設(shè)計(jì)思想:本章中,我們主要學(xué)習(xí)了點(diǎn)與圓、直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系,同時(shí)對(duì)圓的性質(zhì)、圓的切線的判定進(jìn)行了探究。在探究圖形位置關(guān)系的過(guò)程中,我們對(duì)用數(shù)量關(guān)系揭示幾何圖形位置關(guān)系的思想方法有了較深的理解。本節(jié)課我們不僅要對(duì)本章知識(shí)來(lái)個(gè)總括,還要加深對(duì)題型的分析,對(duì)知識(shí)進(jìn)一步掌握。
目標(biāo):
1.知識(shí)與技能
系統(tǒng)的歸納總結(jié)本章的知識(shí)內(nèi)容。
2.過(guò)程與方法
通過(guò)系統(tǒng)地歸納總結(jié)本章的知識(shí)內(nèi)容,學(xué)會(huì)整理歸納知識(shí)的方法,使其條理化、系統(tǒng)化。
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)對(duì)圓與各種圖形位置關(guān)系的復(fù)習(xí),認(rèn)識(shí)事物之間是相互聯(lián)系的,通過(guò)運(yùn)動(dòng)和變化,知道事物之間可以相互轉(zhuǎn)化。
通過(guò)系統(tǒng)歸納,滲透要抓主要矛盾,“綱舉目張”的辯證唯物主義觀點(diǎn)。
教學(xué)重點(diǎn):
系統(tǒng)的歸納總結(jié)本章知識(shí)內(nèi)容。
教學(xué)難點(diǎn):
使所學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)化。
教學(xué)方法:講授式、引導(dǎo)式。
教學(xué)媒體:投影儀。
教學(xué)安排:1課時(shí)。
教學(xué)過(guò)程:
(一)引入
經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí),第三十五章圓(二)的內(nèi)容學(xué)完了,今天我們這節(jié)課的主要任務(wù)就是回顧一下這段期間所學(xué)的內(nèi)容,將其整理歸納,使之結(jié)構(gòu)化。
(二)探究釋疑
圓是最常見(jiàn)的幾何圖形之一,在生活、生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用十分廣泛。“圓”是初中幾何中重要的一章,與前面其他章節(jié)的知識(shí)也有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。本章的內(nèi)容比較復(fù)雜,為了便于學(xué)生掌握這些內(nèi)容,安排這節(jié)課將本章內(nèi)容歸納整理,使之結(jié)構(gòu)化。
(三)精講點(diǎn)撥
教師把圖片(圓)投影,讓學(xué)生觀看。
師:同學(xué)們觀看這章的知識(shí)框架,回顧一下,你都學(xué)了那些有關(guān)圓的知識(shí)呢?(學(xué)生思考,討論探究,然后回答這個(gè)問(wèn)題。學(xué)生的回答必然零散。)
本章的內(nèi)容可概括為三部分:一是點(diǎn)與圓的位置關(guān)系;二是直線與圓的位置關(guān)系,另外還有切線的性質(zhì)及判定;三是圓與圓的位置關(guān)系。
第一部分點(diǎn)與圓的位置關(guān)系:提問(wèn)這部分都學(xué)了哪些內(nèi)容。(提問(wèn)中下等的學(xué)生)
點(diǎn)與圓的位置關(guān)系分為三種:①點(diǎn)在圓內(nèi);②點(diǎn)在圓上;③點(diǎn)在圓外。
總結(jié):這三種位置關(guān)系與點(diǎn)到圓心的距離(d)、圓的半徑(r)之間有著緊密地聯(lián)系,這放映了“形”與“數(shù)”的內(nèi)在聯(lián)系,也就是說(shuō),點(diǎn)與圓的位置關(guān)系,不僅可以用圖形來(lái)表現(xiàn),還可以由數(shù)量關(guān)系來(lái)表示。
第二部分直線與圓的位置關(guān)系:(同上)
直線與圓的位置關(guān)系有三種:①直線與圓相離;②直線與圓相切;③直線與圓相交。
