 2cR∴∠DBC=90°又∵∠A=∠D在Rt △DBC 中,sinD=,即2R= 同理可证:=2R ,=2R ∴===2R 五、归纳小结(学生归纳,老师点评)本节课应掌握:1.圆周角的概念;2.圆周角的定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,•都相等这条弧所对的圆心角的一半;3.半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90°的圆周角所对的弦是直径.4.应用圆周角的定理及其推导解决一些具体问题.六、布置作业1.教材P95 综合运用9、10、 BC DC sin a Asin b B sin c Csin a A sin b B sin c C。
内容基本要求略高要求较高要求圆的有关概念 理解圆及其有关概念 会过不在同一直线上的三点作圆;能利用圆的有关概念解决简单问题圆的性质 知道圆的对称性,了解弧、弦、圆心角的关系能用弧、弦、圆心角的关系解决简单问题能运用圆的性质解决有关问题圆周角 了解圆周角与圆心角的关系;了解直径所对的圆周角是直角会求圆周角的度数,能用圆周角的知识解决与角有关的简单问题能综合运用几何知识解决与圆周角有关的问题一、圆周角定理圆心角和圆周角1. 圆心角:顶点在圆心的角叫做圆心角.将整个圆分为360等份,每一份的弧对应1︒的圆心角,我们也称这样的弧为1︒的弧.圆心角的度数和它所对的弧的度数相等. 2. 圆周角:顶点在圆上,并且两边都和圆相交的角叫做圆周角. 3. 圆周角定理:一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半.推论1:同弧或等弧所对的圆周角相等;同圆或等圆中,相等的圆周角所对的弧相等. 推论2:半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90︒的圆周角所对的弦是直径.推论3:如果三角形一边上的中线等于这边的一半,那么这个三角形是直角三角形.4. 圆心角、弧、弦、弦心距之间的关系定理:在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦相等,所对的弦的弦心距相等.推论:在同圆或等圆中,如果两个圆心角、两条弧、两条弦或两条弦的弦心距中有一组量相等,那么它们所对应的其余各组量分别相等.圆是平面几何中的一个重要内容.由于圆与直线型图形可组合成一些复杂的几何问题,所以它经常出现在数学竞赛中. 圆的基本性质有:⑴ 直径所对的圆周角是直角. ⑵ 同弧所对的圆周角相等.⑶ 经过圆心及一弦中点的直线垂直平分该弦.二、圆心角、弧、弦、弦心距之间的关系在同圆或等圆中,两个圆心角、两条弧、两条弦、两条弦的弦心距中有一组量相等,其它各组量都相等。
三、点与圆的位置关系点与圆的位置关系知识点睛中考要求第十讲圆周角定理及点与圆关系点与圆的位置关系有:点在圆上、点在圆内、点在圆外三种,这三种关系由这个点到圆心的距离与半径的大小关系决定.设O⊙的半径为r,点P到圆心O的距离为d,则有:点在圆外⇔d r>;点在圆上⇔d r<.=;点在圆内⇔d r确定圆的条件1. 圆的确定确定一个圆有两个基本条件:①圆心(定点),确定圆的位置;②半径(定长),确定圆的大小.只有当圆心和半径都确定时,圆才能确定.2. 过已知点作圆⑴经过点A的圆:以点A以外的任意一点O为圆心,以OA的长为半径,即可作出过点A的圆,这样的圆有无数个.⑵经过两点A B、、的圆:以线段AB中垂线上任意一点O作为圆心,以OA的长为半径,即可作出过点A B 的圆,这样的圆也有无数个.⑶过三点的圆:若这三点A B C、、三点不共线时,圆心是线段AB、、共线时,过三点的圆不存在;若A B C与BC的中垂线的交点,而这个交点O是唯一存在的,这样的圆有唯一一个.n≥个点的圆:只可以作0个或1个,当只可作一个时,其圆心是其中不共线三点确定的圆的圆⑷过n()4心.3. 定理:不在同一直线上的三点确定一个圆.注意:⑴”不在同一直线上”这个条件不可忽视,换句话说,在同一直线上的三点不能作圆;⑵”确定”一词的含义是”有且只有”,即”唯一存在”.4. 三角形的外接圆⑴经过三角形三个顶点的圆叫做三角形的外接圆,外接圆的圆心是三角形三条边垂直平分线的交点,叫做三角形的外心,这个三角形叫做这个圆的内接三角形.⑵三角形外心的性质:①三角形的外心是指外接圆的圆心,它是三角形三边垂直平分线的交点,它到三角形各顶点的距离相等;②三角形的外接圆有且只有一个,即对于给定的三角形,其外心是唯一的,但一个圆的内接三角形却有无数个,这些三角形的外心重合.⑶锐角三角形外接圆的圆心在它的内部;直角三角形外接圆的圆心在斜边中点处(即直角三角形外接圆半径等于斜边的一半);钝角三角形外接圆的圆心在它的外部.四、相交弦定理(选讲)相交弦定理:圆内的两条相交弦被交点分成的两条线段长的乘积相等.如图,弦AB和CD交于O⋅=⋅.