日期:2022-01-17
这是特殊角的锐角三角函数值教案,是优秀的数学教案文章,供老师家长们参考学习。
【内容概述】
证明圆的切线是近几年中考常见的数学问题之一。最常用的是利用“经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线”证明。
本内容通过动手操作得出切线的判定定理,再利用解决两道例题,总结归纳出两种具体的证法:
①当直线与圆有一个公共点时,把圆心和这个公共点连结起来,证明直线垂直于这条半径,简称为“连半径,证垂直”;
②当直线和圆的公共点没有明确时,可过圆心作直线的垂线,再证圆心到直线的距离等于半径,简称为“作垂直,证半径”。
归纳总结后,马上给予两道对应练习题巩固理解两种证明方法。
【教学重难点】
理解切线的判定方法,能选择正确的方法证明一条直线是圆的切线。
【教学目标】
掌握判断圆的切线的方法,并灵活解题。进一步培养使用“分类”与“归纳”等思想方法的能力。
【教学过程】
一、复习引入
平面内直线和圆存在着三种位置关系,即直线和圆相离、直线和圆相切、直线和圆相交,这三种位置关系中最重要的是直线和圆相切。那么怎样证明直线和圆相切呢?怎样判定一条直线是圆的切线?
⑴和圆只有一个公共点的直线是圆的切线;(定义)
⑵到圆心的距离等于半径的直线是圆的切线;(d=r)
除了这两种方法,还有没有其他方法判定一条直线是圆的切线呢?
活动一:在练习本上画一个圆O,做一个半径OA,做一条直线L,使L经过点A且垂直于OA。这样的直线能画几条?这条直线和圆是什么位置关系?为什么?你得到了什么结论?
切线判定定理:经过直径的一端,且垂直于这条直径的直线是圆的切线。
活动二:分析定理。经过直径的一端,且垂直于这条直径的直线是圆的切线。
这个定理有什么用?证明一条直线是圆的切线,那根据这个判定定理,要证明一条直线是圆的切线,需要几个条件?分别是什么?
对定理的理解:①经过半径外端. ②垂直于这条半径。
定理中的两个条件缺一不可。
二、典型例题
例1:如图,直线AB经过⊙O上的点C,并且OA=OB,CA=CB,
求证:直线AB是⊙O的切线。
证明:连结0C
∵0A=0B,CA=CB,
∴AB⊥OC。
∵直线AB经过半径0C的外端C,
并且垂直于半径0C,
∴AB是⊙O的切线。
【评析】一定要分清圆的切线的判定定理的条件与结论,特别要注意“经过半径的`外端”和“垂直于这条半径”这两个条件缺一不可,否则就不是圆的切线。
例2:如图,P是∠BAC上的平分线上一点,PD⊥AC,垂足为D,请问AB与以P
为圆心、PD为半径的圆相切吗?为什么 ?
证明:过P作PE⊥AB于E
∵AP平分∠BAC,PD⊥AC
∴PE=PD(角平分线上的点到角两边距离相等)
∴圆心P到AB的距离PE=PD=半径
∴AB与圆相切
【设计意图】通过例一和例二的解答,总结证明切线的两种添加辅助线的方法。
①当直线与圆有一个公共点时,把圆心和这个公共点连结起来,证明直线垂直于这条半径,简称为“连半径,证垂直”;
②当直线和圆的公共点没有明确时,可过圆心作直线的垂线,再证圆心到直线的距离等于半径,简称为“作垂直,证半径”。
三、知识应用(练习)
1、如图,已知⊙O是△ABC的外接圆,AB是⊙O的直径,D是AB的延长线上
的一点,AE⊥DC交DC的延长线于点E,弦AC平分∠EAB。
求证:DE是⊙O的切线.
