人教版九年级上数学教案【全册,95页】
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这是一份人教版九年级上册本册综合教案及反思,共95页。教案主要包含了复习引入,探索新知,巩固练习,应用拓展,归纳小结,布置作业等内容,欢迎下载使用。
九年级数学上册教学计划
二十一章 一元二次方程
第1课时 21.1 一元二次方程
教学内容
一元二次方程概念及一元二次方程一般式及有关概念.
教学目标
了解一元二次方程的概念;一般式ax2+bx+c=0(a≠0)及其派生的概念;应用一元二次方程概念解决一些简单题目.
1.通过设置问题,建立数学模型,模仿一元一次方程概念给一元二次方程下定义.
2.一元二次方程的一般形式及其有关概念.
3.解决一些概念性的题目.
4.通过生活学习数学,并用数学解决生活中的问题来激发学生的学习热情.
重难点关键
1.重点:一元二次方程的概念及其一般形式和一元二次方程的有关概念并用这些概念解决问题.
2.难点关键:通过提出问题,建立一元二次方程的数学模型,再由一元一次方程的概念迁移到一元二次方程的概念.
教学过程
一、复习引入
学生活动:列方程.
问题(1)古算趣题:“执竿进屋”
笨人执竿要进屋,无奈门框拦住竹,横多四尺竖多二,没法急得放声哭。
有个邻居聪明者,教他斜竿对两角,笨伯依言试一试,不多不少刚抵足。
借问竿长多少数,谁人算出我佩服。
如果假设门的高为x尺,那么,这个门的宽为_______尺,长为_______尺,
根据题意,得________.
整理、化简,得:__________.
二、探索新知
学生活动:请口答下面问题.
(1)上面三个方程整理后含有几个未知数?
(2)按照整式中的多项式的规定,它们最高次数是几次?
(3)有等号吗?还是与多项式一样只有式子?
老师点评:(1)都只含一个未知数x;(2)它们的最高次数都是2次的;(3)都有等号,是方程.
因此,像这样的方程两边都是整式,只含有一个未知数(一元),并且未知数的最高次数是2(二次)的方程,叫做一元二次方程.
一般地,任何一个关于x的一元二次方程,经过整理,都能化成如下形式ax2+bx+c=0(a≠0).这种形式叫做一元二次方程的一般形式.
一个一元二次方程经过整理化成ax2+bx+c=0(a≠0)后,其中ax2是二次项,a是二次项系数;bx是一次项,b是一次项系数;c是常数项.
例1.将方程3x(x-1)=5(x+2)化成一元二次方程的一般形式,并写出其中的二次项系数、一次项系数及常数项.
分析:一元二次方程的一般形式是ax2+bx+c=0(a≠0).因此,方程3x(x-1)=5(x+2)必须运用整式运算进行整理,包括去括号、移项等.
解:略
注意:二次项、二次项系数、一次项、一次项系数、常数项都包括前面的符号.
例2.(学生活动:请二至三位同学上台演练) 将方程(x+1)2+(x-2)(x+2)=1化成一元二次方程的一般形式,并写出其中的二次项、二次项系数;一次项、一次项系数;常数项.
分析:通过完全平方公式和平方差公式把(x+1)2+(x-2)(x+2)=1化成ax2+bx+c=0(a≠0)的形式.
解:略
三、巩固练习
教材 练习1、2
补充练习:判断下列方程是否为一元二次方程?
(1)3x+2=5y-3 (2) x2=4 (3) 3x2-=0 (4) x2-4=(x+2) 2 (5) ax2+bx+c=0
四、应用拓展
例3.求证:关于x的方程(m2-8m+17)x2+2mx+1=0,不论m取何值,该方程都是一元二次方程.
分析:要证明不论m取何值,该方程都是一元二次方程,只要证明m2-8m+17≠0即可.
证明:m2-8m+17=(m-4)2+1
∵(m-4)2≥0
∴(m-4)2+1>0,即(m-4)2+1≠0
∴不论m取何值,该方程都是一元二次方程.
• 练习: 1.方程(2a—4)x2—2bx+a=0, 在什么条件下此方程为一元二次方程?在什么条件下此方程为一元一次方程?
2.当m为何值时,方程(m+1)x/4m/-4+27mx+5=0是关于的一元二次方程
五、归纳小结(学生总结,老师点评)
本节课要掌握:
(1)一元二次方程的概念;(2)一元二次方程的一般形式ax2+bx+c=0(a≠0)和二次项、二次项系数,一次项、一次项系数,常数项的概念及其它们的运用.
六、布置作业
第2课时 21.1 一元二次
教学内容
1.一元二次方程根的概念;
2.根据题意判定一个数是否是一元二次方程的根及其利用它们解决一些具体题目.
教学目标
了解一元二次方程根的概念,会判定一个数是否是一个一元二次方程的根及利用它们解决一些具体问题.
提出问题,根据问题列出方程,化为一元二次方程的一般形式,列式求解;由解给出根的概念;再由根的概念判定一个数是否是根.同时应用以上的几个知识点解决一些具体问题.
重难点关键
1.重点:判定一个数是否是方程的根;
2.难点关键:由实际问题列出的一元二次方程解出根后还要考虑这些根是否确定是实际问题的根.
教学过程
一、复习引入
学生活动:请同学独立完成下列问题.
问题1.前面有关“执竿进屋”的问题中,我们列得方程x2-8x+20=0
列表:
x
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
…
x2-8x+20
…
问题2.前面有关长方形的面积的问题中,我们列得方程x2+7x-44=0即x2+7x=44
x
1
2
3
4
5
6
…
x2+7x
…
列表:
老师点评(略)
二、探索新知
提问:(1)问题1中一元二次方程的解是多少?问题2中一元二次方程的解是多少?
(2)如果抛开实际问题,问题2中还有其它解吗?
老师点评:(1)问题1中x=2与x=10是x2-8x+20=0的解,问题2中,x=4是x2+7x-44=0的解.(2)如果抛开实际问题,问题2中还有x=-11的解.
一元二次方程的解也叫做一元二次方程的根.
回过头来看:x2-8x+20=0有两个根,一个是2,另一个是10,都满足题意;但是,问题2中的x=-11的根不满足题意.因此,由实际问题列出方程并解得的根,并不一定是实际问题的根,还要考虑这些根是否确实是实际问题的解.
例1.下面哪些数是方程2x2+10x+12=0的根?
-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4.
分析:要判定一个数是否是方程的根,只要把其代入等式,使等式两边相等即可.
解:将上面的这些数代入后,只有-2和-3满足方程的等式,所以x=-2或x=-3是一元二次方程2x2+10x+12=0的两根.
例2.若x=1是关于x的一元二次方程a x2+bx+c=0(a≠0)的一个根,求代数式2007(a+b+c)的值
练习:关于x的一元二次方程(a-1) x2+x+a 2-1=0的一个根为0,则求a的值
点拨:如果一个数是方程的根,那么把该数代入方程,一定能使左右两边相等,这种解决问题的思维方法经常用到,同学们要深刻理解.
例3.你能用以前所学的知识求出下列方程的根吗?
(1)x2-64=0 (2)3x2-6=0 (3)x2-3x=0
分析:要求出方程的根,就是要求出满足等式的数,可用直接观察结合平方根的意义.
解:略
三、巩固练习
教材 思考题 练习1、2.
四、归纳小结(学生归纳,老师点评)
本节课应掌握:
(1)一元二次方程根的概念;
(2)要会判断一个数是否是一元二次方程的根;
(3)要会用一些方法求一元二次方程的根.(“夹逼”方法; 平方根的意义)
六、布置作业
1.教材 复习巩固3、4 综合运用5、6、7 拓广探索8、9.
2.选用课时作业设计.
第3课时 21.2.1 配方法
教学内容
运用直接开平方法,即根据平方根的意义把一个一元二次方程“降次”,转化为两个一元一次方程.
教学目标
理解一元二次方程“降次”──转化的数学思想,并能应用它解决一些具体问题.
提出问题,列出缺一次项的一元二次方程ax2+c=0,根据平方根的意义解出这个方程,然后知识迁移到解a(ex+f)2+c=0型的一元二次方程.
重难点关键
1.重点:运用开平方法解形如(x+m)2=n(n≥0)的方程;领会降次──转化的数学思想.
2.难点与关键:通过根据平方根的意义解形如x2=n,知识迁移到根据平方根的意义解形如(x+m)2=n(n≥0)的方程.
教学过程
一、复习引入
学生活动:请同学们完成下列各题
问题1.填空
(1)x2-8x+______=(x-______)2;(2)9x2+12x+_____=(3x+_____)2;(3)x2+px+_____=(x+____)2.
问题1:根据完全平方公式可得:(1)16 4;(2)4 2;(3)()2 .
问题2:目前我们都学过哪些方程?二元怎样转化成一元?一元二次方程于一元一次方程有什么不同?二次如何转化成一次?怎样降次?以前学过哪些降次的方法?
二、探索新知
上面我们已经讲了x2=9,根据平方根的意义,直接开平方得x=±3,如果x换元为2t+1,即(2t+1)2=9,能否也用直接开平方的方法求解呢?
(学生分组讨论)
老师点评:回答是肯定的,把2t+1变为上面的x,那么2t+1=±3
即2t+1=3,2t+1=-3
方程的两根为t1=1,t2=--2
例1:解方程:(1)(2x-1) 2=5 (2)x 2+6x+9=2 (3)x 2-2x+4=-1
分析:很清楚,x2+4x+4是一个完全平方公式,那么原方程就转化为(x+2)2=1.
解:(2)由已知,得:(x+3)2=2
直接开平方,得:x+3=±
即x+3=,x+3=-
所以,方程的两根x1=-3+,x2=-3-
例2.市政府计划2年内将人均住房面积由现在的10m2提高到14.4m,求每年人均住房面积增长率.
分析:设每年人均住房面积增长率为x.一年后人均住房面积就应该是10+10x=10(1+x);二年后人均住房面积就应该是10(1+x)+10(1+x)x=10(1+x)2
解:设每年人均住房面积增长率为x,
则:10(1+x)2=14.4
(1+x)2=1.44
直接开平方,得1+x=±1.2
即1+x=1.2,1+x=-1.2
所以,方程的两根是x1=0.2=20%,x2=-2.2
因为每年人均住房面积的增长率应为正的,因此,x2=-2.2应舍去.
所以,每年人均住房面积增长率应为20%.
(学生小结)老师引导提问:解一元二次方程,它们的共同特点是什么?
共同特点:把一个一元二次方程“降次”,转化为两个一元一次方程.我们把这种思想称为“降次转化思想”.
三、巩固练习
教材 练习.
四、应用拓展
例3.某公司一月份营业额为1万元,第一季度总营业额为3.31万元,求该公司二、三月份营业额平均增长率是多少?
分析:设该公司二、三月份营业额平均增长率为x,那么二月份的营业额就应该是(1+x),三月份的营业额是在二月份的基础上再增长的,应是(1+x)2.
解:设该公司二、三月份营业额平均增长率为x.
那么1+(1+x)+(1+x)2=3.31
把(1+x)当成一个数,配方得:
(1+x+)2=2.56,即(x+)2=2.56
x+=±1.6,即x+=1.6,x+=-1.6
方程的根为x1=10%,x2=-3.1
因为增长率为正数,
所以该公司二、三月份营业额平均增长率为10%.
五、归纳小结
本节课应掌握: 由应用直接开平方法解形如x2=p(p≥0),那么x=±转化为应用直接开平方法解形如(mx+n)2=p(p≥0),那么mx+n=±,达到降次转化之目的.若p<0则方程无解
六、布置作业
1.教材 复习巩固1、2.
第4课时 22.2.1 配方法(1)
教学内容
间接即通过变形运用开平方法降次解方程.
教学目标
理解间接即通过变形运用开平方法降次解方程,并能熟练应用它解决一些具体问题.
通过复习可直接化成x2=p(p≥0)或(mx+n)2=p(p≥0)的一元二次方程的解法,引入不能直接化成上面两种形式的解题步骤.
重难点关键
1.重点:讲清“直接降次有困难,如x2+6x-16=0的一元二次方程的解题步骤.
2.难点与关键:不可直接降次解方程化为可直接降次解方程的“化为”的转化方法与技巧.
教学过程
一、复习引入
(学生活动)请同学们解下列方程
(1)3x2-1=5 (2)4(x-1)2-9=0 (3)4x2+16x+16=9 (4) 4x2+16x=-7
老师点评:上面的方程都能化成x2=p或(mx+n)2=p(p≥0)的形式,那么可得
x=±或mx+n=±(p≥0).
如:4x2+16x+16=(2x+4)2 ,你能把4x2+16x=-7化成(2x+4)2=9吗?
二、探索新知
列出下面问题的方程并回答:
(1)列出的经化简为一般形式的方程与刚才解题的方程有什么不同呢?
(2)能否直接用上面三个方程的解法呢?
问题2:要使一块矩形场地的长比宽多6m,并且面积为16m2,场地的长和宽各是多少?
(1)列出的经化简为一般形式的方程与前面讲的三道题不同之处是:前三个左边是含有x的完全平方式而后二个不具有.
(2)不能.
既然不能直接降次解方程,那么,我们就应该设法把它转化为可直接降次解方程的方程,下面,我们就来讲如何转化:
x2+6x-16=0移项→x2+6x=16
两边加(6/2)2使左边配成x2+2bx+b2的形式 → x2+6x+32=16+9
左边写成平方形式 → (x+3)2=25 降次→x+3=±5 即 x+3=5或x+3=-5
解一次方程→x1=2,x2= -8
可以验证:x1=2,x2= -8都是方程的根,但场地的宽不能使负值,所以场地的宽为2m,常为8m.
像上面的解题方法,通过配成完全平方形式来解一元二次方程的方法,叫配方法.
可以看出,配方法是为了降次,把一个一元二次方程转化为两个一元一次方程来解.
例1.用配方法解下列关于x的方程
(1)x2-8x+1=0 (2)x2-2x-=0
分析:(1)显然方程的左边不是一个完全平方式,因此,要按前面的方法化为完全平方式;(2)同上.
解:略
三、巩固练习
教材P38 讨论改为课堂练习,并说明理由.
教材P39 练习1 2.(1)、(2).
四、应用拓展
例3.如图,在Rt△ACB中,∠C=90°,AC=8m,CB=6m,点P、Q同时由A,B两点出发分别沿AC、BC方向向点C匀速移动,它们的速度都是1m/s,几秒后△PCQ的面积为Rt△ACB面积的一半.
分析:设x秒后△PCQ的面积为Rt△ABC面积的一半,△PCQ也是直角三角形.根据已知列出等式.
解:设x秒后△PCQ的面积为Rt△ACB面积的一半.
根据题意,得:(8-x)(6-x)=××8×6
整理,得:x2-14x+24=0
(x-7)2=25即x1=12,x2=2
x1=12,x2=2都是原方程的根,但x1=12不合题意,舍去.
所以2秒后△PCQ的面积为Rt△ACB面积的一半.
五、归纳小结
本节课应掌握:
左边不含有x的完全平方形式的一元二次方程化为左边是含有x的完全平方形式,右边是非负数,可以直接降次解方程的方程.
六、布置作业
1.教材 复习巩固2.3(1)(2)
第5课时 21.2.1 配方法(2)
教学内容
给出配方法的概念,然后运用配方法解一元二次方程.
教学目标
了解配方法的概念,掌握运用配方法解一元二次方程的步骤.
通过复习上一节课的解题方法,给出配方法的概念,然后运用配方法解决一些具体题目.
重难点关键
1.重点:讲清配方法的解题步骤.
2.难点与关键:把常数项移到方程右边后,两边加上的常数是一次项系数一半的平方.
教具、学具准备
小黑板
教学过程
一、复习引入
(学生活动)解下列方程:
(1)x2-4x+7=0 (2)2x2-8x+1=0
老师点评:我们上一节课,已经学习了如何解左边不含有x的完全平方形式,不可以直接开方降次解方程的转化问题,那么这两道题也可以用上面的方法进行解题.
解:略. (2)与(1)有何关联?