⊙内一点P,则PA PB PC PDP ODC BA相交弦定理的推论:如果弦与直径垂直相交,那么弦的一半是它分直径所成的两条线段的比例中项.教学重点:圆周角的概念和圆周角定理教学难点:圆周角定理的证明中由“一般到特殊”的数学思想方法和完全归纳法的数学思想.一、圆周角定理【例1】 (08山西太原)如图,AB 是⊙O 的直径,CD 是⊙O 的弦,连接AC AD ,,若35CAB ∠=,则ADC ∠的度数为 .【解析】 直径所对圆周角是90°且同弧所对圆周角相等. 所以得55°. 【巩固】⑴(08龙岩)如图,量角器外沿上有A B 、两点,它们的度数分别是7040︒︒、,则1∠的度数为_________.⑵ 如图,ABC △的三个顶点都在O ⊙上,302cm C AB ∠==,,则O ⊙的半径为______cm .O1BAOCBAOCBA【解析】 ⑴ ()117040152∠=︒-︒=︒. ⑵ 连接OA ,OB∵30C ∠=︒,∴260O C ∠=∠=︒,又∵OA OB =,∴OAB ∆为等边三角形, ∴2OA AB ==,即O 的半径为2.【巩固】⑴ 已知O ⊙的弦AB 长等于圆的半径,求该弦所对的圆周角.⑵ (06年安徽课改)如图所示,在ABC ∆中,45C ∠=︒,4AB =,则O ⊙的半径为( )A.22B.4C.23D.5CBD OA重、难点例题精讲BABA【解析】 ⑴ 连接OA 、OB ,设弦AB 所对的圆周角为ACB ∠.∵AB OA OB ==∴AOB ∆是等边三角形 ∴60AOB ∠=︒∴当点C 在AB 上时(劣弧上),1(360)2ACB AOB ∠=︒-∠1(36060)1502=⨯︒-︒=︒.当点C 在AmB 上时(优弧上),1302ACB AOB ∠=∠=︒故该弦所对的圆周角为30︒或150︒. ⑵ 如右图所示连接OA 、OB ,因为45C ∠=︒,290AOB C ∠=∠=︒4AB=,所以半径为OA OB ==.【例2】 (07年威海中考题)如图,AB 是O 的直径,点C ,D ,E 都在O 上,若C D E ==∠∠∠,求A B +∠∠.B ABA【解析】 连接AC 、BC∵AB 是O 的直径,∴90ACB ∠=︒,∴90CAB CBA ∠+∠=︒, 又∵D CBA ∠=∠,E CAB ∠=∠,∴90D E ∠+∠=︒, 又∵DCE D E ∠=∠=∠,∴45DCE D E ∠=∠=∠=︒,∴9045135DAB EBA DCB ECA ACB DCE ∠+∠=∠+∠=∠+∠=︒+︒=︒, 即135A B +=︒∠∠【巩固】(08年济宁改编)如图,四边形ABCD 中,AB AC AD ==,若7613CAD BDC ∠=︒∠=︒,,则CBD ∠=_________,BAC ∠=__________.DCBA【解析】 以A 为圆心,AB 为半径作辅助圆则C D 、均在A ⊙上,∴1382CBD CAD ∠=∠=︒,226BAC BDC ∠=∠=︒.【例3】 如图,AB 为O ⊙的直径,CD 是O ⊙的弦,AB CD 、的延长线交于点E ,若218AB DE E =∠=︒,,求AOC ∠的度数.EE【解析】 连结OD∵AB 是直径,2AB DE =,∴12DE AB OD ==∴18DOE E ∠=∠=︒,∴36ODC DOE E ∠=∠+∠=︒∵OC OD =,∴36OCD ODC ∠=∠=︒, ∴54AOC OCD E ∠=∠+∠=︒.【巩固】如图所示CD 是O ⊙的直径,87EOD ∠=︒,AE 交O ⊙于B ,且AB OC =,求A ∠ 的度数.DD【解析】 连结OB∵AB OC =,OB OC =,∴OB AB = 设A x ∠=,则BOA x ∠=. ∴2OBE BOA A x ∠=∠+∠=. ∵OE OB =,∴2OEA OBE x ∠=∠=.∴387EOD E A x ∠=∠+∠==︒ ∴29x =︒,即29A ∠=︒.【巩固】如图,已知AB 为⊙O 的直径,20E ∠=︒,50DBC ∠=︒,则CBE ∠=______.B【解析】 连结AC .设∠DCA =x°,则∠DBA =x°,所以∠CAB =x°+20°.因为AB 为直径,所以∠BCA=90°,则∠CBA +∠CAB =90°.又 ∠DBC =50°,∴ 50+x +(x +20)=90. ∴ x =10.∴∠CBE =60°.所以答案是60°.【例4】 (07重庆)已知,如图:AB 为O ⊙的直径,AB AC =,BC 交O ⊙于点D ,AC 交O ⊙于点E ,45BAC ∠=︒.给出以下五个结论:①22.5EBC ∠=︒,;②BD DC =;③2AE EC =;④劣弧AE 是劣弧DE 的2倍;⑤AE BC =.其中正确结论的序号是 .【解析】 由题意可知122.52EBC BAC ∠=∠=︒,故①正确,连接AD 可得90ADB ∠=︒,由等腰三角形三线合一的性质可知BD DC =,故②正确;2ABE EBD ∠=∠,由弧的度数和它所对的圆心角是相等的,可知2AE DE =,故④正确, ∴正确结论的序号是:①②④.