[分析]:因直线DE与⊙O有公共点C,故应采用“连半径,证垂直”的方法。
证明:连接OC,则OA=OC,
∴∠CAO=∠ACO(等边对等角)
∵AC平分∠EAB(已知)
∴∠EAC=∠CAO(角平分线的定义)
∴∠EAC=∠ACO(等量代换)
∴AE∥CO,(内错角相等,两直线平行)
又AE⊥DE,
∴CO⊥DC,
∴DE是⊙O的切线.
【评析】本题综合运用了圆的切线的性质与判定定理.一定要注意区分这两个定理的题设与结论,注意在什么情况下可以用切线的性质定理,在什么情况下可以用切线的判定定理.希望同学们通过本题对这两个定理有进一步的认识.本题若作OC⊥CD,就判断出了CD与⊙O相切,这是错误的.这样做相当于还未探究、判断,就以经得出了结论,显然是错误的。
2、如图,已知在△ABC中,CD是AB上的高,且CD=AB,E、F分别是AC、
BC的中点,求证:以EF为直径的⊙O 与AB 相切。
[分析]:因直线AB与⊙O无确定的公共点,故应采用“作垂直,证半径”方法。
证明:过O点作OH⊥AB于H
∵E、F分别为AC、BC的中点(已知)
∴EF∥AB,且EF=AB(三角形中位线平行于第三边,且等于第三边的一半)
∴G点为CD的中点,OH=GD=CD
∵CD=AB ∴EF=CD
∴OH=EF
∴AB为⊙O的切线
四、小结升华
本节课里,你学到了哪些知识,它们是如何应用的?
证明切线的方法:(1)直线和圆有交点时,“连半径,证垂直”;
(2)直线和圆无确定交点时,“作垂直,证半径”。
【设计意图】让学生自己通过这节课的学习归纳总结出本知识点,即判断直线与
圆相切的方法以及二种添加辅助线的方法。
复习目的:
1.本节课主要通过习题与考点实体的分析,使学生在复习过程中了解中招试题与课本的内在联系,避免在复习过程中抛开课本,一味地钻到偏题、怪题的题海里。
2.通过本节的复习,让学生牢牢地把握圆的切线的基础知识。
3.在基础知识掌握的同时去发挥:改变题的条件与结论、增加或减少条件、给出条件探索结论、给出结论探索条件等形成新题。
复习重点:
例习题的改造及分析。
复习难点:
试题的解答。
教具:
多媒体课件。
教学过程:
一、新课引入:
现在考试题目并不推崇怪题、偏题,很多题目就是以课本习题为蓝本,通过改编而成,所以深入挖掘研究教材是大有可为的。请看下面题目:
二、讲新课:
例1 (2001年湖北荆州市中考题) 如图1,在△ABC中,∠B=
90°,O是AB上一点,以O为圆心,OB为半径的圆与AB交与点E与AC切于点D。
⑴求证:DE‖OC;
⑵若AD=2,DC=3,求tan∠ADE的值。
(让学生读题,引导学生分析)
师:由AC与⊙O相切可得哪些结论?
生:AC与过切点D的半(直)径垂直.
师:连结OD后,图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.)
师:由∠ACB=∠AOD,还能得出相等的角吗?(关键引导得出:
∠COD=∠COB=∠ODE=∠OED.再由∠COD=∠ODE或
∠COB=∠OED.最后由内错角相等或同位角相等证明DE‖OC)
师: 第 ⑵问在第 ⑴问DE‖OC的基础上,若AD=2,DC=3,求tan∠ADE的值,∠ADE与哪些角相等?
生:∠ADE=∠ACO,∠ADE=∠BCO.
师: 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的值吗?(设OB=x,由勾股定理得AB=4,由DE‖OC,得=,即=,得x=1.5,
tan∠ADE=1.5.)
