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1、
*3.3 垂徑定理
1.理解垂徑定理和推論的內(nèi)容,并會
證明,利用垂徑定理解決與圓有關(guān)的問題;
(重點 )
2.利用垂徑定理及其推論解決實際問
題. (難點 )
= 2 3,∴ AB=4 3.故選 D.
方法總結(jié): 我們常常連接半徑, 利用半徑、弦、垂直于弦的直徑造出直角三角形,然后應(yīng)用勾股定理解決問題.
變式訓(xùn)練:見《學(xué)練優(yōu)》 本課時練習(xí)“課堂達標(biāo)訓(xùn)練”第 3 題
【類型二】 垂徑定理的實際應(yīng)用
一、情境導(dǎo)入
如圖①某公園中央地上有一些
2、大理石球,小明想測量球的半徑,于是找了兩塊厚
20cm 的磚塞在球的兩側(cè) (如圖②所示 ),他量
了下兩磚之間的距離剛好是 80cm,聰明的你能算出大石頭的半徑嗎?
二、合作探究
探究點一:垂徑定理
【類型一】 利用垂徑定理求直徑或弦的長度
如圖所示, ⊙ O 的直徑 AB 垂直弦
CD 于點 P,且 P 是半徑 OB 的中點, CD=
6cm,則直徑 AB 的長是 ( )
A. 2 3cm B. 3 2cm
C. 4 2cm
3、 D. 4 3cm
解析: ∵直徑 AB⊥ DC ,CD= 6,∴ DP = 3.連接 OD ,∵ P 是 OB 的中點,設(shè) OP 為x,則 OD 為 2x,在 Rt△ DOP 中,根據(jù)勾股定理列方程 32+ x2= (2x)2 ,解得 x= 3.∴OD
如圖,一條公路的轉(zhuǎn)彎處是一段
︵
圓弧 (圖中的 AB),點 O 是這段弧的圓心, C
︵
是 AB 上一點, OC ⊥ AB ,垂足為 D , AB=
300m , CD = 50m ,則這段彎路的半徑是
________m.
解析:本題考查垂徑
4、定理, ∵ OC⊥ AB,AB= 300m,∴ AD = 150m.設(shè)半徑為 R,根據(jù)勾股定理可列方程 R2= (R- 50)2+ 1502,解
得 R= 250.故答案為 250.
方法總結(jié): 將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,再利用我們學(xué)過的垂徑定理、勾股定理等知識進行解答.
變式訓(xùn)練:見《學(xué)練優(yōu)》 本課時練習(xí)“課堂達標(biāo)訓(xùn)練”第 8 題
【類型三】 垂徑定理的綜合應(yīng)用
如圖,已知圓 O 的直徑 AB 垂直于弦 CD 于點 E,連接 CO 并延長交 AD 于
點 F,且 CF ⊥AD .(1)請證明: 點 E 是 OB 的
中點; (2)若 AB =8,求
5、 CD 的長.
解析: (1) 要證明 E 是 OB 的中點, 只要
1
1
求證 OE=
OB= OC,即 ∠OCE= 30°;(2)
2
2
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在直角 △OCE 中,根據(jù)勾股定理可以解得 CE 的長,進而求出 CD 的長.
(1)證明: 連接 AC,如圖,∵直徑 AB
︵ ︵
垂直于弦 CD 于點 E,∴ AC= AD ,∴ AC =
AD .∵過圓心 O 的直線 CF⊥ AD ,∴ AF = DF ,即 CF 是 AD 的垂直平分線,∴
6、AC= CD ,∴ AC= AD=CD ,即△ ACD 是等邊三角形, ∴∠ FCD = 30° .在 Rt△ COE 中,OE
1 1
= 2OC,∴ OE= 2OB,∴點 E 為 OB 的中點;
(2)解: 在 Rt△OCE 中, AB= 8,∴ OC
= OB= 1AB= 4.又∵ BE= OE,∴OE= 2,∴ 2
2 2
CE= OC -OE = 16-4=2 3,∴CD=
方法總結(jié): 解此類題一般要把半徑、 弦心距、弦的一半構(gòu)建在一個直角三角形里,運用勾股定理求解.