設(shè)⊙O的半徑為r,圓心O到直線l的距離是d,則
①直線l與⊙O相離 d>r
②直線l與⊙O相切 d=r
③直線l與⊙O相交 d
還有一部分是圓的切線的性質(zhì)與判定:
讓學(xué)生敘述:
(1)當(dāng)直線與圓相切時(shí)具有如下性質(zhì):
①切線與過(guò)切點(diǎn)的半徑垂直;
②經(jīng)過(guò)圓心垂直于切線的直線必經(jīng)過(guò)切點(diǎn);
③經(jīng)過(guò)切點(diǎn)且垂直于切線的直線必經(jīng)過(guò)圓心。
(2)依據(jù)如下條件可對(duì)圓的切線進(jìn)行判定:
①直線與圓只有一個(gè)交點(diǎn);
②圓心到直線的距離和圓的半徑相等;
③直線就經(jīng)過(guò)半徑的外端且垂直于半徑。
第三部分是圓與圓的位置關(guān)系:
圓與圓的位置關(guān)系共五種:①兩圓外離;②兩圓外切;③兩圓相交;④兩圓內(nèi)含;⑤兩圓內(nèi)切。
設(shè)⊙O1的半徑為R,⊙O2的半徑為r,R≥r,兩圓的圓心距為d,那么
(1)兩圓外離 d>R+r;
(2)兩圓外切 d>R+r
(3)兩圓相交 R-r
(5)兩圓內(nèi)含 d
例1.如圖35-1,⊙ 與⊙ 內(nèi)切,它們的半徑分別為3和1,過(guò) 作⊙ 的切線,切點(diǎn)為A,則 A的長(zhǎng)為( )
A.2
B.4
C.
D.
思路分析:連結(jié) , ,得到直角三角形 A,再利用勾股定理求 A的長(zhǎng)。
解:∵ A與⊙ 相切,
∴ ⊥ A,且 =1。
∵⊙ 與⊙ 內(nèi)切,
∴ =3-1=2
在 中,
∴
故選C。
小結(jié):連結(jié)過(guò)切點(diǎn)的半徑 和兩圓的圓心距 ,構(gòu)造直角三角形達(dá)到解題目的,在圓中,有關(guān)半徑、弦長(zhǎng)、弦心距之間的計(jì)算,常用的處理方法是利用半徑、半弦長(zhǎng)、弦心距組成直角三角形,再結(jié)合勾股定理求解。
例2.如圖35-2,已知等腰 ,以腰 為直徑作⊙O,交底邊BC于P,PE⊥AC,垂足為E。
求證:PE是⊙O的切線。
思路分析:要正PE是⊙O的切線,已知PE與⊙O有交點(diǎn)P,所以只要連結(jié)OP垂直于PE即可。
證明:連結(jié)OP。
∵AB=AC,∴∠B=∠C
∵OB=OP,∴∠B=∠OPB
∵∠OPB=∠C,∴OP∥AC
∵PE⊥AC,∴OP⊥PE
∴PE是⊙O的切線。
小結(jié):在證明直線和圓相切時(shí),若已知直線經(jīng)過(guò)圓上一點(diǎn),常連結(jié)這點(diǎn)和圓心的半徑,再證所作半徑與這條直線垂直。
例3.已知點(diǎn)P到⊙O的最短距離是3cm,最長(zhǎng)距離是9 cm,求⊙O半徑。
思路分析:由題意知P點(diǎn)在不在圓上,那么應(yīng)有兩種情況:P點(diǎn)在圓內(nèi)或P點(diǎn)在圓外。
解:(1)當(dāng)點(diǎn)P在圓內(nèi)時(shí),如圖35-3, , ,則
∴⊙O的半徑是6cm。
(2)當(dāng)點(diǎn)P在圓外時(shí),如圖35-4, , ,則
∴⊙O的半徑是3cm。
答:⊙O的半徑是6cm或3 cm。
小結(jié):圓的兩解問(wèn)題一般都沒(méi)有給出圖形,解答的關(guān)鍵是全面分析題設(shè)條件,畫出符合題意的所有圖形,再分別求解。
例4.如圖35-5,以 的一條直角邊 為直徑作⊙O,交斜邊BC于E,F(xiàn)是AC的中點(diǎn)。
求證:EF是⊙O的切線。
思路分析:連續(xù)OE,因?yàn)镋F過(guò)半徑OE的外端,要判斷EF是⊙O的切線,需證明∠OEF= ,
證明:連結(jié)OE、AE
∵AB是⊙O的直徑,
∴∠AEB= ,∠AEC=
∵FE=FA
∴∠1=∠2
∵OE= AE,
∴∠3=∠4
∵∠1+∠3=∠2+∠4= ,即∠OEF= ,
∴EF是⊙O的切線。
小結(jié):連結(jié)OE,是為了構(gòu)造切線的基本圖形,以便證明OE⊥OF。
例5.如圖35-6,⊙O的半徑為5,P為OE外一點(diǎn),OP=8cm。求:(1)以P為圓心作⊙P與⊙O相切,則⊙P半徑是多少?(2)當(dāng)⊙P與⊙O相交時(shí),⊙P的半徑的取值范圍是多少?
