切线长定理(1)
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切线长定理一知识讲解(基础)责编:康红梅【学习目标】1. 了解切线长定义;理解三角形的内切圆及内心的定义;2. 掌握切线长定理;利用切线长定理解决相关的计算和证明【要点梳理】要点一、切线长定理1.切线长:经过圆外一点作圆的切线,这点和切点之间的线段的长,叫做这点到圆的切线长要点诠释:切线长是指圆外一点和切点之间的线段的长,不是“切线的长”的简称•切线是直线,而非线段•2 .切线长定理:从圆外一点可以引圆的两条切线,它们的切线长相等,这一点和圆心的连线平分两条切线的夹角要点诠释:切线长定理包含两个结论:线段相等和角相等3 •圆外切四边形的性质:圆外切四边形的两组对边之和相等•要点二、三角形的内切圆1.三角形的内切圆:与三角形各边都相切的圆叫做三角形的内切圆•这个三角形叫作圆的外切三角形•2 •三角形的内心:三角形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•三角形的内心是这个三角形的三条角平分线的交点•要点诠释:(1) 任何一个三角形都有且只有一个内切圆,但任意一个圆都有无数个外切三角形;(2) 解决三角形内心的有关问题时,面积法是常用的,即三角形的面积等于周长与内切圆半径乘积的一半,即;:- 1 I':(S 为三角形的面积,P为三角形的周长,r为内切圆的半径).2内心(三角形三角形三条角平分线X(1)到三角形三边距离相等;内切圆的圆的交点(2)OA、OB OC分别平分心)M BAG M ABG M ACB⑶内心在三角形内部.【典型例题】类型一、切线长定理1. (2015秋?湛江校级月考)已知PA PB分别切OO于A B, E为劣弧AB上一点,过E点的切线交PA于C、交PB于D.(1 )若PA=6,求厶PCD的周长.(2)若/ P=50°求/ DOC解:(1)连接OE••• PA PB与圆O相切,••• PA=PB=6同理可得:AC=CE BD=DE△ PCD的周长=PC+PD+CD=PC+PD+CE+DE=PA+P;=12(2)T PA PB与圆O相切,•••/ OAP M OBP=90 / P=50°,•••/ AOB=360 - 90°- 90°- 50° =130°,在Rt △ AOC和Rt △ EOC 中,r OA=OEOC=OC,L• Rt△AO Q Rt△EOC( HL),•••/ AOC H COE同理:/ DOE M BOD•••/ COD= M AOB=65 .2【总结升华】本题考查的是切线长定理和全等三角形的判定和性质,掌握切线长定理是解题的关键.2 . (2016秋?江阴市校级期中)如图,AB、AC、BD是O O的切线,P、C、D为切点,如果AB=5 ,AC=3,贝U BD的长为 _________【解析】解: •/ AC 、AP 为O O 的切线, 举一反三: 【变式】已知:如图,OO过点A 作AD _ BF 于点D .求证:DA 为OOAC 、BD 是O O 的切线,贝U AC=AP , BP=BD ,求出BP 的长即可求出 BD 的长.••• AC=AP ,•/ BP 、BD 为O O 的切线,• BP=BD , • BD=PB=AB - AP=5 - 3=2.故答案为:2.【总结升华】本题考查了切线长定理,两次运用切线长定理并利用等式的性质是解题的关键. 为.:ABC 的外接圆,BC 为OO 的直径,作射线 BF ,使得BA 平分三CBF , 的切线.AO = BO2 = . 3 .BA 平分.CBF ,• • 1 =. 2. • Z 3 Z 1 .DB // AO .AD _DB , • £BDA =90 . /.Z DAO =90 .AO 是O O半径,• DA 为O O 的切线. 3.