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- 2021-06-10 发布
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第
3
课时 圆的切线的性质及判定定理
【
课标要求
】
1
.
理
解切线的性质定理、判定定理及两个推论,能应用定理及推论解决相关的几何问题.
2
.能归纳并正确表述由圆的切线性质定理和两个推论整合而成的定理.
【
核心扫描
】
1
.
圆的
切线的判定定理、性质定理的理解.
(
重点
)
2
.
用
切线的判定定理、性质定理解决问题.
(
难点
)
自学导引
1
.
圆的切线的性质定理及推论
(1)
定理
:圆的切线垂直于经过切点的
.
(2)
推论
1
:经过圆心且垂直于切线的直线必经过
.
(3)
推论
2
:经过切点且垂直于切线的直线必经过
.
半径
切点
圆心
推敲引申
:
(1)
本定理及其两个推
论可以用一个定理叙述出来,即:
如果圆的一条直线满足以下三个
条件中的任意两条,那么就一定
满足第三条.它们是:
①
垂直于切线;
②
过切点;
③
过圆心.
(2)
本定理题设为:一条直线既过圆心又过切点,结论为:这条直线与圆的切线垂直.如图所示,若直线
l
切
⊙
O
于
A
,直线
l
′
经过点
O
、
A
,则直线
l
′
⊥
l
.
2
.圆的切线的判定定理
(1)
判定定理:经过半径的外端并且垂直于
的直线是圆的切线.
(2)
圆的切线的判断方法
这条半径
判断方法
语言描述
①
定义法
和圆有且只有一个公共点的直线是圆的切线
②
数量关系法
圆心到直线的距离等于半径的直线是圆的切线
③
切线的判定定理
过半径的外端且与这条半径垂直的直线是圆的切线
推敲引申
:
(1)
圆的切线的判定定理还可表述为:如果一条直线经过圆的一条半径的外端点,并且垂直于这条半径,那么这条直线就是这个圆的切线.
(2)
判断一条直线是否是切线的三种方法中:
②③
是由
①
推出的;
②
是用数量关系来判断;
③
是用位置关系来判断.
名师点睛
1
.
直线
与圆的位置关系的性质和判定
如果
⊙
O
的半径为
r
,圆心
O
到直线
l
的距离为
d
,那么
(1)
直线
l
和
⊙
O
相交
⇔
d
<
r
(
如图
(1)
所示
)
;
(2)
直线
l
和
⊙
O
相切
⇔
d
=
r
(
如图
(2)
所示
)
;
(3)
直线
l
和
⊙
O
相离
⇔
d
>
r
(
如图
(3)
所示
)
.
说明:
(1)
命
题左边反映的是两个图形
(
直线和圆
)
的位置关系,右边反映的是两个数量的大小关系.
(2)
对于两个图形
(
直线
l
和⊙
O
)
的位置关系,或两个数
(
d
和
r
)
的大小关系,有且仅有一种情况是成立的.
(3)
从左端推出右端是直线和圆的位置关系的性质,从右端推出左端是直线和圆的位置关系的判定.
2
.圆的切线的性质与判定的综合运用
在解决有关圆的切线问题
(
无论是计算还是证明
)
时,通常需要添加辅助线.一般地,添加辅助线有以下规律:
(1)
已知一条直线是圆的切线时,通常连接圆心和切点,这条半径垂直于切线.
(2)
要证明某条直线是圆的切线时,若已知直线经过圆上的某一点,则需作出经过这一点的半径,证明直线垂直于这条半径,简记为
“
连半径,证垂直
”
;若直线与圆的公共点没有确定,则应过圆心作直线的垂线,得到垂线段,再证明这条垂线段的长等于半径,简记为
“
作垂直,证半径
”
.
题型一 圆的切线的判断
【
例
1】
如
图所示,在
△
ABC
中,
已知
AB
=
AC
,以
AB
为直径的
⊙
O
交
BC
于点
D
,
DE
⊥
AC
于
点
E
.
求证:
DE
是
⊙
O
的切线.
[
思维启迪
]
利用圆的切线的判定定理进行切线的证明,关键是找出定理的两个条件:
①
过半径的外端;
②
该直线与某一条半径所在的直线垂直.
证明
连
接
OD
和
AD
,如图所示
.
∵
AB
是
⊙
O
的直径,
∴
AD
⊥
BC
.
∵
AB
=
AC
,
∴
BD
=
CD
.
