孫琪斌,中學(xué)數(shù)學(xué)特級教師,上海市嘉定區(qū)數(shù)學(xué)教研員.曾先后在三十余種報(bào)刊上發(fā)表文章一百余篇.出版有專著《在學(xué)中教?搖異步達(dá)標(biāo)》.
1. 半圓形的周長與半圓的弧長不是同一個(gè)概念
先從一個(gè)常見的題目說起.
例1 半徑是R的半圓的周長為().
A. πR B. πR2
C. πR+2R D.πR2
講解:最后的答案,可能聚焦在A,C兩個(gè)選項(xiàng)上.有些學(xué)生(或老師)可能將答案確定為C.理由是選項(xiàng)A忽視了半圓的直徑2R.
事實(shí)上,正確答案應(yīng)該是A.因?yàn)閳A心為O、半徑為r的圓,可以看做是所有到定點(diǎn)O的距離等于定長r的點(diǎn)組成的圖形;圓的任意一條直徑的兩個(gè)端點(diǎn)把圓分成兩條弧,每一條弧都叫做半圓.由此可見,半圓的周長,其實(shí)就是半圓的弧長.
半圓與直徑所圍成的半圓形的周長,是半圓的弧長加上一個(gè)直徑的長.
2. 圓心O在不在圓上
例2 仔細(xì)閱讀下面兩位同學(xué)的對話,然后再翻閱課本,給出你自己的解答.
小明:圓心O在不在圓上?圓心O當(dāng)然在圓上,不然為什么叫圓心而不稱為圓的中心!
小亮:圓心O不在圓上.因?yàn)椤霸谝粋€(gè)平面內(nèi),線段OA繞它的一個(gè)固定的端點(diǎn)O旋轉(zhuǎn)一周,另一個(gè)端點(diǎn)A所形成的圖形叫做圓”.圓心O不屬于另一個(gè)端點(diǎn)A所形成的圖形,所以圓心O不在圓上.
3. 靈活掌握垂徑定理以及相關(guān)命題
垂徑定理:垂直于弦的直徑平分弦,并且平分弦所對的兩條弧.
圖1中的直徑CD,有這樣幾個(gè)特點(diǎn):① 弦過圓心O(即直徑);② 垂直于弦AB;③ 平分弦AB;④ 平分弦AB所對的劣??;⑤ 平分弦AB所對的優(yōu)弧.事實(shí)上,在這五點(diǎn)之中,任取兩點(diǎn)作為命題的題設(shè),其余三點(diǎn)作為命題的結(jié)論,都可以組成一個(gè)命題,這樣,共可以組成10個(gè)命題.
垂徑定理所描述的命題,其實(shí)可以理解為:①②?圯③④⑤.
類似地,依據(jù)①②?圯③④⑤,我們可以構(gòu)造出一個(gè)命題:平分弦的直徑,垂直于弦,并且平分弦所對的兩條弧.
需要引起注意的是,這個(gè)命題是一個(gè)假命題.同一個(gè)圓中的任意兩條直徑所組成的圖形,皆可以成為說明這個(gè)命題為假命題的事例.
由此,這個(gè)命題可以改造為:平分弦(不是直徑)的直徑,垂直于弦,并且平分弦所對的兩條弧.
我們還可以構(gòu)造出另一個(gè)命題:弦的垂直平分線過圓心,且平分弦所對的兩條弧.這是一個(gè)真命題,可以用來確定一條弧所在圓的圓心位置.
其他命題以及真假,請同學(xué)們自主完成.
4. 學(xué)會使用圓的對稱性研究問題
例3 如圖2,已知⊙P與x軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O,點(diǎn)A(0,2)是⊙P與y軸的交點(diǎn),點(diǎn)B(2 ,0),連接BP交⊙P于點(diǎn)C,連接AC并延長交x軸于點(diǎn)D.
(1) 求線段BC的長.
(2) 求直線AC的函數(shù)解析式.
(3) 當(dāng)點(diǎn)B在x軸上移動時(shí),是否存在點(diǎn)B,使△BOP相似于△AOD?若存在,求出符合條件的點(diǎn)B的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
講解:(1) 由題意,得OP=1,OB=2 ,CP=1.在Rt△BOP中,由BP 2=OB 2+OP 2,可得(BC+1)2=(2 )2+12.解得BC=2.(負(fù)值已舍)
(2) 過點(diǎn)C作CE⊥x軸于E,利用相似三角形的性質(zhì)可求得CE= ,OE= ,C , .從而可求得直線AC的解析式:y=- x+2.
(3) 在x軸上存在點(diǎn)B,使△BOP與△AOD相似.
因∠OPB>∠OAD,若△BOP與△AOD相似,則∠OBP=∠OAD,∠OPB=2∠OAD.可得∠OBP=30°.
由OB=OP·cot30°= ,可得B1( ,0).
根據(jù)對稱性,可得B2(- ,0).
故符合條件的點(diǎn)B有兩個(gè),其坐標(biāo)分別為B1( ,0),B2(- ,0).
5. 體會分類討論的數(shù)學(xué)思想方法
學(xué)習(xí)本章,一定要結(jié)合具體問題,領(lǐng)會分類討論的數(shù)學(xué)思想.
例4 一個(gè)點(diǎn)到圓的最大距離為11 cm,最小距離為5 cm,則圓的半徑為().
A. 16 cm或6 cmB. 3 cm或8 cmC. 3 cmD. 8 cm(答案:B)
例5 如果直線上一點(diǎn)與圓心O的距離大于⊙O的半徑,那么這條直線與⊙O的位置關(guān)系是().
A. 相交 B. 相切
C. 相離D. 相交、相切、相離都有可能 (答案:D)
例6 ⊙O1與⊙O2的圓心距為5,⊙O1的半徑為3,若兩圓相切,則⊙O2的半徑為 .(答案:2或8)
例7 AB是⊙O的弦,∠AOB=80°,則弦AB所對的圓周角是().
A. 40°B. 140°或40°C. 20°D. 20°或160° (答案:B)
例8 在半徑為5 cm的圓內(nèi)有兩條平行弦,一條長6 cm,另一條長8 cm,則兩條平行弦之間的距離為 .?搖(答案:1 cm或7 cm)
以上幾道題并不難,請同學(xué)們自己做做看,并總結(jié)出有關(guān)圓問題的多解規(guī)律.