师:此题似曾相识,它的图形与我们学过的哪个题的图形差不多?区别在哪里?比课本上的题的难度怎样?(引导学生回忆,它的第⑴问是将几何第三册P94例3如图2,已知:AB是⊙O的直径,BC是⊙O的切线,切点为B,OC平行于弦AD.求证C是⊙O的切线.两题中的平行的条件和切线的结论交换了位置,来源于教材,难度却在教材之上。)(课本中的例3不必再作)
【内容概述】
证明圆的切线是近几年中考常见的数学问题之一。最常用的是利用“经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线”证明。
本内容通过动手操作得出切线的判定定理,再利用解决两道例题,总结归纳出两种具体的证法:
①当直线与圆有一个公共点时,把圆心和这个公共点连结起来,证明直线垂直于这条半径,简称为“连半径,证垂直”;
②当直线和圆的公共点没有明确时,可过圆心作直线的垂线,再证圆心到直线的距离等于半径,简称为“作垂直,证半径”。
归纳总结后,马上给予两道对应练习题巩固理解两种证明方法。
【教学重难点】
理解切线的判定方法,能选择正确的方法证明一条直线是圆的切线。
【教学目标】
掌握判断圆的切线的方法,并灵活解题。进一步培养使用“分类”与“归纳”等思想方法的能力。
【教学过程】
一、复习引入
平面内直线和圆存在着三种位置关系,即直线和圆相离、直线和圆相切、直线和圆相交,这三种位置关系中最重要的是直线和圆相切。那么怎样证明直线和圆相切呢?怎样判定一条直线是圆的切线?
⑴和圆只有一个公共点的直线是圆的切线;(定义)
⑵到圆心的距离等于半径的直线是圆的切线;(d=r)
除了这两种方法,还有没有其他方法判定一条直线是圆的切线呢?
活动一:在练习本上画一个圆O,做一个半径OA,做一条直线L,使L经过点A且垂直于OA。这样的直线能画几条?这条直线和圆是什么位置关系?为什么?你得到了什么结论?
切线判定定理:经过直径的一端,且垂直于这条直径的直线是圆的切线。
活动二:分析定理。经过直径的一端,且垂直于这条直径的直线是圆的切线。
这个定理有什么用?证明一条直线是圆的切线,那根据这个判定定理,要证明一条直线是圆的切线,需要几个条件?分别是什么?
对定理的理解:①经过半径外端. ②垂直于这条半径。
定理中的两个条件缺一不可。
二、典型例题
例1:如图,直线AB经过⊙O上的点C,并且OA=OB,CA=CB,
求证:直线AB是⊙O的切线。
证明:连结0C
∵0A=0B,CA=CB,
∴AB⊥OC。
∵直线AB经过半径0C的外端C,
并且垂直于半径0C,
∴AB是⊙O的切线。
【评析】一定要分清圆的切线的判定定理的条件与结论,特别要注意“经过半径的`外端”和“垂直于这条半径”这两个条件缺一不可,否则就不是圆的切线。
例2:如图,P是∠BAC上的平分线上一点,PD⊥AC,垂足为D,请问AB与以P
为圆心、PD为半径的圆相切吗?为什么 ?
证明:过P作PE⊥AB于E
∵AP平分∠BAC,PD⊥AC
∴PE=PD(角平分线上的点到角两边距离相等)
∴圆心P到AB的距离PE=PD=半径
∴AB与圆相切
【设计意图】通过例一和例二的解答,总结证明切线的两种添加辅助线的方法。
①当直线与圆有一个公共点时,把圆心和这个公共点连结起来,证明直线垂直于这条半径,简称为“连半径,证垂直”;
②当直线和圆的公共点没有明确时,可过圆心作直线的垂线,再证圆心到直线的距离等于半径,简称为“作垂直,证半径”。
三、知识应用(练习)
1、如图,已知⊙O是△ABC的外接圆,AB是⊙O的直径,D是AB的延长线上
的一点,AE⊥DC交DC的延长线于点E,弦AC平分∠EAB。
求证:DE是⊙O的切线.
[分析]:因直线DE与⊙O有公共点C,故应采用“连半径,证垂直”的方法。
证明:连接OC,则OA=OC,
∴∠CAO=∠ACO(等边对等角)
∵AC平分∠EAB(已知)
∴∠EAC=∠CAO(角平分线的定义)
∴∠EAC=∠ACO(等量代换)
∴AE∥CO,(内错角相等,两直线平行)
又AE⊥DE,
∴CO⊥DC,
∴DE是⊙O的切线.
