数学九年级上册24.1.2 垂直于弦的直径教学课件ppt
展开1.通过观察实验,使学生理解圆的轴对称性.2.掌握垂径定理及其推论.理解其证明,并会用它解决有关的证明与计算问题.
垂径定理及其推论,会运用垂径定理等结论解决一些有关证明,计算和作图问题.
你知道赵州桥吗? 它的主桥是圆弧形,它的跨度(弧所对的弦的长)为37.4m, 拱高(弧的中点到弦的距离)为7.2m,你能求出赵州桥主桥拱的半径吗?
剪一个圆形纸片,沿着它的任意一条直径对折,重复做几次,你发现了什么?
不借助任何工具,你能找到圆形纸片的圆心吗?由此你得到了什么结论?你能证明你的结论吗?
通过探究可以发现,圆是轴对称图形,任何一条直径所在的直线都是圆的对称轴.
问题 如图,AB是⊙O的一条弦, 直径CD⊥AB, 垂足为E.你能发现图中有那些相等的线段和劣弧? 为什么?
理由如下:把圆沿着直径CD折叠时,CD两侧的两个半圆重合,点A与点B重合,AE与BE重合,AC和BC,AD与BD重合.
垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧.
∵ CD是直径,CD⊥AB,(条件)
温馨提示:垂径定理是圆中一个重要的定理,三种语言要相互转化,形成整体,才能运用自如.
想一想:下列图形是否具备垂径定理的条件?如果不是,请说明为什么?
不是,因为CD没有过圆心
垂径定理的几个基本图形:
思考 如果把垂径定理(垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧)结论与题设交换一条,命题是真命题吗?①过圆心 ;②垂直于弦; ③平分弦;④平分弦所对的优弧 ; ⑤平分弦所对的劣弧.上述五个条件中的任何两个条件都可以推出其他三个结论吗?
举例证明其中一种组合方法已知:求证:
② CD⊥AB,垂足为E
如图,AB是⊙O的一条弦,作直径CD,使AE=BE.(1)CD⊥AB吗?为什么?(2)
AC与BC相等吗? AD与BD相等吗?为什么?
证明:(1)连接AO,BO,则AO=BO,
又AE=BE,∴△AOE≌△BOE(SSS),
∴∠AEO=∠BEO=90°,
思考:“不是直径”这个条件能去掉吗?如果不能,请举出反例.注:圆的两条直径是互相平分的.
平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的弧.
例1 如图,OE⊥AB于E,若⊙O的半径为10cm,OE=6cm,则AB= cm.
解:连接OA,∵ OE⊥AB,
∴ AB=2AE=16cm.
垂径定理及其推论的计算
例2 如图所示,⊙O的直径CD=10 cm,AB是⊙O的弦, AM= BM,OM∶OC=3∶5,求AB的长.
解:∵圆O的直径CD=10cm, ∴圆O的半径为5cm,即OC=5cm, ∵OM:OC=3:5, ∴OM= OC=3cm, 连接OA,∵AB⊥CD, ∴M为AB的中点,即AM=BM= AB, 在Rt△AOM中,OA=5cm,OM=3cm, 根据勾股定理得:AM= 则AB=2AM=8cm.
证明:作直径MN⊥AB.∵AB∥CD,∴MN⊥CD.则AM=BM,CM=DM(垂直平分弦的直径平分弦所对的弧) AM-CM=BM-DM∴AC=BD
解决有关弦的问题,经常是过圆心作弦的弦心距,或作垂直于弦的直径,连结半径等辅助线,为应用垂径定理创造条件.
试一试:根据刚刚所学,你能利用垂径定理求出引入中赵州桥主桥拱半径的问题吗?
解:如图,用AB表示主桥拱,设AB所在圆的圆心为O,半径为R.
经过圆心O作弦AB的垂线OC垂足为D,与弧AB交于点C,则D是AB的中点,C是弧AB的中点,CD就是拱高.
∴ AB=37m,CD=7.23m.
解得R≈27.3(m).
即主桥拱半径约为27.3m.
R2=18.52+(R-7.23)2
OA2=AD2+OD2,
练一练:如图a、b,一弓形弦长为24cm,弓形所在的圆的半径为13cm,则弓形的高为________.
8cm或18cm
在圆中有关弦长a,半径r, 弦心距d(圆心到弦的距离),弓形高h的计算题时,常常通过连半径或作弦心距构造直角三角形,利用垂径定理和勾股定理求解.
涉及垂径定理时辅助线的添加方法
弦a,弦心距d,弓形高h,半径r之间有以下关系:
d+h=r
1.已知⊙O中,弦AB=8cm,圆心到AB的距离为3cm,则此圆的半径为 .
2.⊙O的直径AB=20cm, ∠BAC=30°则弦AC= .
3.(分类讨论题)已知⊙O的半径为10cm,弦MN∥EF,且MN=12cm,EF=16cm,则弦MN和EF之间的距离为 .
4.如图,AB是⊙O的直径,∠BAC=42°,点D是弦AC 的中点,则∠DOC的度数是___度.
5.如图,在⊙O中,AB、AC为互相垂直且相等的两条弦,OD⊥AB于D,OE⊥AC于E,求证四边形ADOE是正方形.
∴四边形ADOE为矩形,
∴ 四边形ADOE为正方形.
6.如图,一条公路的转弯处是一段圆弧(即图中弧CD,点O是弧CD的圆心),其中CD=600m,E为弧CD上的一点,且OE⊥CD,垂足为F,EF=90m.求这段弯路的半径.
设这段弯路的半径为Rm,则OF=(R-90)m.∵OE⊥CD,
∴这段弯路的半径约为545m.
拓展提升:如图,⊙O的直径为10,弦AB=8,P为AB上的一个动点,那么OP长的取值范围 .
一条直线满足:①过圆心;②垂直于弦; ③平分弦(不是直径); ④平分弦所对的优弧;⑤平分弦所对的劣弧.满足其中两个条件就可以推出其它三个结论(“知二推三”)
垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧
两条辅助线:连半径,作弦心距
构造Rt△利用勾股定理计算或建立方程.
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