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直线与圆的位置关系
一、复习提问
1、点和圆的位置关系有几种?
2、“大漠孤烟直,长河落日圆” 是唐朝诗人王维的诗句,它描述了黄昏日落时分塞外特有的景象。如果我们把太阳看成一个圆,地平线看成一条直线,那你能根据直线与圆的公共点的个数想象一下,直线和圆的位置关系有几种?
观察三幅太阳落山的照片,地平线与太阳的位置关系是怎样的?
a(地平线)
你发现这个自然现象反映出直线和圆的位置关系有哪几种?
(1)
(3)
(2)
直线和圆的位置关系
(1)直线和圆有两个公共点时,叫做直线和圆相交; 这时直线叫做圆的割线.
(2)直线和圆有唯一公共点时,叫做直线和圆相切;这时直线叫做圆的切线. 唯一的公共点叫做切点.
(3)直线和圆没有公共点时,叫做直线和圆相离.
1、直线与圆相离、相切、相交的定义。
直线和圆的位置关系是用直线和圆的公共点的个数来定义的,即直线与圆没有公共点、只有一个公共点、有两个公共点时分别叫做直线和圆相离、相切、相交。
思考:一条直线和一个圆,如果有公共点能不能多于两个呢?
相离
相交
相切
切点
切线
割线
快速判断下列各图中直线与圆的位置关系
l
l
.O2
l
L
.
2、连结直线外一点与直线所
有点的线段中,最短的是______?
1.直线外一点到这条直线
垂线段的长度叫点到直线 的距离。
垂线段
a
.A
D
(2)直线l 和⊙O相切
2、用圆心到直线的距离和圆半径的数量关系,来揭示圆和直线的位置关系。
(1)直线l 和⊙O相离
(3)直线l 和⊙O相交
d>r
d=r
d总结:
判定直线 与圆的位置关系的方法有____种:
(1)根据定义,由________________
的个数来判断;
(2)根据性质,由_________________ 的关系来判断。
在实际应用中,常采用第二种方法判定。
两
直线 与圆的公共点
圆心到直线的距离d与半径r
r
d
┐
┐
d
┐
d
直线与圆的位置关系判定方法:
无
切线
割线
直线名称
无
切点
交点
公共点名称
d > r
d = r
d < r
圆心到直线距离
d 与半径 r 关系
0
1
2
公共点个数
相离
相切
相交
直线和圆的位置关系
相交
相切
相离
d > 5cm
d = 5cm
d < 5cm
三、练习与例题
0cm≤
2
1
0
3.直线和圆有2个交点,则直线和圆_________;
直线和圆有1个交点,则直线和圆_________;
直线和圆有没有交点,则直线和圆_________;
相交
相切
相离
例1:在Rt△ABC中∠C= 90°,AC=3cm,BC=4cm,以C为圆心, r为半径的圆与AB有怎样的关系?为什么? (1) r=2cm (2) r=2.4cm (3) r=3cm
例
在 Rt△ABC 中,∠C = 90°,AC = 3 cm , BC = 4 cm , 以 C 为圆心,r 为半径的圆与 AB 有怎样的关系?为什么?(1)r = 2 cm ; (2) r = 2.4 cm ; (3) r = 3 cm .
D
解:
过 C 作 CD⊥AB 于 D,在 Rt △ABC 中,
根据三角形面积公式有
CD · AB = AC · BC
即圆心 C 到 AB 的距离 d = 2.4 cm.
(1) 当 r = 2 cm 时,
有 d > r ,因此⊙C 和 AB 相离.
(2) 当 r = 2.4 cm 时,
有 d = r ,因此⊙C 和 AB 相切.
(3) 当 r = 3 cm 时,
有 d < r ,因此⊙C 和 AB 相交.
练习
P102 1.
在⊙O中,经过半径OA的
外端点A作直线L⊥OA,
则圆心O到直线L的距离
是多少?______,直线L和
⊙O有什么位置关系?
_________.
思考:
.
O
A
OA
相切
L
经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是
圆的切线.
几何应用:
∵OA⊥L ∴L是⊙O的切线
A
B
l
O
圆O与直线l相切,则过点A的直径A B与切线l有
怎样的位置关系?
垂直
例1 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: 连接OC
∵OA=OB, CA=CB
∴△OAB是等腰三角形,OC
是底边AB上的中线
∴OC⊥AB
∴AB是⊙O的切线
.
