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  • 2021-06-10 发布

高中数学人教a版选修4-1配套课件:2_3 圆的切线的性质及判定定理

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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°. 单击此处进入 知能达标演练 单击此处进入 课后习题解答

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