如图,正方形 ABCD 边长为4cm ,以正方形的一边 BC 为直径在正方形 ABCD 内作半圆,过 A 作半圆的切线,与半圆相切于F 点,与DC 相交于E 点,则△ ADE 的面积( )【答案】2.【答案】 连接AO .A.12B.24C.8D.6【答案】D;【解析】••• AE与圆0切于点F,显然根据切线长定理有AF=AB=4cm , EF=EC ,设EF=EC=xcm ,则DE= (4 - x) cm, AE= (4+x) cm ,在三角形ADE中由勾股定理得:2 2 2(4 - x) +4 = (4+x),x=1cm,/• CE=1cm ,.DE=4 -仁3cm ,2--S^\DE=AD ?DE -=2=3 ^4^2=6cm -【总结升华】此题主要考查圆的切线长定理,正方形的性质和勾股定理等知识,解答本题关键是运用切线长定理得出AB=AF , EF=EC .类型二、三角形的内切圆4. (2015?青江市校级二模)如图,在△ABC中,I是内心,O是AB边上一点,00经过B点且与AI相切于I点.(1)求证:AB=AC(2)若BC=16 00的半径是5,求AI的长.【解题思路】(1)延长AI交BC于D,连结OI,如图,根据内心的性质得/ OBI=Z DBI,则可证明OI// BD 再根据切线的性质得OI 丄AI,贝U BDLAD加上AI平分/ BAC所以△ ABC为等腰三角形,得到AB=AC (2)由OI// BC得到△ AOI sA ABD 得到比例式,再根据勾股定理求得A D JA B2— BD2=贸,于是就可得. 【答案与解析】解:(1)延长AI交BC于D,连结OI,如图,• AI= ?AD= 'XBD 8二11 ~=~••T是厶ABC的内心,••• BI 平分/ ABC 即/ OBI=Z DBI, •/ OB=O|•••/ OBI=Z OIB,•••/ DBI=Z OIB,•01 // BD•/AI为OO的切线,•01 丄AI,•BDLAD•/ AI 平分/ BAC•△ ABC为等腰三角形,•AB=AC(2)T OI // BC•△AOI sA ABD•-y•l i. H i ii,•订:•/.=:,AB』• Ai2"32,【总结升华】本题考查了三角形的内切圆与内心,等腰三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质等,正确的作出辅助线是解题的关键.举一反三:【变式】已知如图,△ ABC中,/ C=90°, BC=4, AC=3求厶ABC的内切圆O O的半径r.【答案】连结OA OB OC•/△ ABC中,/ C=90°, BC=4, AC=3 • AB=5.1111贝U S\AO+S A CO+S^AO(=S^ABC即卩5r+ 4r+ 3r= 3 4 r=12 2 2 2,。
*3.7 切线长定理1.理解切线长的定义;(重点)2.掌握切线长定理并能运用切线长定理解决问题.(难点)一、情境导入如图①,P A 为⊙O 的一条切线,点A 为切点.如图②所示,沿着直线PO 将纸对折,由于直线PO 经过圆心O ,所以PO 是圆的一条对称轴,两半圆重合.设与点A 重合的点为点B ,这里,OB 是⊙O 的一条半径,PB 是⊙O 的一条切线.图中P A 与PB 、∠APO 与∠BPO 有什么关系?二、合作探究探究点:切线长定理【类型一】 利用切线长定理求线段的长如图,从⊙O 外一点P 引圆的两条切线P A 、PB ,切点分别是点A 和点B ,如果∠APB =60°,线段P A =10,那么弦AB 的长是()A .10B .12C .5 3D .10 3解析:∵P A 、PB 都是⊙O 的切线,∴P A=PB .∵∠APB =60°,∴△P AB 是等边三角形,∴AB =P A =10.故选A.