资源描述
《圆的对称性》
教学目标
(二)能力训练要求
1．经历探索圆的对称性及相关性质的过程，进一步体会和理解研究几何图形的各种方法．
2．培养学生独立探索、相互合作交流的精神．
(三)情感与价值观要求
通过学习垂径定理及其逆定理的证明，使学生领会数学的严谨性和探索精神，培养学生实事求是的科学态度和积极参与的主动精神．
垂径定理及其逆定理．
垂径定理及其逆定理的证明．
指导探索和自主探索相结合．
教学过程
一．创设问题情境，引入新课
[师]前面我们已探讨过轴对称图形，哪位同学能叙述一下轴对称图形的定义？
[生]如果一个图形沿着某一条直线折叠后，直线两旁的部分能够互相重合，那么这个图形叫轴对称图形，这条直线叫对称轴．
[师]我们是用什么方法研究了轴对称图形？
[生]折叠．
[师]今天我们继续用前面的方法来研究圆的对称性．
二．讲授新课
[师]同学们想一想：圆是轴对称图形吗？如果是，它的对称轴是什么？你能找到多少条对称轴？
[生]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．
[师]是吗？你是用什么方法解决上述问题的？大家互相讨论一下．
[生]我们可以利用折叠的方法，解决上述问题．把一个圆对折以后，圆的两半部分重合，折痕是一条过圆心的直线，由于过圆心可以作无数条直线，这样便可知圆有无数条对称轴．
[师]很好．
教师板书：
圆是轴对称图形，其对称轴是任意一条过圆心的直线．
下面我们来认识一下弧、弦、直径这些与圆有关的概念．
1．圆弧：圆上任意两点间的部分叫做圆弧，简称弧．
2．弦：连接圆上任意两点的线段叫做弦．
3．直径：经过圆心的弦叫直径．
如下图，以A、B为端点的弧记作 ，读作“圆弧AB”或“弧AB”；线段AB是⊙O的一条弦，弧CD是⊙O的一条直径．
注意：
1．弧包括优弧和劣弧，大于半圆的弧称为优弧，小于半圆的弧称为劣弧．如上图中，以A、D为端点的弧有两条：优弧ACD(记作 )，劣弧ABD(记作 )．半圆：圆的任意一条直径的两个端点分圆成两条弧，每一条弧叫半圆弧，简称半圆．半圆是弧，但弧不一定是半圆；半圆既不是劣弧，也不是优弧．
2．直径是弦，但弦不一定是直径．
下面我们一起来做一做：(出示投影片§3．2． 1A )
按下面的步骤做一做：
1．在一张纸上任意画一个⊙O，沿圆周将圆剪下，把这个圆对折，使圆的两半部分重合．
2．得到一条折痕CD．
3．在⊙O上任取一点A，过点A作CD折痕的垂线，得到新的折痕，其中，点M是两条折痕的交点，即垂足．
4．将纸打开，新的折痕与圆交于另一点B，如上图．
[师]老师和大家一起动手．
(教师叙述步骤，师生共同操作)
[师]通过第一步，我们可以得到什么？
[生齐声]可以知道：圆是轴对称图形，过圆心的直线是它的对称轴．
[师]很好．在上述的操作过程中，你发现了哪些相等的线段和相等的弧？
[生]我发现了，AM＝BM， ， ．
[师]为什么呢？
[生]因为折痕AM与BM互相重合，A点与B点重合．
[师]还可以怎么说呢？能不能利用构造等腰三角形得出上面的等量关系？
[师生共析]如下图示，连接OA、OB得到等腰△OAB，即OA＝OB．因CD⊥AB，故△OAM与△OBM都是Rt△，又OM为公共边，所以两个直角三角形全等，则AM＝BM．又⊙O关于直径CD对称，所以A点和B点关于CD对称，当圆沿着直径CD对折时，点A与点B重合， 与 重合， 与 重合．因此AM＝BM， = ， = ．
[师]在上述操作过程中，你会得出什么结论？
[生]垂直于弦的直径平分这条弦，并且平分弦所对的弧．
[师]同学们总结得很好．这就是利用圆的轴对称性得到的与圆相关的一个重要性质——垂径定理．在这里注意；①条件中的“弦”可以是直径．②结论中的“平分弧”指平分弦所对的劣弧、优弦．
(定理的证明过程教师边板书，边叙述)
[师]为了运用的方便，不易出现错误，易于记忆，可将原定理叙述为：一条直线若满足：(1)过圆心；(2)垂直于弦，那么可推出：①平分弦，②平分弦所对的优弧，③平分弦所对的劣弧．
即垂径定理的条件有两项，结论有三项．用符号语言可表述为：
如图3－7，在⊙O中，
下面，我们通过求解例1，来熟悉垂径定理：
