日期:2022-01-17
這是特殊角的銳角三角函數值教案,是優秀的數學教案文章,供老師家長們參考學習。
【內容概述】
證明圓的切線是近幾年中考常見的數學問題之一。最常用的是利用“經過半徑的外端并且垂直于這條半徑的直線是圓的切線”證明。
本內容通過動手操作得出切線的判定定理,再利用解決兩道例題,總結歸納出兩種具體的證法:
①當直線與圓有一個公共點時,把圓心和這個公共點連結起來,證明直線垂直于這條半徑,簡稱為“連半徑,證垂直”;
②當直線和圓的公共點沒有明確時,可過圓心作直線的垂線,再證圓心到直線的距離等于半徑,簡稱為“作垂直,證半徑”。
歸納總結后,馬上給予兩道對應練習題鞏固理解兩種證明方法。
【教學重難點】
理解切線的判定方法,能選擇正確的方法證明一條直線是圓的切線。
【教學目標】
掌握判斷圓的切線的方法,并靈活解題。進一步培養使用“分類”與“歸納”等思想方法的能力。
【教學過程】
一、復習引入
平面內直線和圓存在著三種位置關系,即直線和圓相離、直線和圓相切、直線和圓相交,這三種位置關系中最重要的是直線和圓相切。那么怎樣證明直線和圓相切呢?怎樣判定一條直線是圓的切線?
⑴和圓只有一個公共點的直線是圓的切線;(定義)
⑵到圓心的距離等于半徑的直線是圓的切線;(d=r)
除了這兩種方法,還有沒有其他方法判定一條直線是圓的切線呢?
活動一:在練習本上畫一個圓O,做一個半徑OA,做一條直線L,使L經過點A且垂直于OA。這樣的直線能畫幾條?這條直線和圓是什么位置關系?為什么?你得到了什么結論?
切線判定定理:經過直徑的一端,且垂直于這條直徑的直線是圓的切線。
活動二:分析定理。經過直徑的一端,且垂直于這條直徑的直線是圓的切線。
這個定理有什么用?證明一條直線是圓的切線,那根據這個判定定理,要證明一條直線是圓的切線,需要幾個條件?分別是什么?
對定理的理解:①經過半徑外端. ②垂直于這條半徑。
定理中的兩個條件缺一不可。
二、典型例題
例1:如圖,直線AB經過⊙O上的點C,并且OA=OB,CA=CB,
求證:直線AB是⊙O的切線。
證明:連結0C
∵0A=0B,CA=CB,
∴AB⊥OC。
∵直線AB經過半徑0C的外端C,
并且垂直于半徑0C,
∴AB是⊙O的切線。
【評析】一定要分清圓的切線的判定定理的條件與結論,特別要注意“經過半徑的`外端”和“垂直于這條半徑”這兩個條件缺一不可,否則就不是圓的切線。
例2:如圖,P是∠BAC上的平分線上一點,PD⊥AC,垂足為D,請問AB與以P
為圓心、PD為半徑的圓相切嗎?為什么 ?
證明:過P作PE⊥AB于E
∵AP平分∠BAC,PD⊥AC
∴PE=PD(角平分線上的點到角兩邊距離相等)
∴圓心P到AB的距離PE=PD=半徑
∴AB與圓相切
【設計意圖】通過例一和例二的解答,總結證明切線的兩種添加輔助線的方法。
①當直線與圓有一個公共點時,把圓心和這個公共點連結起來,證明直線垂直于這條半徑,簡稱為“連半徑,證垂直”;
②當直線和圓的公共點沒有明確時,可過圓心作直線的垂線,再證圓心到直線的距離等于半徑,簡稱為“作垂直,證半徑”。
三、知識應用(練習)
1、如圖,已知⊙O是△ABC的外接圓,AB是⊙O的直徑,D是AB的延長線上
的一點,AE⊥DC交DC的延長線于點E,弦AC平分∠EAB。
求證:DE是⊙O的切線.
[分析]:因直線DE與⊙O有公共點C,故應采用“連半徑,證垂直”的方法。
證明:連接OC,則OA=OC,
∴∠CAO=∠ACO(等邊對等角)
∵AC平分∠EAB(已知)
∴∠EAC=∠CAO(角平分線的定義)
∴∠EAC=∠ACO(等量代換)
∴AE∥CO,(內錯角相等,兩直線平行)
又AE⊥DE,
∴CO⊥DC,
∴DE是⊙O的切線.