【例5】 如图AB 是半圆O 的直径,点C D 、在弧AB 上,且AD 平分CAB ∠,已知106AB AC ==,,求AD的长.【解析】 延长AC 交BD 的延长线于E ,∵AB 是半圆的直径,AD 平分CAB ∠, 则可得10AE AB ==,BD ED =, ∴4CE AE AC =-=,∵90ACB ∠=︒,∴8BC =,在RtBCE ∆中,BE =,∴BD DE ==∴AD =【例6】 (08乌鲁木齐)如图所示的半圆中,AD 是直径,且32AD AC ==,,则sin B 的值是________.DCA B【例7】 ⑴(09河北)如下左图,四个边长为1的小正方形拼成一个大正方形,A B O 、、是小正方形顶点,O ⊙的半径为1,P 是O ⊙上的点,且位于右上方的小正方形内,则APB ∠等于__________.PO BAB⑵(09四川成都)如上右图,ABC ∆内接于O ⊙,120AB BC ABC =∠=︒,,AD 为O ⊙的直径,6AD =,那么BD =_________.⑶(09山东泰安)O ⊙的半径为1,AB 是O ⊙的一条弦,且AB =AB 所对圆周角的度数为_____________.【解析】 ⑴45︒;⑵60︒或120︒.【例 1】 (07年枣庄中考题)如图,ABC ∆内接于O ⊙,120BAC ∠=︒,AB AC =,BD 为O ⊙的直径,6AD =,则BC = .A【解析】 连接CD .证明ABD CDB ∆∆≌,∴6BC AD ==.【例8】 如图,过O ⊙的直径AB 上两点M N ,,分别作弦CD EF ,,若CD EF AC BF =,∥.求证:⑴BEC ADF =;⑵ AM BN =.【解析】 ⑴ ∵AC BF =,∴AC BF =, ∵AB 是直径,∴AEB ADB =,∴AEB AC ADB BF -=-,即BEC ADF =. ⑵ 由⑴可知CAM FBN ∠=∠,∵CD EF ∥,∴CMA DMB FNB ∠=∠=∠,又AC BF =,∴ACM BFN ∆∆≌,∴AM BN =.【例9】 如图,点A B C 、、是O ⊙上的三点,AB OC ∥.⑴ 求证:AC 平分OAB ∠;⑵ 过点O 作OE AB ⊥于点E ,交AC 于点P .若230AB AOE =∠=︒,,求PE 的长.【解析】 ⑴ ∵AB OC ∥,∴BAC C ∠=∠,∵OA OC =,∴OAC C ∠=∠,∴BAC OAC ∠=∠,∴AC 平分OAB ∠.⑵ ∵OE AB ⊥,∴112AE AB ==,在Rt AOE ∆中,9030OEA AOE ∠=︒∠=︒,,∴22AO AE OE ==,以下可以用两种不同方法解答:解法一:∵AB OC ∥,∴12AE PE OC OP ==∴13PE OE =解法二:由⑴得AC 平分OAB ∠,∴2OA OPAE PE==,∴13PE OE =【例10】 ⑴如图,AB 是O ⊙的直径,CD AB ⊥,设COD α∠=,则2sin 2AB AD α⋅=_____________.O PFEDC B A⑵ 如图,AB 是O ⊙的直径,弦PC 交OA 于点D ,弦PE 交OB 于点F ,且OC DC OF EF ==,.若C E ∠=∠,则CPE ∠=___________.⑶ 已知:如图,MN 是O ⊙的直径,点A 是半圆上一个三等分点,点B 是AN 的中点,P 是MN 上一动点,O ⊙的半径为1,则PA PB +的最小值是_____________.【解析】 ⑴1;⑵40︒;⑶作B 点关于MN 的对称点B ′,连结AB ′与MN 交于点P , 易证得,此时PA PB +取得最小值.根据圆的对称性,B ′点在O ⊙上,且B N BN =′, ∵A 是半圆的三等分点,∴13AN MAN =,∴60AON ∠=︒,∵B 是AN 的中点,∴1302BON AON ∠=∠=︒,∴30B ON ∠=︒′,∴90AOB AON B ON ∠=∠+∠=︒′′, ∵O ⊙半径为1,∴1OA OB ==′,∴AB ′,∴PA PB +【巩固】(09浙江衢州)如图,AD 是O ⊙的直径.⑴ 如图1,垂直于AD 的两条弦11B C ,22B C 把圆周4等分,则1B ∠的度数是___________,2B ∠的度数是____________;⑵ 如图2,垂直于AD 的三条弦112233B C B C B C 、、把圆周6等分,分别求123B B B ∠∠∠,,的度数;⑶ 如图3,垂直于AD 的n 条弦112233n n B C B C B C B C ,,,…,把圆周2n 等分,请你用含n 的代数式表示n B ∠的度数(只需直接写出答案).图3图2图1-1n -2B n 3B B 2【解析】 ⑴ 22.567.5︒︒,;⑵ ∵圆周被6等分,∴111223360660B C C C C C ===÷=︒.∵直径11AD B C ⊥,∴1111302AC B C ==︒,∴()()12311153060453060607522B B B ∠=︒∠=⨯︒+︒=︒∠=⨯︒+︒+︒=︒,,.