中圖分類號:G633.6文獻標識碼:B文章編號:1672-1578(2014)24-0222-02
在中考壓軸題中,經(jīng)常會遇到一些題目,看似與圓的知識無關,但若能聯(lián)系圓的性質(zhì),將會使問題更為直觀,探究更為完整,化隱為顯,化難為易。下面以幾個例子,來加以說明。
圓的性質(zhì)之一:在同圓或等圓中,同弧或等弧所對的圓周角相等,都等于該弧所對的圓心角的一半;相等的圓周角所對的弧相等。對于以上性質(zhì)學生都記得滾瓜爛熟,若直接考查相信大部分考生都能應對如流。但在下面的問題中,就有不少考生百思不得其解。
例題1、如圖,點A(﹣2,0),點B(2,0),點C(0,23 ),P是直線BC上的動點.
(1)求∠CAB的大小;
(2)求點P的坐標,使∠APO=30°;
(3)在坐標平面內(nèi),平移直線BC,試探索:當BC在不同位置時,使∠APO=30°的點P的個數(shù)是否保持不變?若不變,指出點P的個數(shù)有幾個?若改變,指出點P的個數(shù)情況,并簡要說明理由.
分析:由(1)問易推得當點P在C處時∠APO=30°,但符合條件的點P是不是只有一個呢?顯然不是,如果能聯(lián)系到圓的上述性質(zhì),巧妙構(gòu)造過A、C、O三點的圓,由于 ∠AOC=90°,所以圓心為AC的中點Q,當P在優(yōu)弧ACO上時∠APO=30°,該圓與直線BC有兩個交點,即符合條件的點P有兩個,不難求出這兩個點的坐標。第(3)問更能體現(xiàn)圓的作用,以AO為弦,AO所對的圓心角等于60°的圓共有2個,記為⊙Q,⊙Q′,點Q,Q′關于x軸對稱.
∵直線BC與⊙Q,⊙Q′的公共點P都滿足∠APO=30°,
∴點P的個數(shù)情況如下:
①有1個:直線BC與⊙Q(或⊙Q′)相切;
②有2個:直線BC與⊙Q(或⊙Q′)相交;
③有3個:直線BC與⊙Q(或⊙Q′)相切,同時與⊙Q(或⊙Q′)相交;直線BC過⊙Q與⊙Q′的一個交點,同時與兩圓都相交;
④有4個:直線BC同時與兩圓都相交,且不過兩圓的交點.
構(gòu)造⊙Q,⊙Q′ 根據(jù)圓的性質(zhì),當點P在優(yōu)弧ACO或優(yōu)弧AC'O上時∠APO=30°,就把此問題轉(zhuǎn)化為觀察直線BC與這兩段優(yōu)弧的交點個數(shù),使問題更易探究。
例題2、 如圖1,在平面直角坐標系xOy中,點A的坐標為(0,7),點B的坐標為(0,3),點C的坐標為(3,0) .若在 軸的正半軸上有一點D,且∠ACB =∠ADB,則點D的坐標為;
分析:此題雖然沒有提到圓,但中要作出經(jīng)過A、B、C三點的圓,由圓周角的性質(zhì)可知,當點D在優(yōu)弧ACB上時∠ACB =∠ADB,觀察圓與 軸的交點,就可求得點D的坐標。
我們還可以自已得出推論:如圖,點A、B、C、均為⊙O上的點,若點E在⊙O外 ,且與點C在直線AB同側(cè),則有∠C>∠E.證明這一結(jié)論并不難,如圖,連結(jié)BF,則有∠C=∠AFB,再根據(jù)三角形外角的性質(zhì)可得∠AFB ∠E,同樣可推得若點M在圓內(nèi)則有∠C ∠AMB。
例題3、 如圖2,在平面直角坐標系xOy中,點A的坐標為(0,m),點B的坐標為(0,n),
其中m>n>0.點P為 軸正半軸上的一個動點,當∠APB達到最大時,直接寫出此時點P的坐標.
分析:構(gòu)造出經(jīng)過A、B兩點且與 軸相切的圓,則切點就是所求的點P。理由:在 軸的正半軸上任取一點P'(不與點P重合),由上述的推論得∠APB ∠AP'B。過圓心M作AB的垂線段MC,連結(jié)MB,再根據(jù)垂徑定理、勾股定理即可求得MC,從而求得點P的坐標.
圓的性質(zhì)之二:半圓或直徑所對的圓周角都相等,都等于900。
例題4、如圖,在直角坐標系中,點A的坐標為(0,8),點 B(b,t)在直線x=b上運動,點D、E、F分別為OB、0A、AB的中點,其中b是大于零的常數(shù).
(1)判斷四邊形DEFB的形狀.并證明你的結(jié)論;
(2)設直線x=b與x軸交于點C,問:四邊形DEFB能不能是矩形?若能.求出t的值;若不能,說明理由.
分析:在問題(1)的基礎上,只需∠ABO=90°,四邊形DEFB就為矩形,因此探索∠ABO能否為90°是本題的關鍵。由于直線x=b是一條動直線,所以∠ABO不一定會等于90°,若能聯(lián)系上述的圓的性質(zhì),構(gòu)造以OA為直徑的圓,當且僅當點B在圓周上(異于O、A兩點)時∠ABO=90°,而直線x=b與此圓公共點的個數(shù)為0,1,2三種情況,因此當b>4時,直線x=b與圓沒有公共點,也就是四邊形DEFB不能是矩形,當 時直線x=b與圓有公共點,四邊形DEFB能是矩形,再利用相似三角形的性質(zhì)就可求得t與b的關系,也就求出t的值。解題時不少學生易忽略當b>4時,直線x=b與圓沒有公共點,也就是四邊形DEFB不能是矩形這一情況,通過圓不然發(fā)現(xiàn)這一情況。
例5、已知Rt△ABC中, AC=5, BC=12,∠ ACB=90°,P是邊AB上的動點, Q是邊BC上的動點,且∠CPQ=90°,求線段CQ的取值范圍。
解析:觀察圖形不難看出當Q與B重合時CQ最大,難點在于點Q在何處時CQ最小,根據(jù)直徑所對的圓周角是直角,以CQ為直徑作⊙O,若AB邊上的動點P在圓上,∠ CPQ就為直角,若⊙O與AB相離,則∠CPQ190°。所以當⊙O與AB相切時,直徑CQ最小.由切線長定理,得AP=AC=5,所以BP=13-5=8.連結(jié)OP根據(jù)相似三角形的性質(zhì),求出圓的半徑,即可求得CQ=203.綜上所述,203≤CQ≤12.
以上幾個例題,題意上均未出現(xiàn)圓的字眼,一開始感覺比較茫無頭緒,即使找出一個點,也很然判斷是否有其它點,若構(gòu)造出相應圓,就能直觀的感受到點的存在及個數(shù),體現(xiàn)數(shù)學中的化歸思想,使問題迎韌而解。
作者簡介:
林偉煌,中學一級數(shù)學教師,研究方向:初中數(shù)學