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初中数学苏科版九年级上册第2章 对称图形——圆2.5 直线与圆的位置关系一等奖ppt课件
展开山水相接的地方出现了一道红霞。过了一会儿,那里出现了太阳的小半边脸,慢慢儿,一纵一纵地使劲儿向上升。到了最后它终于冲破了云霞,完全跳出了海面,
在纸上画一个圆,上、下移动直尺,如果将直尺的边缘看作一条直线,那么在移动直尺的过程中,直线与圆的位置关系发生了怎样的变化?这种位置的变化可以用数量之间的关系来描述吗?
按照教材中图形的变化顺序,直线与圆的位置关系分别为:有两个公共点、有一个公共点、没有公共点.因位置关系的变化而引起的数量关系的变化依次为:圆心到直线的距离小于半径、圆心到直线的距离等于半径、圆心到直线的距离大于半径.
OD⊥l,垂足为D,⊙O的半径为r①中,直线l与⊙O有两个公共点,OD
思考与探索(教材第 64 页)
点与圆有3种不同的位置关系,直线与圆也有3种不同的位置关系,这两者之间有怎样的联系?从图2-37中可以看出,直线l与⊙O的3种位置关系,实质上就是点D《垂足》与⊙O的3种位置关系
将“直线与圆的位置关系”转化为“点(圆心到直线的垂线段的垂足)与圆的位置关系”进行研究:当点(垂足)在圆内时,直线与圆相交当点(垂足)在圆上时,直线与圆相切当点(垂足)在圆外时,直线与圆相离.
(1)当r-2时,d>r,⊙C与AB所在直线相离
(2)当r=2V2时d=r ⊙C与AB所在直线相切
(3)当r-3时,d
在图2-39中,经过⊙O的半径OD的外端点D,作直线l ⊥OD直线l与⊙O有怎样的位置关系?为什么?
于是,我们得到如下结论:经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线
如图2-41,直线1是⊙O的切线,切点为D,直线l与半径OD有怎样的位置关系?为什么?
我们可以用反证法证明l⊥OD假设直线l与OD不垂直,过圆心O作OD'⊥l,垂足为D'(如图2-42)
因为直线l与⊙O相切,所以圆心O到直线的l距离OD'等于⊙O的半径,点D'在⊙O上.这样,直线l与⊙O有两个公共点D、D'.这与“直线l与⊙O相切”矛盾,所以l⊥OD。
于是,我们得到如下结论:圆的切线垂直于经过切点的半径
如图2-43,△ABC是⊙O的内接三角形,AB是⊙O的直径,∠CAD=∠ABC。判断直线AD与⊙O的位置关系,并说明理由。解:直线AD与⊙O相切,∵AB是OO的直径,∴∠ACB =90°
∴∠ABC+∠BAC =90°又∵∠CAD= ∠ABC,∴∠CAD+∠BAC=90°即 AD⊥AB.∴直线AD与⊙O相切(经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线).
如图2-44,AB是⊙O的直径,弦AD平分∠BAC,过点D的切线交AC 于点E。DE与AC有怎样的位置关系? 为什么?解:DE与AC互相垂直.连接OD.∵OD =OA,∴∠ODA = ∠OAD.
又∵∠0AD= ∠CAD,∴∠ODA = ∠CAD.∴OD ∥ AC.∵DE是⊙O的切线∴DE⊥OD(圆的切线垂直于经过切点的半径),即∠ODE=90°.于是,∠DEA=90°,DE⊥AC.
1.如图,点P在⊙O上,过点P西⊙O的切线
2.如图,AB是⊙O的直径,∠ABC=45°,AB=AC,直线AC与⊙O有怎样的位置关系?为什么?
*3,如图,在以点O为圆心的两个同心圈中,大圈的弦AB切小圆于点P。PA与PB相等吗?为什么?
要从一块三角形铁皮余料中剪一个圆,如何使剪得的圆面积最大?观察图2-45 可以发现,要使剪得的圆面积最大,这个圆应与三角形的各边都相切。
如何作一个圆,使它与已知三角形的各边都相切?圆心到三角形的三边的距离相等.圆心在三角形的内角平分线上.
已知△ABC。根据下列作法,用直尺和圆规作⊙ O,使它与△ ABC的各边都相切?