⑶ ()()90451136036012222n n B n n n n -︒︒︒⎡⎤∠=⨯+-⋅=⎢⎥⎣⎦(或3604590908nB n n ︒︒∠=︒-=︒-)【例11】 已知如图,ACD ∆的外角平分线CB 交其外接圆于B ,连接BA 、BD ,求证:BA BD =.N【解析】 ∵ACB BCN ∠=∠,又∵ACB ADB ∠=∠;BCN BAD ∠=∠, ∴BAD BDA ∠=∠, ∴BA BD =.【巩固】已知如图,ACD ∆的外角平分线CB 交其外接圆于B ,连接BA 、BD ,过B 作BM AC ⊥于M ,BN CD ⊥于N ,则下列结论中一定正确的有 .①CM CN =;②MBN ABD ∠=∠;③AM DN =;④BN 为⊙O 的切线.【解析】 可证得BCM ∆≌BCN ∆.∴CM CN =,故①正确;四边形BMCN 的内角和为360︒可知,180MBN MCN ∠+∠=︒, 又∵180MCN ACD ∠+∠=︒, ∴MBN ACD ∠=∠, ∵ACD ABD ∠=∠,∴MBN ABD ∠=∠,故②正确;利用外角平分线易证AB BD =,又∵BM BN =,AMB DNB ∠=∠, ∴ABM DBN ∆∆≌,∴AM DN =,故③正确;若BN 为⊙O 的切线,则NBC BAC ∠=∠, ∵90NBC BCN ∠+∠=︒,而BCN ACB ∠=∠, ∴90BAC ACB ∠+∠=︒, ∴AC 为O ⊙直径.而AC 不一定为O ⊙直径,故④不正确.【巩固】(09辽宁)已知∆ABC 中,=AB AC ,D 是∆ABC 外接圆劣弧AC 上的点(不与点A C ,重合),延长BD 至E .⑴ 求证:AD 的延长线平分∠CDE ;⑵ 若30∠=︒BAC ,∆ABC 中BC边上的高为2∆ABC 外接圆的面积.AB CD【解析】 ⑴ 如图,设F 为AD 延长线上一点∵D 在∆ABC 外接圆上(A B C D 、、、四点共圆) ∴∠=∠CDF ABC又=AB AC ,∴∠=∠ABC ACB , 且∠=∠ADB ACB ,∴∠=∠ADB CDF对顶角∠=∠EDF ADB ,故∠=∠EDF CDF , 即AD 的延长线平分∠CDE .⑵ 设O 为外接圆圆心,连接AO 交BC 于H ,则⊥AH BC . 连接OC ,由题意15∠=∠=︒OAC OCA ,75∠=︒ACB , ∴60∠=︒OCH .设圆半径为r,则2+=r 2=r ,外接圆的面积为4π.二、圆心角、弧、弦、弦心距之间的关系【例12】 如图所示在O ⊙中,2AB CD =,那么( )A.2AB CD >B.2AB CD <C.2AB CD =D.AB 与2CD的大小关系不能确定【解析】 如图所示,作DE CD =,则2CE CD =,∵在CDE ∆中CD DE CE +>,∴2CD CE >, ∵2AB CD =,∴AB CE >,∴AB CE >,即2AB CD >. 故选A .【例13】 已知AB AC 、是O ⊙的弦,AD 平分BAC ∠交O ⊙于D ,弦DE AB ∥交AC 于P ,求证:OP 平分APD ∠.【解析】 过O 点分别作OF AC OG DE ⊥⊥,,垂足分别为F G 、.∵DE AB ∥,∴BAD D ∠=∠,∵AD 平分BAC ∠,∴BAD CAD ∠=∠,∴CAD D ∠=∠, ∴AE CD =,∴AE EC CD EC +=+,即AC DE = ∴AC DE =, ∵OF AC OG DE ⊥⊥,,∴OF OG =,∴点O 在APD ∠的平分线上,即OP 平分APD ∠.【巩固】已知,如图M N ,为O 中劣弧AB 的三等分点,E F ,为弦AB 的三等分点,连接ME 并延长,交直线MF 于点P ,连接AP BP ,交O 于C D ,两点,求证:3AOB APB ∠=∠.PNMOFEDCBAQPNMOFEDCBA【解析】 连接CN AN ,,ON OM ,,连接MN 并延长,交PA 的延长线于Q .∵M N ,三等分AB ,∴AM BN =,故MN AB ∥,由AE EF =,可证得QM MN =, 由AM MN =得AM MN =, ∴MA MQ MN ==, ∴QAN ∠为直角,∴90CAN ∠=︒,故CN 为O 直径, 故O 在CN 上∴22AON ACN MON ∠=∠=∠∴MON ACN ∠=∠,故OM AP ∥, 同理可证:ON AB ∥于是可证得:MON APB ∠=∠,∵3AOB MON ∠=∠,∴3AOB APB ∠=∠.【例14】 (2008年广州市数学中考试题)如图,射线AM 交一圆于点B C ,,射线AN 交该圆于点D 、E ,且BC DE =.⑴ 求证:AC AE =⑵ 分别作线段CE 的垂直平分线与MCE ∠的平分线,两线交于点F .求证:EF 平分CEN ∠.NME【解析】 ⑴ 作OP AM ⊥,OQ AN ⊥,由BC DE =,得OP OQ =,证APO AQO ∆∆≌,可得AP AQ =, 由BC CD =,得CP EQ = ∴AC AE =. ⑵ ∵AC AE =,∴ACE AEC ∠=∠,∴MCE NEC ∠=∠, ∵F 在线段CE 的中垂线上, ∴FC FE =,∴FCE FEC ∠=∠,∵12FCE MEC ∠=∠,∴12FEC NEC ∠=∠,即EF 平分CEN ∠.