二、探索新知
讨论:配方法届一元二次方程的一般步骤:
(1)现将已知方程化为一般形式;(2)化二次项系数为1;(3)常数项移到右边;
(4)方程两边都加上一次项系数的一半的平方,使左边配成一个完全平方式;
(5)变形为(x+p)2=q的形式,如果q≥0,方程的根是x=-p±√q;如果q<0,方程无实根.
例1.解下列方程
(1)2x2+1=3x (2)3x2-6x+4=0 (3)(1+x)2+2(1+x)-4=0
分析:我们已经介绍了配方法,因此,我们解这些方程就可以用配方法来完成,即配一个含有x的完全平方.
解:略
三、巩固练习
教材P 练习 2.(3)、(4)、(5)、(6).
四、归纳小结
本节课应掌握:
1.配方法的概念及用配方法解一元二次方程的步骤.
2.配方法是解一元二次方程的通法,它重要性,不仅仅表现在一元二次方程的解法中,也可通过配方,利用非负数的性质判断代数式的正负性(如例3)在今后学习二次函数,到高中学习二次曲线时,还将经常用到。
六、布置作业
1.教材P45 复习巩固3.(3)(4)
补充:(1)已知x2+y2+z2-2x+4y-6z+14=0,则求x+y+z的值
(2)求证:无论x、y取任何实数,多项式x2+y2-2x-4y+16的值总是正数
第6课时 21.2.2 公式法
教学内容
1.一元二次方程求根公式的推导过程;
2.公式法的概念;
3.利用公式法解一元二次方程.
教学目标
理解一元二次方程求根公式的推导过程,了解公式法的概念,会熟练应用公式法解一元二次方程.
复习具体数字的一元二次方程配方法的解题过程,引入ax2+bx+c=0(a≠0)的求根公式的推导公式,并应用公式法解一元二次方程.
重难点关键
1.重点:求根公式的推导和公式法的应用.
2.难点与关键:一元二次方程求根公式法的推导.
教学过程
一、 复习引入
1. 前面我们学习过解一元二次方程的“直接开平方法”,比如,方程
(1)x2=4 (2)(x-2) 2=7
提问1 这种解法的(理论)依据是什么?
提问2 这种解法的局限性是什么?(只对那种“平方式等于非负数”的特殊二次方程有效,不能实施于一般形式的二次方程。)
2.面对这种局限性,怎么办?(使用配方法,把一般形式的二次方程配方成能够“直接开平方”的形式。)
(学生活动)用配方法解方程 2x2+3=7x
(老师点评)略
总结用配方法解一元二次方程的步骤(学生总结,老师点评).
(1)现将已知方程化为一般形式;(2)化二次项系数为1;(3)常数项移到右边;
(4)方程两边都加上一次项系数的一半的平方,使左边配成一个完全平方式;
(5)变形为(x+p)2=q的形式,如果q≥0,方程的根是x=-p±√q;如果q<0,方程无实根.
二、探索新知
用配方法解方程
(1) ax2-7x+3 =0 (2)a x2+bx+3=0
(3)如果这个一元二次方程是一般形式ax2+bx+c=0(a≠0),你能否用上面配方法的步骤求出它们的两根,请同学独立完成下面这个问题.
问题:已知ax2+bx+c=0(a≠0),试推导它的两个根x1=,x2=(这个方程一定有解吗?什么情况下有解?)
分析:因为前面具体数字已做得很多,我们现在不妨把a、b、c也当成一个具体数字,根据上面的解题步骤就可以一直推下去.
解:移项,得:ax2+bx=-c
二次项系数化为1,得x2+x=-
配方,得:x2+x+()2=-+()2
即(x+)2=
∵4a2>0,4a2>0, 当b2-4ac≥0时≥0
∴(x+)2=()2
直接开平方,得:x+=± 即x=
∴x1=,x2=
由上可知,一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根由方程的系数a、b、c而定,因此:
(1)解一元二次方程时,可以先将方程化为一般形式ax2+bx+c=0,当b2-4ac≥0时,将a、b、c代入式子x=就得到方程的根.(公式所出现的运算,恰好包括了所学过的六中运算,加、减、乘、除、乘方、开方,这体现了公式的统一性与和谐性。)
(2)这个式子叫做一元二次方程的求根公式.
(3)利用求根公式解一元二次方程的方法叫公式法.
公式的理解
(4)由求根公式可知,一元二次方程最多有两个实数根.
例1.用公式法解下列方程.
(1)2x2-x-1=0 (2)x2+1.5=-3x (3) x2-x+ =0 (4)4x2-3x+2=0
分析:用公式法解一元二次方程,首先应把它化为一般形式,然后代入公式即可.
补:(5)(x-2)(3x-5)=0
三、巩固练习
教材P42 练习1.(1)、(3)、(5)或(2) 、(4) 、(6)
四、应用拓展
例2.某数学兴趣小组对关于x的方程(m+1)+(m-2)x-1=0提出了下列问题.
(1)若使方程为一元二次方程,m是否存在?若存在,求出m并解此方程.
(2)若使方程为一元二次方程m是否存在?若存在,请求出.
你能解决这个问题吗?
分析:能.(1)要使它为一元二次方程,必须满足m2+1=2,同时还要满足(m+1)≠0.
(2)要使它为一元一次方程,必须满足:
①或②或③
五、归纳小结
本节课应掌握:
(1)求根公式的概念及其推导过程; (2)公式法的概念;
(3)应用公式法解一元二次方程的步骤:1)将所给的方程变成一般形式,注意移项要变号,尽量让a>0.2)找出系数a,b,c,注意各项的系数包括符号。3)计算b2-4ac,若结果为负数,方程无解,4)若结果为非负数,代入求根公式,算出结果。
(4)初步了解一元二次方程根的情况.
六、布置作业
教材 复习巩固4.
第7课时 21.2.4 判别一元二次方程根的情况
教学内容
用b2-4ac大于、等于0、小于0判别ax2+bx+c=0(a≠0)的根的情况及其运用.
教学目标
掌握b2-4ac>0,ax2+bx+c=0(a≠0)有两个不等的实根,反之也成立;b2-4ac=0,ax2+bx+c=0(a≠0)有两个相等的实数根,反之也成立;b2-4ac0、b2-4ac=0、b2-4ac0一元二次方程有两个不相等的实根;b2-4ac=0一元二次方程有两个相等的实数;b2-4ac0,有两个不相等的实根;(2)b2-4ac=12-12=0,有两个相等的实根;(3)b2-4ac=│-4×4×1│=0(0时,根据平方根的意义,等于一个具体数,所以一元一次方程的x1=≠x1=,即有两个不相等的实根.当b2-4ac=0时,根据平方根的意义=0,所以x1=x2=,即有两个相等的实根;当b2-4ac0时,一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)有两个不相等实数根即x1=,x2=.
(2)当b-4ac=0时,一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)有两个相等实数根即x1=x2=.
(3)当b2-4ac0的解集,就是求ax>-3的解集,那么就转化为要判定a的值是正、负或0.因为一元二次方程(a-2)x2-2ax+a+1=0没有实数根,即(-2a)2-4(a-2)(a+1)0一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)有两个不相等的实根;b2-4ac=0 一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)有两个相等的实根;b2-4ac0时,抛物线y=ax2开口______,在对称轴的左边,曲线自左向右______;在对称轴的右边,曲线自左向右______,______是抛物线上位置最低的点。
图象的这些特点反映了函数的什么性质?
先让学生观察下图,回答以下问题;
(1)XA、XB大小关系如何?是否都小于0?
(2)yA、yB大小关系如何?
(3)XC、XD大小关系如何?是否都大于0?
(4)yC、yD大小关系如何?
(XA0时,函数y=ax2的性质。
思考以下问题:
观察函数y=-x2、y=-2x2的图象,试作出类似的概括,当aOC
四、归纳小结(学生总结,老师点评)
本节课应掌握:
中心对称的两条基本性质:
1.关于中心对称的两个图形,对应点所连线都经过对称中心,而且被对称中心所平分;
2.关于中心对称的两个图形是全等图形及其它们的应用.
五、布置作业
1.教材 复习巩固1 综合运用6、7.
23.2 中心对称(3)
第三课时
教学内容
1.中心对称图形的概念.
2.对称中心的概念及其它们的运用.
教学目标
了解中心对称图形的概念及中心对称图形的对称中心的概念,掌握这两个概念的应用.
复习两个图形关于中心对称的有关概念,利用这个所学知识探索一个图形是中心对称图形的有关概念及其它的运用.
重难点、关键
1.重点:中心对称图形的有关概念及其它们的运用.
2.难点与关键:区别关于中心对称的两个图形和中心对称图形.
教具、学具准备
小黑板、三角形
教学过程
一、复习引入
1.(老师口问)口答:关于中心对称的两个图形具有什么性质?
(老师口述):关于中心对称的两个图形,对称点所连线段都经过对称中心,而且被对称中心所平分.
关于中心对称的两个图形是全等图形.
2.(学生活动)作图题.
(1)作出线段AO关于O点的对称图形,如图所示.
(2)作出三角形AOB关于O点的对称图形,如图所示.
(2)延长AO使OC=AO,
延长BO使OD=BO,
连结CD
则△COD为所求的,如图所示.
二、探索新知
从另一个角度看,上面的(1)题就是将线段AB绕它的中点旋转180°,因为OA=OB,所以,就是线段AB绕它的中点旋转180°后与它重合.
上面的(2)题,连结AD、BC,则刚才的两个关于中心对称的两个图形,就成平行四边形,如图所示.
∵AO=OC,BO=OD,∠AOB=∠COD
∴△AOB≌△COD
∴AB=CD
也就是,ABCD绕它的两条对角线交点O旋转180°后与
它本身重合.
因此,像这样,把一个图形绕着某一个点旋转180°,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形叫做中心对称图形,这个点就是它的对称中心.
(学生活动)例1:从刚才讲的线段、平行四边形都是中心对称图形外,每一位同学举出三个图形,它们也是中心对称图形.
老师点评:老师边提问学生边解答.
(学生活动)例2:请说出中心对称图形具有什么特点?
老师点评:中心对称图形具有匀称美观、平稳.
例3.求证:如图任何具有对称中心的四边形是平行四边形.
分析:中心对称图形的对称中心是对应点连线的交点,也是对应点间的线段中点,因此,直接可得到对角线互相平分.
证明:如图,O是四边形ABCD的对称中心,根据中心对称性质,线段AC、BD必过点O,且AO=CO,BO=DO,即四边形ABCD的对角线互相平分,因此,四边形ABCD是平行四边形.
三、巩固练习
教材P72 练习.
四、应用拓展
例4.如图,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,若将矩形折叠,使C点和A点重合,求折痕EF的长.
分析:将矩形折叠,使C点和A点重合,折痕为EF,就是A、C两点关于O点对称,这方面的知识在解决一些翻折问题中起关键作用,对称点连线被对称轴垂直平分,进而转化为中垂线性质和勾股定理的应用,求线段长度或面积.
解:连接AF,
∵点C与点A重合,折痕为EF,即EF垂直平分AC.
∴AF=CF,AO=CO,∠FOC=90°,又四边形ABCD为矩 形,∠B=90°,AB=CD=3,AD=BC=4
设CF=x,则AF=x,BF=4-x,
由勾股定理,得AC2=BC2+AB2=52
∴AC=5,OC=AC=
∵AB2+BF2=AF2 ∴32+(4-x)=2=x2
∴x=
∵∠FOC=90°
∴OF2=FC2-OC2=()2-()2=()2 OF=
同理OE=,即EF=OE+OF=
五、归纳小结(学生归纳,老师点评)
本节课应掌握:
1.中心对称图形的有关概念;
2.应用中心对称图形解决有关问题.
六、布置作业
1.教材 综合运用5
23.2 中心对称(4)
第四课时
教学内容
两个点关于原点对称时,它们的坐标符号相反,即点P(x,y),关于原点的对称点为P′(-x,-y)及其运用.
教学目标
理解P与点P′点关于原点对称时,它们的横纵坐标的关系,掌握P(x,y)关于原点的对称点为P′(-x,-y)的运用.
复习轴对称、旋转,尤其是中心对称,知识迁移到关于原点对称的点的坐标的关系及其运用.
重难点、关键
1.重点:两个点关于原点对称时,它们的坐标符号相反,即点P(x,y)关于原点的对称点P′(-x,-y)及其运用.
2.难点与关键:运用中心对称的知识导出关于原点对称的点的坐标的性质及其运用它解决实际问题.
教具、学具准备
小黑板、三角尺
教学过程
一、复习引入
(学生活动)请同学们完成下面三题.
1.已知点A和直线L,如图,请画出点A关于L对称的点A′.
2.如图,△ABC是正三角形,以点A为中心,把△ADC顺时针旋转60°,画出旋转后的图形.
3.如图△ABO,绕点O旋转180°,画出旋转后的图形.
老师点评:老师通过巡查,根据学生解答情况进行点评.(略)
二、探索新知
(学生活动)如图23-74,在直角坐标系中,已知A(-3,1)、B(-4,0)、C(0,3)、D(2,2)、E(3,-3)、F(-2,-2),作出A、B、C、D、E、F点关于原点O的中心对称点,并写出它们的坐标,并回答:这些坐标与已知点的坐标有什么关系?
老师点评:画法:(1)连结AO并延长AO
(2)在射线AO上截取OA′=OA
(3)过A作AD′⊥x轴于D′点,过A′作A′D″⊥x轴于点D″.
∵△AD′O与△A′D″O全等
∴AD′=A′D″,OA=OA′
∴A′(3,-1)
同理可得B、C、D、E、F这些点关于原点的中心对称点的坐标.
(学生活动)分组讨论(每四人一组):讨论的内容:关于原点作中心对称时,①它们的横坐标与横坐标绝对值什么关系?纵坐标与纵坐标的绝对值又有什么关系?②坐标与坐标之间符号又有什么特点?
提问几个同学口述上面的问题.
老师点评:(1)从上可知,横坐标与横坐标的绝对值相等,纵坐标与纵坐标的绝对值相等.(2)坐标符号相反,即设P(x,y)关于原点O的对称点P′(-x,-y).
两个点关于原点对称时,它们的坐标符号相反,
即点P(x,y)关于原点O的对称点P′(-x,-y).
例1.如图,利用关于原点对称的点的坐标的特点,作出与线段AB关于原点对称的图形.
分析:要作出线段AB关于原点的对称线段,只要作出点A、点B关于原点的对称点A′、B′即可.
解:点P(x,y)关于原点的对称点为P′(-x,-y),
因此,线段AB的两个端点A(0,-1),B(3,0)关于原点的对称点分别为A′(1,0),B(-3,0).
连结A′B′.
则就可得到与线段AB关于原点对称的线段A′B′.
(学生活动)例2.已知△ABC,A(1,2),B(-1,3),C(-2,4)利用关于原点对称的点的坐标的特点,作出△ABC关于原点对称的图形.
老师点评分析:先在直角坐标系中画出A、B、C三点并连结组成△ABC,要作出△ABC关于原点O的对称三角形,只需作出△ABC中的A、B、C三点关于原点的对称点,依次连结,便可得到所求作的△A′B′C′.
三、巩固练习
教材 练习.
四、应用拓展
例3.如图,直线AB与x轴、y轴分别相交于A、B两点,将直线AB绕点O顺时针旋转90°得到直线A1B1.
(1)在图中画出直线A1B1.
(2)求出线段A1B1中点的反比例函数解析式.
(3)是否存在另一条与直线AB平行的直线y=kx+b(我们发现互相平行的两条直线斜率k值相等)它与双曲线只有一个交点,若存在,求此直线的函数解析式,若不存在,请说明理由.
分析:(1)只需画出A、B两点绕点O顺时针旋转90°得到的点A1、B1,连结A1B1.
(2)先求出A1B1中点的坐标,设反比例函数解析式为y=代入求k.
(3)要回答是否存在,如果你判断存在,只需找出即可;如果不存在,才加予说明.这一条直线是存在的,因此A1B1与双曲线是相切的,只要我们通过A1B1的线段作A1、B1关于原点的对称点A2、B2,连结A2B2的直线就是我们所求的直线.
解:(1)分别作出A、B两点绕点O顺时针旋转90°得到的点A1(1,0),B1(2,0),连结A1B1,那么直线A1B1就是所求的.