【評析】本題綜合運用了圓的切線的性質與判定定理.一定要注意區分這兩個定理的題設與結論,注意在什么情況下可以用切線的性質定理,在什么情況下可以用切線的判定定理.希望同學們通過本題對這兩個定理有進一步的認識.本題若作OC⊥CD,就判斷出了CD與⊙O相切,這是錯誤的.這樣做相當于還未探究、判斷,就以經得出了結論,顯然是錯誤的。
2、如圖,已知在△ABC中,CD是AB上的高,且CD=AB,E、F分別是AC、
BC的中點,求證:以EF為直徑的⊙O 與AB 相切。
[分析]:因直線AB與⊙O無確定的公共點,故應采用“作垂直,證半徑”方法。
證明:過O點作OH⊥AB于H
∵E、F分別為AC、BC的中點(已知)
∴EF∥AB,且EF=AB(三角形中位線平行于第三邊,且等于第三邊的一半)
∴G點為CD的中點,OH=GD=CD
∵CD=AB ∴EF=CD
∴OH=EF
∴AB為⊙O的切線
四、小結升華
本節課里,你學到了哪些知識,它們是如何應用的?
證明切線的方法:(1)直線和圓有交點時,“連半徑,證垂直”;
(2)直線和圓無確定交點時,“作垂直,證半徑”。
【設計意圖】讓學生自己通過這節課的學習歸納總結出本知識點,即判斷直線與
圓相切的方法以及二種添加輔助線的方法。
復習目的:
1.本節課主要通過習題與考點實體的分析,使學生在復習過程中了解中招試題與課本的內在聯系,避免在復習過程中拋開課本,一味地鉆到偏題、怪題的題海里。
2.通過本節的復習,讓學生牢牢地把握圓的切線的基礎知識。
3.在基礎知識掌握的同時去發揮:改變題的條件與結論、增加或減少條件、給出條件探索結論、給出結論探索條件等形成新題。
復習重點:
例習題的改造及分析。
復習難點:
試題的解答。
教具:
多媒體課件。
教學過程:
一、新課引入:
現在考試題目并不推崇怪題、偏題,很多題目就是以課本習題為藍本,通過改編而成,所以深入挖掘研究教材是大有可為的。請看下面題目:
二、講新課:
例1 (2001年湖北荊州市中考題) 如圖1,在△ABC中,∠B=
90°,O是AB上一點,以O為圓心,OB為半徑的圓與AB交與點E與AC切于點D。
⑴求證:DE‖OC;
⑵若AD=2,DC=3,求tan∠ADE的值。
(讓學生讀題,引導學生分析)
師:由AC與⊙O相切可得哪些結論?
生:AC與過切點D的半(直)徑垂直.
師:連結OD后,圖中都有哪些相等的角?
生:∠CDO=∠CBO=90°,∠ACO=∠BCO,∠COD=∠COB,
∠ODE=∠OED, ∠ACB=∠AOD(∵∠ACB+∠DOB=180°,∠AOD+∠DOB=180°,∴∠ACB=∠AOD.)
師:由∠ACB=∠AOD,還能得出相等的角嗎?(關鍵引導得出:
∠COD=∠COB=∠ODE=∠OED.再由∠COD=∠ODE或
∠COB=∠OED.最后由內錯角相等或同位角相等證明DE‖OC)
師: 第 ⑵問在第 ⑴問DE‖OC的基礎上,若AD=2,DC=3,求tan∠ADE的值,∠ADE與哪些角相等?
生:∠ADE=∠ACO,∠ADE=∠BCO.
師: 求tan∠ADE的值,若能求出tan∠BCO的'值即可.Rt△OCB中,CB=CD=3,只要求出OB的值,能求出OB的值嗎?(設OB=x,由勾股定理得AB=4,由DE‖OC,得=,即=,得x=1.5,
tan∠ADE=1.5.)