∵
AO
=
OB
,
∴
OD
∥
AC
.
∵
DE
⊥
AC
,
∴
DE
⊥
OD
,
∴
DE
是
⊙
O
的切线.
反思感悟
判断一条直线是圆的切线时,常用辅助线的作法
①
如果已知这条直线与圆有公共点,则连接圆心与这个公共点,设法证明连接所得到的半径与这条直线垂直,简记为“连半径,证垂直”;
②
若题目未说明这条直线与圆有公共点,则过圆心作这条直线的垂线,得垂线段,再证明这条垂线段的长等于半径,简记“作垂直,证半径”
.
【
变式
1】
如
图所示,在梯形
ABCD
中,
AD
∥
BC
,
∠
C
=
90°
,且
AD
+
BC
=
AB
,
AB
为
⊙
O
的直径.
求证:
⊙
O
与
CD
相切.
题型二 圆的切线性质定理的应用
【
例
2】
如图
所示,
OA
和
OB
是
⊙
O
的半径,并且
OA
⊥
OB
,
P
是
OA
上任意一点,
BP
的延长线交
⊙
O
于
Q
,
过
Q
作
⊙
O
的切线交
OA
的延长线于
R
,
求证:
RP
=
RQ
.
[
思维启迪
]
已知
QR
是
⊙
O
的切线,可利用切线的性质定理,即
OQ
⊥
RQ
.
另外,要证
RP
=
RQ
,只要证
∠
RPQ
=
∠
RQP
即可,只要证
∠
BPO
=
∠
PQR
即可,再结合
OQ
⊥
RQ
.
证明
连
接
OQ
.
因为
QR
是⊙
O
的切线,所以
OQ
⊥
QR
.
因为
OB
=
OQ
,所以∠
B
=∠
OQB
.
因为
BO
⊥
OA
,
所以
∠
BPO
=
90°
-
∠
B
=
∠
RPQ
,
∠
PQR
=
90°
-
∠
OQP
.
所以
∠
RPQ
=
∠
PQR
.
所以
RP
=
RQ
.
反思感悟
题目中若有圆的切线,首先可以连接圆心和切点,出现垂直关系.
【
变式
2】
如图
所示,在
⊙
O
中,
AB
是
⊙
O
的直径,
AD
是弦,过点
B
的切线与
AD
的延长线交于点
C
,且
AD
=
DC
,求
∠
ABD
的度数.
解
∵
BC
是
⊙
O
的切线,
∴
AB
⊥
BC
.
∴△
ABC
是直角三角形.
∵
CD
=
AD
,
∴
BD
=
AD
.
∵
AB
是
⊙
O
的
直径,
∴
AD
⊥
BD
.
∴△
ABD
是等腰直角三角形.
∴∠
ABD
=
45°.
反思感悟
(1)
用切线的性质定理求解线段的长度时,应注意的问题
①观察图形,作辅助线;
②利用相关知识,如圆周角定理、圆的切线性质定理、判定定理等.
(2)
在应用切线的性质定理及其推论进行几何证明和求解时,如果已知切点,则连接圆心和切点构成垂直是一种常用的方法.
方法技巧 圆内接四边形与圆的切线综合的求解策略
【
示例
1】
如
图所示,已知
AP
是
⊙
O
的切线,
P
为切点,
AC
是
⊙
O
的割线,与
⊙
O
交于
B
、
C
两点,圆心
O
在
∠
PAC
的内部,点
M
是
BC
的中点.
(1)
证明:
A
、
P
、
O
、
M
四点共圆;
(2)
求
∠
OAM
+
∠
APM
的大小.
(1)
证明
连
接
OP
,
OM
,
因为
AP
与
⊙
O
相切于点
P
,所以
OP
⊥
AP
.
因为
M
是
⊙
O
的弦
BC
的中点,所以
OM
⊥
BC
.
于是
∠
OPA
+
∠
OMA
=
180°
,
由圆心
O
在
∠
PAC
的内部,
可知四边形
APOM
的对角互补,
所以
A
,
P
,
O
,
M
四点共圆.
(2)
解
由
(1)
得,
A
,
P
,
O
,
M
四点共圆,
所以
∠
OAM
=
∠
OPM
.
由
(1)
得
OP
⊥
AP
.
由圆心
O
在
∠
PAC
的内部,
可知
∠
OPM
+
∠
APM
=
90°
,
所以
∠
OAM
+
∠
APM
=
90°.
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