垂徑定理 知識講解 提高

2022-05-04 18:39:04 字數 2514 閱讀 8354

【學習目標】

1. 理解圓的對稱性;

2. 掌握垂徑定理及其推論;

3.學會運用垂徑定理及其推論解決有關的計算、證明和作圖問題.

【要點梳理】

知識點一、垂徑定理

1.垂徑定理

垂直於弦的直徑平分這條弦,並且平分弦所對的兩條弧.

2.推論

平分弦(不是直徑)的直徑垂直於弦,並且平分弦所對的兩條弧.

要點詮釋:

(1)垂徑定理是由兩個條件推出兩個結論,即

(2)這裡的直徑也可以是半徑,也可以是過圓心的直線或線段.

知識點二、垂徑定理的拓展

根據圓的對稱性及垂徑定理還有如下結論:

(1)平分弦(該弦不是直徑)的直徑垂直於弦,並且平分弦所對的兩條弧;

(2)弦的垂直平分線經過圓心,並且平分弦所對的兩條弧;

(3)平分弦所對的一條弧的直徑,垂直平分弦,並且平分弦所對的另一條弧.

(4)圓的兩條平行弦所夾的弧相等.

要點詮釋:

在垂徑定理及其推論中:過圓心、垂直於弦、平分弦、平分弦所對的優弧、平分弦所對的劣弧,在這五個條件中,知道任意兩個,就能推出其他三個結論.(注意:

「過圓心、平分弦」作為題設時,平分的弦不能是直徑)

【典型例題】

型別一、應用垂徑定理進行計算與證明

1. 如圖,⊙o的兩條弦ab、cd互相垂直,垂足為e,且ab=cd,已知ce=1,ed=3,則⊙o的半徑是

【答案】.

【解析】作om⊥ab於m、on⊥cd於n,鏈結oa,

∵ab=cd,ce=1,ed=3,

∴om=en=1,am=2,

∴oa=.

【點評】對於垂徑定理的使用,一般多用於解決有關半徑、弦長、弦心距之間的運算(配合勾股定理)問題.

舉一反三:

【變式1】如圖所示,⊙o兩弦ab、cd垂直相交於h,ah=4,bh=6,ch=3,dh=8,求⊙o半徑.

【答案】如圖所示,過點o分別作om⊥ab於m,on⊥cd於n,則四邊形monh為矩形,鏈結ob,

∴ ,

∴ 在rt△bom中,.

【高畫質id號: 356965 關聯的位置名稱(**點名稱):例2-例3】

【變式2】如圖,ab為⊙o的弦,m是ab上一點,若ab=20cm,mb=8cm,om=10cm,求⊙o的半徑.

【答案】14cm.

【高畫質id號:356965 關聯的位置名稱(**點名稱):例2-例3】

2. 已知:⊙o的半徑為10cm,弦ab∥cd,ab=12cm,cd=16cm,求ab、cd間的距離.

【思路點撥】

在⊙o中,兩平行弦ab、cd間的距離就是它們的公垂線段的長度,若分別作弦ab、cd的弦心距,則可用弦心距的長表示這兩條平行弦ab、cd間的距離.

【答案與解析】

(1)如圖1,當⊙o的圓心o位於ab、cd之間時,作om⊥ab於點m,

並延長mo,交cd於n點.分別鏈結ao、co.

∵ab∥cd

∴on⊥cd,即on為弦cd的弦心距.

∵ab=12cm,cd=16cm,ao=oc=10cm,

=8+6

=14(cm)

圖1圖2

(2)如圖2所示,當⊙o的圓心o不在兩平行弦ab、cd之間(即弦ab、cd在圓心o的同側)時,

同理可得:mn=om-on=8-6=2(cm)

∴⊙o中,平行弦ab、cd間的距離是14cm或2cm.

【點評】解這類問題時,要按平行線與圓心間的位置關係,分類討論,千萬別丟解.

舉一反三:

【變式】在⊙o中,直徑mn⊥ab,垂足為c,mn=10,ab=8,則mc

【答案】2或8.

型別二、垂徑定理的綜合應用

3. 要測量乙個鋼板上小孔的直徑,通常採用間接的測量方法.如果用乙個直徑為10mm的標準鋼珠放在小孔上,測得鋼珠頂端與小孔平面的距離h=8mm(如圖所示),求此小孔的直徑d.

【思路點撥】

此小孔的直徑d就是⊙o中的弦ab.根據垂徑定理構造直角三角形來解決.

【答案與解析】

過o作mn⊥ab,交⊙o於m、n,垂足為c,

則,oc=mc-om=8-5=3mm.

在rt△aco中,ac=,

∴ ab=2ac=2×4=8mm.

答:此小孔的直徑d為8mm.

【點評】應用垂徑定理解題,一般轉化為有關半徑、弦、弦心距之間的關係與勾股定理的運算問題.

4. 不過圓心的直線l交⊙o於c、d兩點,ab是⊙o的直徑,ae⊥l於e,bf⊥l於f.

(1)在下面三個圓中分別畫出滿足上述條件的具有不同位置關係的圖形;

(2)請你觀察(1)中所畫圖形,寫出乙個各圖都具有的兩條線段相等的結論(oa=ob除外)(不再標註其他字母,找結論的過程中所連輔助線不能出現在結論中,不寫推理過程);

(3)請你選擇(1)中的乙個圖形,證明(2)所得出的結論.

【答案與解析】

(1)如圖所示,

在圖①中ab、cd延長線交於⊙o外一點;

在圖②中ab、cd交於⊙o內一點;

在圖③中ab∥cd.

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