師:此題似曾相識,它的圖形與我們學過的哪個題的圖形差不多?區別在哪里?比課本上的題的難度怎樣?(引導學生回憶,它的第⑴問是將幾何第三冊P94例3如圖2,已知:AB是⊙O的直徑,BC是⊙O的切線,切點為B,OC平行于弦AD.求證C是⊙O的切線.兩題中的平行的條件和切線的結論交換了位置,來源于教材,難度卻在教材之上。)(課本中的例3不必再作)
【內容概述】
證明圓的切線是近幾年中考常見的數學問題之一。最常用的是利用“經過半徑的外端并且垂直于這條半徑的直線是圓的切線”證明。
本內容通過動手操作得出切線的判定定理,再利用解決兩道例題,總結歸納出兩種具體的證法:
①當直線與圓有一個公共點時,把圓心和這個公共點連結起來,證明直線垂直于這條半徑,簡稱為“連半徑,證垂直”;
②當直線和圓的公共點沒有明確時,可過圓心作直線的垂線,再證圓心到直線的距離等于半徑,簡稱為“作垂直,證半徑”。
歸納總結后,馬上給予兩道對應練習題鞏固理解兩種證明方法。
【教學重難點】
理解切線的判定方法,能選擇正確的方法證明一條直線是圓的切線。
【教學目標】
掌握判斷圓的切線的方法,并靈活解題。進一步培養使用“分類”與“歸納”等思想方法的能力。
【教學過程】
一、復習引入
平面內直線和圓存在著三種位置關系,即直線和圓相離、直線和圓相切、直線和圓相交,這三種位置關系中最重要的是直線和圓相切。那么怎樣證明直線和圓相切呢?怎樣判定一條直線是圓的切線?
⑴和圓只有一個公共點的直線是圓的切線;(定義)
⑵到圓心的距離等于半徑的直線是圓的切線;(d=r)
除了這兩種方法,還有沒有其他方法判定一條直線是圓的切線呢?
活動一:在練習本上畫一個圓O,做一個半徑OA,做一條直線L,使L經過點A且垂直于OA。這樣的直線能畫幾條?這條直線和圓是什么位置關系?為什么?你得到了什么結論?
切線判定定理:經過直徑的一端,且垂直于這條直徑的直線是圓的切線。
活動二:分析定理。經過直徑的一端,且垂直于這條直徑的直線是圓的切線。
這個定理有什么用?證明一條直線是圓的切線,那根據這個判定定理,要證明一條直線是圓的切線,需要幾個條件?分別是什么?
對定理的理解:①經過半徑外端. ②垂直于這條半徑。
定理中的兩個條件缺一不可。
二、典型例題
例1:如圖,直線AB經過⊙O上的點C,并且OA=OB,CA=CB,
求證:直線AB是⊙O的切線。
證明:連結0C
∵0A=0B,CA=CB,
∴AB⊥OC。
∵直線AB經過半徑0C的外端C,
并且垂直于半徑0C,
∴AB是⊙O的切線。
【評析】一定要分清圓的切線的判定定理的條件與結論,特別要注意“經過半徑的`外端”和“垂直于這條半徑”這兩個條件缺一不可,否則就不是圓的切線。
例2:如圖,P是∠BAC上的平分線上一點,PD⊥AC,垂足為D,請問AB與以P
為圓心、PD為半徑的圓相切嗎?為什么 ?
證明:過P作PE⊥AB于E
∵AP平分∠BAC,PD⊥AC
∴PE=PD(角平分線上的點到角兩邊距離相等)
∴圓心P到AB的距離PE=PD=半徑
∴AB與圓相切
【設計意圖】通過例一和例二的解答,總結證明切線的兩種添加輔助線的方法。
①當直線與圓有一個公共點時,把圓心和這個公共點連結起來,證明直線垂直于這條半徑,簡稱為“連半徑,證垂直”;
②當直線和圓的公共點沒有明確時,可過圓心作直線的垂線,再證圓心到直線的距離等于半徑,簡稱為“作垂直,證半徑”。
三、知識應用(練習)
1、如圖,已知⊙O是△ABC的外接圓,AB是⊙O的直徑,D是AB的延長線上
的一點,AE⊥DC交DC的延長線于點E,弦AC平分∠EAB。
求證:DE是⊙O的切線.