(2)∵A1B1的中点坐标是(1,)
设所求的反比例函数为y=
则=,k=
∴所求的反比例函数解析式为y=
(3)存在.
∵设A1B1:y=k′x+b′过点A1(0,1),B1(2,0)
∴ ∴
∴y=-x+1
把线段A1B1作出与它关于原点对称的图形就是我们所求的直线.
根据点P(x,y)关于原点的对称点P′(-x,-y)得:
A1(0,1),B1(2,0)关于原点的对称点分别为A2(0,-1),B2(-2,0)
∵A2B2:y=kx+b
∴ ∴
∴A2B2:y=-x-1
下面证明y=-x-1与双曲线y=相切
-x-1=x+2=-
x2+2x+1=0,b2-4ac=4-4×1×1=0
∴直线y=-x-1与y=相切
∵A1B1与A2B2的斜率k相等
∴A2B2与A1B1平行
∴A2B2:y=-x-1为所求.
五、归纳小结(学生总结,老师点评)
本节课应掌握:
两个点关于原点对称时,它们的坐标符号相反,即点P(x,y),关于原点的对称点P′(-x,-y),及其利用这些特点解决一些实际问题.
六、布置作业
1.教材 复习巩固3、4.
23.3 课题学习 图案设计
教学内容
课题学习──图案设计
教学目标
利用平移、轴对称和旋转的这些图形变换中的一种或组合进行图案设计,设计出称心如意的图案.
通过复习平移、轴对称、旋转的知识,然后利用这些知识让学生开动脑筋,敝开胸怀大胆联想,设计出一幅幅美丽的图案.
重难点、关键
1.重点:设计图案.
2.难点与关键:如何利用平移、轴对称、旋转等图形变换中的一种或它们的组合得出图案.
教具、学具准备
小黑板、三角尺
教学过程
一、复习引入
(学生活动)请同学们独立完成下面的各题.
1.如图,已知线段CD是线段AB平移后的图形,D是B点的对称点,作出线段AB,并回答,AB与CD有什么位置关系.
2.如图,已知线段CD,作出线段CD关于对称轴L的对称线段C′D′,并说明CD与对称线段C′D′之间有什么关系?
3.如图,已知线段CD,作出线段CD关于D点旋转90°的旋转后的图形,并说明这两条线段之间有什么关系?
老师点评:
1.AB与CD平行且相等;
2.过D点作DE⊥L,垂足为E并延长,使ED′=ED,同理作出C′点,连结C′D′,则CD′就是所求的.CD的延长线与C′D′的延长线相交于一点,这一点在L上并且CD=C′D′.
3.以D点为旋转中心,旋转后CD⊥C′D′,垂足为D,并且CD=C′D.
二、探索新知
请用以上所讲的平移、轴对称、旋转等图形变换中的一种或组合完成下面的图案设计.
例1.(学生活动)学生亲自动手操作题.
按下面的步骤,请每一位同学完成一个别致的图案.
(1)准备一张正三角形纸片(课前准备)(如图a)
(2)把纸片任意撕成两部分(如图b,如图c)
(3)将撕好的如图b沿正三角形的一边作轴对称,得到新的图形.
(4)并将(3)得到的图形以正三角形的一个顶点作为旋转中心旋转,得到如图(d)(如图c)保持不动)
(5)把如图(d)平移到如图(c)的右边,得到如图(e)
(6)对如图(e)进行适当的修饰,使得到一个别致美丽的如图(f)的图案.
老师必要时可以给予一定的指导.
三、巩固练习
教材P78 活动1.
四、应用拓展
例2.(学生活动)请利用线段、三角形、矩形、菱形、圆作为基本图形,绘制一幅反映你身边面貌的图案,并在班级里交流展示.
老师点评:老师点到为止,让学生自由联想,老师也可在黑板上设计一、二图案.
五、归纳小结
本节课应掌握:
利用平移、轴对称和旋转的图形变换中的一种或组合设计图案.
六、布置作业
1.教材 活动2
第二十四章 圆
24.1 圆
第一课时
教学内容
1.圆的有关概念.
2.垂径定理: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及其它们的应用.
教学目标
了解圆的有关概念,理解垂径定理并灵活运用垂径定理及圆的概念解决一些实际问题.
从感受圆在生活中大量存在到圆形及圆的形成过程,讲授圆的有关概念.利用操作几何的方法,理解圆是轴对称图形,过圆心的直线都是它的对称轴.通过复合图形的折叠方法得出猜想垂径定理,并辅以逻辑证明加予理解.
重难点、关键
1.重点:垂径定理及其运用.
2.难点与关键:探索并证明垂径定理及利用垂径定理解决一些实际问题.
教学过程
一、复习引入
(学生活动)请同学口答下面两个问题(提问一、两个同学)
1.举出生活中的圆三、四个.
2.你能讲出形成圆的方法有多少种?
老师点评(口答):(1)如车轮、杯口、时针等.(2)圆规:固定一个定点,固定一个长度,绕定点拉紧运动就形成一个圆.
二、探索新知
从以上圆的形成过程,我们可以得出:
在一个平面内,线段OA绕它固定的一个端点O旋转一周,另一个端点所形成的图形叫做圆.固定的端点O叫做圆心,线段OA叫做半径.
以点O为圆心的圆,记作“⊙O”,读作“圆O”.
学生四人一组讨论下面的两个问题:
问题1:图上各点到定点(圆心O)的距离有什么规律?
问题2:到定点的距离等于定长的点又有什么特点?
老师提问几名学生并点评总结.
(1)图上各点到定点(圆心O)的距离都等于定长(半径r);
(2)到定点的距离等于定长的点都在同一个圆上.
因此,我们可以得到圆的新定义:圆心为O,半径为r的圆可以看成是所有到定点O的距离等于定长r的点组成的图形.
同时,我们又把
①连接圆上任意两点的线段叫做弦,如图线段AC,AB;
②经过圆心的弦叫做直径,如图24-1线段AB;
③圆上任意两点间的部分叫做圆弧,简称弧,“以A、C为端点的弧记作”,读作“圆弧”或“弧AC”.大于半圆的弧(如图所示叫做优弧,小于半圆的弧(如图所示)或叫做劣弧.
④圆的任意一条直径的两个端点把圆分成两条弧,每一条弧都叫做半圆.
(学生活动)请同学们回答下面两个问题.
1.圆是轴对称图形吗?如果是,它的对称轴是什么?你能找到多少条对称轴?
2.你是用什么方法解决上述问题的?与同伴进行交流.
(老师点评)1.圆是轴对称图形,它的对称轴是直径,我能找到无数多条直径.
3.我是利用沿着圆的任意一条直径折叠的方法解决圆的对称轴问题的.
因此,我们可以得到:
圆是轴对称图形,其对称轴是任意一条过圆心的直线.
(学生活动)请同学按下面要求完成下题:
如图,AB是⊙O的一条弦,作直径CD,使CD⊥AB,垂足为M.
(1)如图是轴对称图形吗?如果是,其对称轴是什么?
(2)你能发现图中有哪些等量关系?说一说你理由.
(老师点评)(1)是轴对称图形,其对称轴是CD.
(2)AM=BM,,,即直径CD平分弦AB,并且平分及.
这样,我们就得到下面的定理:
垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧.
下面我们用逻辑思维给它证明一下:
已知:直径CD、弦AB且CD⊥AB垂足为M
求证:AM=BM,,.
分析:要证AM=BM,只要证AM、BM构成的两个三角形全等.因此,只要连结OA、OB或AC、BC即可.
证明:如图,连结OA、OB,则OA=OB
在Rt△OAM和Rt△OBM中
∴Rt△OAM≌Rt△OBM
∴AM=BM
∴点A和点B关于CD对称
∵⊙O关于直径CD对称
∴当圆沿着直线CD对折时,点A与点B重合,与重合,与重合.
∴,
进一步,我们还可以得到结论:
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.
(本题的证明作为课后练习)
例1. 如图,一条公路的转弯处是一段圆弦(即图中,点
例2. O是的圆心,其中CD=600m,E为上一点,
例3. 且OE⊥CD,垂足为F,EF=90m,求这段弯路的半径.
分析:例1是垂径定理的应用,解题过程中使用了列方程的方法,
这种用代数方法解决几何问题即几何代数解的数学思想方法一定要掌握.
解:如图,连接OC
设弯路的半径为R,则OF=(R-90)m
∵OE⊥CD
∴CF=CD=×600=300(m)
根据勾股定理,得:OC2=CF2+OF2
即R2=3002+(R-90)2 解得R=545
∴这段弯路的半径为545m.
三、巩固练习
教材 练习
四、应用拓展
例2.有一石拱桥的桥拱是圆弧形,如图24-5所示,正常水位下水面宽AB=60m,水面到拱顶距离CD=18m,当洪水泛滥时,水面宽MN=32m时是否需要采取紧急措施?请说明理由.
分析:要求当洪水到来时,水面宽MN=32m是否需要采取紧急措施,只要求出DE的长,因此只要求半径R,然后运用几何代数解求R.
解:不需要采取紧急措施
设OA=R,在Rt△AOC中,AC=30,CD=18
R2=302+(R-18)2 R2=900+R2-36R+324
解得R=34(m)
连接OM,设DE=x,在Rt△MOE中,ME=16
342=162+(34-x)2
162+342-68x+x2=342 x2-68x+256=0
解得x1=4,x2=64(不合设)
∴DE=4
∴不需采取紧急措施.
五、归纳小结(学生归纳,老师点评)
本节课应掌握:
1.圆的有关概念;
2.圆是轴对称图形,任何一条直径所在直线都是它的对称轴.
3.垂径定理及其推论以及它们的应用.
六、布置作业
1.教材 复习巩固1、2、3.
24.1 圆(第2课时)
教学内容
1.圆心角的概念.
2.有关弧、弦、圆心角关系的定理:在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦也相等.
3.定理的推论:在同圆或等圆中,如果两条弧相等,那么它们所对的圆心角相等,所对的弦相等.
在同圆或等圆中,如果两条弦相等,那么它们所对的圆心角相等,所对的弧也相等.
教学目标
了解圆心角的概念:掌握在同圆或等圆中,圆心角、弦、弧中有一个量的两个相等就可以推出其它两个量的相对应的两个值就相等,及其它们在解题中的应用.
通过复习旋转的知识,产生圆心角的概念,然后用圆心角和旋转的知识探索在同圆或等圆中,如果两个圆心角、两条弧、两条弦中有一组量相等,那么它们所对应的其余各组量都分别相等,最后应用它解决一些具体问题.
重难点、关键
1.重点:定理:在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对弦也相等及其两个推论和它们的应用.
2.难点与关键:探索定理和推导及其应用.
教学过程
一、复习引入
(学生活动)请同学们完成下题.
已知△OAB,如图所示,作出绕O点旋转30°、45°、60°的图形.
老师点评:绕O点旋转,O点就是固定点,旋转30°,就是旋转角∠BOB′=30°.
二、探索新知
如图所示,∠AOB的顶点在圆心,像这样顶点在圆心的角叫做圆心角.
(学生活动)请同学们按下列要求作图并回答问题:
如图所示的⊙O中,分别作相等的圆心角∠AOB和∠A′OB′将圆心角∠AOB绕圆心O旋转到∠A′OB′的位置,你能发现哪些等量关系?为什么?
=,AB=A′B′
理由:∵半径OA与O′A′重合,且∠AOB=∠A′OB′
∴半径OB与OB′重合
∵点A与点A′重合,点B与点B′重合
∴与重合,弦AB与弦A′B′重合
∴=,AB=A′B′
因此,在同一个圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦相等.
在等圆中,相等的圆心角是否也有所对的弧相等,所对的弦相等呢?请同学们现在动手作一作.
(学生活动)老师点评:如图1,在⊙O和⊙O′中,分别作相等的圆心角∠AOB和∠A′O′B′得到如图2,滚动一个圆,使O与O′重合,固定圆心,将其中的一个圆旋转一个角度,使得OA与O′A′重合.
(1) (2)
你能发现哪些等量关系?说一说你的理由?
我能发现:=,AB=A/B/.
现在它的证明方法就转化为前面的说明了,这就是又回到了我们的数学思想上去呢──化归思想,化未知为已知,因此,我们可以得到下面的定理:
在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦也相等.
同样,还可以得到:
在同圆或等圆中,如果两条弧相等,那么它们所对的圆心角相等,所对的弦也相等.
在同圆或等圆中,如果两条弦相等,那么它们所对的圆心角相等,所对的弧也相等.
(学生活动)请同学们现在给予说明一下.
请三位同学到黑板板书,老师点评.
例1.如图,在⊙O中,AB、CD是两条弦,OE⊥AB,OF⊥CD,垂足分别为EF.
(1)如果∠AOB=∠COD,那么OE与OF的大小有什么关系?为什么?
(2)如果OE=OF,那么与的大小有什么关系?AB与CD的大小有什么关系?为什么?∠AOB与∠COD呢?
分析:(1)要说明OE=OF,只要在直角三角形AOE和直角三角形COF中说明AE=CF,即说明AB=CD,因此,只要运用前面所讲的定理即可.
(2)∵OE=OF,∴在Rt△AOE和Rt△COF中,
又有AO=CO是半径,∴Rt△AOE≌Rt△COF,
∴AE=CF,∴AB=CD,又可运用上面的定理得到=
解:(1)如果∠AOB=∠COD,那么OE=OF
理由是:∵∠AOB=∠COD
∴AB=CD
∵OE⊥AB,OF⊥CD ∴AE=AB,CF=CD ∴AE=CF
又∵OA=OC ∴Rt△OAE≌Rt△OCF ∴OE=OF
(2)如果OE=OF,那么AB=CD,=,∠AOB=∠COD
理由是:
∵OA=OC,OE=OF
∴Rt△OAE≌Rt△OCF
∴AE=CF
又∵OE⊥AB,OF⊥CD
∴AE=AB,CF=CD
∴AB=2AE,CD=2CF
∴AB=CD
∴=,∠AOB=∠COD
三、巩固练习
教材 练习1
四、应用拓展
例2.如图3和图4,MN是⊙O的直径,弦AB、CD相交于MN上的一点P,∠APM=∠CPM.
(1)由以上条件,你认为AB和CD大小关系是什么,请说明理由.
(2)若交点P在⊙O的外部,上述结论是否成立?若成立,加以证明;若不成立,请说明理由.
(3) (4)
分析:(1)要说明AB=CD,只要证明AB、CD所对的圆心角相等,只要说明它们的一半相等.
上述结论仍然成立,它的证明思路与上面的题目是一模一样的.
解:(1)AB=CD
理由:过O作OE、OF分别垂直于AB、CD,垂足分别为E、F
∵∠APM=∠CPM
∴∠1=∠2
OE=OF
连结OD、OB且OB=OD
∴Rt△OFD≌Rt△OEB
∴DF=BE
根据垂径定理可得:AB=CD
(2)作OE⊥AB,OF⊥CD,垂足为E、F
∵∠APM=∠CPN且OP=OP,∠PEO=∠PFO=90°
∴Rt△OPE≌Rt△OPF
∴OE=OF
连接OA、OB、OC、OD
易证Rt△OBE≌Rt△ODF,Rt△OAE≌Rt△OCF
∴∠1+∠2=∠3+∠4
∴AB=CD
五、归纳总结(学生归纳,老师点评)
本节课应掌握:
1.圆心角概念.
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,那么它们所对应的其余各组量都部分相等,及其它们的应用.
六、布置作业
1.教材P94-95 复习巩固4、5、
24.1 圆(第3课时)
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
∵∠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
∴∠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、
24.2.1点和圆的位置关系
教学目标
(一)教学知识点
了解不在同一条直线上的三个点确定一个圆,以及过不在同一条直线上的三个点作圆的方法,了解三角形的外接圆、三角形的外心等概念.
(二)能力训练要求
1.经历不在同一条直线上的三个点确定一个圆的探索过程,培养学生的探索能力.
2.通过探索不在同一条直线上的三个点确定一个圆的问题,进一步体会解决数学问题的策略.
(三)情感与价值观要求
1.形成解决问题的一些基本策略,体验解决问题策略的多样性,发展实践能力与创新精神.