三、点与圆的位置关系【例15】 一个已知点到圆周上的点的最大距离为5cm ,最小距离为1cm ,则此圆的半径为______.【解析】 ⑴ 当点在圆外时,512cm 2r -==,⑵ 当点在圆内时,513cm 2r +==.【例16】 已知:四边形ABCD 中,AB CD ∥,AD BC =,135BAD ∠=︒,20AB =,40CD =,以A 为圆心,AB 长为半径作圆.求证:在A ⊙上,在A ⊙内,A ⊙外都有线段DC 上的点.C【解析】 如图所示,作AE CD ⊥于E∵ABCD 是等腰梯,AE CD ⊥,135BAD ∠=︒,20AB =,40CD =∴20AD =<,20AC = ∴D 点在A ⊙内,C 点在A ⊙外,圆内一点与圆外一点的连线,必与圆有一交点, 所以A ⊙上,A ⊙内, A ⊙外都有线段DC 上的点.【例17】 在平面直角坐标系内,以原点O 为圆心,5为半径作O ⊙,已知A ,B ,C 三点的坐标分别为()34A ,,()33B --,,(4C ,,试判断A ,B ,C 三点与O ⊙的位置关系.【解析】∵5OA =5OB =5OC >∴点A 在O ⊙上,点B 在O ⊙内,点C 在O ⊙外.【点评】要判定点与圆的位置关系,就是要比较点到圆心的距离与半径的大小关系.【例18】 在ABC ∆ 中,90C ∠=︒,4AC =,5AB =,以点C 为圆心,以r 为半径作圆,请回答下列问题,并说明理由.⑴ 当r 取何值时,点A 在C ⊙上,且点B 在C ⊙内部?⑵ 当r 在什么范围内取值时,点A 在C ⊙外部,且点B 在C ⊙的内部? ⑶ 是否存在这样的实数r ,使得点B 在C ⊙上,且点A 在C ⊙内部?CBA【解析】 如右图所示在Rt ABC ∆中,90C ∠=︒,4AC =,5AB =,根据勾股定理得:3BC ==⑴ 当4r =时,点A 在C ⊙上,且点B 在C ⊙内.因为4AC r ==,所以点A 在C ⊙上,34BC r =<=,所以B 在C ⊙内; ⑵ 当34r <<时,点A 在C ⊙的外部,且点B 在C ⊙的内部.由于3BC =,要使点B 在C ⊙的内部,必须C ⊙的半径3r >;又由于4AC =,要使点A 在C ⊙的外部,必须C ⊙的半径4r <. 综合上述两方面可知,34r <<.⑶ 不存在这样的实数r ,使得点B 在C ⊙上,且点A 在C ⊙内部.因为3BC =,要使点B 在C ⊙上,必须3r =,此时,由于4AC r =>,所以点A 在C ⊙的外部,点A 不在C ⊙的内部,所以这样的实数r 不存在.【例19】 已知ABC ∆中,90C ∠=︒,2AC =,3BC =,AB 的中点为M ,⑴ 以C 为圆心,2为半径作C ⊙,则点A ,B ,M 与C ⊙的位置关系如何? ⑵ 若以C 为圆心作C ⊙,使A ,B ,M 三点至少有一点在C ⊙内,且至少有一点在C ⊙外,求C ⊙半径r 的取值范围.M CBA【解析】 如右图所示⑴ ∵2AC =,且C ⊙的半径也为2,即AC r =∴点A 在C ⊙上.又∵3BC =,2R =,BC r > ∴点B 在C ⊙外.在ABC ∆中,AB = ∵M 为AB 的中点∴122MC AB ==<∴点M 在C ⊙内; ⑵ ∵2AC =,3BC =,MC ∴BC AC MC >>∴要使A ,B ,M 三点中至少有一点在C ⊙内,且至少有一点在C ⊙外,则C ⊙的半径r 的3r <<.【点评】⑴ 要判定点A ,B ,M 与C ⊙的位置关系,只要比较AC ,BC ,MC 的长度与C ⊙的半径的大小关系即可;⑵ 由⑴求得AC ,BC ,MC 的长度即可确定C ⊙的半径r 的取值范围.【例20】 ABC ∆中,10AB AC ==,12BC =,求其外接圆的半径.【解析】 作高AD ,设点O 是ABC ∆OB∵AB AC =,AD BC ⊥,∴16BD BC ==在Rt ABD ∆中,8AD 设O ⊙的半径为R ,则OB AO R ==,8OD R =-. 在Rt OBD ∆中, 222OB BD OD =+∴2226(8)R R =+-,解得254R =.∴外接圆的半径为254.【点评】运用外心到三角形的三个顶点的距离相等这一性质,注意,三角形的外心在等腰三角形底边的中垂线上.四、相交弦定理(选讲)相交弦定理:圆内的两条相交弦被交点分成的两条线段长的乘积相等.如图,弦AB 和CD 交于O ⊙内一点P ,则PA PB PCPD ⋅=⋅.相交弦定理的推论:如果弦与直径垂直相交,那么弦的一半是它分直径所成的两条线段的比例中项. 【例21】 ⑴ 如下左图,在O ⊙中,弦AB 与CD 相交于点P ,已知3cm 4cm 2cm PA PB PC ===,,,那么PD = cm .⑵ 如下中图,在O ⊙中,弦AB 与半径OC 相交于点M ,且OM MC =,若 1.54AM BM ==,,则OC 的长为( )A. BC. D .