【评析】本题综合运用了圆的切线的性质与判定定理.一定要注意区分这两个定理的题设与结论,注意在什么情况下可以用切线的性质定理,在什么情况下可以用切线的判定定理.希望同学们通过本题对这两个定理有进一步的认识.本题若作OC⊥CD,就判断出了CD与⊙O相切,这是错误的.这样做相当于还未探究、判断,就以经得出了结论,显然是错误的。
2、如图,已知在△ABC中,CD是AB上的高,且CD=AB,E、F分别是AC、
BC的中点,求证:以EF为直径的⊙O 与AB 相切。
[分析]:因直线AB与⊙O无确定的公共点,故应采用“作垂直,证半径”方法。
证明:过O点作OH⊥AB于H
∵E、F分别为AC、BC的中点(已知)
∴EF∥AB,且EF=AB(三角形中位线平行于第三边,且等于第三边的一半)
∴G点为CD的中点,OH=GD=CD
∵CD=AB ∴EF=CD
∴OH=EF
∴AB为⊙O的切线
四、小结升华
本节课里,你学到了哪些知识,它们是如何应用的?
证明切线的方法:(1)直线和圆有交点时,“连半径,证垂直”;
(2)直线和圆无确定交点时,“作垂直,证半径”。
【设计意图】让学生自己通过这节课的学习归纳总结出本知识点,即判断直线与
圆相切的方法以及二种添加辅助线的方法。
1、教材分析
(1)知识结构
(2)重点、难点分析
重点:切线长定理及其应用.因切线长定理再次体现了圆的轴对称性,它为证明线段相等、角相等、弧相等、垂直关系等提供了理论依据,它属于工具知识,经常应用,因此它是本节的重点.
难点:与切线长定理有关的证明和计算问题.如120页练习题中第3题,它不仅应用切线长定理,还用到解方程组的知识,是代数与几何的综合题,学生往往不能很好的把知识连贯起来.
2、教法建议
本节内容需要一个课时.
(1)在教学中,组织学生自主观察、猜想、证明,并深刻剖析切线长定理的基本图形;对重要的结论及时总结;
(2)在教学中,以“观察——猜想——证明——剖析——应用——归纳”为主线,开展在教师组织下,以学生为主体,活动式教学.
教学目标
1.理解切线长的概念,掌握切线长定理;
2.通过对例题的分析,培养学生分析总结问题的习惯,提高学生综合运用知识解题的能力,培养数形结合的思想.
3.通过对定理的猜想和证明,激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性,树立科学的学习态度.
教学重点:
切线长定理是教学重点
教学难点 :
切线长定理的灵活运用是教学难点
教学过程 设计:
(一)观察、猜想、证明,形成定理
1、切线长的概念.
如图,P是⊙O外一点,PA,PB是⊙O的两条切线,我们把线段PA,PB叫做点P到⊙O的切线长.
引导学生理解:切线和切线长是两个不同的概念,切线是直线,不能度量;切线长是线段的长,这条线段的两个端点分别是圆外一点和切点,可以度量.
2、观察
利用电脑变动点P 的位置,观察图形的特征和各量之间的关系.
3、猜想
引导学生直观判断,猜想图中PA是否等于PB. PA=PB.
4、证明猜想,形成定理.
猜想是否正确。需要证明.
组织学生分析证明方法.关键是作出辅助线OA,OB,要证明PA=PB.
想一想:根据图形,你还可以得到什么结论?
∠OPA=∠OPB(如图)等.
切线长定理:从圆外一点引圆的'两条切线,它们的切线长相等,圆心和这一点的连线平分两条切线的夹角.
