1、圆的基本性质 课 题 24.2.2 圆的基本性质 教 学 目 标 1.利用圆的轴对称性,通过观察使学生能归纳出垂径定理的主要内容。 2.要求学生掌握垂径定理及其推论,会解决有关的证明,计算问题。 3.运用垂径定理及其推论进行有关的计算和证明. 4.经历探索圆的对称性及相关性质的过程,进一步体会研究几何图形的各种方法. 5.培养学生独立探索、相互合作交流的精神. 6.通过例题(赵州桥)对学生进行爱国主义的教育;并向学生渗透数学来源于实践,又反过来服务于实践的辩证唯物主义思想。 教 材 分析 重 点 圆的轴对称性,及相关概念。 难 点 圆的相关概念的理解
2、 教 具 电脑、投影仪 教 学 过 程 (一)、复习提问: 1.你还记得我们学过图形中轴对称图形有哪些吗 ?分别有几条对称轴? (等腰三角形,等边三角形,矩形,菱形,正方形,等腰三角形。) 2.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? 3.你是用什么方法解决上述问题的?与同伴进行交流. (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.) 教师板书:圆是轴对称图形,其对
3、称轴是任意一条过圆心的直线. (二)、探究新知 问题1:作⊙O的直径CD,然后沿着CD对折⊙O,会出现什么现象,说明了什么? (说明圆是轴对称图形,它的对称轴是任意一条过圆心的直线.) 问题2:在⊙O上取一点A,作AB⊥CD,垂足为E,在图中,你猜想一下会有那些等量关系。 (AE=BE, =,=.) 这些等量关系如果用语言来叙述的话,我们可以说成什么? 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。 首先我们分析一下这个定理的题设和结论。 题设:垂直于弦的直径。结论:平分弦和弦所对的弧。(学生完成)根据题设和结论,结合图形,我们找出已知、求证,并进行证明。 已
4、知:在⊙O中,CD是直径,AB是弦,CD⊥AB,垂足为E。求证:AE=BE,=,= 分析:我们知道等腰三角形是轴对称图形,它的对称轴是底边垂线所在的直线,那么我们如何把等腰三角形和圆联系起来呢? 连结OA,OB后我们可以得到一个等腰三角形,CD所在的直线既是等腰三角形的对称轴又是⊙O的对称轴,那么当把圆沿直径CD折叠时,会发现哪些部分重合 (连结OA,OB, 并且有OA=OB。两个半圆重合Aaa ;A点 、B点重合;弧 AC、弧 BC重合;弧AD、弧BD重合) 既然AE,BE重合,我们就可以得到 AE=BE; 弧 AC、弧 BC重合,我们就可以得到=;弧AD、弧BD重合,我们就可以
5、得到=。 同样的方法可证明定理: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。 垂径定理及其推论:对于一条直线和一个圆来说,具备下列五个条件中的任何两个,那么也具有其他三个:(1) 直线过圆心 ;(2) 垂直于弦 ;(3) 平分弦 ;(4) 平分弦所对的优弧 ;(5) 平分弦所对的劣弧.可简记为:“知2推3” (三)、例题讲解 例2 已知:如图,在⊙O中,⊙O的半径为5cm,弦AB的长为6cm。 求:圆心 O 到AB的距离。 思路分析:在利用垂径定理及其推论解题时,通常作辅助线构造直角三角形利用勾股定理解题。 讲完例1后,我们考虑一下:半径、弦心距及弦长三
6、者有何关系? r2=d2+()2 根据此公式,在l,r,d三个量中,知道任何两个量就可以求出第三个量。 例3 1400 多年前,我国隋代建造的赵州石拱桥的桥拱是圆弧形,它的跨度(弧所对的弦长)为37.4米,拱高(弧的中点到弦的距离,也叫拱形高)为7.2米,求桥拱的半径(精确到0.1米) 说明:①对学生进行爱国主义的教育;②应用题的解题思路:实际问题——(转化,构造直角三角形)——数学问题。根据题意作出几何图形AB表示桥拱,AB的圆心为O,半径为R米。经过圆心O作弦AB的垂线OD,D为垂足,与AB相交于点C,根据垂径定理,D是AB的中点,C是AB的中点,CD就是
7、拱高。 涉及四条线段的长:弦长a、圆半径r、弦心距d、弓形高h 关系:r = h+d ; r2 = d2 + (a/2)2 补充例题:已知:⊙O的半径为5 ,弦AB∥CD ,AB = 6 ,CD =8 .求:AB与CD间的距离. (让学生画图) 解:分两种情况: (1)当弦AB、CD在圆心O的两侧 过点O作EF⊥AB于E,连结OA、OC, 又∵AB∥CD,∴EF⊥CD. (作辅助线是难点,学生往往作OE⊥AB,OF⊥AB,就得EF=OE+OF,错误的结论) 由EF过圆心O,EF⊥AB,AB = 6,得AE=3, 在Rt△OEA中,由勾股定理,得 ,∴ 同理可得
8、OF=3 ∴EF=OE+OF=4+3=7。 (2)当弦AB、CD在圆心O的同侧 同(1)的方法可得:OE=4,OF=3。 ∴。 说明:①此题主要是渗透分类思想,培养学生的严密性思维和解题方法:确定图形——分析图形——数形结合——解决问题;②培养学生作辅助线的方法和能力。 (四)、巩固练习 课本第17页练习1、2、3、4. 做练习2可提示:在圆中,解决弦的有关问题时,常常需要作“垂直于弦的直径”作为辅助线,实际上,往往只须从圆心作一条与弦垂直的线段。 (五)、课堂小结 1.圆是轴对称图形;2.垂径定理及其推论 。如果我们把这5个条件的位置换一下,就是说 如果把2)、
9、3)作为题设能得出1)、4)、5); 如果把1)、3)作为题设能得出2)、4)、5) 如果把2)、4)作为题设能得出1)、3)、5);如果把2)、5)作为题设能得出1)、3)、4) (六)作业布置 (必做题)1.习题24.2第3、4、5; 2.《基训》同步; (选做题)1.已知:在以圆O为圆心的两个同心圆中,大圆的弦AB交小圆于F、G两点,PQ是小圆的直径,PC⊥AB于C, QD⊥AB于D。 求证:AC = BD 2.在直径为650mm的圆柱形油槽内装入一些油后.若油面宽AB=600mm, 求油的最大度。 分析:要求油的最大深度,就是求有油弓形的高,弓形的高是半径与圆心O到弦的距离差,从而不难看出它与半径和弦的一半可以构造直角三角形,然后利用垂径定理和勾股定理来解决。 布置作业 《练习册》习题 教后记 本节课内容较为简单,学生掌握良好,课上反应热烈。
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