圓與圓位置關(guān)系中常見輔助線的作法

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

圓與圓位置關(guān)系是幾何的一個重要內(nèi)容,也是中的難點,本文介紹圓與圓的位置關(guān)系中常見的五種輔助線的作法。
1. 作相交兩圓的公共弦
利用圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì)或公共圓周角,溝通兩圓的角的關(guān)系。
例1. 如圖1,⊙O1和⊙O2相交于A、B兩點,過A、B分別作直線CD、EF,且CD//EF,與兩圓相交于C、D、E、F。求證:CE=DF。

圖1
分析:CE和DF分別是⊙O1和⊙O2的兩條弦,難以直接證明它們相等,但通過連結(jié)AB,則可得圓內(nèi)接四邊形ABEC和ABFD,利用圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì),則易證明。
證明:連結(jié)AB
因為

所以
即CE//DF
又CD//EF
所以四邊形CEFD為平行四邊形
即CE=DF
2. 作兩相交圓的連心線
利用過交點的半徑、公共弦、圓心距構(gòu)造直角三角形,解決有關(guān)的計算問題。
例2. ⊙O1和⊙O2相交于A、B兩點 初三,兩圓的半徑分別為和,公共弦長為12。求的度數(shù)。

圖2
分析:公共弦AB可位于圓心O1、O2同側(cè)或異側(cè),要求的度數(shù),可利用角的和或差來求解。
解:當AB位于O1、O2異側(cè)時,如圖2。
連結(jié)O1、O2,交AB于C,則。分別在和中,利用銳角三角函數(shù)可求得


當AB位于O1、O2同側(cè)時,如圖3

圖3

綜上可知或
3. 兩圓相切,作過切點的公切線
利用弦切角定理溝通兩圓中角的關(guān)系
例3. 如圖4,⊙O1和⊙O2外切于點P,A是⊙O1上的一點,直線AC切⊙O2于C,交⊙O1于B,直線AP交⊙O2于D。求證PC平分。

圖4
分析:要證PC平分,即證
而的邊分布在兩個圓中,難以直接證明。
若過P作兩圓的公切線PT,與AC交于T
易知
由弦切角定理,得
又是的一個外角
所以

從而有
即PC平分
4. 兩圓相切,作連心線
利用連心線經(jīng)過切點的性質(zhì),解決有關(guān)計算問題。
例4. 如圖5,⊙O1與半徑為4的⊙O2內(nèi)切于點A,⊙O1經(jīng)過圓心O2,作⊙O2的直徑BC,交⊙O1于點D,EF為過點A的公切線,若,求的度數(shù)。

圖5
分析:是弦切角,要求其度數(shù),需將其轉(zhuǎn)化為圓周角或圓心角,因此連結(jié)O1O2、O1A,則O1O2必過點A,且O2A為⊙O1的直徑,易知。
連結(jié)DA,則
于是
又為銳角
所以
從而有
5. 過小圓圓心作大圓半徑的垂線
有關(guān)公切線問題常過小圓的圓心作大圓半徑的垂線,構(gòu)造直角三角形。
例5. 如圖6,⊙O1與⊙O2外切于點O,兩外公切線PCD和PBA切⊙O1、⊙O2于點C、D、B、A,且其夾角為,,求兩圓的半徑。

圖6
分析:如圖6,連結(jié)O1O2、O1A、O2B,過點O2作,構(gòu)造,下面很容易求出結(jié)果。
請同學(xué)們自己給出解答。
(答案:兩圓的半徑分別為3和1)


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