9年级上册数学 2.1 圆(2) 逐字稿-3,417字
师:同学们,今天我们继续学习圆。上节课我们学习了圆的概念,有两种定义方式。一种是运动的方法,一条线段固定一个端点,另一个端点绕其旋转一周所形成的曲线就是圆,这个定点是圆心,这条线段是半径。另一种是集合的方式,圆上的点到圆心的距离都等于半径,反过来,平面内到圆心的距离等于半径的点也都在圆上,所以圆是平面上到定点的距离等于定长的点的集合。基于此,我们得到了判断点和圆位置关系的方法。如果圆(O)的半径为(r),圆心到点(P)的距离为(d),那么点(P)在圆内等价于(d\lt r),点(P)在圆上等价于(d = r),点(P)在圆外等价于(d\gt r)。这是上节课所学内容。今天我们继续研究圆,主要学习跟圆有关的线段、角度以及曲线。
首先,连接圆上任意两点的线段叫做弦,其中经过圆心的弦叫做直径。圆是封闭曲线,由无数点构成,圆上任意两点都能连出线段,所以圆的弦有无数条。像图中(AB)和(CD)都是圆(O)的弦,(AB)是直径。因为(A)、(O)、(B)三点共线,直径的长是半径(OA)的两倍,所以直径是半径的两倍。
圆的任一条直径的两端把圆分成两条弧,每条弧都叫半圆。要注意,圆和半圆指的都是曲线,不是平面区域。圆上任意两点间的曲线叫圆弧,简称弧,用符号“弧”表示。比如(B)、(C)是圆上两点,连接(BC)的线段是弦,圆上(BC)部分的曲线就是弧(BC)。由于圆上两点可能是直径端点,也可能不是,以半圆为标准,大于半圆的弧叫优弧,小于半圆的弧叫劣弧。在图中,弧(AC)、弧(BC)是劣弧,弧(BAC)、弧(ABC)是优弧。通常用两个字母表示劣弧,要加弧的符号,用三个字母表示优弧。这就是弦和圆弧的概念。
接着,顶点在圆心的角叫圆心角,如图,(\angle AOB)的顶点在圆心(O)处,它就是圆(O)的一个圆心角。在同一个圆内,圆心角与圆弧一一对应,圆心角的度数就是它所对弧的度数。比如把(OB)固定,(A)点在圆上运动,(A)点确定,(\angle AOB)确定,弧(AB)也确定,所以弧的度数就是弧所对圆心角的度数。
确定圆的位置关键在圆心,确定大小关键在半径。生活中常遇到圆心相同但半径不相等的圆,叫同心圆。能够相互重合的两个圆叫等圆,同圆半径相等,等圆半径也相等,因为等圆平移后能重合,圆心重合且半径相等才能使圆重合。能够相互重合的弧叫等弧,等弧不仅弧的度数相等,且一定在同圆或等圆上。虽然在同一个圆中,圆心角相等,所对弧的度数相等,但不同圆中,等弧与圆的半径有关,后续会专门研究它们的等量关系。
以上是圆的相关概念,下面看具体问题。例一,在图中画出圆(O)的两条直径,依次连接端点得到四边形(ACBD)。判断这个四边形的形状并说明理由,同时指出图形中的弦、弧以及圆心角。
画好四边形后,因为(AB)、(CD)是直径,(O)是中点,且(A)、(B)、(C)、(D)在同一圆上,所以(AO = BO = CO = DO),同圆半径相等。由此可知,四边形(ACBD)的对角线相互平分且相等,所以它是矩形。
然后列举弦,弦是圆上任意两点连接所成线段,列举时要注意不重不漏。与点(A)有关的弦有(AB)、(AC)、(AD);点(B)有关的弦有(BC)、(BD),(BA)与前面重复不用再列。
接着找劣弧,小于半圆的弧是劣弧,图中有弧(AB)、弧(AD)、弧(BC)、弧(CD)。这四个劣弧所对的圆心角分别是(\angle AOB)、(\angle AOD)、(\angle BOC)、(\angle COD)。例一主要是让大家把圆的相关概念应用到实际中。
再看例二,如图,点(A)、(B)和点(C)、(D)分别在以(O)为圆心的两个同心圆上,且(\angle AOB = \angle COD),要证明(\angle C = \angle D)。
分析题目,目标是证明(\angle C = \angle D),这两个角分别在(\triangle CBO)和(\triangle DAO)中,考虑证明这两个三角形全等。已知(\angle AOB = \angle COD),但这个角不是两个三角形的内角,发现加上(\angle AOC)后,可得到(\angle BOC = \angle AOD)。又因为(A)、(B)在小圆上,所以(OA = OB),同理(OC = OD),同圆半径相等。这样就满足三角形全等的条件,从而可证明(\angle C = \angle D)。