史國盈
隨著新一輪課程改革的逐步深入,初中數(shù)學教材也隨之進行了全面的更新,改頭換面,知識結構理性化,教材的難度逐步降低了,更多地以學生為主體,讓學生去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,注重培養(yǎng)學生的素質,鍛煉學生的能力。教師也要轉變自己的思想觀念,由原來知識的傳播者轉為知識發(fā)現(xiàn)的引導者,因此教師也要不斷地學習、不斷地探索新東西。在教學第一線十幾年的親身體驗,我發(fā)現(xiàn)初中數(shù)學中的四項基本的尺規(guī)作圖(即:1.作一個角等于已知角 2.作線段的垂直平分線 3.作已知角的平分線 4.過一點作已知直線的垂線)作用很強大,以這四項基本的尺規(guī)作圖可以進行多種圖形的尺規(guī)作圖。但多年來未發(fā)現(xiàn)圓切線的尺規(guī)作圖的方法,有學生問及,總覺得有些遺憾和尷尬。因此,本人在課余時間查閱資料,請教有經(jīng)驗的老教師,對此進行了多方的探究和摸索,功夫不負有心人,最終讓我想出來了?,F(xiàn)在介紹一下,和各位同仁共勉。
圓切線的尺規(guī)作圖分兩類:一類是過圓上一點作圓的切線;另一類是過圓外一點作圓的切線(注:過圓內一點無法作圓的切線)。具體尺規(guī)作圖方法如下:
過圓上一點作圓的切線
如圖(甲):已知⊙O和圓上一點P,經(jīng)過點P作⊙O的切線。此類作圖方法較為簡單,只需連接點P和圓心O,構成半徑OP,然后過點P作半徑OP的垂線即可。
具體作法如下:1.連接OP,并延長。
2.以P為圓心,以適當?shù)拈L為半徑畫弧,交OP及OP的延長線于點M、N。
3.分別以M、N為圓心,以大于線段MN的一半的長為半徑畫弧交于點Q。
4.作直線PQ。則直線PQ即為所求的切線。
(理論依據(jù):過半徑的外端且垂直于這條半徑的直線是圓的切線)
過圓外一點作圓的切線
如圖(乙):已知⊙O和圓外一點P,經(jīng)過點P作⊙O的切線。具體作圖方法要分兩步走。
第一步:在練習本上或其他地方作一條線段AB等于⊙O的半徑,如圖(丙)再過其一個端點B(或A)作線段AB的垂線BF,然后以點A為圓心,以線段AC的長為半徑畫弧交BF于點C,連接AC構成一直角三角形。這里的線段BC的長就等于點P向⊙O作的切線的切線長。
第二步:在圖(乙)上,以P為圓心,以線段BC的長為半徑畫弧,交⊙O于點M、N。過點P、M(或P、N)兩點作直線PM(或直線PN),則直線PM(或直線PN)就是要求作的⊙O的切線。
作為一名數(shù)學教師要考慮數(shù)學邏輯的嚴密性,下面證明其正確性。
證明:如圖(?。┻B接OM、OP,則線段OM是⊙O的半徑。三條線段OP、OM、PM構成三角形。由第一步的作圖過程、圖(丙)、勾股定理的逆定理,易知OM⊥PM,所以直線PM是⊙O的切線。(理論依據(jù):過半徑的外端且垂直于這條半徑的直線是圓的切線)
由于本人的能力有限,以上的作圖方法和證明過程可能存在謬誤,敬請指正。
(作者單位 河南省舞鋼市八臺一中)