[分析]:因直線DE與⊙O有公共點C,故應采用“連半徑,證垂直”的方法。
證明:連接OC,則OA=OC,
∴∠CAO=∠ACO(等邊對等角)
∵AC平分∠EAB(已知)
∴∠EAC=∠CAO(角平分線的定義)
∴∠EAC=∠ACO(等量代換)
∴AE∥CO,(內錯角相等,兩直線平行)
又AE⊥DE,
∴CO⊥DC,
∴DE是⊙O的切線.
【評析】本題綜合運用了圓的切線的性質與判定定理.一定要注意區分這兩個定理的題設與結論,注意在什么情況下可以用切線的性質定理,在什么情況下可以用切線的判定定理.希望同學們通過本題對這兩個定理有進一步的認識.本題若作OC⊥CD,就判斷出了CD與⊙O相切,這是錯誤的.這樣做相當于還未探究、判斷,就以經得出了結論,顯然是錯誤的。
2、如圖,已知在△ABC中,CD是AB上的高,且CD=AB,E、F分別是AC、
BC的中點,求證:以EF為直徑的⊙O 與AB 相切。
[分析]:因直線AB與⊙O無確定的公共點,故應采用“作垂直,證半徑”方法。
證明:過O點作OH⊥AB于H
∵E、F分別為AC、BC的中點(已知)
∴EF∥AB,且EF=AB(三角形中位線平行于第三邊,且等于第三邊的一半)
∴G點為CD的中點,OH=GD=CD
∵CD=AB ∴EF=CD
∴OH=EF
∴AB為⊙O的切線
四、小結升華
本節課里,你學到了哪些知識,它們是如何應用的?
證明切線的方法:(1)直線和圓有交點時,“連半徑,證垂直”;
(2)直線和圓無確定交點時,“作垂直,證半徑”。
【設計意圖】讓學生自己通過這節課的學習歸納總結出本知識點,即判斷直線與
圓相切的方法以及二種添加輔助線的方法。
1、教材分析
(1)知識結構
(2)重點、難點分析
重點:切線長定理及其應用.因切線長定理再次體現了圓的軸對稱性,它為證明線段相等、角相等、弧相等、垂直關系等提供了理論依據,它屬于工具知識,經常應用,因此它是本節的重點.
難點:與切線長定理有關的證明和計算問題.如120頁練習題中第3題,它不僅應用切線長定理,還用到解方程組的知識,是代數與幾何的綜合題,學生往往不能很好的把知識連貫起來.
2、教法建議
本節內容需要一個課時.
(1)在教學中,組織學生自主觀察、猜想、證明,并深刻剖析切線長定理的基本圖形;對重要的結論及時總結;
(2)在教學中,以“觀察——猜想——證明——剖析——應用——歸納”為主線,開展在教師組織下,以學生為主體,活動式教學.
教學目標
1.理解切線長的概念,掌握切線長定理;
2.通過對例題的分析,培養學生分析總結問題的習慣,提高學生綜合運用知識解題的能力,培養數形結合的思想.
3.通過對定理的猜想和證明,激發學生的學習興趣,調動學生的學習積極性,樹立科學的學習態度.
教學重點:
切線長定理是教學重點
教學難點 :
切線長定理的靈活運用是教學難點
教學過程 設計:
(一)觀察、猜想、證明,形成定理
1、切線長的概念.
如圖,P是⊙O外一點,PA,PB是⊙O的兩條切線,我們把線段PA,PB叫做點P到⊙O的切線長.
引導學生理解:切線和切線長是兩個不同的概念,切線是直線,不能度量;切線長是線段的長,這條線段的兩個端點分別是圓外一點和切點,可以度量.
2、觀察
利用電腦變動點P 的位置,觀察圖形的特征和各量之間的關系.
3、猜想
引導學生直觀判斷,猜想圖中PA是否等于PB. PA=PB.
4、證明猜想,形成定理.
猜想是否正確。需要證明.
組織學生分析證明方法.關鍵是作出輔助線OA,OB,要證明PA=PB.
想一想:根據圖形,你還可以得到什么結論?
∠OPA=∠OPB(如圖)等.
切線長定理:從圓外一點引圓的'兩條切線,它們的切線長相等,圓心和這一點的連線平分兩條切線的夾角.
