27.3 垂径定理及其推论
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证明垂径定理和垂径定理的推论1. 什么是垂径定理?嘿,大家好!今天我们来聊聊一个在几何界特别重要的概念——垂径定理。
说到这,很多同学可能会想:“这是什么鬼东西?”别急,听我慢慢给你捋一捋。
简单来说,垂径定理就是在一个圆里,如果你从圆心往外画一条垂直于圆周的直线,这条线与圆的交点就是我们所说的“垂径”。
这听起来简单吧?但其实这背后蕴藏着很多神奇的数学秘密。
1.1 定理的具体内容那么,垂径定理的具体内容是什么呢?在一个圆中,假设我们有一个点P,假如我们从这个点出发,往圆心画一条直线,直到它碰到圆周,我们叫这个点为A。
接下来,点P到点A的直线垂直于点A到圆心的直线。
那么根据垂径定理,我们就知道这条线段就是一个垂径!是不是觉得这个定理挺神奇的?我觉得它就像一把打开几何大门的钥匙,让我们看到了一个崭新的世界。
1.2 实际应用好啦,别光听我唠叨,咱们说说这玩意儿有什么用。
你可能会问:“我这辈子也不会用到几何啊!”可是,谁能说得准呢?比如说你要设计一个游乐场,想把过山车的轨道设计得又稳又安全,垂径定理可是可以帮你确保轨道的结构强度哦!所以,别小看这些数学定理,它们就像是我们生活中的隐形助手,时时刻刻在为我们服务。
2. 垂径定理的证明说完了定理,接下来就是那个让人头疼的——证明!别担心,我会把它说得简单易懂。
首先,我们可以画一个圆,标记出圆心O,以及任意的点A和P。
然后,从点P出发,画一条垂直于OA的直线,设它与圆交于点B。
根据几何的性质,我们知道,点B 到点O的距离等于点A到点O的距离,这样一来,我们就能证明这两条线段的关系。
2.1 证明的细节我们接下来用一些三角形的性质来帮忙。
设O是圆心,OA是半径,PB是我们所说的垂径。
根据三角形的性质,三角形OAP和三角形OBP是相似的,因为它们有一个公共角OAP和一个直角。
这就意味着它们的对应边成比例,从而可以得出PB的长度与OA是相等的。
啊哈,证明完成了!是不是觉得其实也没那么难?2.2 证明的意义证明完毕之后,咱们再来思考一下这个定理的意义。
人的大脑和肢体一样,多用则灵,不用则废。
BABA BACAP27.3 垂径定理(3)[学习目标]1、能运用垂径定理及推论解决有关数学问题;2、掌握运用垂径定理及其推论时辅助线的常用添法. [学习重难点]会运用垂径定理及推论解决有关问题.一、课前预习1、已知»AB ,用直尺和圆规平分这条弧.2、已知:如图,线段AB 、交O e 于C 、D 两点,且OA=OB , 求证:AC=BD.3、如图,有一圆弧形门拱的拱高CD 为1米,跨度AB 为4米,求这个门拱的半径.二、课堂学习例题1 如图,已知O e 的半径长为25,弦AB 长为48,C 是»AB 的中点. 求AC 的长. (提示:把AC 放到直角三角形中去求,这里可以联结 、 )(问题:添辅助线时这里可以写“作OC AB ⊥”吗?)例题2 如图,已知AB 、CD 是O e 的弦,且AB=CD ,,OM AB ON CD ⊥⊥ ,垂足分别是点M 、N ,BA 、DC 的延长线交于点P. 求证:PA=PC. (提示:先证明AM=CN 和PM=PN )例题3 如图,已知O e 的半径长R 为5,弦AB 与弦CD 平行,它们之间的距离为7,AB 长6,求弦CD 的长.(问题:过点O 作,OE AB OF CD ⊥⊥ ,垂足分别为E 、F ,可否马上得到EF=7?)人的大脑和肢体一样,多用则灵,不用则废。