方法总结:切线长定理是在圆中判断线段相等的主要依据,经常用到.变式训练:见《学练优》本课时练习“课堂达标训练”第4题【类型二】 利用切线长定理求角的度数如图,P A 、PB 是⊙O 的切线,切点分别为A 、B ,点C 在⊙O 上,如果∠ACB =70°,那么∠OP A 的度数是________度.解析:如图所示,连接OA 、OB .∵P A 、PB 是⊙O 的切线,切点分别为A 、B ,∴OA ⊥P A ,OB ⊥PB ,∴∠OAP =∠OBP =90°.又∵∠AOB =2∠ACB =140°,∴∠APB =360°-∠P AO -∠AOB -∠OBP =360°-90°-140°-90°=40°.易证△POA ≌△POB ,∴∠OP A =12∠APB =20°.故答案为20.方法总结:由公共点引出的两条切线,可以运用切线长定理得到等腰三角形.另外根据全等的判定,可得到PO 平分∠APB . 变式训练:见《学练优》本课时练习“课堂达标训练”第3题【类型三】利用切线长定理求三角形的周长如图,P A、PB、DE是⊙O的切线,切点分别为A、B、F,已知PO=13cm,⊙O的半径为5cm,求△PDE的周长.解析:连接OA,根据切线的性质定理,得OA⊥P A.根据勾股定理,得P A=12,再根据切线长定理即可求得△PDE的周长.解:连接OA,则OA⊥P A.在Rt△APO中,PO=13cm,OA=5cm,根据勾股定理,得AP=12cm.∵P A、PB、DE是⊙O的切线,∴P A=PB,DA=DF,EF=EB,∴△PDE的周长PD+DE+PE=PD+DF+FE+PE=PD+DA+EB+PE=P A+PB=2P A=24cm.方法总结:从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等,圆心和这一点的连线,平分两条切线的夹角.变式训练:见《学练优》本课时练习“课后巩固提升”第4题【类型四】利用切线长定理解决圆外切四边形的问题如图,四边形ABCD的边与圆O分别相切于点E、F、G、H,判断AB、BC、CD、DA之间有怎样的数量关系,并说明理由.解析:直接利用切线长定理解答即可.解:AD+BC=CD+AB,理由如下:∵四边形ABCD的边与圆O分别相切于点E、F、G、H,∴DH=DG,CG=CF,BE=BF,AE=AH,∴AH+DH+CF+BF=DG+GC+AE+BE,即AD+BC=CD+AB.方法总结:由切线长定理可以得到一些相等的线段,一定要明确这些相等线段.记住“圆外切四边形的对边之和相等”,对我们以后解决问题有很大帮助.变式训练:见《学练优》本课时练习“课堂达标训练”第4题【类型五】切线长定理与三角形内切圆的综合如图,在△ABC中,AB=AC,⊙O是△ABC的内切圆,它与AB、BC、CA分别相切于点D、E、F.(1)求证:BE=CE;(2)若∠A=90°,AB=AC=2,求⊙O的半径.解析:(1)利用切线长定理得出AD=AF,BD=BE,CE=CF,进而得出BD=CF,即可得出答案;(2)首先连接OD、OE、OF,进而利用切线的性质得出∠ODA=∠OF A=∠A=90°,进而得出四边形ODAF是正方形,再利用勾股定理求出⊙O的半径.(1)证明:∵⊙O是△ABC的内切圆,∴AD=AF,BD=BE,CE=CF.∵AB=AC,∴AB-AD=AC-AF,即BD=CF,∴BE =CE;(2)解:连接OD、OE、OF,∵⊙O是△ABC的内切圆,切点为D、E、F,∴∠ODA=∠OF A=∠A=90°.又∵OD=OF,∴四边形ODAF是正方形.设OD=AD=AF=r,则BE=BD=CF=CE=2-r.在△ABC中,∠A=90°,∴BC=AB2+AC2=2 2.又∵BC=BE+CE,∴(2-r)+(2-r)=22,得r=2-2,∴⊙O的半径是2-2 .