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切线长定理、弦切角定理、切割线定理、相交弦定理
以及与圆有关的比例线段
[学习目标] 1.切线长概念
切线长是在经过圆外一点的圆的切线上,这点和切点之间的线段的长度,“切线长”是切线上一条线段的长,具有数量的特征,而“切线”是一条直线,它不可以度量长度。
2.切线长定理
对于切线长定理,应明确(1)若已知圆的两条切线相交,则切线长相等;(2)若已知两条切线平行,则圆上两个切点的连线为直径;(3)经过圆外一点引圆的两条切线,连结两个切点可得到一个等腰三角形;(4)经过圆外一点引圆的两条切线,切线的夹角与过切点的两个半径的夹角互补;(5)圆外一点与圆心的连线,平分过这点向圆引的两条切线所夹的角。
3.弦切角:顶点在圆上,一边和圆相交,另一边和圆相切的角。
直线AB切⊙O于P,PC、PD为弦,图中几个弦切角呢?(四个) 4.弦切角定理:弦切角等于其所夹的弧所对的圆周角。
5.弄清和圆有关的角:圆周角,圆心角,弦切角,圆内角,圆外角。
6.遇到圆的切线,可联想“角”弦切角,“线”切线的性质定理及切线长定理。 7.与圆有关的比例线段 定理 图形 已知 结论 证法 相交弦⊙O中,AB、CD为弦,PA·PB=连结AC、BD,证:定理 交于P. PC·PD. △APC∽△DPB.
相交弦定理的推论
⊙O中,AB为直径,PC2=PA·PB. CD⊥AB于P.
用相交弦定理.
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切割线定理 ⊙O中,PT切⊙O于T,PT2=PA·PB 割线PB交⊙O于A 连结TA、TB,证:△PTB∽△PAT
切割线定理推论
PB、PD为⊙O的两条割PA·PB=PC·PD 过P作PT切⊙O于T,线,交⊙O于A、C 用两次切割线定理
圆幂定
理
⊙O中,割线PB交⊙OP'C·P'D=r2-延长P'O交⊙O于M,于A,CD为弦 OP'2 延长OP'交⊙O于N,
PA·PB=OP2-r2 用相交弦定理证;过Pr为⊙O的半径 作切线用切割线定理
勾股定理证
8.圆幂定理:过一定点P向⊙O作任一直线,交⊙O于两点,则自定点P到两交点的两条线段之积为常数||(R为圆半径),因为叫做点对于⊙O的幂,所以将上述定理统称为圆幂定理。
【典型例题】
例1.如图1,正方形ABCD的边长为1,以BC为直径。在正方形内作半圆O,过A作半圆切线,切点为F,交CD于E,求DE:AE的值。
图1
解:由切线长定理知:AF=AB=1,EF=CE 设CE为x,在Rt△ADE中,由勾股定理 ∴
,
,
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例2.⊙O中的两条弦AB与CD相交于E,若AE=6cm,BE=2cm,CD=7cm,那么CE=_________cm。
图2
解:由相交弦定理,得 AE·BE=CE·DE
∵AE=6cm,BE=2cm,CD=7cm, , ∴
,
即 ∴CE=3cm或CE=4cm。 故应填3或4。
点拨:相交弦定理是较重要定理,结果要注意两种情况的取舍。
例3.已知PA是圆的切线,PCB是圆的割线,则 解:∵∠P=∠P ∠PAC=∠B,
∴△PAC∽△PBA, ∴
,
________。
∴。
又∵PA是圆的切线,PCB是圆的割线,由切割线定理,得 ∴
,
即 , 故应填PC。
点拨:利用相似得出比例关系式后要注意变形,推出所需结论。
例4.如图3,P是⊙O外一点,PC切⊙O于点C,PAB是⊙O的割线,交⊙O于A、B两点,如果PA:PB=1:4,PC=12cm,⊙O的半径为10cm,则圆心O到AB的距离是___________cm。
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图3
解:∵PC是⊙O的切线,PAB是⊙O的割线,且PA:PB=1:4 ∴PB=4PA 又∵PC=12cm 由切割线定理,得 ∴ ∴
,
∴
∴PB=4×6=24(cm) ∴AB=24-6=18(cm)
设圆心O到AB距离为d cm, 由勾股定理,得
故应填。
例5.如图4,AB为⊙O的直径,过B点作⊙O的切线BC,OC交⊙O于点E,AE的延长线交BC于点D,(1)求证:长。
;(2)若AB=BC=2厘米,求CE、CD的
图4
点悟:要证
证明:(1)连结BE
,即要证△CED∽△CBE。
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(2)
。
又∵
,
∴厘米。
点拨:有切线,并需寻找角的关系时常添辅助线,为利用弦切角定理创造条件。
例6.如图5,AB为⊙O的直径,弦CD∥AB,AE切⊙O于A,交CD的延长线于E。
图5
求证: 证明:连结BD, ∵AE切⊙O于A, ∴∠EAD=∠ABD
∵AE⊥AB,又AB∥CD, ∴AE⊥CD
∵AB为⊙O的直径 ∴∠ADB=90°
∴∠E=∠ADB=90° ∴△ADE∽△BAD ∴ ∴
∵CD∥AB
∴AD=BC,∴
例7.如图6,PA、PC切⊙O于A、C,PDB为割线。求证:AD·BC=CD·AB