5、歸納:
把前面所學的切線的5條性質與切線長定理一起歸納切線的性質
6、切線長定理的基本圖形研究
如圖,PA,PB是⊙O的兩條切線,A,B為切點.直線OP交⊙O于點D,E,交AP于C
(1)寫出圖中所有的垂直關系;
(2)寫出圖中所有的全等三角形;
(3)寫出圖中所有的相似三角形;
(4)寫出圖中所有的等腰三角形.
說明:對基本圖形的深刻研究和認識是在學習幾何中關鍵,它是靈活應用知識的基礎.
(二)應用、歸納、反思
例1、已知:如圖,P為⊙O外一點,PA,PB為⊙O的切線,
A和B是切點,BC是直徑.
求證:AC∥OP.
分析:從條件想,由P是⊙O外一點,PA、PB為⊙O的切線,A,B是切點可得PA=PB,∠APO=∠BPO,又由條件BC是直徑,可得OB=OC,由此聯想到與直徑有關的定理“垂徑定理”和“直徑所對的圓周角是直角”等.于是想到可能作輔助線AB.
從結論想,要證AC∥OP,如果連結AB交OP于O,轉化為證CA⊥AB,OP ⊥AB,或從OD為△ABC的中位線來考慮.也可考慮通過平行線的判定定理來證,可獲得多種證法.
證法一.如圖.連結AB.
PA,PB分別切⊙O于A,B
∴PA=PB∠APO=∠BPO
∴ OP ⊥AB
又∵BC為⊙O直徑
∴AC⊥AB
∴AC∥OP (學生板書)
證法二.連結AB,交OP于D
PA,PB分別切⊙O于A、B
∴PA=PB∠APO=∠BPO
∴AD=BD
又∵BO=DO
∴OD是△ABC的中位線
∴AC∥OP
證法三.連結AB,設OP與AB弧交于點E
PA,PB分別切⊙O于A、B
∴PA=PB
∴ OP ⊥AB
∴ =
∴∠C=∠POB
∴AC∥OP
反思:教師引導學生比較以上證法,激發學生的學習興趣,培養學生靈活應用知識的能力.
例2、 圓的外切四邊形的兩組對邊的和相等.
(分析和解題略)
反思:(1)例3事實上是圓外切四邊形的一個重要性質,請學生記住結論.(2)圓內接四邊形的性質:對角互補.
P120練習:
練習1 填空
如圖,已知⊙O的半徑為3厘米,PO=6厘米,PA,PB分別切⊙O于A,B,則PA=_______,∠APB=________
練習2 已知:在△ABC中,BC=14厘米,AC=9厘米,AB=13厘米,它的內切圓分別和BC,AC,AB切于點D,E,F,求AF,AD和CE的長.
分析:設各切線長AF,BD和CE分別為x厘米,y厘米,z厘米.后列出關于x , y,z的方程組,解方程組便可求出結果.
(解略)
反思:解這個題時,除了要用三角形內切圓的概念和切線長定理之外,還要用到解方程組的知識,是一道綜合性較強的計算題.通過對本題的研究培養學生的綜合應用知識的能力.
(三)小結
1、提出問題學生歸納
(1)這節課學習的具體內容;
(2)學習用的數學思想方法;
(3)應注意哪些概念之間的區別?
2、歸納基本圖形的結論
3、學習了用代數方法解決幾何問題的思想方法.
(四)作業
教材P131習題7.4A組1.(1),2,3,4.B組1題.
探究活動
圖中找錯
你能找出(圖1)與(圖2)的錯誤所在嗎?
在圖2中,P1A為⊙O1和⊙O3的切線、P1B為⊙O1和⊙O2的切線、P2C為⊙O2和⊙O3的切線.
提示:在圖1中,連結PC、PD,則PC、PD都是圓的直徑,從圓上一點只能作一條直徑,所以此圖是一張錯圖,點O應在圓上.
在圖2中,設P1A=P1B=a,P2B=P2C=b,P3A=P3C=c,則有
a=P1A=P1P3+P3A=P1P3+ c ①
c=P3C=P2P3+P3A=P2P3+ b ②
a=P1B=P1P2+P2B=P1P2+ b ③
將②代人①式得
a =P1P3+(P2P3+ b)=P1P3+P2P3+ b,
∴a-b=P1P3+P2P3
由③得a-b=P1P2得
∴P1P2=P2P3+ P1P3
∴P1、P 2 、P3應重合,故圖2是錯誤的.
數學教案-切線長定理
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