方法总结:本题综合考查了正方形的判定以及切线长定理和勾股定理等知识,解决问题的关键是得出四边形ODAF是正方形.【类型六】利用切线长定理解决存在性问题如图①,已知正方形ABCD的边长为23,点M是AD的中点,P是线段MD上的一动点(P不与M,D重合),以AB为直径作⊙O,过点P作⊙O的切线交BC于点F,切点为E.(1)除正方形ABCD的四边和⊙O中的半径外,图中还有哪些相等的线段(不能添加字母和辅助线)?(2)求四边形CDPF的周长;(3)延长CD,FP相交于点G,如图②所示.是否存在点P,使BF·FG=CF·OF?如果存在,试求此时AP的长;如果不存在,请说明理由.解析:(1)根据切线长定理得到FB=FE,PE=P A;(2)根据切线长定理,发现该四边形的周长等于正方形的三边之和;(3)若要满足结论,则∠BFO=∠GFC,根据切线长定理得∠BFO=∠EFO,从而得到这三个角应是60°,然后结合已知的正方形的边长,也是圆的直径,利用30°的直角三角形的知识进行计算.解:(1)FB=FE,PE=P A;(2)四边形CDPF的周长为FC+CD+DP+PE+EF=FC+CD+DP+P A+BF=BF+FC+CD+DP+P A=BC+CD+DA=23×3=63;(3)假设存在点P,使BF·FG=CF·OF.∴BFOF=CFFG.∵cos∠OFB=BFOF,cos∠GFC=CFFG,∴∠OFB=∠GFC.∵∠OFB=∠OFE,∴∠OFE=∠OFB=∠GFC=60°,∴在Rt△OFB中,BF=OBtan∠OFB=OBtan60°=1.在Rt△GFC中,∵CG=CF·tan∠GFC=CF·tan60°=(23-1)×3=6-3,∴DG=CG-CD=6-33,∴DP=DG·tan∠PGD=DG·tan30°=23-3,∴AP=AD-DP=23-(23-3)=3.方法总结:由于存在性问题的结论有两种可能,所以具有开放的特征,在假设存在性以后进行的推理或计算.一般思路是:假设存在——推理论证——得出结论.若能导出合理的结果,就做出“存在”的判断,若导出矛盾,就做出“不存在”的判断.三、板书设计切线长定理1.切线长的概念2.切线长定理3.切线长定理的应用在教学过程中,通过安排实践操作活动,使学生提高了探究的兴趣.首先教师突出操作要求,学生操作并思考回答问题,教师在学生回答问题的基础上进一步引导学生从中发现问题,让学生体会从具体情景和实践操作中发现问题,解决问题.通过设计问题情境,使学生提高解决问题的意识,通过自己画图尝试从中得到感性认识,进而不断地比较,让学生的思维能够经历一个从模糊到清晰,从具体到抽象,从直觉到逻辑的过程,再由直观、粗糙向严格、精确,使学生体会数学发展的过程.。
初中数学什么是切线长定理
初中数学中,切线长定理是与圆相关的一个重要概念。
下面我将详细介绍切线长定理的定义、性质和相关概念。
1. 切线长定理的定义:
-切线长定理:在一个圆上,一个角的顶点在切点上,另外两个顶点在圆上,这个角的两条边分别与切线相交,那么这两条切线的长度相等。
2. 切线长定理的性质:
-定理性质1:切线长度相等。
如果一个圆上的两条切线与同一个角相交,且角的顶点在切点上,那么这两条切线的长度相等。
3. 切线长定理的相关概念:
-切点:切线与圆相交的点称为切点。
-切线长度:切线的长度即为从切点到圆心的距离。
切线长定理是初中数学中的一个重要概念,它可以帮助我们理解和应用几何知识,解决与切线和圆相关的问题。
在应用切线长定理时,需要注意定理的定义和性质,并运用几何知识进行推理和分析。
例如,如果我们需要判断两条切线的长度是否相等,我们可以先找到这两条切线与同一个角相交,并且角的顶点在切点上。
然后根据切线长定理的性质,我们可以得出这两条切线的长度相等。
希望以上内容能够满足你对切线长定理的了解。