⑶ 如下右图,在O ⊙中,P 为弦AB 上一点,PO PC ⊥,PC 交O ⊙于C ,那么( )A .2OP PA PB =⋅ B .2PC PA PB =⋅C .2PA PB PC =⋅D .2PB PA PC =⋅【解析】 ⑴6;⑵D ;⑶B .【例22】如图,圆的半径是A C 、两点在圆上,点B 在圆内,6AB =,2BC =,90ABC ∠=︒求点B到圆心的距离.【解析】 连结OB ,则线段OB 的长就是所求点B 到圆心的距离.连结OA ,延长AB 交O ⊙于D ,过O 点作OE AD ⊥于E ,延长CB 交O ⊙于F . 设BD x =,由相交弦定理可得AB BD BC BF ⋅=⋅,则3AB BDBF x BC⋅==,∵OE AD ⊥,∴()()11166222AE AD x BE x ==+=-,,()()11132232222OE CF BC x x =-=+-=-,在Rt AOE ∆中,90AEO ∠=︒,∴222OE AE OA +=,即()()22113265044x x -++=,解得4x =,∴()()1134256412OE BE=⨯-==-=,,OB =【例23】 如图,正方形ABCD 内接于O ⊙,点P 在劣弧AB 上,连结DP 交AC 于点Q .若QP QO =,则QCQA的值为___________.【解析】 连结DO ,设O ⊙半径为r ,QO m =,则QP m QC r m QA r m ==+=-,,.在O ⊙中,根据相交弦定理得QA QC QP QD ⋅=⋅,即()()r m r m mQD -+=,∴22r m QD m-=,由勾股定理得222QD DO QO =+,即22222r m r m m ⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭,解得33m r =. ∴313231QC r m QA r m ++===+--.【习题1】 (2007浙江温州)如图,已知ACB ∠是O 的圆周角,50ACB ∠=︒,则圆心角AOB ∠是( )A .40︒B . 50︒C . 80︒D . 100︒【解析】 考察同弧所对圆心角圆周角关系.答案选:D .【习题2】 如图,将圆沿AB 折叠后,圆弧恰好经过圆心,则AmB 等于 .A . 60°B . 90°C . 120°D . 150°mBAO【解析】 答案选C .【习题3】 (09四川凉山)如图,O ⊙是ABC ∆的外接圆,已知50ABO ∠=︒,则ACB ∠的大小为__________.OCBA【解析】 40︒.【习题4】 (09四川南充)如图,AB 是O ⊙的直径,点C D 、在O ⊙上,110BOC ∠=︒,AD OC ∥,则AOD ∠=___________.OD CBA家庭作业【解析】 40︒.【习题5】 如果两条弦相等,那么( )A .这两条弦所对的弧相等B .这两条弦所对的圆心角相等C .这两条弦的弦心距相等D .以上答案都不对【解析】 考察圆心角定理,关键是这些条件成立的前提是在同圆或等圆中.所以选D .【习题6】 如图,AB 为⊙O 的直径,AC 交⊙O 于E 点,BC 交⊙O 于D 点,CD =BD ,∠C =70°. 现给出以下四个结论:①∠A =45°; ②AC =AB ; ③AE BE =; ④22CE AB BD ⋅=. 其中正确结论的序号是A .①②B .②③C .②④D .③④ED C BAO【解析】 考察利用圆中角可推出等弧,等弦,相似.答案选 C .【习题7】 如图,量角器外缘边上有A P Q ,,三点,它们所表示的读数分别是180,70,30,则PAQ ∠的大小为( )A .10B .20C .30D .40【解析】 考察同弧所对圆心角是圆周角的2倍.答选 B .【习题8】 (首师大附中2008-2009初三月考)定义:定点A 与O ⊙上的任意一点之间的距离的最小值称为点A 与O ⊙之间的距离.现有一矩形ABCD 如图,14cm 12cm AB BC ==,,K ⊙与矩形的边AB BC CD 、、分别相切于点E F G 、、,则点A 与K ⊙的距离为______________.GEK DB A【解析】 连结KE AK 、,由题意可知K ⊙的半径为6cm ,6cm EK AB BE ⊥=,,∴8cm AE =,∴2210cm AK AE EK =+=, ∴点A 与K ⊙的距离为1064cm -=.【备选1】 如图,CD 为O ⊙的直径,过点D 的弦DE 平行于半径OA ,若D ∠的度数是50︒,则C ∠的度数是 A .25︒ B .40︒ C .30︒ D .50︒O EDCA【解析】 A .【备选2】 (08泰安)如图,在O ⊙中,AOB ∠的度数为m ,C 是ACB 上一点,D E 、是AB 上不同的两点(不与A B 、两点重合),则D E ∠+∠的度数为____________.OEDCBA【解析】 ()136018022mD E m ∠+∠=︒-=︒-.