POBACDFOE B A C D P ONMB AC DO B CBCE DOA课堂小结四、课堂练习1、已知:如图,PB 、 PD 与O e 分别交于点A 、B 和点C 、D ,且PO 平分BPD ∠.求证:¼¼.ABD CDB =2、如图,已知AB 是O e 的直径,弦CD 交AB 于点E ,45CEA ∠=o,OF CD ⊥,垂足为点F ,DE=7,EO=2. 求CD 的长.3、已知O e 的半径长为5,弦AB 与弦CD 平行,AB=6,CD=8. 求AB 与CD 之间的距离。
圆部分知识点总结垂径定理及其推论垂径定理:垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的弧;推论1:1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; 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; 推论2:圆的两条平行弦所夹的弧相等;垂径定理及其推论可概括为: 过圆心 垂直于弦直径 平分弦 知二推三 平分弦所对的优弧 平分弦所对的劣弧弧、弦、弦心距、圆心角之间的关系定理1: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;2:在同圆或等圆中,如果两个圆的圆心角、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都分别相等;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也相等; 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; 点和圆的位置关系设⊙O 的半径是r,点P 到圆心O 的距离为d,则有: d<r ⇔点P 在⊙O 内;d=r ⇔点P 在⊙O 上; d>r ⇔点P 在⊙O 外;过三点的圆1、不在同一直线上的三个点确定一个圆;2、经过三角形的三个顶点的圆叫做三角形的外接圆;3、三角形的外接圆的圆心是三角形三条边的垂直平分线的交点,它叫做这个三角形的外心; 直线与圆的位置关系直线和圆有三种位置关系,具体如下:1相交: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,公共点叫做交点; 2相切:直线和圆有唯一公共点时,叫做直线和圆相切,这时直线叫做圆的切线, 3相离:直线和圆没有公共点时,叫做直线和圆相离;如果⊙O 的半径为r,圆心O 到直线L 的距离为d,那么:直线L 与⊙O 相交⇔d<r ;直线L 与⊙O 相切⇔d=r ; 直线L 与⊙O 相离⇔d>r ;圆的内接四边形定理:圆的内接四边形的对角互补,外角等于它的内对角; 切线的性质与判定定理1、切线的判定定理:过半径外端且垂直于半径的直线是切线;两个条件:过半径外端且垂直半径,二者缺一不可2、性质定理:切线垂直于过切点的半径 推论1:过圆心垂直于切线的直线必过切点;推论2:过切点垂直于切线的直线必过圆心; 以上三个定理及推论也称二推一定理:即:①过圆心;②过切点;③垂直切线,三个条件中知道其中两个条件就能推出最后一个; 切线长定理切线长定理:从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等,这点和圆心的连线平分两条切线的夹角; 即:∵PA 、PB 是两条切线∴PA PB =;PO 平分BPA ∠ 圆幂定理1、相交弦定理:圆内两弦相交,交点分得的两条线段的乘积相等;即:在⊙O 中,∵弦AB 、CD 相交于点P ,A∴PA PB PC PD ⋅=⋅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; 即:在⊙O 中,∵直径AB CD ⊥, ∴2CE AE BE =⋅切割线定理:从圆外一点引圆的切线和割线,切线长是这点到割线与圆交点的两条线段长的比例中项;即:在⊙O 中,∵PA 是切线,PB 