2.学会与人合作,并能与他人交流思维的过程和结果.
教学重点
1.经历不在同一条直线上的三个点确定一个圆的探索过程,并能掌握这个结论.
2.掌握过不在同一条直线上的三个点作圆的方法.
3.了解三角形的外接圆、三角形的外心等概念.
教学难点
经历不在同一条直线上的三个点确定一个圆的探索过程,并能过不在同一条直线上的三个点作圆.
教学方法
教师指导学生自主探索交流法.
教具准备
投影片三张
教学过程
Ⅰ.创设问题情境,引入新课
[师]我们知道经过一点可以作无数条直线,经过两点只能作一条直线.那么,经过一点能作几个圆?经过两点、三点……呢?本节课我们将进行有关探索.
Ⅱ.新课讲解
1.回忆及思考
投影片(§3.4A)
1.线段垂直平分线的性质及作法.
2.作圆的关键是什么?
[生]1.线段垂直平分线的性质是:线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等.
作法:如下图,分别以A、B为圆心,以大于AB长为半径画弧,在AB的两侧找出两交点C、D,作直线CD,则直线CD就是线段AB的垂直平分线,直线CD上的任一点到A与B的距离相等.
[师]我们知道圆的定义是:平面上到定点的距离等于定长的所有点组成的图形叫做圆.定点即为圆心,定长即为半径.根据定义大家觉得作圆的关键是什么?
[生]由定义可知,作圆的问题实质上就是圆心和半径的问题.因此作圆的关键是确定圆心和半径的大小.确定了圆心和半径,圆就随之确定.
2.做一做(投影片§3.4B)
(1)作圆,使它经过已知点A,你能作出几个这样的圆?
(2)作圆,使它经过已知点A、B.你是如何作的?你能作出几个这样的圆?其圆心的分布有什么特点?与线段AB有什么关系?为什么?
(3)作圆,使它经过已知点A、B、C(A、B、C三点不在同一条直线上).你是如何作的?你能作出几个这样的圆?
[师]根据刚才我们的分析已知,作圆的关键是确定圆心和半径,下面请大家互相交换意见并作出解答.
[生](1)因为作圆实质上是确定圆心和半径,要经过已知点A作圆,只要圆心确定下来,半径就随之确定了下来.所以以点A以外的任意一点为圆心,以这一点与点A所连的线段为半径就可以作一个圆.由于圆心是任意的.因此这样的圆有无数个.如图(1).
(2)已知点A、B都在圆上,它们到圆心的距离都等于半径.因此圆心到A、B的距离相等.根据前面提到过的线段的垂直平分线的性质可知,线段的垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等,则圆心应在线段AB的垂直平分线上.在AB的垂直平分线上任意取一点,都能满足到A、B两点的距离相等,所以在AB的垂直平分线上任取一点都可以作为圆心,这点到A的距离即为半径.圆就确定下来了.由于线段AB的垂直平分线上有无数点,因此有无数个圆心,作出的圆有无数个.如图(2).
(3)要作一个圆经过A、B、C三点,就是要确定一个点作为圆心,使它到三点的距离相等.因为到A、B两点距离相等的点的集合是线段AB的垂直平分线,到B、C两点距离相等的点的集合是线段BC的垂直平分线,这两条垂直平分线的交点满足到A、B、C三点的距离相等,就是所作圆的圆心.
因为两条直线的交点只有一个,所以只有一个圆心,即只能作出一个满足条件的圆.
[师]大家的分析很有道理,究竟应该怎样找圆心呢?
3.过不在同一条直线上的三点作圆.
投影片(§3.4C)
作法
图示
1.连结AB、BC
2.分别作AB、BC的垂直
平分线DE和FG,DE和
FG相交于点O
3.以O为圆心,OA为半径作圆
⊙O就是所要求作的圆
他作的圆符合要求吗?与同伴交流.
[生]符合要求.
因为连结AB,作AB的垂直平分线ED,则ED上任意一点到A、B的距离相等;连结BC,作BC的垂直平分线FG,则FG上的任一点到B、C的距离相等.ED与FG的满足条件.
[师]由上可知,过已知一点可作无数个圆.过已知两点也可作无数个圆,过不在同一条直线上的三点可以作一个圆,并且只能作一个圆.
不在同一直线上的三个点确定一个圆.
4.有关定义
由上可知,经过三角形的三个顶点可以作一个圆,这个圆叫做三角形的外接圆(circumcircle of triangle),这个三角形叫这个圆的内接三角形.
外接圆的圆心是三角形三边垂直平分线的交点,叫做三角形的外心(circumcenter).
Ⅲ.课堂练习
已知锐角三角形、直角三角形、钝角三角形,分别作出它们的外接圆,它们外心的位置有怎样的特点?
解:如下图.
O为外接圆的圆心,即外心.
锐角三角形的外心在三角形的内部,直角三角形的外心在斜边上,钝角三角形的外心在三角形的外部.
Ⅳ.课时小结
本节课所学内容如下:
1.经历不在同一条直线上的三个点确定一个圆的探索过程.
方法.
3.了解三角形的外接圆,三角形的外心等概念.
Ⅴ.课后作业
习题3.6
Ⅵ.活动与探究
如下图,CD所在的直线垂直平分线段AB.怎样使用这样的工具找到圆形工件的圆心?
解:因为A、B两点在圆上,所以圆心必与A、B两点的距离相等,又因为和一条线段的两个端点距离相等的点在这条线段的垂直平分线上,所以圆心在CD所在的直线上.因此使用这样的工具可以作出圆形工件的任意两条直径.它们的交点就是圆心.
24.2.2直线和圆的位置关系
教学目标
(一)教学知识点
1.理解直线与圆有相交、相切、相离三种位置关系.
2.了解切线的概念,探索切线与过切点的直径之间的关系.
(二)能力训练要求
1.经历探索直线与圆位置关系的过程,培养学生的探索能力.
2.通过观察得出“圆心到直线的距离d和半径r的数量关系”与“直线和圆的位置关系”的对应与等价,从而实现位置关系与数量关系的相互转化.
(三)情感与价值观要求
通过探索直线与圆的位置关系的过程,体验数学活动充满着探索与创造,感受数学的严谨性以及数学结论的确定性.
在数学学习活动中获得成功的体验,锻炼克服困难的意志,建立自信心.
教学重点
经历探索直线与圆位置关系的过程.
理解直线与圆的三种位置关系.
了解切线的概念以及切线的性质.
教学难点
经历探索直线与圆的位置关系的过程,归纳总结出直线与圆的三种位置关系.
探索圆的切线的性质.
教学方法
教师指导学生探索法.
教具准备
投影片三张
教学过程
Ⅰ.创设问题情境,引入新课
[师]我们在前面学过点和圆的位置关系,请大家回忆它们的位置关系有哪些?
[生]圆是平面上到定点的距离等于定长的所有点组成的图形.即圆上的点到圆心的距离等于半径;圆的内部到圆心的距离小于半径;圆的外部到圆心的距离大于半径.因此点和圆的位置关系有三种,即点在圆上、点在圆内和点在圆外.也可以把点与圆心的距离和半径作比较,若距离大于半径在圆外,等于半径在圆上,小于半径在圆内.
[师]本节课我们将类比地学习直线和圆的位置关系.
Ⅱ.新课讲解
1.复习点到直线的距离的定义
[生]从已知点向已知直线作垂线,已知点与垂足之间的线段的长度叫做这个点到这条直线的距离.
如下图,C为直线AB外一点,从C向AB引垂线,D为垂足,则线段CD即为点C到直线AB的距离.
2.探索直线与圆的三种位置关系
[师]直线和圆的位置关系,我们在现实生活中随处可见,只要大家注意观察,这样的例子是很多的.如大家请看课本113页,观察图中的三幅照片,地平线和太阳的位置关系怎样?作一个圆,把直尺的边缘看成一条直线,固定圆,平移直尺,直线和圆有几种位置关系?
[生]把太阳看作圆,地平线看作直线,则直线和圆有三种位置关系;把直尺的边缘看成一条直线,则直线和圆有三种位置关系.
[师]从上面的举例中,大家能否得出结论,直线和圆的位置关系有几种呢?
[生]有三种位置关系:
[师]直线和圆有三种位置关系,如下图:
它们分别是相交、相切、相离.
当直线与圆相切时(即直线和圆有唯一公共点),这条直线叫做圆的切线(tangent line).
当直线与圆有两个公共点时,叫做直线和圆相交.
当直线与圆没有公共点时,叫做直线和圆相离.
因此,从直线与圆有公共点的个数可以断定是哪一种位置关系,你能总结吗?
[生]当直线与圆有唯一公共点时,这时直线与圆相切;
当直线与圆有两个公共点时,这时直线与圆相交;
当直线与圆没有公共点时,这时直线与圆相离.
[师]能否根据点和圆的位置关系,点到圆心的距离d和半径r作比较,类似地推导出如何用点到直线的距离d和半径r之间的关系来确定三种位置关系呢?
[生]如上图中,圆心O到直线l的距离为d,圆的半径为r,当直线与圆相交时,d<r;当直线与圆相切时,d=r;当直线与圆相离时,d>r,因此可以用d与r间的大小关系断定直线与圆的位置关系.
[师]由此可知:判断直线与圆的位置关系有两种方法.一种是从直线与圆的公共点的个数来断定;一种是用d与r的大小关系来断定.
投影片(§3.5.1A)
(1)从公共点的个数来判断:
直线与圆有两个公共点时,直线与圆相交;直线与圆有唯一公共点时,直线与圆相切;直线与圆没有公共点时,直线与圆相离.
(2)从点到直线的距离d与半径r的大小关系来判断:
d<r时,直线与圆相交;
d=r时,直线与圆相切;
d>r时,直线与圆相离.
投影片(§3.5.1B)
[例1]已知Rt△ABC的斜边AB=8cm,AC=4cm.
(1)以点C为圆心作圆,当半径为多长时,AB与⊙C相切?
(2)以点C为圆心,分别以2cm和4cm的长为半径作两个圆,这两个圆与AB分别有怎样的位置关系?
分析:根据d与r间的数量关系可知:
d=r时,相切;d<r时,相交;d>r时,相离.
解:(1)如上图,过点C作AB的垂线段CD.
∵AC=4cm,AB=8cm;
∴cosA=,
∴∠A=60°.
∴CD=ACsinA=4sin60°=2(cm).
因此,当半径长为2cm时,AB与⊙C相切.
(2)由(1)可知,圆心C到AB的距离d=2cm,所以,当r=2cm时,d>r,⊙C与AB相离;
当r=4cm时,d<r,⊙C与AB相交.
3.议一议(投影片§3.5.1C)
(1)你能举出生活中直线与圆相交、相切、相离的实例吗?
(2)上图(1)中的三个图形是轴对称图形吗?如果是,你能画出它们的对称轴吗?
(3)如图(2),直线CD与⊙O相切于点A,直径AB与直线CD有怎样的位置关系?说一说你的理由.
对于(3),小颖和小亮都认为直径AB垂直于CD.你同意他们的观点吗?
[师]请大家发表自己的想法.
[生](1)把一只筷子放在碗上,把碗看作圆,筷子看作直线,这时直线与圆相交;
自行车的轮胎在地面上滚动,车轮为圆,地平线为直线,这时直线与圆相切;
杂技团中骑自行车走钢丝中的自行车车轮为圆,地平线为直线,这时直线与圆相离.
(2)图(1)中的三个图形是轴对称图形.因为沿着d所在的直线折叠,直线两旁的部分都能完全重合.对称轴是d所在的直线,即过圆心O且与直线l垂直的直线.
(3)所谓两条直线的位置关系,即为相交或平行,相交又分垂直和斜交,直线CD与⊙O相切于点A,直径AB与直线CD垂直,因为图(2)是轴对称图形,AB是对称轴,所以沿AB对折图形时,AC与AD重合,因此∠BAC=∠BAD=90°.
[师]因为直线CD与⊙O相切于点A,直径AB与直线CD垂直,直线CD是⊙O的切线,因此有圆的切线垂直于过切点的直径.
这是圆的切线的性质,下面我们来证明这个结论.
在图(2)中,AB与CD要么垂直,要么不垂直.假设AB与CD不垂直,过点O作一条直径垂直于CD、垂足为M,则OM<OA,即圆心O到直线CD的距离小于⊙O的半径,因此CD与⊙O相交,这与已知条件“直线CD与⊙O相切”相矛盾,所以AB与CD垂直.
这种证明方法叫反证法,反证法的步骤为第一步假设结论不成立;第二步是由结论不成立推出和已知条件或定理相矛盾.第三步是肯定假设错误,故结论成立.
Ⅲ.课堂练习
随堂练习
Ⅳ.课时小结
本节课学习了如下内容:
1.直线与圆的三种位置关系.
(1)从公共点数来判断.
(2)从d与r间的数量关系来判断.
2.圆的切线的性质:圆的切线垂直于过切点的半径.
3.例题讲解.
Ⅴ.课后作业
习题3.7
Ⅵ.活动与探究
如下图,A城气象台测得台风中心在A城正西方向300千米的B处,并以每小时10千米的速度向北偏东60°的BF方向移动,距台风中心200千米的范围是受台风影响的区域.
(1)A城是否会受到这次台风的影响?为什么?
(2)若A城受到这次台风的影响,试计算A城遭受这次台风影响的时间有多长?
分析:因为台风影响的范围可以看成以台风中心为圆心,半径为200千米的圆,A城能否受到影响,即比较A到直线BF的距离d与半径200千米的大小.若d>200,则无影响,若d≤200,则有影响.
解:(1)过A作AC⊥BF于C.
在Rt△ABC中,∵∠CBA=30°,BA=300,∴AC=ABsin30°=300×=150(千米).
∵AC<200,∴A城受到这次台风的影响.
(2)设BF上D、E两点到A的距离为200千米,则台风中心在线段DE上时,对A城均有影响,而在DE以外时,对A城没有影响.
∵AC=150,AD=AE=200,∴DC=.∴DE=2DC=100.
∴t==10(小时).
答:A城受影响的时间为10小时.
直线和圆的位置关系(2)
教学目标
(一)教学知识点
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.
(二)能力训练要求
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.
(三)情感与价值观要求
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.
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.
教学方法:师生共同探索法.
教具准备
教学过程
Ⅰ.创设问题情境,引入新课
[师]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.
Ⅱ.新课讲解
1.探索切线的判定条件
投影片(§3.5.2A)
如下图,AB是⊙O的直径,直线l经过点A,l与AB的夹角∠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?
[师]大家可以先画一个圆,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.
[生](1)如上图,直线l1与AB的夹角为α,点O到l的距离为d1,d1<r,这时直线l1与⊙O的位置关系是相交;当把直线l1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l2位置时,∠α由直角变为钝角,点O到l的距离为d2,d2<r,这时直线l与⊙O的位置关系是相离.
[师]回答得非常精彩.通过旋转可知,随着∠α由小变大,点O到l的距离d也由小变大,当∠α=90°时,d达到最大.此时d=r;之后当∠α继续增大时,d逐渐变小.第(2)题就解决了.
[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.
[师]从上面的分析中可知,当直线l与直径之间满足什么关系时,直线l就是⊙O的切线?请大家互相交流.
[生]直线l垂直于直径AB,并经过直径的一端A点.
[师]很好.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,请大家自己动手.
[生]如下图.
(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.
投影片(§3.5.2B)
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(如下图).
(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.
[师]由例题可知,BE和CF只有一个交点I,并且I到△ABC三边的距离相等,为什么?
[生]∵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.
[师]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.例题讲解
投影片(§3.5C)
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.
请大家自己写步骤.
[生]证明:∵AB=AT,∠ABT=45°.
∴∠ATB=∠ABT=45°.
∴∠TAB=180°-∠ABT-∠ATB=90°.
∴AT⊥AB,即AT是⊙O的切线.
Ⅲ.课堂练习
随堂练习
Ⅳ.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.
Ⅴ.课后作业
习题3.8
Ⅵ.活动与探究
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.
分析:要证DC是⊙O的切线,需证DC垂直于过切点的直径或半径,因此要作辅助线半径OD,利用平行关系推出∠3=∠4,又因为OD=OB,OC为公共边,因此△CDO≌△CBO,所以∠ODC=∠OBC=90°.
