巧添輔助線妙解圓問題

2022-11-19 10:57:02 字數 2941 閱讀 8363

——與圓有關的輔助線常規作法解析

唐偉鋒與圓有關的幾何問題,幾乎涵蓋了初中幾何的各種基本圖形與基本性質,題型的複雜程度可想而知。為此,常常需要新增適當的輔助線將複雜的圖形轉化為基本圖形,從而方便求解。為幫助大家正確理解並掌握圓中有關計算或證明題的一般解法,現就圓中輔助線的常規作法分類總結如下,供同學們學習時參考——

一、圓中有弦,常作弦心距(或者作垂直於弦的半徑或直徑,有時還要鏈結過弦端點的半徑)

例1.如圖,以rt△abc的直角頂點a為圓心,直角邊ab為半徑的⊙a分別交bc、ac於點d、e, 若bd=10cm,dc=6cm,求⊙a的半徑。

解:過a作ah⊥bd於h,則。

∵ba⊥ac,∴∠cab=∠ahb=90°。又∵∠abh=∠cba,∴△abh∽△cba,∴,∴,∴。

例2.如圖,ab是⊙o的直徑,po⊥ab交⊙o於點p,弦pn與ab相交於點m,求證:。

證明:過o作oc⊥np於點c,則。

∵oc⊥np,po⊥ab,∴∠pom=∠pco=90°。又∵∠opm=∠cpo,∴△opm∽△cpo,∴,∴,即。

評析:求解圓中與弦有關的問題,常需作弦心距(即垂直於弦的直徑或半徑),其目的是構造以半徑、弦心距、弦為邊的直角三角形,並利用垂徑定理來溝通弦、弧、弦心距之間的聯絡。

二、圓中有直徑,常作直徑所對的圓周角(在半圓中,同樣可作直徑所對的圓周角)

例3.如圖,ab為半圓的直徑,oh⊥ac於h,bh與oc交於e,若bh=12,求be的長。

解:鏈結bc。

∵ ab為直徑,∴ ac⊥bc。又∵oh⊥ac,ao=bo,∴ ohbc,∴ ∠ohe=∠cbe,∠hoe=∠bce,∴△ohe∽△cbe,∴,∴。

例4.如圖,ab是半圓的直徑, c為圓上的一點, cd⊥ab於d, 求證:。

證明:鏈結ac、bc。

∵ ab為直徑,∴ ∠acb=90°,∴∠1+∠2=90°。又∵cd⊥ab,∴∠adc=∠cdb=90°,∠1+∠3=90°,∴∠3=∠2,∴△bcd∽△cad,∴,即。

評析:由於直徑所對的圓周角為直角,所以在有關圓的證明或計算問題中,利用該性質極易構造出直角三角形,從而可以很方便地將問題轉化到直角三角形中進行解決。

三、圓中有切線,常作過切點的半徑(若無切點,則過圓心作切線的垂線)

例5.如圖,已知mn為⊙o的直徑,ap是⊙o的切線,p為切點,點a在mn的延長線上,若 pa=pm,求∠a的度數。

解:鏈結op,設∠a的度數為x。

∵pa=pm,∴∠m=∠a,同理可得∠opm=∠m,∴∠poa=∠opm+∠m=2∠m=2∠a=2x。又∵ap切⊙o於點p,∴ap⊥op,∴∠a+∠poa=90°,即x+2x=90°,解之得x=30°,∴∠a=30°。

例6.如圖,ab為⊙o的直徑,c為⊙o上的一點,ad和過c點的切線垂直,垂足為d,求證∠1=∠2。

證明:鏈結oc。

∵dc切⊙o於點c,∴oc⊥dc。又∵ad⊥dc,∴oc∥ad,∴∠1=∠3。∵oa=oc,∴∠2=∠3,∴∠1=∠2。

評析:當欲求解的問題中含有圓的切線時,常常需要作出過切點的半徑,利用該半徑與切線的垂直關係來溝通題設與結論之間的聯絡。

四、圓中有特殊角,常作直徑構造直角三角形(若題中有三角函式但無直角三角形,則也需作直徑構造直角三角形)