O
A
L
思考
将上页思考中的问题
反过来,如果L是⊙O
的切线,切点为A,那么
半径OA与直线L是不
是一定垂直呢?
一定垂直
切线的性质定理:
圆的切线垂直于过切点的半径
练习 P103. 1. 2
切线长定理
如图:过⊙O外一点P有两条直线PA、PB与⊙O相切.
A
B
P
O
在经过圆外一点的圆的切线上,这点和切点间的线段的长,叫做切线长.
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.
平分切点所成的两弧;垂直平分切点所成的弦.
例1
已知,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 AB 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)如果 PA = 4 cm , PD = 2 cm , 求半径 OA 的长.
A
O
C
D
P
B
E
解:
(1) OA⊥PA , OB⊥PB , OP⊥AB
(2) △OAP ≌△ OBP , △OCA≌△OCB , △ACP≌△BCP.
(3) 设 OA = x cm , 则 PO = PD + x = 2 + x (cm)
在 Rt△OAP 中,由勾股定理,得
PA 2 + OA 2 = OP 2
即 4 2 + x 2 = (x + 2 ) 2
解得 x = 3 cm
所以,半径 OA 的长为 3 cm.
思考
如图,一张三角形的铁皮,如何在它上面截下
一块圆形的用料,并且使圆的面积尽可能大呢?
I
D
内切圆和内心的定义:
与三角形各边都相切的圆叫做三角形的内切圆.
内切圆的圆心是三角形三条角平分线的交点,叫
做三角形的内心.
例2 △ABC的内切圆⊙O与BC、CA、AB分别相切于
点D、E、F,且AB=9cm,BC=14cm,CA=13cm,
求AF、BD、CE的长.
解:
设AF=x(cm),则AE=x(cm)
∴CD=CE=AC-AE=13-x
BD=BF=AB-AF=9-x
由 BD+CD=BC可得
(13-x)+(9-x)=14
解得 x=4
∴ AF=4(cm), BD=5(cm), CE=9(cm).
练习 P106. 1. 2
记忆:
1. Rt△ABC中,∠C=90°,a=3,b=4,则内切圆的半径是_______.
1
1.在Rt△ABC中,∠B=90°,∠A的平分线交BC于D,以D为
圆心,DB长为半径作⊙D.试说明:AC是⊙D的切线.
F
2.AB是⊙O的弦,C是⊙O外一点,BC是⊙O的切线,AB交
过C点的直径于点D,OA⊥CD,试判断△BCD的形状,并
说明你的理由.
3.AB是⊙O的直径,AE平分∠BAC交⊙O于点E,过点E
作⊙O的切线交AC于点D,试判断△AED的形状,并
说明理由.
基础题:
1.既有外接圆,又内切圆的平行四边形是______.
2.直角三角形的外接圆半径为5cm,内切圆半径为1cm,
则此三角形的周长是_______.
3.⊙O边长为2cm的正方形ABCD的内切圆,E、F切⊙O
于P点,交AB、BC于E、F,则△BEF的周长是_____.
E
F
H
G
正方形
22cm
2cm
4.已知:三角形ABC内接于⊙O,过点A作直线EF.
(1)图甲,AB为直径,要使得EF是⊙O切线,还需添加的条件
(只需写出三种情况)①___________②_____________
③______________.
(2)图乙, AB为非直径的弦,∠CAE=∠B.求证:EF是⊙O的
切线.
∠CAE=∠B
AB⊥FE
∠BAC+∠CAE=90°
H
5.小红家的锅盖坏了,为了配一个锅盖,需要测量锅盖的
直径(锅边所形成的圆的直径),而小红家只有一把长20cm
的直尺,根本不够长,怎么办呢?小红想了想,采取以下方
法:首先把锅平放到墙根,锅边刚好靠到两墙,用直尺紧贴
墙面量得MA的长,即可求出墙的直径,请你利用图乙,说
明她这样做的道理.
1、已知直角梯形 ABCD 中,AD∥BC,AB⊥BC,以腰DC的中点 E 为圆心的圆与 AB 相切,梯形的上底 AD 与底 BC 是方程 x 2-10x + 16 = 0 的两根,求 ⊙E 的半径 r .
F
想一想:圆的外切四边形的两组对边有什么关系?说明你的结论的正确性.
A
B
C
D
O
L
M
N
P
谢谢大家的合作!
祝大家学习进步,万事如意!