证明:连结OD.
∵OA=OD,∴∠1=∠2,
∵AD∥OC,∴∠1=∠3,∠2=∠4.
∴∠3=∠4.
∵OD=OB,OC=OC,
∴△ODC≌△OBC.
∴∠ODC=∠OBC.
∵BC是⊙O的切线,
∴∠OBC=90°.
∴∠ODC=90°.
∴DC是⊙O的切线.
24.2.2圆和圆的位置关系
教学目标
(一)教学知识点
1.了解圆与圆之间的几种位置关系.
2.了解两圆外切、内切与两圆圆心距d、半径R和r的数量关系的联系.
(二)能力训练要求
1.经历探索两个圆之间位置关系的过程,训练学生的探索能力.
2.通过平移实验直观地探索圆和圆的位置关系,发展学生的识图能力和动手操作能力.
(三)情感与价值观要求
1.通过探索圆和圆的位置关系,体验数学活动充满着探索与创造,感受数学的严谨性以及数学结论的确定性.
2.经历探究图形的位置关系,丰富对现实空间及图形的认识,发展形象思维.
教学重点
探索圆与圆之间的几种位置关系,了解两圆外切、内切与两圆圆心距d、半径R和r的数量关系的联系.
教学难点
探索两个圆之间的位置关系,以及外切、内切时两圆圆心距d、半径R和r的数量关系的过程.
教学方法
教师讲解与学生合作交流探索法
教学过程
Ⅰ.创设问题情境,引入新课
[师]我们已经研究过点和圆的位置关系,分别为点在圆内、点在圆上、点在圆外三种;还探究了直线和圆的位置关系,分别为相离、相切、相交.它们的位置关系都有三种.今天我们要学习的内容是圆和圆的位置关系,那么结果是不是也是三种呢?没有调查就没有发言权.下面我们就来进行有关探讨.
Ⅱ.新课讲解
一、想一想
[师]大家思考一下,在现实生活中你见过两个圆的哪些位置关系呢?
[生]如自行车的两个车轮间的位置关系;车轮轮胎的两个边界圆间的位置关系;用一只手拿住大小两个圆环时两个圆环间的位置关系等.
[师]很好,现实生活中我们见过的有关两个圆的位置很多.下面我们就来讨论这些位置关系分别是什么.
二、探索圆和圆的位置关系
在一张透明纸上作一个⊙O.再在另一张透明纸上作一个与⊙O1半径不等的⊙O2.把两张透明纸叠在一起,固定⊙O1,平移⊙O2,⊙O1与⊙O2有几种位置关系?
[师]请大家先自己动手操作,总结出不同的位置关系,然后互相交流.
[生]我总结出共有五种位置关系,如下图:
[师]大家的归纳、总结能力很强,能说出五种位置关系中各自有什么特点吗?从公共点的个数和一个圆上的点在另一个圆的内部还是外部来考虑.
[生]如图:(1)外离:两个圆没有公共点,并且每一个圆上的点都在另一个圆的外部;
(2)外切:两个圆有唯一公共点,除公共点外一个圆上的点都在另一个圆的外部;
(3)相交:两个圆有两个公共点,一个圆上的点有的在另一个圆的外部,有的在另一个圆的内部;
(4)内切:两个圆有一个公共点,除公共点外,⊙O2上的点在⊙O1的内部;
(5)内含:两个圆没有公共点,⊙O2上的点都在⊙O1的内部.
[师]总结得很出色,如果只从公共点的个数来考虑,上面的五种位置关系中有相同类型吗?
[生]外离和内含都没有公共点;外切和内切都有一个公共点;相交有两个公共点.
[师]因此只从公共点的个数来考虑,可分为相离、相切、相交三种.
经过大家的讨论我们可知:
投影片(§3.6A)
(1)如果从公共点的个数,和一个圆上的点在另一个圆的外部还是内部来考虑,两个圆的位置关系有五种:外离、外切、相交、内切、内含.
(2)如果只从公共点的个数来考虑分三种:相离、相切、相交,并且相离,相切
三、例题讲解
投影片(§3.6B)
两个同样大小的肥皂泡黏在一起,其剖面如图所示(点O,O'是圆心),分隔两个肥皂泡的肥皂膜PQ成一条直线,TP、NP分别为两圆的切线,求∠TPN的大小.
分析:因为两个圆大小相同,所以半径OP=O'P=OO',又TP、NP分别为两圆的切线,所以PT⊥OP,PN⊥O'P,即∠OPT=∠O'PN=90°,所以∠TPN等于360°减去∠OPT+∠O'PN+∠OPO'即可.
解:∵OP=OO'=PO',
∴△PO'O是一个等边三角形.
∴∠OPO'=60°.
又∵TP与NP分别为两圆的切线,
∴∠TPO=∠NPO'=90°.
∴∠TPN=360°-2×90°-60°=120°.
四、想一想
如图(1),⊙O1与⊙O2外切,这个图是轴对称图形吗?如果是,它的对称轴是什么?切点与对称轴有什么位置关系?如果⊙O1与⊙O2内切呢?〔如图(2)〕
[师]我们知道圆是轴对称图形,对称轴是任一直径所在的直线,两个圆是否也组成一个轴对称图形呢?这就要看切点T是否在连接两个圆心的直线上,下面我们用反证法来证明.反证法的步骤有三步:第一步是假设结论不成立;第二步是根据假设推出和已知条件或定理相矛盾的结论;第三步是证明假设错误,则原来的结论成立.
证明:假设切点T不在O1O2上.
因为圆是轴对称图形,所以T关于O1O2的对称点T'也是两圆的公共点,这与已知条件⊙O1和⊙O2相切矛盾,因此假设不成立.
则T在O1O2上.
由此可知图(1)是轴对称图形,对称轴是两圆的连心线,切点与对称轴的位置关系是切点在对称轴上.
在图(2)中应有同样的结论.
通过上面的讨论,我们可以得出结论:两圆相内切或外切时,两圆的连心线一定经过切点,图(1)和图(2)都是轴对称图形,对称轴是它们的连心线.
五、议一议
投影片(§3.6C)
设两圆的半径分别为R和r.
(1)当两圆外切时,两圆圆心之间的距离(简称圆心距)d与R和r具有怎样的关系?反之当d与R和r满足这一关系时,这两个圆一定外切吗?
(2)当两圆内切时(R>r),圆心距d与R和r具有怎样的关系?反之,当d与R和r满足这一关系时,这两个圆一定内切吗?
[师]如图,请大家互相交流.
[生]在图(1)中,两圆相外切,切点是A.因为切点A在连心线O1O2上,所以O1O2=O1A+O2A=R+r,即d=R+r;反之,当d=R+r时,说明圆心距等于两圆半径之和,O1、A、O2在一条直线上,所以⊙O1与⊙O2只有一个交点A,即⊙O1与⊙O2外切.
在图(2)中,⊙O1与⊙O2相内切,切点是B.因为切点B在连心线O1O2上,所以O1O2=O1B-O2B,即d=R-r;反之,当d=R-r时,圆心距等于两半径之差,即O1O2=O1B-O2B,说明O1、O2、B在一条直线上,B既在⊙O1上,又在⊙O2上,所以⊙O1与⊙O2内切.
[师]由此可知,当两圆相外切时,有d=R+r,反过来,当d=R+r时,两圆相外切,即两圆相外切d=R+r.
当两圆相内切时,有d=R-r,反过来,当d=R-r时,两圆相内切,即两圆相内切d=R-r.
Ⅲ.课堂练习
随堂练习
Ⅳ.课时小结
本节课学习了如下内容:
1.探索圆和圆的五种位置关系;
2.讨论在两圆外切或内切情况下,图形的轴对称性及对称轴,以及切点和对称轴的位置关系;
3.探讨在两圆外切或内切时,圆心距d与R和r之间的关系.
Ⅴ.课后作业
习题3.9
Ⅵ.活动与探究
已知图中各圆两两相切,⊙O的半径为2R,⊙O1、⊙O2的半径为R,求⊙O3的半径.
分析:根据两圆相外切连心线的长为两半径之和,如果设⊙O3的半径为r,则O1O3=O2O3=R+r,连接OO3就有OO3⊥O1O2,所以OO2O3构成了直角三角形,利用勾股定理可求得⊙O3的半径r.
解:连接O2O3、OO3,
∴∠O2OO3=90°,OO3=2R-r,
O2O3=R+r,OO2=R.
∴(R+r)2=(2R-r)2+R2.
∴r=R.
24.4弧长及扇形的面积
教学目标
(一)教学知识点
1.经历探索弧长计算公式及扇形面积计算公式的过程;
2.了解弧长计算公式及扇形面积计算公式,并会应用公式解决问题.
(二)能力训练要求
1.经历探索弧长计算公式及扇形面积计算公式的过程,培养学生的探索能力.
2.了解弧长及扇形面积公式后,能用公式解决问题,训练学生的数学运用能力.
(三)情感与价值观要求
1.经历探索弧长及扇形面积计算公式,让学生体验教学活动充满着探索与创造,感受数学的严谨性以及数学结论的确定性.
2.通过用弧长及扇形面积公式解决实际问题,让学生体验数学与人类生活的密切联系,激发学生学习数学的兴趣,提高他们的学习积极性,同时提高大家的运用能力.
教学重点
1.经历探索弧长及扇形面积计算公式的过程.
2.了解弧长及扇形面积计算公式.
3.会用公式解决问题.
教学难点
1.探索弧长及扇形面积计算公式.
2.用公式解决实际问题.
教学方法
学生互相交流探索法
教具准备
2.投影片四张
教学过程
Ⅰ.创设问题情境,引入新课
[师]在小学我们已经学习过有关圆的周长和面积公式,弧是圆周的一部分,扇形是圆的一部分,那么弧长与扇形面积应怎样计算?它们与圆的周长、圆的面积之间有怎样的关系呢?本节课我们将进行探索.
Ⅱ.新课讲解
一、复习
1.圆的周长如何计算?
2.圆的面积如何计算?
3.圆的圆心角是多少度?
[生]若圆的半径为r,则周长l=2πr,面积S=πr2,圆的圆心角是360°.
二、探索弧长的计算公式
投影片(§3.7A)
如图,某传送带的一个转动轮的半径为10cm.
(1)转动轮转一周,传送带上的物品A被传送多少厘米?
(2)转动轮转1°,传送带上的物品A被传送多少厘米?
(3)转动轮转n°,传送带上的物品A被传送多少厘米?
[师]分析:转动轮转一周,传送带上的物品应被传送一个圆的周长;因为圆的周长对应360°的圆心角,所以转动轮转1°,传送带上的物品A被传送圆周长的;转动轮转n°,传送带上的物品A被传送转1°时传送距离的n倍.
[生]解:(1)转动轮转一周,传送带上的物品A被传送2π×10=20πcm;
(2)转动轮转1°,传送带上的物品A被传送cm;
(3)转动轮转n°,传送带上的物品A被传送n×=cm.
[师]根据上面的计算,你能猜想出在半径为R的圆中,n°的圆心角所对的弧长的计算公式吗?请大家互相交流.
[生]根据刚才的讨论可知,360°的圆心角对应圆周长2πR,那么1°的圆心角对应的弧长为,n°的圆心角对应的弧长应为1°的圆心角对应的弧长的n倍,即n×.
[师]表述得非常棒.
在半径为R的圆中,n°的圆心角所对的弧长(arclength)的计算公式为:
l=.
下面我们看弧长公式的运用.
三、例题讲解
投影片(§3.7B)
制作弯形管道时,需要先按中心线计算“展直长度”再下料,试计算下图中管道的展直长度,即的长(结果精确到0.1mm).
分析:要求管道的展直长度,即求的长,根根弧长公式l=可求得的长,其中n为圆心角,R为半径.
解:R=40mm,n=110.
∴的长=πR=×40π≈76.8mm.
因此,管道的展直长度约为76.8mm.
四、想一想
投影片(§3.7C)
在一块空旷的草地上有一根柱子,柱子上拴着一条长3m的绳子,绳子的另一端拴着一只狗.
(1)这只狗的最大活动区域有多大?
(2)如果这只狗只能绕柱子转过n°角,那么它的最大活动区域有多大?
[师]请大家互相交流.
[生](1)如图(1),这只狗的最大活动区域是圆的面积,即9π;
(2)如图(2),狗的活动区域是扇形,扇形是圆的一部分,360°的圆心角对应的圆面积,1°的圆心角对应圆面积的,即×9π=,n°的圆心角对应的圆面积为n×=.
[师]请大家根据刚才的例题归纳总结扇形的面积公式.
[生]如果圆的半径为R,则圆的面积为πR2,1°的圆心角对应的扇形面积为,n°的圆心角对应的扇形面积为n·.因此扇形面积的计算公式为S扇形=πR2,其中R为扇形的半径,n为圆心角.
五、弧长与扇形面积的关系
[师]我们探讨了弧长和扇形面积的公式,在半径为R的圆中,n°的圆心角所对的弧长的计算公式为l=πR,n°的圆心角的扇形面积公式为S扇形=πR2,在这两个公式中,弧长和扇形面积都和圆心角n.半径R有关系,因此l和S之间也有一定的关系,你能猜得出吗?请大家互相交流.
[生]∵l=πR,S扇形=πR2,
∴πR2=R·πR.∴S扇形=lR.
六、扇形面积的应用
投影片(§3.7D)
扇形AOB的半径为12cm,∠AOB=120°,求的长(结果精确到0.1cm)和扇形AOB的面积(结果精确到0.1cm2)
分析:要求弧长和扇形面积,根据公式需要知道半径R和圆心角n即可,本题中这些条件已经告诉了,因此这个问题就解决了.
解:的长=π×12≈25.1cm.
S扇形=π×122≈150.7cm2.
因此,的长约为25.1cm,扇形AOB的面积约为150.7cm2.
Ⅲ.课堂练习
随堂练习
Ⅳ.课时小结
本节课学习了如下内容:
1.探索弧长的计算公式l=πR,并运用公式进行计算;
2.探索扇形的面积公式S=πR2,并运用公式进行计算;
3.探索弧长l及扇形的面积S之间的关系,并能已知一方求另一方.
Ⅴ.课后作业
习题3.10
Ⅵ.活动与探究
如图,两个同心圆被两条半径截得的的长为6π cm,的长为10π cm,又AC=12cm,求阴影部分ABDC的面积.
分析:要求阴影部分的面积,需求扇形COD的面积与扇形AOB的面积之差.根据扇形面积S=lR,l已知,则需要求两个半径OC与OA,因为OC=OA+AC,AC已知,所以只要能求出OA即可.
解:设OA=R,OC=R+12,∠O=n°,根据已知条件有:
得.
∴3(R+12)=5R,∴R=18.
∴OC=18+12=30.
∴S=S扇形COD-S扇形AOB=×10π×30-×6π×18=96π cm2.
所以阴影部分的面积为96π cm2.
24.4.2圆锥的侧面积
教学目标
(一)教学知识点
1.经历探索圆锥侧面积计算公式的过程.
2.了解圆锥的侧面积计算公式,并会应用公式解决问题.
(二)能力训练要求
1.经历探索圆锥侧面积计算公式的过程,发展学生的实践探索能力.
2.了解圆锥的侧面积计算公式后,能用公式进行计算,训练学生的数学应用能力.
(三)情感与价值观要求
1.让学生先观察实物,再想象结果,最后经过实践得出结论,通过这一系列活动,培养学生的观察、想象、实践能力,同时训练他们的语言表达能力,使他们获得学习数学的经验,感受成功的体验.
2.通过运用公式解决实际问题,让学生懂得数学与人类生活的密切联系,激发他们学习数学的兴趣,克服困难的决心,更好地服务于实际.
教学重点
1.经历探索圆锥侧面积计算公式的过程.
2.了解圆锥的侧面积计算公式,并会应用公式解决问题.
教学难点
经历探索圆锥侧面积计算公式.
教学方法
观察——想象——实践——总结法
教具准备
一个圆锥模型(纸做)
投影片两张
第一张:(记作§3.8A) 第二张:(记作§3.8B)
教学过程
Ⅰ.创设问题情境,引入新课
[师]大家见过圆锥吗?你能举出实例吗?