与三角形各边都相切的圆叫做三角形的内切圆.内切圆的圆心叫做三角形的内心,这个三角形叫做圆的外切三角形,如图2-46,⊙O是△ABC的内切圆,△ABC是⊙O的外切三角形
如图2-47,⊙O是△ABC的内切圆,切点分别为 D、E、F,∠B=60°,∠C=70,求∠EDF的度数.解:连接OE、OF.在△ABC中,∠A=180°-(∠B+∠C)
∠A=180°-(∠B+∠C)=180°-(60°+70)=50°∵⊙O是△ABC的内切圆,∴AB⊥OF,AC⊥OE(圈的切线垂直于经过切点的半径).
1.如图,点O是△ABC的内心,根据下列条件,求∠BOC的度数.(1)∠ABC =50° ∠ACB=60°(2)∠A=50°
2.如图,点C、D分别在射线OA、OB上,求作OP,使它与OA、OB、CD都相切.
①分别作∠AOB,∠DCO 的平分线,两平分线交于点 P1②过点 P1,作 PE⊥OA,垂足为 E.
③以点 P1,为圆心,PE 为半径作OP1④同理,得到⊙P2⊙P1,⊙P2就是所求作的圆,如图所示.
如图2-48,PA、PB是OO的切线,切点分别为A、BPA与PB相等吗?度量可知PA=PB图2-48是轴对称图形,PA与PB相等
我们可以用下面的方法证实小明、小丽的猜想:在图2-48中,连接OA、OB、OP(如图2-49),∵PA、PB是⊙O的切线,∴PA⊥OA,PB⊥OB(圈的切线垂直于经过切点的半径).
即△POA、△POB 是直角三角形又∵OA=OB.OP=OP∴△POA≌△POB.∴ PA=PB.
我们也可以运用图形运动的方法证实 PA=PB.
在图2-49中,由OA⊥PA,OB⊥PB.OA=OB,可知点O在∠APB的平分线上
于是,把图2-49中的PB沿直线OP翻折,射线PB与射线PA重合(如图2-50)
因为过点O有且只有一条直线与PA(PB)垂直,所以OB与OA 重合即点 B与点A重合,PA=PB.
在经过圆外一点的圆的切线上,这点与切点之间的线段的长,叫做这点到圆的切线长。于是,我们得到如下定理:过圆外一点所画的圆的两条切线长相等
如图2-51,在以点0为圆心的两个同心圆中,大圆的弦 AB、AC分别与小圆相切于点D、E。AB与AC相等吗?为什么?解:AB与AC相等连接OD、OE。
∵AB、AC是小圆的两条切线,切点分别为 D、E∴AD=AE(过图外一点所画的图的两条切线长相等)∴AB⊥OD,ACB⊥OE(圆的切线垂直于经过切点的半径)又∵AB、AC是大圆的弦,OD⊥AB,OE⊥AC.∴AB=2AD,AC=2AE.∴AB =AC.
拓展与延伸(教材第 72 页)
在图2-51中,如果连接 DE、BC,那么DE与BC 有怎样的关系?为什么?
*1,如图,AB、AC、BD是⊙O的切线,切点分别为P、C、D.若AB=5,AC=3,求 BD的长.
*2.如图,PA、PB是⊙O的切线,切点分别为A、B,直线OP交⊙O于点C、D,交AB 于点E,根据题设条件,你能得到哪些结论?为什么?
1.已知⊙O的直径为10,圆心O到直线l的距离为3,直线l与⊙O有怎样的位置关系?圆心O到直线l的距离为5或8呢?∵⊙O的直径为 10,∴⊙O的半径为 5.
当圆心 O 到直线l的距离为 3 时,直线l与O相交当圆心 O 到直线l的距离为 5 时,直线l与O相切;当圆心 O 到直线l的距离为 8 时,直线l与O相离。
3.如图,在Rt是△ABC中,∠C=90°.AC=3.BC=4.以点C为圆心,r为半径的圆与AB 所在直线有怎样的位置关系?(1)r=2:(2)r=2.4;(3)r=3.