例7.如圖, 點a、b、c在⊙o上(ac不過o點),若∠acb=60°,ab=6,求⊙o半徑的長。

解:作直徑ad,鏈結bd。

∵∠acb與∠d都是所對的圓周角,∴∠d=∠acb=60°。又∵ad是直徑,∴∠abd=90°,∴,∴。

例8.如圖,在銳角△abc中,若bc=a,ca=b,ab=c,△abc的外接圓半徑為r,求證:。

證明:作直徑cd,鏈結bd。

∵cd為直徑,∴∠cbd=90°,∴。又∵∠a=∠d,∴,即,同理可得,,∴。

評析:當題設中未告訴有直角三角形但卻含有30°、45°、60°、90°等特殊角或某個角的三角函式值時,通常需要作直徑構造直角三角形來幫助求解。

五、兩圓相切,常作公切線(或者作兩圓的連心線)

例9.如圖,⊙o1和⊙o2外切於點a,bc是⊙o1和⊙o2外公切線,b、c為切點,求證:ab⊥ac。

證明:過點a作⊙o1與⊙o2的公切線am交bc於點m。

∵ma和mb分別切⊙o1於點a、b,∴ma=mb,同理可得ma=mc,∴ma=mb=mc,即點a、b、c同在以m為圓心,bc為直徑的圓周上,∴ab⊥ac。

例10.如圖,⊙a和⊙b外切於點p,cd為⊙a、⊙b的外公切線,c、d為切點,若⊙a與⊙b的半徑分別為r和3r,求:⑴cd的長;⑵∠b的度數。

解:鏈結ab,鏈結ac、bd,過點a作ae⊥bd於e。

⑴、∵cd是⊙a和⊙b的外公切線,c、d為切點,∴ac⊥cd,bd⊥cd。又∵ae⊥bd,∴四邊形acde為矩形,∴cd=ae,de=ac=r,∴be=bd-de=3r-r=2r。∵ab=r+3r=4r,∴。

⑵、在rt△aeb中,∵,∴∠b=60°。

評析:在解決有關兩圓相切的問題時,常常需作出兩圓的公切線或連心線,利用公切線垂直於經過切點的半徑、切線長相等、連心線長等於兩圓半徑之和(或差)等性質來溝通兩圓間的聯絡。

六、兩圓相交,常作公共弦(或者作兩圓的連心線)

例11.如圖,⊙o1和⊙o2相交於a、b兩點,ad是⊙o1的直徑,且圓心o1在⊙o2上,鏈結db並延長交⊙o2於點c,求證:co1⊥ad。

證明:鏈結ab。

∵ ad為⊙o1的直徑,∴∠abd=90°,∴∠d+∠bad=90°。又∵∠c和∠bao1都是⊙o2中所對的圓周角,∴∠c=∠bao1,即∠c=∠bad,∴∠d+∠c=90°,∴co1⊥ad。

例12.如圖,⊙o1和⊙o2相交於a、b兩點,兩圓半徑分別為和,公共弦ab的長為12,求∠o1ao2的度數。

解:鏈結ab、o1o2,使之交於h點。

∵ab為⊙o1與⊙o2的公共弦,∴連心線o1o2垂直平分ab,∴,∴,,∴∠o1ah=45°,∠o2ah=30°,∴∠o1ao2=∠o1ah+∠o2ah=75°。

評析:在解決有關兩圓相交的問題時,最常見的輔助線是兩圓的公共弦或連心線,公共弦可以聯通兩圓中的弦、角關係,而連心線則垂直平分公共弦。

巧添輔助線解初中平面幾何問題

摘要 在解幾何問題時中,有時不能直接找到已知條件與未知之間的關係,因此需要新增輔助線使隱蔽的重要條件顯現出來,使分散的條件集中起來,溝通已知與未知之間的聯絡 全等變換就是一種重要的作輔助線的方法,它可以用運動的觀點,使圖形通過對折 平移 旋轉 位似得到與原圖全等的圖形,或根據需要構造必要的圖形,而新...

2分析條件,添輔助線

2 從條件入手 添輔助線 1 中點 一條線段被另一條線段平分 過被平分線段端點向平分它的直線作垂線 一對平行線 倍長中線構造全等三角形 或平行四邊形 取線段中點後與已知點連線,構造中位線 直角三角形斜邊上的中線等。2 角平分線 利用 角平分線到角兩邊的距離相等 這一性質作垂線,構造相等的線段 全等三...

圓輔助線的常用做法

圓的輔助線作法 在平面幾何中,與圓有關的許多題目需要新增輔助線來解決。百思不得其解的題目,添上合適的輔助線,問題就會迎刃而解,思路暢通,從而有效地培養學生的創造性思維。新增輔助線的方法有很多,本文只通過分析探索歸納幾種圓中常見的輔助線的作法。下面以幾道題目為例加以說明。1.有弦,可作弦心距 在解決與...