[主]见过,如漏斗、蒙古包.
[师]你们知道圆锥的表面是由哪些面构成的吗?请大家互相交流.
[生]圆锥的表面是由一个圆面和一个曲面围成的.
[师]圆锥的曲面展开图是什么形状呢?应怎样计算它的面积呢?本节课我们将解决这些问题.
Ⅲ.新课讲解
一、探索圆锥的侧面展开图的形状
[师](向学生展示圆锥模型)请大家先观察模型,再展开想象,讨论圆锥的侧面展开图是什么形状.
[生]圆锥的侧面展开图是扇形.
[师]能说说理由吗?
[生甲]因为数学知识是一环扣一环的,后面的知识是在前面知识的基础上学习的.上节课的内容是弧长及扇形面积,本节课的内容是圆锥的侧面积,而弧长不是面积,所以我猜想圆锥的侧面展开图应该是扇形.
[师]这位同学用的虽然是猜想,但也是有一定的道理的,并不是凭空瞎想,还有其他理由吗?
[生乙]我是自己实践得出结论的,我拿一个扇形的纸片卷起来,就得到了一个圆锥模型.
[师]很好,究竟大家的猜想是否正确呢?下面我就给大家做个演示(把圆锥沿一母线剪开),请大家观察侧面展开图是什么形状的?
[生]是扇形.
[师]大家的猜想非常正确,既然已经知道侧面展开图是扇形,那么根据上节课的扇形面积公式就能计算出圆锥的侧面积,由于我们不能把所有圆锥都剖开,在展开图中的扇形的半径和圆心角与不展开图形中的哪些因素有关呢?这将是我们进一步研究的对象.
二、探索圆锥的侧面积公式
[师]圆锥的侧面展开图是一个扇形,如图,设圆锥的母线(generating line)长为l,底面圆的半径为r,那么这个圆锥的侧面展开图中扇形的半径即为母线长l,扇形的弧长即为底面圆的周长2πr,根据扇形面积公式可知S=·2πr·l=πrl.因此圆锥的侧面积为S侧=πrl.
圆锥的侧面积与底面积之和称为圆锥的全面积(surfacearea),全面积为S全=πr2+πrl.
三、利用圆锥的侧面积公式进行计算.
投影片(§3.8A)
圣诞节将近,某家商店正在制作圣诞节的圆锥形纸帽.已知纸帽的底面周长为58cm,高为20cm,要制作20顶这样的纸帽至少要用多少平方厘米的纸?(结果精确到0.1cm)2
分析:根据题意,要求纸帽的面积,即求圆锥的侧面积.现在已知底面圆的周长,从中可求出底面圆的半径,从而可求出扇形的弧长.在高h、底面圆的半径r、母线l组成的直角三角形中,根据勾股定理求出母线l,代入S侧=πrl中即可.
解:设纸帽的底面半径为r cm,母线长为l cm,则r=
l=≈22.03cm,
S圆锥侧=πrl≈×58×22.03=638.87cm2.
638.87×20=12777.4cm2.
所以,至少需要12777.4cm2的纸.
投影片(§3.8B)
如图,已知Rt△ABC的斜边AB=13cm,一条直角边AC=5cm,以直线AB为轴旋转一周得一个几何体.求这个几何体的表面积.
分析:首先应了解这个几何体的形状是上下两个圆锥,共用一个底面,表面积即为两个圆锥的侧面积之和.根据S侧=πR2或S侧=πrl可知,用第二个公式比较好求,但是得求出底面圆的半径,因为AB垂直于底面圆,在Rt△ABC中,由OC、AB=BC、AC可求出r,问题就解决了.
解:在Rt△ABC中,AB=13cm,AC=5cm,
∴BC=12cm.
∵OC·AB=BC·AC,
∴r=OC=.
∴S表=πr(BC+AC)=π××(12+5)
=π cm2.
Ⅲ.课堂练习
随堂练习
Ⅳ.课时小结
本节课学习了如下内容:
探索圆锥的侧面展开图的形状,以及面积公式,并能用公式进行计算.
Ⅴ.课后作业
习题3.11
Ⅵ.活动与探究
探索圆柱的侧面展开图
在生活中,我们常常遇到圆柱形的物体,如油桶、铅笔、圆形柱子等,在小学我们已知圆柱是由两个圆的底面和一个侧面围成的,底面是两个等圆,侧面是一个曲面,两个底面之间的距离是圆柱的高.
圆柱也可以看作是由一个矩形旋转得到的,旋转轴叫做圆柱的轴,圆柱侧面上平行于轴的线段都叫做圆柱的母线.容易看出,圆柱的轴通过上、下底面的圆心,圆柱的母线长都相等,并等于圆柱的高,圆柱的两个底面是平行的.
如图,把圆柱的侧面沿它的一条母线剪开,展在一个平面上,侧面的展开图是矩形,这个矩形的一边长等于圆柱的高,即圆柱的母线长,另一边长是底面圆的周长,所以圆柱的侧面积等于底面圆的周长乘以圆柱的高.
[例1]如图(1),把一个圆柱形木块沿它的轴剖开,得矩形ABCD.已知AD=18cm,AB=30cm,求这个圆柱形木块的表面积(精确到1cm2).
解:如图(2),AD是圆柱底面的直径,AB是圆柱的母线,设圆柱的表面积为S,则S=2S圆+S侧.
∴S=2π()2+2π××30=162π+540π≈2204cm2.
所以这个圆柱形木块的表面积约为2204cm2.
回顾与思考
教学目标
(一)教学知识点
1.了解点与圆,直线与圆以及圆和圆的位置关系.
2.了解切线的概念,切线的性质及判定.
3.会过圆上一点画圆的切线.
(二)能力训练要求
1.通过平移、旋转等方式,认识直线与圆、圆与圆的位置关系,使学生明确图形在运动变化中的特点和规律,进一步发展学生的推理能力.
2.通过探索弧长、扇形的面积、圆锥的侧面积和全面积的计算公式,发展学生的探索能力.
3.通过画圆的切线,训练学生的作图能力.
4.通过全章内容的归纳总结,训练学生各方面的能力.
(三)情感与价值观要求
1.通过探索有关公式,让学生懂得数学活动充满探索与创造,感受数学的严谨性以及数学结论的确定性.
2.经历观察、猜想、证明等数学活动过程,发展合情推理能力和初步的演绎推理能力,能有条理地、清晰地阐述自己的观点.
教学重点
1.探索并了解点与圆、直线与圆、圆与圆的位置关系.
2.探索切线的性质;能判断一条直线是否为圆的切线;会过圆上一点画圆的切线.
教学难点:探索各种位置关系及切线的性质.
教学方法:学生自己交流总结法.
教具准备
投影片五张:
第一张:(记作A) 第二张:(记作B) 第三张:(记作C) 第四张:(记作D) 第五张:(记作E)
教学过程
Ⅰ.回顾本章内容
[师]上节课我们对本章的所有知识进行了回顾,并讨论了这些知识间的关系,绘制了本章知识结构图,还对一部分内容进行了回顾,本节课继续进行有关知识的巩固.
Ⅱ.具体内容巩固
一、确定圆的条件
[师]作圆的问题实质上就是圆心和半径的问题,确定了圆心和半径,圆就随之确定.我们在探索这一问题时,与作直线类比,研究了经过一个点、两个点、三个点可以作几个圆,圆心的分布和半径的大小有什么特点.下面请大家自己总结.
[生]经过一个点可以作无数个圆.因为以这个点以外的任意一点为圆心,以这两点所连的线段为半径就可以作一个圆.由于圆心是任意的,因此这样的圆有无数个.
经过两点也可以作无数个圆.
设这两点为A、B,经过A、B两点的圆,其圆心到A、B两点的距离一定相等,所以圆心应在线段AB的垂直平分线上,在AB的垂直平分线上任意取一点为圆心,这一点到A或B的距离为半径都可以作一个经过A、B两点的圆.因此这样的圆也有无数个.
经过在同一直线上的三点不能作圆.
经过不在同一直线上的三点只能作一个圆.要作一个圆经过A、B、C三点,就要确定一个点作为圆心,使它到三点A、B、C的距离相等,到A、B两点距离相等的点在线段AB的垂直平分线上,到B、C两点距离相等的点应在线段B、C的垂直平分线上,那么同时满足到A、B、C三点距离相等的点应既在AB的垂直平分线上,又在BC的垂直平分线上,既两条直线的交点,因为交点只有一个,即确定了圆心.这个交点到A点的距离为半径,所以这样的圆只能作出一个.
[师]经过不在同一条直线上的四个点A、B、C、D能确定一个圆吗?
[生]不一定,过不在同一条直线上的三点,我们可以确定一个圆,如果另外一个点到圆心的距离等于半径,则说明四个点在同一个圆上,如果另外一个点到圆心的距离不等于半径,说明四个点不在同一个圆上.
例题讲解(投影片A)
矩形的四个顶点在以对角线的交点为圆心的同一个圆上吗?为什么?
[师]请大家互相交流.
[生]解:如图,矩形ABCD的对角线AC和BD相交于点O.
∵四边形ABCD为矩形,
∴OA=OC=OB=OD.
∴A、B、C、D四点到定点O的距离都等于矩形对角线的一半.
∴A、B、C、D四点在以O为圆心,OA为半径的圆上.
二、三种位置关系
[师]我们在本章学习了三种位置关系,即点和圆的位置关系;直线和圆的位置关系;圆和圆的位置关系.下面我们逐一来回顾.
1.点和圆的位置关系
[生]点和圆的位置关系有三种,即点在圆外;点在圆上;点在圆内.判断一个点是在圆的什么部位,就是看这一点与圆心的距离和半径的大小关系,如果这个距离大于半径,说明这个点在圆外;如果这个距离等于半径,说明这个点在圆上;如果这个距离小于半径,说明这个点在圆内.
[师]总结得不错,下面看具体的例子.
(投影片B)
1.⊙O的半径r=5cm,圆心O到直线l的 距离d=OD=3 m.在直线l上有P、Q、R三点,且有PD=4cm,QD>4cm,RD<4cm,P、Q、R三点对于⊙O的位置各是怎样的?
2.菱形各边的中点在同一个圆上吗?
分析:要判断某些点是否在圆上,只要看这些点到圆心的距离是否等于半径.
[生]1.解:如图(1),在Rt△OPD中,
∵OD=3,PD=4,
∴OP==5=r.
所以点P在圆上.
同理可知OR=<5,OQ=>5.
所以点R在圆内,点Q在圆外.
2.如图(2),菱形ABCD中,对角线AC和BD相交于点O,E、F、G、H分别是各边的中点.因为菱形的对角线互相垂直,所以△AOB、△BOC、△COD、△DOA都是直角三角形,又由于E、F、G、H分别是各直角三角形斜边上的中点,所以OE、OF、OG、OH分别是各直角三角形斜边上的中线,因此有OE=AB,OF=BC,OG=CD,OH=AD,而AB=BC=CD=DA.所以OE=OF=OG=OH.即各中点E、F、G、H到对角线的交点O的距离相等,所以菱形各边的中点在同一个圆上.
2.直线和圆的位置关系
[生]直线和圆的位置关系也有三种,即相离、相切、相交,当直线和圆有两个公共点时,此时直线与圆相交;当直线和圆有且只有一个公共点时,此时直线和圆相切;当直线和圆没有公共点时,此时直线和圆相离.
[师]总结得不错,判断一条直线和圆的位置关系有哪些方法呢?
[生]有两种方法,一种就是从公共点的个数来判断,上面已知讨论过了,另一种是比较圆心到直线的距离d与半径的大小.
当d<r时,直线和圆相交;当d=r时,直线和圆相切;当d>r时,直线和圆相离.
[师]很好,下面我们做一个练习.
(投影片C)
如图,点A的坐标是(-4,3),以点A为圆心,4为半径作圆,则⊙A与x轴、y轴、原点有怎样的位置关系?
分析:因为x轴、y轴是直线,所以要判断⊙A与x轴、y轴的位置关系,即是判断直线与圆的位置关系,根据条件需用圆心A到直线的距离d与半径r比较.O是点,⊙A与原点即是求点和圆的位置关系,通过求OA与r作比较即可.
[生]解:∵A点的坐标是(-4,3),
∴A点到x轴、y轴的距离分别是3和4.
又因为⊙A的半径为4,
∴A点到x轴的距离小于半径,到y轴的距离等于半径.
∴⊙A与x轴、y轴的位置关系分别为相交、相切.
由勾股定理可求出OA的距离等于5,因为OA>4,所以点O在圆外.
[师]上面我们讨论了直线和圆的三种位置关系,下面我们要对相切这种位置关系进行深层次的研究,即切线的性质和判定.
[生]切线的性质是:圆的切线垂直于过切点的直径.
切线的判定是:经过直径的一端,并且垂直于这条直径的直线是圆的切线.
[师]下面我们看它们的应用.
(投影片D)
1.如图(1),在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=12,BC=9,D是AB上一点,以BD为直径的⊙O切AC于点E,求AD的长.
2.如图(2),AB是⊙O的直径,C是⊙O上的一点,∠CAE=∠B,你认为AE与⊙O相切吗?为什么?
分析:1.由⊙O与AC相切可知OE⊥AC,又∠C=90°,所以△AOE∽△ABC,则对应边成比例,.求出半径和OA后,由OA-OD=AD,就求出了AD.
2.根据切线的判定,要求AE与⊙O相切,需求∠BAE=90°,由AB为
⊙O的直径得∠ACB=90°,则∠BAC+∠B=90°,所以∠CAE+∠BAC=90°,即∠BAE=90°.
[师]请大家按照我们刚才的分析写出步骤.
[生]1.解:∵∠C=90°,AC=12,BC=9,∴由勾股定理得AB=15.
∵⊙O切AC于点E,连接OE,∴OE⊥AC.∴OE∥BC.∴△OAE∽△BAC.∴,即.∴.∴OE= ∴AD=AB-2OD=AB-2OE=15-×2=.
2.解:∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°.∴∠CAB+∠B=90°.
∴∠CAE=∠B,
∴∠CAB+∠CAE=90°,
即BA⊥AE.∵BA为⊙O的直径,
∴AE与⊙O相切.
3.圆和圆的位置关系
[师]还是请大家先总结内容,再进行练习.
[生]圆和圆的位置关系有三大类,即相离、相切、相交,其中相离包括外离和内含,相切包括外切和内切,因此也可以说圆和圆的位置关系有五种,即外离、外切、相交、内切、内含.
[师]那么应根据什么条件来判断它们之间的关系呢?
[生]判断圆和圆的位置关系;是根据公共点的个数以及一个圆上的点在另一个圆的内部还是外部来判断.
当两个圆没有公共点时有两种情况,即外离和内含两种位置关系.当每个圆上的点都在另一个圆的外部时是外离;当其中一个圆上的点都在另一个圆的内部时是内含.
当两个圆有唯一公共点时,有外切和内切两种位置关系,当除公共点外,每个圆上的点都在另一个圆的外部时是外切;当除公共点外,其中一个圆上的点都在另一个圆的内部时是内切.
两个圆有两个公共点时,一个圆上的点有的在另一个圆的内部,有的在另一个圆的外部时是相交.两圆相交只要有两个公共点就可判定它们的位置关系是相交.
[师]只有这一种判定方法吗?
[生]还有用圆心距d和两圆的半径R、r之间的关系能判断外切和内切两种位置关系,当d=R+r时是外切,当d=R-r(R>r)时是内切.
[师]下面我们还可以用d与R,r的关系来讨论出另外三种两圆的位置关系,大家分别画出外离、内含和相交这三种位置关系.探索它们之间的关系,它们的关系可能是存在相等关系,也有可能是存在不等关系.(让学生探索)大家得出结论了吗?是不是这样的.
当d>R+r时,两圆外离;
当R-r<d<R+r时,两圆相交;
当d<R-r(R>r)时,两圆内含.
(投影片E)
设⊙O1和⊙O2的半径分别为R、r,圆心距为d,在下列情况下,⊙O1和⊙O2的位置关系怎样?