(1)当r=2时,因为d>r,所以圆与 AB 所在的直线相离(2)当r=2.4 时,因为 d=r,所以圆与 AB 所在的直线相切(3)当r=3时,因为 d
5.如图,AB是⊙O的直径,AC是⊙O的弦,过点C的切线交AB的延长线于点D,若∠D=30°,求∠ A的度数。解:如图,连接 OC.∵CD 是⊙O 的切线,点 C 为切点∴OC⊥CD,
6.如图,直线AB经过⊙O上一点C,且OA=OB,CA=CB,直线AB与⊙O相切吗?为什么?解:AB 与⊙O 相切如图,连接 OC.∵OA=OB,CA=CB,OC=OC
∴△AOC≌△BOC ∴∠OCA=∠OCB.又∵∠0CA+∠OCB=180°∴∠OCA=∠OCB=90°,即OC⊥AB∴直线 AB 与⊙O相切
7.如图,AB是⊙O的弦,点C在过点B的切线上,且OC⊥OA,OC交AB于点P,判断△CBP的形状,并说明理由.解:△CBP 是等腰三角形.理由如下∵BC切⊙O 于点B ∴OB⊥CB.∴∠CBP+∠OBA=90°
∵OC⊥OA ∴∠OPA+∠OAP=90°.∵OA=OB ∴∠OAP=∠OBA∴∠OPA=∠CBP..∵∠OPA=∠CPB∴∠CBP=∠CPB。.∴△CBP 是等腰三角形.
8.如图,P是∠BAC的平分线上一点,PD⊥AC,垂足为 D.AB与以点P为圈心,PD为半径的圈相切吗?为什么?解:相切.如图,过点P作PE⊥AB,垂足为 E.
∵AP 是∠BAC 的平分线,PD⊥AC,..∴PE=PD.又∵PD 为半径 ∴PE 也为半径.∴AB 与以点 P为圆心,PD 为半径的圆相切
9,如图,已知Rt△ABC(∠C=90°),作一个圈,使圆心O在AC上,且与AB、BC所在直线相切(不写作法,保留作图痕迹,并说明作图的理由)
解:如图所示,⊙O就是所求作的圆.作图理由如下:由所作的⊙O与AB,BC 所在的直线相切可知,圆心O到AB,BC 的距离相等,由此想到“到角两边距离相等的点在角的平分线上”,因此作∠ABC 的平分线.
因为圆心 O在AC 上,所以所求作的圆的圆心O为∠ABC 的平分线与AC 的交点以点O 为圆心,OC 为半径(OC⊥BC)所作的⊙O即为所求作的圆.
10.如图,I是△ABC的内心,AI的延长线交△ABC的外接圆于点D,BD与ID相等吗? 为什么?解:BD=ID.如图所示,连接 BI.∵I 是△ABC 的内心∴BI 平分∠ABC,AD 平分∠BAC
∴∠IBC=∠IBA,∠BAD=∠CAD=∠CBD.∵∠IBC+∠CBD=∠IBD,∠IBA+∠BAD=∠DIB∴∠IBD=∠DIB∴BD=ID.
11.如图,△ABC的周长为 24,面积为48,求它的内切圆的半径。
*12.如图,PA、PB是⊙O的切线,切点分别为A、B,点C在弧AB上,过点C的切线分别交PA、PB于点D、E。设PA=10,求△PDE的周长。解:∵DA,DC与⊙O 相切∴DA=DC.同理可得 EC=EB,PA=PB.
∵PA=10,∴△PDE 的周长为 PD+DE +PE=PD+DC+CE+PE=PD+DA+EB+PE=PA+PB=2PA=20.
*13.如图,四边形ABCD的各边与⊙O分别相切于点E、F、G、H。AB、BC、CD、DA之间有怎样的数量关系?为什么?解:AB+CD=DA+BC∵AE,AH 是⊙O的切线∴AE=AH
同理可得 BE=BF,CF=CG,DG=DH.∴AB +CD =AE +BE +DG +CG =AH +BF+DH+CF=DA+BC即AB+CD=DA+BC.
*14.如图,AB是⊙O的切线,切点为 BAO交⊙O于点C,过点C的切线交AB 于点D,若AD=2BD,CD=2.求⊙O的半径
圆与圆的位置关系借助学习点与圈、直线与圈的位置关系所获得的经验,我们未探索圆与圆的位置关系.在平面内,两圆相对运动,可以得到下列不同的位置关系(如图(1)):
这5种位置关系分别称为两圈外离、外切、相交、内切和内含.像点与图、直线与圆的位置关系那样,圈与图的位置关系与相应的数量关系之间也有着内在的联系。如围(2),设⊙ O1、 ⊙ O2 :的半径分别为 R、r,圆心0、O:之间的距离为d.
两圆内含d
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