5、归纳:
把前面所学的切线的5条性质与切线长定理一起归纳切线的性质
6、切线长定理的基本图形研究
如图,PA,PB是⊙O的两条切线,A,B为切点.直线OP交⊙O于点D,E,交AP于C
(1)写出图中所有的垂直关系;
(2)写出图中所有的全等三角形;
(3)写出图中所有的相似三角形;
(4)写出图中所有的等腰三角形.
说明:对基本图形的深刻研究和认识是在学习几何中关键,它是灵活应用知识的基础.
(二)应用、归纳、反思
例1、已知:如图,P为⊙O外一点,PA,PB为⊙O的切线,
A和B是切点,BC是直径.
求证:AC∥OP.
分析:从条件想,由P是⊙O外一点,PA、PB为⊙O的切线,A,B是切点可得PA=PB,∠APO=∠BPO,又由条件BC是直径,可得OB=OC,由此联想到与直径有关的定理“垂径定理”和“直径所对的圆周角是直角”等.于是想到可能作辅助线AB.
从结论想,要证AC∥OP,如果连结AB交OP于O,转化为证CA⊥AB,OP ⊥AB,或从OD为△ABC的中位线来考虑.也可考虑通过平行线的判定定理来证,可获得多种证法.
证法一.如图.连结AB.
PA,PB分别切⊙O于A,B
∴PA=PB∠APO=∠BPO
∴ OP ⊥AB
又∵BC为⊙O直径
∴AC⊥AB
∴AC∥OP (学生板书)
证法二.连结AB,交OP于D
PA,PB分别切⊙O于A、B
∴PA=PB∠APO=∠BPO
∴AD=BD
又∵BO=DO
∴OD是△ABC的中位线
∴AC∥OP
证法三.连结AB,设OP与AB弧交于点E
PA,PB分别切⊙O于A、B
∴PA=PB
∴ OP ⊥AB
∴ =
∴∠C=∠POB
∴AC∥OP
反思:教师引导学生比较以上证法,激发学生的学习兴趣,培养学生灵活应用知识的能力.
例2、 圆的外切四边形的两组对边的和相等.
(分析和解题略)
反思:(1)例3事实上是圆外切四边形的一个重要性质,请学生记住结论.(2)圆内接四边形的性质:对角互补.
P120练习:
练习1 填空
如图,已知⊙O的半径为3厘米,PO=6厘米,PA,PB分别切⊙O于A,B,则PA=_______,∠APB=________
练习2 已知:在△ABC中,BC=14厘米,AC=9厘米,AB=13厘米,它的内切圆分别和BC,AC,AB切于点D,E,F,求AF,AD和CE的长.
分析:设各切线长AF,BD和CE分别为x厘米,y厘米,z厘米.后列出关于x , y,z的方程组,解方程组便可求出结果.
(解略)
反思:解这个题时,除了要用三角形内切圆的概念和切线长定理之外,还要用到解方程组的知识,是一道综合性较强的计算题.通过对本题的研究培养学生的综合应用知识的能力.
(三)小结
1、提出问题学生归纳
(1)这节课学习的具体内容;
(2)学习用的数学思想方法;
(3)应注意哪些概念之间的区别?
2、归纳基本图形的结论
3、学习了用代数方法解决几何问题的思想方法.
(四)作业
教材P131习题7.4A组1.(1),2,3,4.B组1题.
探究活动
图中找错
你能找出(图1)与(图2)的错误所在吗?
在图2中,P1A为⊙O1和⊙O3的切线、P1B为⊙O1和⊙O2的切线、P2C为⊙O2和⊙O3的切线.
提示:在图1中,连结PC、PD,则PC、PD都是圆的直径,从圆上一点只能作一条直径,所以此图是一张错图,点O应在圆上.
在图2中,设P1A=P1B=a,P2B=P2C=b,P3A=P3C=c,则有
a=P1A=P1P3+P3A=P1P3+ c ①
c=P3C=P2P3+P3A=P2P3+ b ②
a=P1B=P1P2+P2B=P1P2+ b ③
将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应重合,故图2是错误的.
数学教案-切线长定理
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