①R=6cm,r=3cm,d=4cm;
②R=6cm,r=3cm,d=0;
③R=3cm,r=7cm,d=4cm;
④R=1cm,r=6cm,d=7cm;
⑤R=6cm,r=3cm,d=10cm;
⑥R=5cm,r=3cm,d=3cm;
⑦R=3cm,r=5cm,d=1cm.
[生](1)∵R-r=3cm<4cm<R+r=9cm,
∴⊙O1与⊙O2的位置关系是相交;
(2)∵d<R-r,∴两圆的位置关系是内含;
(3)∵d=r-R,∴两圆的位置关系是内切;
(4)∵d=R+r,∴两圆的位置关系是外切;
(5)∵d>R+r,∴两圆的位置关系是外离;
(6)∵R-r<d<R+r,∴两圆的位置关系是相交;
(7)∵d<r-R,∴两圆的位置关系是内含.
三、有关外接圆和内切圆的定义及画法
[生]过不在同一条直线上的三个点可以确定一个圆,这个圆叫做三角形的外接圆,外接圆的圆心叫三角形的外心,它是三角形三边垂直平分线的交点.
因为画圆的关键是确定圆心和半径,所以作三角形的外接圆时,只要找三边垂直平分线的交点,这就是圆心,以这点到三角形任一顶点间的距离为半径就可作出三角形的外接圆.
和三角形三边都相切的圆;叫做三角形的内切圆,内切圆的圆心是三角形三条角平分线的交点,叫三角形的内心.因此,作三角形的内切圆时,只要作两条角平分线就找到了圆心,以这点与任一边之间的距离为半径,就可作出三角形的内切圆.
Ⅲ.课堂练习
1.画三个半径分别为2cm、2.5cm、4cm的圆,使它他们两两外切.
2.两个同心圆中,大圆的弦AB和AC分别和小圆相切于点D和E,则DE与BC的位置关系怎样?DE与BC之间有怎样的数量关系?(DEBC)
Ⅳ.课时小结
本节课巩固了如何确定圆;点和圆、直线和圆、圆和圆之间的位置关系;如何作三角形的外接圆和内切圆.
Ⅴ.课后作业
复习题 B组
Ⅵ.活动与探究
如图,⊙O是Rt△ABC的内切圆,∠ACB=90°,AB=13,AC=12,求图中阴影部分的面积.
分析:根据图形,阴影部分的面积等于三角形ABC的面积与⊙O的面积差,由勾股定理可求出直角边BC的长度,则能求出S△ABC,要求圆的面积,则需求⊙O的半径OD或OE、OF.连接OA、OB、OC,则把△ABC分成三个三角形,即△OAB,△OBC、△OCA,则有S△ABC=S△OAB+S△OBC+S△OCA,从中可求出半径.
解:如图连接OA、OB、OC,则△ABC分成三个三角形,△OAB、△OBC、△OCA,OE、OF、OD分别是三角形各边上过切点的半径.
∴S△OAB=AB·OF,S△OBC=BC·OD,S△OCA=CA·OE.
∵S△ABC=S△OAB+S△OBC+S△OCA,
∴AC·BC=AB·OF+BC·OD+CA·OE.
∵OD=OE=OF,
∴AC·BC=(AB+BC+CA)·OD.
在Rt△ABC中,AB=13,AC=12,由勾股定理得BC=5.
∴12×5=(12+13+5)·OD.∴OD=2.
∴S阴影=S△ABC-S⊙O=×12×5-π·22=30-4π.
第二十四章 概率
24.1 随机事件
教学目标:
知识技能目标:了解必然发生的事件、不可能发生的事件、随机事件的特点.
数学思考目标:学生经历体验、操作、观察、归纳、总结的过程,发展学生从纷繁复杂的表
象中,提炼出本质特征并加以抽象概括的能力.
解决问题目标:能根据随机事件的特点,辨别哪些事件是随机事件.
情感态度目标
引领学生感受随机事件就在身边,增强学生珍惜机会,把握机会的意识.
教学重点:随机事件的特点.
教学难点:判断现实生活中哪些事件是随机事件.
教学过程
【问题情境】
摸球游戏
三个不透明的袋子均装有10个乒乓球.挑选多名同学来参加游戏.
游戏规则
每人每次从自己选择的袋子中摸出一球,记录下颜色,放回,搅匀,重复前面的试验.每人摸球5次.按照摸出黄色球的次数排序,次数最多的为第一名,其次为第二名,最少的为第三名.
【师生行为】
教师事先准备的三个袋子中分别装有10个白色的乒乓球;5个白色的乒乓球和5个黄色的乒乓球;10个黄色的乒乓球.
学生积极参加游戏,通过操作和观察,归纳猜测出在第1个袋子中摸出黄色球是不可能的,在第2个袋子中能否摸出黄色球是不确定的,在第3个袋子中摸出黄色球是必然的.
教师适时引导学生归纳出必然发生的事件、随机事件、不可能发生的事件的特点.
【设计意图】
通过生动、活泼的游戏,自然而然地引出必然发生的事件、随机事件和不可能发生的事件,不仅能够激发学生的学习兴趣,并且有利于学生理解.能够巧妙地实现从实践认识到理性认识的过渡.
【问题情境】
指出下列事件中哪些是必然发生的,哪些是不可能发生的,哪些是随机事件?
1.通常加热到100°C时,水沸腾;
2.姚明在罚球线上投篮一次,命中;
3.掷一次骰子,向上的一面是6点;
4.度量三角形的内角和,结果是360°;
5. 经过城市中某一有交通信号灯的路口,遇到红灯;
6.某射击运动员射击一次,命中靶心;
7.太阳东升西落;
8.人离开水可以正常生活100天;
9.正月十五雪打灯;
10.宇宙飞船的速度比飞机快.
【师生行为】
教师利用多媒体课件演示问题,使问题情境更具生动性.
学生积极思考,回答问题,进一步夯实必然发生的事件、随机事件和不可能发生的事件的特点.在比较充分的感知下,达到加深理解的目的.
教师在学生完成问题后应注意引导学生发现在我们生活的周围大量地存在着随机事件.
【设计意图】
引领学生经历由实践认识到理性认识再重新认识实践问题的过程, 同时引入一些常识问题,使学生进一步感悟数学是认识客观世界的重要工具.
【问题情境】
情境1
5名同学参加讲演比赛,以抽签方式决定每个人的出场顺序.签筒中有5根形状、大小相同的纸签,上面分别标有出场的序号1,2,3,4,5.小军首先抽签,他在看不到纸签上的数字的情况下从签筒中随机地抽取一根纸签.
情境2
小伟掷一个质地均匀的正方体骰子,骰子的六个面上分别刻有1到6的点数.
在具体情境中列举不可能发生的事件、必然发生的事件和随机事件.
【师生行为】
学生首先独立思考,再把自己的观点和小组其他同学交流,并提炼出小组成员列举的主要事件,在全班发布.
【设计意图】
开放性的问题有利于培养学生的发散性思维和创新思维,也有利于学生加深对学习内容的理解.
【问题情境】
请你列举一些生活中的必然发生的事件、随机事件和不可能发生的事件.
【师生行为】
教师引导学生充分交流,热烈讨论.
【设计意图】
随机事件在现实世界中广泛存在.通过让学生自己找到大量丰富多彩的实例,使学生从不同侧面、不同视角进一步深化对随机事件的理解与认识.
【问题情境】
李宁运动品牌打出的口号是“一切皆有可能”,请你谈谈对这句话的理解.
【师生行为】
教师注意引导学生独立思考,交流合作,提升学生对问题的理解与判断能力.
【设计意图】
有意识地引领学生从数学的角度重新审视现实世界,初步感悟辩证统一的思想.
【问题情境】
归纳、小结
布置作业
设计一个摸球游戏,要求对甲乙公平.
【师生行为】
学生反思、讨论. 学生在设计游戏的过程中,进一步感悟随机事件的特点.作业的开放性为学生创设了更大的学习空间.
【设计意图】课堂小结采取学生反思汇报形式,帮助学生形成较完整的认知结构.作业使课堂内容得以丰富和延展.
教 学 设 计 说 明
现实生活中存在着大量的随机事件,而概率正是研究随机事件的一门学科.本课是“概率初步”一章的第一节课.教学中,教师首先以一个学生喜闻乐见的摸球游戏为背景,通过试验与分析,使学生体验有些事件的发生是必然的、有些是不确定的、有些是不可能的,引出必然发生的事件、随机事件、不可能发生的事件.然后,通过对不同事件的分析判断,让学生进一步理解必然发生的事件、随机事件、不可能发生的事件的特点.结合具体问题情境,引领学生设计提出必然发生的事件、随机事件、不可能发生的事件,具有相当的开放度,鼓励学生的逆向思维与创新思维,在一定程度上满足了不同层次学生的学习需要.
做游戏是学习数学最好的方法之一,根据本节课内容的特点,教师设计了摸球游戏,力求引领学生在游戏中形成新认识,学习新概念,获得新知识,充分调动了学生学习数学的积极性,体现了学生学习的自主性.在游戏中参与数学活动,在游戏中分析、归纳、合作、思考,领悟数学道理.在快乐轻松的学习氛围中,显性目标和隐性目标自然达成,在一定程度上,开创了一个崭新的数学课堂教学模式.
课题: 24.1.2 概率的意义
教学目标:
〈一〉知识与技能:1.知道通过大量重复试验时的频率可以作为事件发生概率的估计值2.在具体情境中了解概率的意义
〈二〉教学思考:让学生经历猜想试验--收集数据--分析结果的探索过程,丰富对随机现象的体验,体会概率是描述不确定现象规律的数学模型.初步理解频率与概率的关系.
〈三〉解决问题:在分组合作学习过程中积累数学活动经验,发展学生合作交流的意识与能力.锻炼质疑、独立思考的习惯与精神,帮助学生逐步建立正确的随机观念.
〈四〉情感态度与价值观:在合作探究学习过程中,激发学生学习的好奇心与求知欲.体验数学的价值与学习的乐趣.通过概率意义教学,渗透辩证思想教育.
【教学重点】在具体情境中了解概率意义.
【教学难点】对频率与概率关系的初步理解
【教具准备】壹元硬币数枚、图钉数枚、多媒体课件
【教学过程】
一、创设情境,引出问题
教师提出问题:周末市体育场有一场精彩的篮球比赛,老师手中只有一张球票,小强与小明都是班里的篮球迷,两人都想去.我很为难,真不知该把球给谁.请大家帮我想个办法来决定把球票给谁.
学生:抓阄、抽签、猜拳、投硬币,……
教师对同学的较好想法予以肯定.(学生肯定有许多较好的想法,在众多方法中推举出大家较认可的方法.如抓阄、投硬币)
追问,为什么要用抓阄、投硬币的方法呢?
由学生讨论:这样做公平.能保证小强与小明得到球票的可能性一样大
在学生讨论发言后,教师评价归纳.
用抛掷硬币的方法分配球票是个随机事件,尽管事先不能确定“正面朝上”还上“反面朝上”,但同学们很容易感觉到或猜到这两个随机事件发生的可能性是一样的,各占一半,所以小强、小明得到球票的可能性一样大.
质疑:那么,这种直觉是否真的是正确的呢?
引导学生以投掷壹元硬币为例,不妨动手做投掷硬币的试验来验证一下.
说明:现实中不确定现象是大量存在的, 新课标指出:“学生数学学习内容应当是现实的、有意义、富有挑战的”,设置实际生活问题情境贴近学生的生活实际,很容易激发学生的学习热情,教师应对此予以肯定,并鼓励学生积极思考,为课堂教学营造民主和谐的气氛,也为下一步引导学生开展探索交流活动打下基础.
二 、动手实践,合作探究
1.教师布置试验任务.
(1)明确规则:把全班分成10组,每组中有一名学生投掷硬币,另一名同学作记录,其余同学观察试验必须在同样条件下进行.
(2)明确任务,每组掷币50次,以实事求是的态度,认真统计“正面朝上” 的频数及 “正面朝上”的频率,整理试验的数据,并记录下来..
2.教师巡视学生分组试验情况.
注意:(1).观察学生在探究活动中,是否积极参与试验活动、是否愿意交流等,关注学生是否积极思考、勇于克服困难.(2).要求真实记录试验情况.对于合作学习中有可能产生的纪律问题予以调控.
3.各组汇报实验结果.
由于试验次数较少,所以有可能有些组试验获得的“正面朝上”的频率与先前的猜想有出入.
提出问题:是不是我们的猜想出了问题?引导学生分析讨论产生差异的原因.
在学生充分讨论的基础上,启发学生分析讨论产生差异的原因.使学生认识到每次随机试验的频率具有不确定性,同时相信随机事件发生的频率也有规律性, 引导他们小组合作,进一步探究.
解决的办法是增加试验的次数,鉴于课堂时间有限,引导学生进行全班交流合作.
4.全班交流.
把各组测得数据一一汇报,教师将各组数据记录在黑板上.全班同学对数据进行累计,按照书上P140要求填好25-2.并根据所整理的数据,在25.1-1图上标注出对应的点,完成统计图.
表25-2
抛掷次数
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
“正面向上”的频数
“正面向上”的频率
0.5
1
正面向上的频率
投掷次数n
100
50
250
150
500
450
300
350
200
图25.1-1
想一想1(投影出示). 观察统计表与统计图,你发现“正面向上”的频率有什么规律?
注意学生的语言表述情况,意思正确予以肯定与鼓励.“正面朝上”的频率在0.5上下波动.
想一想2(投影出示)
随着抛掷次数增加,“正面向上”的频率变化趋势有何规律?
在学生讨论的基础上,教师帮助归纳.使学生认识到每次试验中随机事件发生的频率具有不确定性,同时发现随机事件发生的频率也有规律性.在试验次数较少时,“正面朝上”的频率起伏较大,而随着试验次数的逐渐增加,一般地,频率会趋于稳定,“正面朝上”的频率越来越接近0.5. 这也与我们刚开始的猜想是一致的.我们就用0.5这个常数表示“正面向上”发生的可能性的大小.
说明:注意帮助解决学生在填写统计表与统计图遇到的困难.通过以上实践探究活动,让学生真实地感受到、清楚地观察到试验所体现的规律,即大量重复试验事件发生的频率接近事件发生的可能性的大小(概率).鼓励学生在学习中要积极合作交流,思考探究.学会倾听别人意见,勇于表达自己的见解.
为了给学生提供大量的、快捷的试验数据,利用计算机模拟掷硬币试验的课件,丰富学生的体验、提高课堂教学效率,使他们能直观地、便捷地观察到试验结果的规律性--大量重复试验中,事件发生的频率逐渐稳定到某个常数附近 .
其实,历史上有许多著名数学家也做过掷硬币的试验.让学生阅读历史上数学家做掷币试验的数据统计表(看书P141表25-3).
表25-3
试验者
抛掷次数(n)
“正面朝上”次数(m)
“正面向上”频率(m/n)
棣莫弗
2048
1061
0.518
布丰
4040
2048
0.5069
费勒
10000
4979
0.4979
皮尔逊
12000
6019
0.5016
皮尔逊
24000
12012
0.5005
通过以上学生亲自动手实践,电脑辅助演示,历史材料展示, 让学生真实地感受到、清楚地观察到试验所体现的规律,大量重复试验中,事件发生的频率逐渐稳定到某个常数附近,即大量重复试验事件发生的频率接近事件发生的可能性的大小(概率).同时,又感受到无论试验次数多么大,也无法保证事件发生的频率充分地接近事件发生的概率.
在探究学习过程中,应注意评价学生在活动中参与程度、自信心、是否愿意交流等,鼓励学生在学习中不怕困难积极思考,敢于表达自己的观点与感受,养成实事求是的科学态度.
5.下面我们能否研究一下“反面向上”的频率情况?
学生自然可依照“正面朝上”的研究方法,很容易总结得出:“反面向上”的频率也相应稳定到0.5.
教师归纳:
(1)由以上试验,我们验证了开始的猜想,即抛掷一枚质地均匀的硬币时,“正面向上”与“反面向上”的可能性相等(各占一半).也就是说,用抛掷硬币的方法可以使小明与小强得到球票的可能性一样.
(2)在实际生活还有许多这样的例子,如在足球比赛中,裁判用掷硬币的办法来决定双方的比赛场地等等.