思路分析:(1)相切有兩種可能,即外切與內(nèi)切。
(2)⊙P與⊙O相交時(shí),則有r-5<8
當(dāng)⊙P與⊙O內(nèi)切時(shí),有r-5=8,r=13(cm)
所以當(dāng)r=3cm或13cm時(shí),⊙P與⊙O相切。
(2)當(dāng)⊙P與⊙O相交時(shí),有
r-5<8
例6.如圖35-7,海中小島A,它周圍20海里內(nèi)有暗礁,一漁船跟蹤漁群由西向東航行,在B點(diǎn)測(cè)得小島A在北偏東60°方向上,航行30海里到達(dá)C點(diǎn),這時(shí)小島A在北偏東 方向上,如果漁船不改變方向,繼續(xù)向東追蹤捕撈,有沒(méi)有觸礁的危險(xiǎn)?
思路分析:如果把漁船的航線看作直線,暗礁看作以點(diǎn)A為圓心,20海里為半徑的圓及圓的內(nèi)部,漁船是否觸礁,關(guān)鍵是看航線是否經(jīng)過(guò)暗礁區(qū),即看直線與圓是哪一種位置關(guān)系。
解:過(guò)點(diǎn)A做AD⊥BC于D
由題意可知
∵
∴ (海里)
在 中, ,即
∴ 海里 海里。
∴漁船無(wú)觸礁危險(xiǎn)。
小結(jié):通過(guò)分析聯(lián)想,把實(shí)際問(wèn)題與所學(xué)知識(shí)有機(jī)聯(lián)系,建立數(shù)學(xué)模型是解題的關(guān)鍵。
例7.小明要在半徑為1m ,圓心角為60°的扇形鐵皮上剪取一個(gè)面積盡可能大的正方形鐵皮,小明在扇形鐵皮上設(shè)計(jì)了如圖35-8的甲、乙兩種方案,請(qǐng)你幫小明計(jì)算一下,按甲、乙兩種方案剪取的正方形的面積,并估算哪個(gè)正方形的面積較大。(估算時(shí), 取1.73,結(jié)果保留兩個(gè)有效數(shù)字)
思路分析:要比較甲、乙兩種方案剪取的正方形面積的大小,關(guān)鍵在于求出每個(gè)正方形的邊長(zhǎng)。
解:方案甲:連接 ,設(shè) ,則 。
在 中, ,
即
解得
方案乙:作 ⊥ 于 ,交 與 則 分別是 和 的中點(diǎn), ,連結(jié) 。
設(shè) ,則 在 中,
∴
若取 ,則
∴ ,即按甲方案剪得的正方形面積較大。
小結(jié):通過(guò)學(xué)習(xí)本專題,進(jìn)一步體會(huì)數(shù)學(xué)來(lái)源于實(shí)踐,又應(yīng)用于實(shí)踐,逐漸提高分析問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
板書設(shè)計(jì):
圓(二)
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