變式訓(xùn)練:見《學(xué)練優(yōu)》本課時練習(xí)“課后鞏固提升”第 5 題
探究點二:
7、垂徑定理的推論
【類型一】 利用垂徑定理的推論求角的度數(shù)
如圖所示,⊙ O 的弦 AB 、AC 的
︵ ︵
夾角為 50°, M、N 分別是 AB、AC的中點,
則∠ MON 的度數(shù)是 ( )
A. 100° B.110°
C. 120° D . 130°
︵ ︵
解析: 已知 M、 N 分別是 AB、 AC的中
點,由 “ 平分弧的直徑垂直平分弧所對的
弦 ” 得 OM⊥ AB、 ON⊥ AC,所以 ∠ AEO= ∠ AFO = 90°,而 ∠ BAC= 50°,由四邊形內(nèi)角
8、和定理得 ∠ MON = 360 °- ∠AEO -
∠ AFO - ∠ BAC= 360°- 90°- 90°- 50°=
130 °.故選 D.
變式訓(xùn)練:見《學(xué)練優(yōu)》 本課時練習(xí)“課堂達標(biāo)訓(xùn)練”第 6 題.
【類型二】 利用垂徑定理的推論求邊的長度
如圖,點 A、B 是⊙ O 上兩點, AB = 10cm,點 P 是⊙ O 上的動點 (與 A、B 不重合 ),連接 AP、BP,過點 O 分別作 OE⊥ AP
于 E,OF⊥PB 于 F,求 EF 的長.
解析: 運用垂徑定理先證
9、出 EF 是
△ ABP 的中位線, 然后運用三角形中位線性質(zhì)把要求的 EF 與 AB 建立關(guān)系,從而解決問題.
解: 在⊙ O 中,∵ OE⊥ AP, OF⊥ PB,
∴ AE= PE, BF= PF,∴ EF 是△ ABP 的中
1 1
位線,∴ EF= 2AB= 2× 10= 5(cm) .
方法總結(jié): 垂徑定理雖是圓的知識, 但也不是孤立的, 它常和三角形等知識綜合來解決問題, 我們一定要把知識融會貫通, 在解決問題時才能得心應(yīng)手.
變式訓(xùn)練:見《學(xué)練優(yōu)》 本課時練習(xí)“課后鞏固提升”第 2 題
【類型三】 動點問題
如圖,⊙O 的直徑為
10、 10cm,弦 AB
= 8cm,P 是弦 AB 上的一個動點, 求 OP 的長度范圍.
解析:當(dāng)點 P 處于弦 AB 的端點時, OP 最長,此時 OP 為半徑的長; 當(dāng) OP⊥ AB 時,
OP 最短,利用垂徑定理及勾股定理可求得此時 OP 的長.
解:作直徑 MN ⊥弦 AB ,交 AB 于點 D,
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由垂徑定理,得 AD = DB = 2 AB= 4cm.又
∵⊙ O 的直徑為 10cm,連接 OA,∴ OA=
5cm.在 Rt△ AO
11、D 中,由勾股定理,得 OD
= OA2- AD 2= 3cm.∵垂線段最短, 半徑最長,∴ OP 的長度范圍是 3cm≤ OP≤ 5cm.
方法總結(jié):解題的關(guān)鍵是明確 OP 最長、最短時的情況, 靈活利用垂徑定理求解. 容易出錯的地方是不能確定最值時的情況.
三、板書設(shè)計
垂徑定理
1.垂徑定理
2.垂徑定理的推論
垂徑定理是中學(xué)數(shù)學(xué)中的一個很重要的定
理,由于它涉及的條件結(jié)論比較多, 學(xué)生容
易搞混淆, 本節(jié)課采取了講練結(jié)合、 動手操
作的教學(xué)方法, 課前布置所有同學(xué)制作一張
圓形紙片, 課上利用此紙片探索、體驗圓是
軸對稱圖形, 并進一步利用圓的軸對稱性探
究垂徑定理,環(huán)環(huán)相扣、逐層深入,激發(fā)學(xué)
生的學(xué)習(xí)興趣,收到了很好的教學(xué)效果 .
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