要學(xué)好平面幾何,學(xué)會添加輔助線是解題關(guān)鍵。添加合適的輔助線對于解決圓的問題至關(guān)重要。輔助線的添加方法有很多,我們平時除了要關(guān)注圖形結(jié)構(gòu),還要總結(jié)經(jīng)驗。
圓的有關(guān)計算
關(guān)于弦長、弦心距、半徑的計算,我們通常利用垂徑定理構(gòu)造直角三角形,再利用勾股定理求解。求圓中角的度數(shù),主要利用圓中有關(guān)角的定理來求解。
例1 如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,正方形OABC的頂點A、C分別在x軸、y軸上,以AB為弦的⊙D與y軸相切。若點A的坐標(biāo)為(4,0),則點D的坐標(biāo)為 。
解:如圖2,設(shè)⊙D與y軸相切于點M,連接MD并延長,交AB于點N,連接BD。易得OM=2。設(shè)圓D的半徑是r,∴DB=r,DN=4-r。∵BD2=DN2+NB2,∴r2=(4-r)2
+22?!鄏=[52]?!郙D=[52]。∴點D的坐標(biāo)為([52],2)。
點、直線與圓的位置關(guān)系
點與圓的位置關(guān)系有:點在圓上、點在圓內(nèi)、點在圓外;直線與圓的位置關(guān)系有:相離、相切、相交。
例2 如圖3,PA、PB是⊙O的切線,A、B為切點,過點A作AC∥PB交⊙O于點C,連接BC,若∠P=α,則∠PBC的度數(shù)為( )。
A.90°+[12]α B.90°-[12]α
C.180°-α D.180°-[12]α
解:如圖4,連接OA、OB。∵PA、PB是⊙O的切線,∴∠OAP=∠OBP=90°。
∵∠AOB+∠P+∠OAP+∠OBP=360°,
∴∠AOB=180°-α。∴∠ACB=[12]∠AOB=90°-[ 12]α。∵AC∥PB,∴∠PBC+∠ACB=180°?!唷螾BC=180°-(90°-[12]α)=90°+[12]α。故選A。
正多邊形與圓
把一個圓n等分,依次連接各等分點所得的多邊形是該圓的內(nèi)接正多邊形,該圓是該正多邊形的外接圓。正多邊形外接圓的圓心叫作正多邊形的中心。正多邊形是對稱圖形,當(dāng)n為奇數(shù)時,是軸對稱圖形;當(dāng)n為偶數(shù)時,既是軸對稱圖形,又是中心對稱圖形。
例3 如圖5,⊙O與正六邊形ABCDEF的邊CD、EF分別相切于點C、F。若AB=2,則⊙O的半徑長為 。
解:如圖6,連接CF、OC、OF,過點D作DG⊥CF于點G,過點E作EH⊥CF于點H。易知△CDG≌△FEH,進而可以得到四邊形EHGD是矩形?!郒G=DE=2。∵EF=CD=2,∠DCG=∠EFH=60°,∴FH=CG=[12]EF=1?!郈F=4。
過點O作OM⊥CF于點M。∴CM=[12]CF=2。∴OC=[433]。
圓的綜合題
圓的綜合題包括了圓的基本性質(zhì)、重要定理、切線的判定與性質(zhì)以及圓的應(yīng)用等方面的內(nèi)容。
例4 如圖7,⊙O是△ABC的外接圓,CD是⊙O的直徑,CD⊥AB,垂足為點F。(1)求證:AC=BC;(2)連接AO并延長,交BC于點E,若AO=5,OF=3,求OE的長。
(1)證明:∵CD是⊙O的直徑,CD⊥AB,∴[AC]=[BC]?!郃C=BC。
(2)解:如圖8,延長AE交⊙O于點G,連接BG?!逜G為直徑,∴∠ABG=90°?!逤D⊥AB,∴∠AFC=90°。∴∠ABG=∠AFC。
∴FC∥BG?!唷鰿OE∽△BGE。∴[OCGB]=[OEGE]。
∵CD是⊙O的直徑,CD⊥AB,∴AF=BF,即點F為AB的中點?!唿cO為AG的中點,∴OF為△ABG的中位線?!郞F=[12]BG。
∵OF=3,∴GB=6?!逜O=5,∴OC=OG=5。∴[56]=[OE5-OE]?!郞E=[2511]。
(作者單位:江蘇省南京東南實驗學(xué)校)