说明:这个环节,让学生亲身经历了猜想试验——收集数据——分析结果的探索过程,在真实数据的分析中形成数学思考,在讨论交流中达成知识的主动建构,为下一环节概率意义的教学作了很好的铺垫.
三、评价概括,揭示新知
问题1.通过以上大量试验,你对频率有什么新的认识?有没有发现频率还有其他作用?
学生探究交流.发现随机事件的可能性的大小可以用随机事件发生的频率逐渐稳定到的值(或常数)估计或去描述.
通过猜想试验及探究讨论,学生不难有以上认识.对学生可能存在语言上、描述中的不准确等注意予以纠正,但要求不必过高.
归纳:以上我们用随机事件发生的频率逐渐稳定到的常数刻画了随机事件的可能性的大小.
那么我们给这样的常数一个名称,引入概率定义.给出概率定义(板书):一般地,在大量重复试验中,如果事件A发生的频率会稳定在某个常数p附近,那么这个常数p就叫做事件A的概率(probability), 记作P(A)= p.
注意指出:
1.概率是随机事件发生的可能性的大小的数量反映.
2.概率是事件在大量重复试验中频率逐渐稳定到的值,即可以用大量重复试验中事件发生的频率去估计得到事件发生的概率,但二者不能简单地等同.
想一想(学生交流讨论)
问题2.频率与概率有什么区别与联系?
从定义可以得到二者的联系, 可用大量重复试验中事件发生频率来估计事件发生的概率.另一方面,大量重复试验中事件发生的频率稳定在某个常数(事件发生的概率)附近,说明概率是个定值,而频率随不同试验次数而有所不同,是概率的近似值,二者不能简单地等同.
说明:猜想试验、分析讨论、合作探究的学习方式十分有益于学生对概率意义的理解,使之明确频率与概率的联系,也使本节课教学重难点得以突破.为下节课进一步研究概率和今后的学习打下了基础. 当然,学生随机观念的养成是循序渐进的、长期的.这节课教学应把握教学难度,注意关注学生接受情况.
四.练习巩固,发展提高.
学生练习
1.书上P143.练习.1. 巩固用频率估计概率的方法.
2.书上P143.练习.2 巩固对概率意义的理解.
教师应当关注学生对知识掌握情况,帮助学生解决遇到的问题.
五.归纳总结,交流收获:
1.学生互相交流这节课的体会与收获,教师可将学生的总结与板书串一起,使学生对知识掌握条理化、系统化.
2.在学生交流总结时,还应注意总结评价这节课所经历的探索过程,体会到的数学价值与合作交流学习的意义.
【作业设计】
(1)完成P144 习题25.1 2、4
(2)课外活动分小组活动,用试验方法获得图钉从一定高度落下后钉尖着地的概率.
【教学设计说明】
这节课是在学习了25.1.1节随机事件的基础上学习的,学生通过大量重复试验,体验用事件发生的频率去刻画事件发生的可能性大小,从而得到概率的定义.
1.对概率意义的正确理解,是建立在学生通过大量重复试验后,发现事件发生的频率可以刻画随机事件发生可能性的基础上.结合学生认知规律与教材特点,这节课以用掷硬币方法分配球票为问题情境,引导学生亲身经历猜测试验—收集数据—分析结果的探索过程.这符合《新课标》“从学生已有生活经验出发,让学生亲身经历将实际问题抽象为数学模型并进行解释与应用的过程”的理念.
贴近生活现实的问题情境,不仅易于激发学生的求知欲与探索热情,而且会促进他们面对要解决的问题大胆猜想,主动试验,收集数据,分析结果,为寻求问题解决主动与他人交流合作.在知识的主动建构过程中,促进了教学目标的有效达成.更重要的是,主动参与数学活动的经历会使他们终身受益.
2.随机现象是现实世界中普遍存在的,概率的教学的一个很重要的目标就是培养学生的随机观念.为了实现这一目标,教学设计中让学生亲身经历对随机事件的探索过程,通过与他人合作探究,使学生自我主动修正错误经验,揭示频率与概率的关系,从而逐步建立正确的随机观念,也为以后进一步学习概率有关知识打下基础.
3.在教学中,本课力求向学生提供从事数学活动的时间与空间,为学生的自主探索与同伴的合作交流提供保障,从而促进学生学习方式的转变,使之获得广泛的数学活动经验.教师在学习活动中是组织者、引导者与合作者,应注意评价学生在活动中参与程度、自信心、是否愿意交流等,给学生以适时的引导与鼓励.
24.2 列举法求概率
教学目标:
知识与技能目标:学习用列表法、画树形图法计算概率,并通过比较概率大小作出合理的决策。
过程与方法目标,经历实验、列表、统计、运算、设计等活动,学生在具体情境中分析事件,计算其发生的概率。渗透数形结合,分类讨论,由特殊到一般的思想,提高分析问题和解决问题的能力。
情感与态度目标,通过丰富的数学活动,交流成功的经验,体验数学活动充满着探索和创造,体会数学的应用价值,培养积极思维的学习习惯。
教学重点:习运用列表法或树形图法计算事件的概率。
教学难点:能根据不同情况选择恰当的方法进行列举,解决较复杂事件概率的计算问题。
教学过程
1.创设情景,发现新知
教材是通过P151—P152的例5、例6来介绍列表法和树形图法的。
例5(教材P151):同时掷两个质地均匀的骰子,计算下列事件的概率:
(1) 两个骰子的点数相同;(2) 两个骰子的点数的和是9;(3) 至少有一个骰子的点数为2。
这个例题难度较大,事件可能出现的结果有36种。若首先就拿这个例题给学生讲解,大多数学生理解起来会比较困难。所以在这里,我将新课的引入方式改为了一个有实际背景的转盘游戏(前一课已有例2作基础)。
(1)创设情景
引例:为活跃联欢晚会的气氛,组织者设计了以下转盘游戏:A、B两个带指针的转盘分别被分成三个面积相等的扇形,转盘A上的数字分别是1,6,8,转盘B上的数字分别是4,5,7(两个转盘除表面数字不同外,其他完全相同)。每次选择2名同学分别拨动A、B两个转盘上的指针,使之产生旋转,指针停止后所指数字较大的一方为获胜者,负者则表演一个节目(若箭头恰好停留在分界线上,则重转一次)。作为游戏者,你会选择哪个装置呢?并请说明理由。
1
6
8
A
4
5
7
B
图2 联欢晚会游戏转盘
【设计意图】 选用这个引例,是基于以下考虑:以贴近学生生活的联欢晚会为背景,创设转盘游戏引入,能在最短时间内激发学生的兴趣,引起学生高度的注意力,进入情境。
(2)学生分组讨论,探索交流
在这个环节里,首先要求学生分组讨论,探索交流。然后引导学生将实际问题转化为数学问题,即:
“停止转动后,哪个转盘指针所指数字较大的可能性更大呢?”
由于事件的随机性,我们必须考虑事件发生概率的大小。此时我首先引导学生观看转盘动画,同学们会发现这个游戏涉及A、B两转盘, 即涉及2个因素,与前一课所讲授单转盘概率问题(教材P148例2)相比,可能产生的结果数目增多了,列举时很容易造成重复或遗漏。怎样避免这个问题呢?
实际上,可以将这个游戏分两步进行。 于是,指导学生构造表格
(3)指导学生构造表格
A B
4
5
7
1
6
8
首先考虑转动A盘:指针可能指向1,6,8三个数字中的任意一个,可能出现的结果就会有3个。接着考虑转动B盘:当A盘指针指向1时,B盘指针可能指向4、5、7三个数字中的任意一个,这是列举法的简单情况。当A盘指针指向6或8时,B盘指针同样可能指向4、5、7三个数字中的任意一个。一共会产生9种不同的结果。
【设计意图】 这样既分散了难点,又激发了学生兴趣,渗透了转化的数学思想。
(4)学生独立填写表格,通过观察与计算,得出结论(即列表法)
A B
4
5
7
1
(1,4)
(1,5)
(1,7)
6
(6,4)
(6,5)
(6,7)
8
(8,4)
(8,5)
(8,7)
从表中可以发现:A盘数字大于B盘数字的结果共有5种。
∴P(A数较大)= , P(B数较大)=. ∴P(A数较大)> P(B数较大)
∴选择A装置的获胜可能性较大。
在学生填写表格过程中,注意向学生强调数对的有序性。
由于游戏是分两步进行的,我们也可用其他的方法来列举。即先转动A盘,可能出现1,6,8三种结果;第二步考虑转动B盘,可能出现4,5,7三种结果。
1
6
8
开始
A装置
4
5
7
4
5
7
4
5
7
B装置
(5)解法二:
由图知:可能的结果为: (1,4),(1,5),(1,7),
(6,4),(6,5),(6,7),
(8,4),(8,5),(8,7)。共计9种。
∴P(A数较大)= , P(B数较大)=.
∴P(A数较大)> P(B数较大)
∴选择A装置的获胜可能性较大。
然后,引导学生对所画图形进行观察:若将图形倒置,你会联想到什么?这个图形很像一棵树,所以称为树形图(在幻灯片上放映)。列表和树形图是列举法求概率的两种常用的方法。
【设计意图】自然地学生感染了分类计数和分步计数思想。
2.自主分析,再探新知
通过引例的分析,学生对列表法和树形图法求概率有了初步的了解,为了帮助学生熟练掌握这两种方法,我选用了下列两道例题(本节教材P151—P152的例5和例6)。
例1:同时掷两个质地均匀的骰子,计算下列事件的概率:
(1) 两个骰子的点数相同;
(2) 两个骰子的点数的和是9;
(3) 至少有一个骰子的点数为2。
例1是教材上一道“掷骰子”的问题,有了引例作基础,学生不难发现:引例涉及两个转盘,这里涉及两个骰子,实质都是涉及两个因素。于是,学生通过类比列出下列表。
第2个
第1个
1
2
3
4
5
6
1
(1,1)
(1,2)
(1,3)
(1,4)
(1,5)
(1,6)
2
(2,1)
(2,2)
(2,3)
(2,4)
(2,5)
(2,6)
3
(3,1)
(3,2)
(3,3)
(3,4)
(3,5)
(3,6)
4
(4,1)
(4,2)
(4,3)
(4,4)
(4,5)
(4,6)
5
(5,1)
(5,2)
(5,3)
(5,4)
(5,5)
(5,6)
6
(6,1)
(6,2)
(6,3)
(6,4)
(6,5)
(6,6)
由上表可以看出,同时掷两个骰子,可能出现的结果有36个,它们出现的可能性相等。由所列表格可以发现:
(1)满足两个骰子的点数相同(记为事件A)的结果有6个,即(1,1),(2,2),(3,3),(4,4),(5,5),(6,6),所以P(A)==。
[满足条件的结果在表格的对角线上]
(2)满足两个骰子的点数的和是9(记为事件B)的结果有4个,即(3,6),(4,5),(5,4),(6,3),所以P(B)==。
[满足条件的结果在(3,6)和(6,3)所在的斜线上]
(3)至少有一个骰子的点数为2(记为事件C)的结果有11个,所以P(C)=。
[满足条件的结果在数字2所在行和2所在的列上]
接着,引导学生进行题后小结:
当一个事件要涉及两个因素并且可能出现的结果数目较多时,通常采用列表法。运用列表法求概率的步骤如下:
①列表 ;
②通过表格计数,确定公式P(A)=中m和n的值;
③利用公式P(A)=计算事件的概率。
分析到这里,我会问学生:“例1题目中的“掷两个骰子”改为“掷三个骰子”,还可以使用列表法来做吗?”由此引出下一个例题。
例2: 甲口袋中装有2个相同的球,它们分别写有字母A和B;乙口袋中3个相同的球,它们分别写有字母C、D和E;丙口袋中2个相同的球,它们分别写有字母H和I。从三个口袋中各随机地取出1个球。
(1)取出的三个球上恰好有1个、2个和3个元音字母的概率分别为多少?
(2)取出的三个球上全是辅音字母的概率是多少?
例2与前面两题比较,有所不同:要从三个袋子里摸球,即涉及到3个因素。此时同学们会发现用列表法就不太方便,可以尝试树形图法。
本游戏可分三步进行。分步画图和分类排列相关的结论是解题的关键。
A
C
D
E
H
I
H
I
H
I
B
C
D
E
H
I
H
I
H
I
甲
乙
丙
从图形上可以看出所有可能出现的结果共有12个,即:
A
C
H
A
C
I
A
D
H
A
D
I
A
E
H
A
E
I
B
C
H
B
D
H
B
D
I
B
E
H
B
E
I
B
C
I
(幻灯片上用颜色区分)
这些结果出现的可能性相等。
(1)只有一个元音字母的结果(黄色)有5个,即ACH,ADH,BCI,BDI,BEH,所以;
有两个元音的结果(白色)有4个,即ACI,ADI,AEH,BEI,所以;
全部为元音字母的结果(绿色)只有1个,即AEI ,所以。
(2)全是辅音字母的结果(红色)共有2个,即BCH,BDH,所以。
通过例2的解答,很容易得出题后小结:
当一次试验要涉及3个或更多的因素时,通常采用“画树形图”。运用树形图法
求概率的步骤如下:(幻灯片)
①画树形图 ;
②列出结果,确定公式P(A)=中m和n的值;
③利用公式P(A)=计算事件概率。
接着我向学生提问:到现在为止,我们所学过的用列举法求概率分为哪几种情况? 列表法和画树形图法求概率有什么优越性?什么时候使用“列表法”方便,什么时候使用“树形图法”更好呢?
【设计意图】 通过对上述问题的思考,可以加深学生对新方法的理解,更好的认识到列表法和画树形图法求概率的优越性在于能够直观、快捷、准确地获取所需信息,有利于学生根据实际情况选择正确的方法。
3.应用新知,深化拓展
为了检验学生对列表法和画树形图法的掌握情况,提高应用所学知识解决问题的能力,在此我选择了教材P154课后练习作为随堂练习。
(1)经过某十字路口的汽车,它可能继续前行,也可能向左或向右,如果这三种可能性大小相同。三辆汽车经过这个十字路口,求下列事件的概率:
①三辆车全部继续前行;
②两辆车向右转,一辆车向左转;
③至少有两辆车向左转。
[随堂练习(1)是一道与实际生活相关的交通问题,可用树形图法来解决。]
(2)在6张卡片上分别写有1——6的整数,随机地抽取一张后放回,再随机地抽取一张,那么第二次取出的数字能够整除第一次取出的数字的概率是多少?
通过解答随堂练习(2),学生会发现列出的表格和例1的表格完全一样。不同的是:变换了实际背景,设置的问题也不一样。这时,我提出:我们是否可以根据这个表格再编一道用列举法求概率的题目来呢?
为了进一步拓展思维,我向学生提出了这样一个问题,供学生课后思考:
在前面的引例中,转盘的游戏规则是不公平的,你能把它改成一个公平的游戏吗?
【设计意图】 以上问题的提出和解决有利于学生发现数学问题的本质,做到举一反三,融会贯通。
4.归纳总结,形成能力
我将引导学生从知识、方法、情感三方面来谈一谈这节课的收获。要求每个学生在组内交流,派小组代表发言。
【设计意图】 通过这个环节,可以提高学生概括能力、表达能力,有助于学生全面地了解自己的学习过程,感受自己的成长与进步,增强自信,也为教师全面了解学生的学习状况、因材施教提供了重要依据。
5.布置作业,巩固提高
考虑到学生的个体差异,为促使每一个学生得到不同的发展,同时促进学生对自己的学习进行反思,在第五个环节“布置作业,巩固提高”里作如下安排:
(1)必做题:书本P154/ 3,P155/ 4,5
(2)选做题:
①请设计一个游戏,并用列举法计算游戏者获胜的概率。
②研究性课题:通过调查学校周围道路的交通状况,为交通部门提出合理的建议等。
【设计意图】 通过教学实践作业和社会实践活动,引导学生灵活运用所学知识,让学生把动脑、动口、动手三者结合起来,启发学生的创造性思维,培养协作精神和科学的态度。
相关教案
这是一份初中人教版本册综合教学设计,共73页。
这是一份最新人教版数学九年级上册全册教案,共122页。
这是一份初中数学8上全册教案(87页),共88页。