圓的證明和計算(有切線型)
圓的證明與計算是中考中的一類重要的問題,一般出現在第22題,此題完成情況的好壞對解決後面問題的發揮有重要的影響,所以解決好此題比較關鍵。
一、考點聚焦:
主要以解答題的形式出現,第1問主要是判定切線;第2問主要是與圓有關的計算:①求線段長②求面積③求線段比…
二、回顧圓的證明、計算題中常用的幾個重要定理(學生提前完成)
1.垂徑定理定理及其推論:
①垂直於弦的直徑平分這條弦,並且平分弦所對的兩條弧。
②平分弦的直徑於弦,並且弦所對的兩條 。
③弦的垂直平分線過 ,且弦對的兩條弧。
④平分一條弦所對的兩條弧的直線過 ,且和此弦。
⑤平行弦夾的弧 。
2.切線的判定定理、性質定理、切線長定理:
(1)切線的判定:
①經過半徑的外端並且垂直於這條半徑的直線是圓的切線。
②到圓心的距離等於圓的半徑的直線是圓的切線。
(2)切線的性質:
①圓的切線垂直於過切點的半徑。
②經過圓心作圓的切線的垂線經過切點。
③經過切點作切線的垂線經過圓心。
(3)切線長:從圓外一點作圓的切線,這一點和切點之間的線段的長度叫做切線。
(4)切線長定理:從圓外一點作圓的兩條切線,它們的切線長相等,這一點和圓心的連線平分兩條切線的夾角。
三、基礎練習:
1、如圖,直線ab經過⊙o上的點c,並且oa=ob,ca=cb,求證:直線ab是⊙o的切線。
2、如圖,直線ab是⊙o的直徑,c是ab延長線上的一點,且bc=,∠pca= 30°,試判斷⊙o與直線cp的位置關係,並證明你的結論。
方法總結:
(1)若切點明確,則「連半徑,證垂直」。
(2)若切點不明確,則「作垂直,證半徑」。
四、典型基本圖型例析:
已知:ab是⊙o的直徑,點e、c是⊙o上的兩點,ac平分∠bae;ad⊥cd;
基本結論有:
(1)如圖1,證明:dc是⊙o的切線。
(2)如圖2,證明dc=of;如圖3,證明de=cf。
(3)如圖4:若ck⊥ab於k,證明:①ck=cd=be;②bk=de;③ae+ab=2ak=2ad。
總結:計算圓中的線段長或線段比,通常與勾股定理、垂徑定理與三角形的全等等知識的結合,形式複雜,無規律性。分析時要重點注意觀察已知線段間的關係,選擇定理進行線段或者角度的轉化。
特別是要借助圓的相關定理進行弧、弦、角之間的相互轉化,找出所求線段與已知線段的關係,從而化未知為已知,解決問題。
其中重要而常見的數學思想方法有:
(1)構造思想:如:①構建矩形轉化線段;②構造垂徑定理模型:弦長一半、弦心距、半徑;③構造勾股定理模型。
(2)方程思想:設出未知數表示關鍵線段,通過線段之間的關係,特別是發現其中的相等關係建立方程,解決問題。
五、典型例題講解:
如圖,已知rt△abc,∠bca= 90°,以ab邊上一點o為圓心,以ob為半徑作⊙o交bc於點e;交ab於點f,弧ef的中點d在ac上,
(1) 證明:ac與⊙o相切;
(2) 若ce=1,cd=2,求⊙o的半徑;
(3) 若,求的值。(改編自2023年中考題);
(4) 延長fd交bc的延長線於g點,若dg=6,bf=10,求的值。(改編自2023年中考題);
(5) 過點d作dg垂直平分of,g為垂足,作直徑dk,連線ke,若ec=2,求⊿ebk的面積。
題1、2題3題4題5
作業:以下問題都是由基本圖型變形而來,請同學們好好體會。
圖形變式1:
如圖5:ab是⊙o的直徑,點e、c是⊙o上的兩點,ac平分∠bae;ad⊥cd;
bg⊥cd於e時(如圖5),
基本結論有:
證明:①de=gb;
②dc=cg;
③ad+bg=ab;
圖形變式2:
如圖6已知,ab是⊙o的直徑,c是中點,cd⊥ab於d,bg交cd、ac於e、f。
基本結論有:
證明:①cd=bg;be=ef=ce;gf=2de
②oe=af,oe∥ac;即oe是△abf的中位線
③若d是ob的中點,則:⊿cef是等邊三角形圖6
圖形變式3
如圖7:rt⊿abc中,∠abc=90°,以ab為直徑作⊙o交ac於d,
de切⊙o於點d交cb於點e。
基本結論有:
證明:① de=be=ce;即e是 cb中點。
②∠ced=2∠a圖7
圖形變式4:
如圖8,⊿abc中,ab=ac,以ab為直徑作⊙o,交bc於點d,交ac於點f,de⊥ac
基本結論有:
證明:①de切⊙o;
②⊿dfc是等腰三角形;
③ef=ec;
③d是的中點,得ad是∠bac的角平分線。圖6
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