【备选3】 如图,已知⊙O 的弦AB 、CD 相交于点E ,AC 的度数为60°,BD 的度数为100°,则AEC∠等于( )A . 60°B . 100°C . 80°D . 130°EDC BO A【解析】 连结BC ,则∠AEC =∠B +∠C =21×60°+21×100°=80°.所以答案是C .【备选4】 设Rt ABC ∆的两条直角边长分别为3,4则此直角三角形的内切圆半径为 ,外接圆半径为【解析】 内切圆半径为1()12r a b c =+-=;外接圆半径为 2.52cR ==.【备选5】 等边三角形的外接圆的半径等于边长的( )倍.月测备选A .23B .33C .3D .21【解析】 考察等边三角形与外接圆半径的关系,所以选B【备选6】 (08山东滨州)如图所示,AB 是⊙O 的直径,AD=DE ,AE 与BD 交于点C ,则图中与∠BCE相等的角有( )BAA . 2个B . 3个C . 4个D . 5个【解析】 考察同弧,等弧所对圆周角相等,所以选B .【备选7】 (宜宾)已知:如图,四边形ABCD 是O ⊙的内接正方形,点P 是劣弧CD 上不同于点C 的任意一点,则BPC ∠的度数是( )A.45︒ B .60︒ C.75︒ D.90︒P【解析】 连接BO ,CO ,可得90BOC ∠=︒,∴1452BPC BOC ∠=∠=︒,故选A .【备选8】 (09浙江温州)如图,80AOB ∠=︒,则弧AB 所对圆周角ACB ∠的度数是A .40︒B .45︒C .50︒D .80︒【解析】 A .【备选9】 Rt ABC ∆的两条直角边3BC =,4AC =,斜边AB 上的高为CD ,若以C 为圆心,分别以12r =,2 2.4r =,33r =为半径作圆,试判断D 点与这三个圆的位置关系.DCBA【解析】 在Rt ABC ∆中,90ACB ∠=︒,4AC =,3BC =,∴5AB =由面积相等得,AC BC AB CD ⋅=⋅.∴122.45AC BC CD AB ⋅===∴ 2.4d CD ==∴1d r >, 2d r =, 3d r <∴点D 与三个圆的位置关系分别是:在圆外,在圆上,在圆内.【点评】要判定点与圆的位置关系,就是要比较点到圆心的距离与半径的大小关系.。
教学时间课题24.1.4 圆周角课型新授课
教学目标知识和能力
1.了解圆周角与圆心角的关系.
2.探索圆周角的性质和直径所对圆周角的特征.
3.能运用圆周角的性质解决问题.
过程和方法
1.通过观察、比较,分析圆周角与圆心角的关系,发展学生合情推理能力和演绎推理能力.
2.通过观察图形,提高学生的识图能力.
3.通过引导学生添加合理的辅助线,培养学生的创造力.
4.学生在探索圆周角与圆心角的关系的过程中,学会运用分类讨论的数学思想、转化的数学思想解决问题.
情感态度
价值观引导学生对图形的观察发现,激发学生的好奇心和求知欲,并在运用数学知识解答问题的活动中获取成功的体验,建立学习的自信心.
教学重点探索圆周角与圆心角的关系,发现圆周角的性质和直径所对圆周角的特征.
教学难点发现并论证圆周角定理.
教学准备教师多媒体课件
问题与情境师生行为设计意图
[活动1 ]
演示课件或图片:
问题1
如图:同学甲站在圆心O的位置,同学乙站在正对着玻璃窗的靠墙的位置C,他们的视角( 和)有什么关系?
问题2
如果同学丙、丁分别站在其他靠墙的位置D和E,他们的视角( 和)和同学乙的视角相同吗?
教师演示课件或图片:展示一个圆柱形的海洋馆.
教师解释:在这个海洋馆里,人们可以通过其中的圆弧形玻璃窗观看窗内的海洋动物.
教师出示海洋馆的横截面示意图,提出问题.
教师结合示意图,给出圆周角的定义.利用几何画板演示,让学生辨析圆周角,并引导学生将问题1、问题2中的实际问题转化成数学问题:即研究同弧( )所对的圆心角( )与圆周角( )、同弧所对的圆周角( 、、等)之间的大小关系.教师引导学生进行探究.
教师关注:
1.问题的提出是否引起了学生的兴趣;
2.学生是否理解了示意图;
3.学生是否理解了圆周角的定义;
4.学生是否清楚了要研究的数学问题.
从生活中的实际问题入手,使学生认识到数学总是与现实问题密不可分,人们的需要产生了数学.
将实际问题数学化,让学生从一些简单的实例中,不断体会从现实世界中寻找数学模型、建立数学关系的方法.
引导学生对图形的观察,发现,激发学生的好奇心和求知欲,并在运用数学知识解答问题的活动中获取成功的体验,建立学习的自信心.
[活动2]
问题1同弧(弧AB)所对的圆心角∠AOB 与圆周角∠ACB的大小关系是怎样的?
问题2
同弧(弧AB )所对的圆周角∠ACB 与圆周角∠ADB 的大小关系是怎样的?
教师提出问题,引导学生利用度量工具(量角器)动手实验,进行度量,发现结论.
在活动中,教师应关注:
1.学生是否积极参与活动;
2.学生是否度量准确,观察、发现的结论是否正确.
由学生总结发现的规律:同弧所对的圆周角的度数没有变化,并且它的度数恰好等于这条弧所对的圆心角的度数的一半.