[例1]如下图所示，一条公路的转弯处是一段圆弧(即图中 ，点O是 的圆心)，其中CD＝ 600m ，E为 上一点，且OE⊥CD，垂足为F，EF＝ 90m ，求这段弯路的半径．
[师生共析]要求弯路的半径，连结OC，只要求出OC的长便可以了．因为已知OE⊥CD，所以CF＝ CD＝ 300cm ，OF＝OE－EF，此时就得到了一个Rt△CFO，哪位同学能口述一下如何求解？
[生]连结OC，设弯路的半径为R m，则
OF＝(R－90)m，∵OE⊥CD，
∴CF＝ CD＝ ×600＝300(m)．
据勾股定理，得
OC2＝CF2＋OF2，
即R2＝3002＋(R－90)2
解这个方程，得R＝545．
∴这段弯路的半径为 545m ．
[师]在上述解题过程中使用了列方程的方法，用代数方法解决几何问题，这种思想应在今后的解题过程中注意运用．
随堂练习：P92．1．略
下面我们来想一想(出示投影片§3．2．1B)
如下图示，AB是⊙O的弦(不是直径)，作一条平分AB的直径CD，交AB于点M．
[师]上图是轴对称图形吗？如果是，其对称轴是什么？
[生]它是轴对称图形，其对称轴是直径CD所在的直线．
[师]很好．你是用什么方法验证上述结论的？大家互相交流讨论一下，你还有什么发现？
[生]通过折叠的方法，与刚才垂径定理的探索方法类似，在一张纸上画一个⊙O，作一条不是直径的弦AB，将圆对折，使点A与点B重合，便得到一条折痕CD与弦AB交于点M．CD就是⊙O的对称轴，A点、B点关于直径CD对称．由轴对称可知，AB⊥CD， = ， = ．
[师]大家想想还有别的方法吗？互相讨论一下．
[生]如上图．连接OA、OB便可得到一个等腰△OAB，即OA＝OB，又AM＝MB，即M点为等腰△OAB底边上的中线．由等腰三角形三线合一的性质可知CD⊥AB，又CD是⊙O的对称轴，当圆沿CD对折时，点A与点B重合， 与 重合， 与 重合．
[师]在上述的探讨中，你会得出什么结论？
[生]平分弦(不是直径)的直径垂直于弦，并且平分弦所对的弧．
[师]为什么上述条件要强调“弦不是直径”？
[生]因为圆的任意两条直径互相平分，但是它们不一定是互相垂直的．
[师]我们把上述结论称为垂径定理的一个逆定理．
[师]同学们，你能写出它的证明过程吗？
[生]如上图，连结OA、OB，则OA＝OB．
在等腰△OAB中，∵AM＝MB，
∴CD⊥AB(等腰三角形的三线合一)．
∵⊙O关于直径CD对称．
∴当圆沿着直径CD对折时，点A与点B重合， 与 重合， 与 重合．
∴ = ， = ．
[师]接下来，做随堂练习：P92．
2．如果圆的两条弦互相平行，那么这两条弦所夹的弧相等吗？为什么？
答：相等．
理由：如下图示，过圆心O作垂直于弦的直径EF，由垂径定理设 = ， = ，用等量减等量差相等，得－ = － ，即 = ，故结论成立．
符合条件的图形有三种情况：(1)圆心在平行弦外，(2)在其中一条线弦上，(3)在平行弦内，但理由相同．
三．课时小结
1．本节课我们探索了圆的对称性．
2．利用圆的轴对称性研究了垂径定理及其逆定理．
3．垂径定理和勾股定理相结合，构造直角三角形，可解决计算弦长、半径、弦心距等问题．
四．课后作业
(一)课本P93，习题3．2，1、2
教学反思
一： 本以为这课很简单，学生接受起来没问题，而通过学习发现，同学们在一些概念的理解上仍然容易混淆，比如弦和弧、所对的弧等等，今后教学要进一步加强教学的直观性，充分利用多媒体，让学生真正体会圆确实存在于生活的各个领域，认识到圆所具有的其他图形都不具有的特性美，加强应用数学的意识。
三：本节课在引入之后设计一个折叠圆形纸片的过程，让学生通过观察，大胆猜想，得出结论，同时也突出圆的对称性。这一环节的设计，既体现了教师的主导作用，又让学生参与了知识的发生过程，这也符合素质教育的要求，即让学生由被动接受知识到主动发现知识，在学生动手折叠的过程中，教会他们观察，让他们学会思考。通过桥的问题让学生进一步领悟学习数学的应用价值，感受学好数学的必要性。
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
