圆的对称性—知识讲解(基础)
【学习目标】
1.理解圆的对称性;并能运用其特有的性质推出在同一个圆中,圆心角、弧、弦之间的关系,能运用这些关系解决问题,培养学生善于从实验中获取知识的科学的方法;理解弦、弧、半圆、优弧、劣弧、等弧等与圆有关的概念,理解概念之间的区别和联系;
2. 通过探索、观察、归纳、类比,总结出垂径定理等概念 ,在类比中理解深刻认识圆中的圆心角、弧、弦三者之间的关系;
3. 掌握在同圆或等圆中,三组量:两个圆心角、两条弦、两条弧,只要有一组量相等,就可以推出其它两组量对应相等,及其它们在解题中的应用.
【要点梳理】
要点一、圆的对称性
圆是轴对称图形,过圆心的直线是它的对称轴,有无数条对称轴. 圆是中心对称图形,对称中心为圆心. 要点诠释:
圆具有旋转不变的特性.即一个圆绕着它的圆心旋转任意一个角度,都能与原来的图形重合.
要点二、与圆有关的概念 1. 弦
弦:连结圆上任意两点的线段叫做弦. 直径:经过圆心的弦叫做直径. 弦心距:圆心到弦的距离叫做弦心距. 要点诠释:
直径是圆中通过圆心的特殊弦,也是圆中最长的弦,即直径是弦,但弦不一定是直径.
为什么直径是圆中最长的弦?如图,AB是⊙O的直径,CD是⊙O中任意一条弦,求证:AB≥CD.
证明:连结OC、OD
∵AB=AO+OB=CO+OD≥CD(当且仅当CD过圆心O时,取“=”号) ∴直径AB是⊙O中最长的弦. 2. 弧
弧:圆上任意两点间的部分叫做圆弧,简称弧.以A、B为端点的弧记作
,读作“圆弧AB”或“弧
AB”.
半圆:圆的任意一条直径的两个端点把圆分成两条弧,每一条弧都叫做半圆; 优弧:大于半圆的弧叫做优弧; 劣弧:小于半圆的弧叫做劣弧.
要点诠释:
①半圆是弧,而弧不一定是半圆; ②无特殊说明时,弧指的是劣弧. 3.等弧
在同圆或等圆中,能够完全重合的弧叫做等弧. 要点诠释:
①等弧成立的前提条件是在同圆或等圆中,不能忽视; ②圆中两平行弦所夹的弧相等.
要点三、垂径定理 1.垂径定理
垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的两条弧. 2.推论
平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧.
要点诠释:
(1)垂径定理是由两个条件推出两个结论,即
(2)这里的直径也可以是半径,也可以是过圆心的直线或线段. 要点四、垂径定理的拓展
根据圆的对称性及垂径定理还有如下结论:
(1)平分弦(该弦不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧; (2)弦的垂直平分线经过圆心,并且平分弦所对的两条弧;
(3)平分弦所对的一条弧的直径,垂直平分弦,并且平分弦所对的另一条弧. 要点诠释:
在垂径定理及其推论中:过圆心、垂直于弦、平分弦、平分弦所对的优弧、平分弦所对的劣弧,在这五个条件中,知道任意两个,就能推出其他三个结论.(注意:“过圆心、平分弦”作为题设时,平分的弦不能是直径)
要点五、弧、弦、圆心角的关系 1.圆心角与弧的关系:
在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦也相等. 2. 圆心角、弧、弦的关系:
在同圆或等圆中,如果两个圆心角、两条弧、两条弦中有一组量相等,那么它们所对应的其余各组量都分别相等. 要点诠释:
(1)一个角要是圆心角,必须具备顶点在圆心这一特征; (2)注意关系中不能忽视“同圆或等圆”这一前提.
3. 圆心角的度数与它所对的弧的度数相等.
【典型例题】
类型一、应用垂径定理进行计算与证明
1.(2015?巴中模拟)如图,AB为半圆直径,O为圆心,C为半圆上一点,E是弧AC的中点,OE交弦AC于点D,若AC=8cm,DE=2cm,求OD的长.
【答案与解析】
解:∵E为弧AC的中点, ∴OE⊥AC, ∴AD=AC=4cm,
∵OD=OE﹣DE=(OE﹣2)cm,OA=OE,
222222
∴在Rt△OAD中,OA=OD+AD即OA=(OE﹣2)+4, 又知0A=OE,解得:OE=5, ∴OD=OE﹣DE=3cm.
【总结升华】主要是解由半径、弦的一半和弦心距(圆心到弦的垂线段的长度)构成的直角三角形. 举一反三:
【变式】如图,⊙O中,弦AB⊥弦CD于E,且AE=3cm,BE=5cm,求圆心O到弦CD 距离。
【答案】1cm.
2.如图所示,直线与两个同心圆分别交于图示的各点,则正确的是( )
A.MP与RN的大小关系不定 B.MP=RN C.MP<RN D.MP>RN 【答案】B;
【解析】比较线段MP与RN的大小关系,首先可通过测量猜测MP与RN相等,