教师利用几何画板课件“圆周角定理”,从动态的角度进行演示,验证学生的发现.教师可从以下几个方面演示,让学生观察圆周角的度数是否发生改变,同弧所对的圆周角与圆心角的关系有无变化.
1.拖动圆周角的顶点使其在圆周上运动;
2.改变圆心角的度数;
3.改变圆的半径大小.
活动2的设计是为引导学生发现.让学生亲自动手,利用度量工具(如半圆仪、)进行实验、探究,得出结论.激发学生的求知欲望,调动学生学习的积极性.教师利用几何画板从动态的角度进行演示,目的是用运动变化的观点来研究问题,从运动变化的过程中寻找不变的关系.
[活动3]
问题1
在圆上任取一个圆周角,观察圆心与圆周角的位置关系有几种情况? (课件:折痕与圆周角的关系)
问题2
当圆心在圆周角的一边上时,如何证明活动2中所发现的结论?
问题3
另外两种情况如何证明,可否转化成第一种情况呢?
教师引导学生,采取小组合作的学习方式,前后四人一组,分组讨论.
教师关注:
1.学生是否会与人合作,并能与他人交流思维的过程和结果;
2.学生能否发现圆心与圆周角的三种位置关系.
教师巡视,请学生回答问题.回答不全面时,请其他同学给予补充.
教师演示圆心与圆周角的三种位置关系.
教师引导学生从特殊情况入手证明所发现的结论.
学生写出已知、求证,完成证明.
教师关注:
1.学生能否用准确的数学符号语言表述已知和求证,并准确地画出图形来;
2.学生能否证明出结论.
学生采取小组合作的学习方式进行探索发现,教师观察指导小组活动.启发并引导学生,通过添加辅助线,将问题进行转化.
教师关注:
1.学生是否会想到添加辅助线,将另外两种情况进行转化;
2.学生添加辅助线的合理性;
3.学生是否会利用问题2的结论进行证明.
教师讲评学生的证明,板书圆周角定理.数学教学是在教师的引导下,进行的再创造、再发现的教学.通过数学活动,教给学生一种科学研究的方法,学会发现问题、提出问题、分析问题,并能解决问题.活动3的安排是让学生对所发现的结论进行证明.培养学生严谨的治学态度.
问题1的设计是让学生通过合作探索,学会运用分类讨论的数学思想研究问题.培养学生思维的深刻性.
问题2、3的提出是让学生学会一种分析问题、解决问题的方式方法:从特殊到一般.学会运用化归思想将问题转化.并启发培养学生创造性的解决问题.
[活动4]
问题1
半圆(或直径)所对的圆周角是多少度?(课件:圆周角定理推论)
问题2
90°的圆周角所对的弦是什么?
问题3
在半径不等的圆中,相等的两个圆周角所对的弧相等吗?
∠ABC=30°
∠A’B’C’=30°
问题4
在同圆或等圆中,如果两个圆周角相等,它们所对的弧一定相等吗?为什么?
问题5
如图,点、、、在同一个圆上,四边形的对角线把4个内角分成8个角,这些角中哪些是相等的角? 问题6
如图,⊙O的直径AB 为10 cm,弦AC 为6 cm,∠ACB 的平分线交⊙O于D,求BC、AD、BD的长.
学生独立思考,回答问题,教师讲评.
问题1提出后,教师关注:
学生是否能由半圆(或直径)所对的圆心角的度数得出圆周角的度数.
问题2提出后,教师关注:
学生是否能由90°的圆周角推出同弧所对的圆心角度数是180°,从而得出所对的弦是直径.
问题3提出后,教师关注:
学生能否得出正确的结论,并能说明理由.
教师提醒学生:在使用圆周角定理时一定要注意定理的条件.
问题4提出后,教师关注:
学生能否利用定理得出与圆周角对同弧的圆心角相等,再由圆心角相等得到它们所对的弧相等.
问题5提出后,教师关注:
学生是否准确找出同弧所对的圆周角.
问题6提出后,教师关注:
1.学生是否能由已知条件得出直角三角形ABC、ABD;
2.学生能否将要求的线段放到三角形里求解;
活动4的设计是圆周角定理的应用.通过4个问题层层深入,考察学生对定理的理解和应用.
问题1、2是定理的推论,也是定理在特殊条件下得出的结论.问题3的设计目的是通过举反例,让学生明确定理使用的条件.问题4是定理的引申,将本节课的内容与所学过的知识紧密结合起来,使学生很好地进行知识的迁移.问题5、6是定理的应用.即时反馈有助于记忆,让学生在练习中加深对本节知识的理解.教师通过学生练习,及时发现问题,评价教学效果.
[活动5]
问题
通过本节课的学习你有哪些收获?
教师带领学生从知识、方法、数学思想等方面小结本节课所学内容.
教师关注不同层次的学生对所学内容的理解和掌握.
教师布置作业.
通过小结,使学生归纳、梳理总结本节的知识、技能、方法,将本课所学的知识与以前所学的知识进行紧密联系,有利于培养学生数学思想、数学方法、数学能力和对数学的积极情感.
增加阅读作业的目的是让学生养成看书的习惯,并通过看书加深对所学内容的理解.
课后巩固作业是对课堂所学知识的检验,让学生巩固、提高、发展.
作业
设计必做教科书P87:选做教科书P89
教学反思。