是割线 ∴ 2PA PC PB =⋅割线定理:从圆外一点引圆的两条割线,这一点到每条割线与圆的交点的两条线段长的积相等如右图;即:在⊙O 中,∵PB 、PE 是割线∴PC PB PD PE ⋅=⋅两圆公共弦定理 圆公共弦定理:两圆圆心的连线垂直并且平分这两个圆的的公共弦; 如图:12O O 垂直平分AB ;即:∵⊙1O 、⊙2O 相交于A 、B 两点∴12O O 垂直平分AB 圆的公切线1公切线的长:12Rt O O C ∆中,221AB CO == 2外公切线的长:2CO 是半径之差;2CO 是半径之和三角形的内切圆和外接圆1、三角形的内切圆 与三角形的各边都相切的圆叫做三角形的内切圆;2、三角形的内心 三角形的内切圆的圆心是三角形的三条内角平分线的交点,它叫做三角形的内心; 圆和圆的位置关系 1、圆和圆的位置关系如果两个圆没有公共点,那么就说这两个圆相离,相离分为外离和内含两种;如果两个圆只有一个公共点,那么就说这两个圆相切,相切分为外切和内切两种; 如果两个圆有两个公共点,那么就说这两个圆相交; 2、圆心距两圆圆心的距离叫做两圆的圆心距; 3、圆和圆位置关系的性质与判定设两圆的半径分别为R 和r,圆心距为d,那么两圆外离⇔d>R+r 两圆外切⇔d=R+r 两圆相交⇔R-r<d<R+rR ≥r 两圆内切⇔d=R-rR>r 两圆内含⇔d<R-rR>r 4、两圆相切、相交的重要性质如果两圆相切,那么切点一定在连心线上,它们是轴对称图形,对称轴是两圆的连心线;相交的两个圆的连心线垂直平分两圆的公共弦; 圆内正多边形的计算1.正三角形 在⊙O 中△ABC 是正三角形,有关计算在Rt BOD ∆中进行:::2OD BD OB =;2.正四边形同理,四边形的有关计算在Rt OAE ∆中进行,::1:1:2OE AE OA =: 3.正六边形同理,六边形的有关计算在Rt OAB ∆中进行,::1:3:2AB OB OA =. 弧长和扇形面积1、弧长公式 n °的圆心角所对的弧长l 的计算公式为180rn l π= 2、扇形面积公式 lR R n S 213602==π扇 其中n 是扇形的圆心角度数,R 是扇形的半径,L 是扇形的弧长; 3、圆锥的侧面积 rl r l S ππ=•=221其中L 是圆锥的母线长,r 是圆锥的底面半径; 内切圆及有关计算;1三角形内切圆的圆心是三个内角平分线的交点,它到三边的距离相等; 2△ABC 中,∠C=90°,AC=b,BC=a,AB=c,则内切圆的半径r=2cb a -+ ; 3S △ABC =)(21c b a r ++,其中a,b,c 是边长,r 是内切圆的半径; 拱高问题1.如图,圆弧形桥拱的跨度AB =12米,拱高CD =4米,则拱桥的半径为A .6.5米B .9米C .13米D .15米2.如图,用 表示主桥拱,设 所在圆的圆心为O,半径为R .经过圆心O 作弦AB 的垂线OC,D 为垂足,OC 与AB相交于点D,根据前面的结论,D 是AB 的中点,C 是 的中点,CD 就是拱高.A B SlBAOA B A B。
垂径定理及其推论知二推三
垂径定理是:垂直与弦的直径平分这条弦,并且平分这条弦所对的两段弧。
推论一:平分弦(不是直径)的直径垂直与这条弦,并且平分这条弦所对的两段弧。
推论二:弦的垂直平分线经过圆心,并且平分这条弦所对的弧。
推论三:平分弦所对的一条弧的直径垂直平分这条弦,并且平分这条弦所对的另一条弧。
推论四:在同圆或者等圆中,两条平行弦所夹的弧相等。
(证明时的理论依据就是上面的五条定理)
但是在做不需要写证明过程的题目中,可以用下面的方法进行判断:
在5个条件中:
1。
平分弦所对的一条弧;
2。
平分弦所对的另一条弧;
3。
平分弦;
4。
垂直于弦;
5。
经过圆心(或者说直径)。
只要具备任意两个条件,就可以推出其他的三个结论。