切線的判定定理教案
【內(nèi)容概述】
證明圓的切線是近幾年中考常見的數(shù)學(xué)問題之一。最常用的是利用“經(jīng)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(nèi)容通過動(dòng)手操作得出切線的判定定理,再利用解決兩道例題,總結(jié)歸納出兩種具體的證法:
、佼(dāng)直線與圓有一個(gè)公共點(diǎn)時(shí),把圓心和這個(gè)公共點(diǎn)連結(jié)起來,證明直線垂直于這條半徑,簡(jiǎn)稱為“連半徑,證垂直”;
、诋(dāng)直線和圓的公共點(diǎn)沒有明確時(shí),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(jiǎn)稱為“作垂直,證半徑”。
歸納總結(jié)后,馬上給予兩道對(duì)應(yīng)練習(xí)題鞏固理解兩種證明方法。
【教學(xué)重難點(diǎn)】
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(xué)目標(biāo)】
掌握判斷圓的切線的方法,并靈活解題。進(jìn)一步培養(yǎng)使用“分類”與“歸納”等思想方法的能力。
【教學(xué)過程】
一、復(fù)習(xí)引入
平面內(nèi)直線和圓存在著三種位置關(guān)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(guān)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?
、藕蛨A只有一個(gè)公共點(diǎn)的直線是圓的切線;(定義)
、频綀A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(dòng)一:在練習(xí)本上畫一個(gè)圓O,做一個(gè)半徑OA,做一條直線L,使L經(jīng)過點(diǎn)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(guān)系?為什么?你得到了什么結(jié)論?
切線判定定理:經(jīng)過直徑的`一端,且垂直于這條直徑的直線是圓的切線。
活動(dòng)二:分析定理。經(jīng)過直徑的一端,且垂直于這條直徑的直線是圓的切線。
這個(gè)定理有什么用?證明一條直線是圓的切線,那根據(jù)這個(gè)判定定理,要證明一條直線是圓的切線,需要幾個(gè)條件?分別是什么?
對(duì)定理的理解:①經(jīng)過半徑外端. ②垂直于這條半徑。
定理中的兩個(gè)條件缺一不可。
二、典型例題
例1:如圖,直線AB經(jīng)過⊙O上的點(diǎn)C,并且OA=OB,CA=CB,
求證:直線AB是⊙O的切線。
證明:連結(jié)0C
∵0A=0B,CA=CB,
∴AB⊥OC。
∵直線AB經(jīng)過半徑0C的外端C,
并且垂直于半徑0C,
∴AB是⊙O的切線。
【評(píng)析】一定要分清圓的切線的判定定理的條件與結(jié)論,特別要注意“經(jīng)過半徑的外端”和“垂直于這條半徑”這兩個(gè)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(diǎn),PD⊥AC,垂足為D,請(qǐng)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(diǎn)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(shè)計(jì)意圖】通過例一和例二的解答,總結(jié)證明切線的兩種添加輔助線的方法。
、佼(dāng)直線與圓有一個(gè)公共點(diǎn)時(shí),把圓心和這個(gè)公共點(diǎn)連結(jié)起來,證明直線垂直于這條半徑,簡(jiǎn)稱為“連半徑,證垂直”;
②當(dāng)直線和圓的公共點(diǎn)沒有明確時(shí),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(jiǎn)稱為“作垂直,證半徑”。
三、知識(shí)應(yīng)用(練習(xí))
1、如圖,已知⊙O是△ABC的外接圓,AB是⊙O的直徑,D是AB的延長(zhǎng)線上
的一點(diǎn),AE⊥DC交DC的延長(zhǎng)線于點(diǎn)E,弦AC平分∠EAB。
求證:DE是⊙O的切線.
。鄯治觯荩阂蛑本DE與⊙O有公共點(diǎn)C,故應(yīng)采用“連半徑,證垂直”的方法。
證明:連接OC,則OA=OC,
∴∠CAO=∠ACO(等邊對(duì)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(nèi)錯(cuò)角相等,兩直線平行)
又AE⊥DE,
∴CO⊥DC,
∴DE是⊙O的切線.
【評(píng)析】本題綜合運(yùn)用了圓的切線的性質(zhì)與判定定理.一定要注意區(qū)分這兩個(gè)定理的題設(shè)與結(jié)論,注意在什么情況下可以用切線的性質(zhì)定理,在什么情況下可以用切線的判定定理.希望同學(xué)們通過本題對(duì)這兩個(gè)定理有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí).本題若作OC⊥CD,就判斷出了CD與⊙O相切,這是錯(cuò)誤的.這樣做相當(dāng)于還未探究、判斷,就以經(jīng)得出了結(jié)論,顯然是錯(cuò)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(diǎn),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(diǎn),故應(yīng)采用“作垂直,證半徑”方法。
證明:過O點(diǎn)作OH⊥AB于H
∵E、F分別為AC、BC的中點(diǎn)(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(diǎn)為CD的中點(diǎn),OH=GD=CD
∵CD=AB ∴EF=CD
∴OH=EF
∴AB為⊙O的切線
四、小結(jié)升華
本節(jié)課里,你學(xué)到了哪些知識(shí),它們是如何應(yīng)用的?
證明切線的方法:(1)直線和圓有交點(diǎn)時(shí),“連半徑,證垂直”;
(2)直線和圓無確定交點(diǎn)時(shí),“作垂直,證半徑”。
【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生自己通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)歸納總結(jié)出本知識(shí)點(diǎn),即判斷直線與
圓相切的方法以及二種添加輔助線的方法。
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