圓是重要的幾何圖形之一,它具有軸對稱性和中心對稱性。圓的學(xué)習(xí)建立在前面學(xué)習(xí)的直線型圖形有關(guān)性質(zhì)的基礎(chǔ)上,具有較強的綜合性,也是中考的必考內(nèi)容。
一、復(fù)習(xí)策略
1.從“對稱”的角度復(fù)習(xí)圓的性質(zhì)
圓既是軸對稱性圖形,又是中心對稱圖形,同時還具有旋轉(zhuǎn)不變性,即繞圓心任意角度旋轉(zhuǎn),最終都能與原來的圖形重合,這些是圓的最基本的性質(zhì)?!皥A心角、弧、弦之間的關(guān)系”“垂徑定理”“切線長定理”等都是從這些角度來進行探索和證明的,許多中考試題都可以利用“圓的對稱性”來思考,可以發(fā)現(xiàn)多種情況、簡化解決問題過程以及快速得到結(jié)論等。因此,在圓的復(fù)習(xí)中,我們要加強對“對稱性”的理解,提高運用“圓的軸對稱性”解決問題的能力。
2.從“過程”的角度強化解題細節(jié)
在圓的復(fù)習(xí)中,我們需要抓住“過程”,研究細節(jié)。一是抓住知識的探索“過程”。通過經(jīng)歷“觀察→操作→猜想→推理”的認識過程,提升自己認識問題、分析問題的能力。二是抓住教材例題的規(guī)范“過程”。中考中許多同學(xué)由于解題不規(guī)范而導(dǎo)致失分,因此,在復(fù)習(xí)時,我們要對教材中的例題認真研究,特別要關(guān)注解題的步驟,對自己的書寫過程進行糾正與完善。
3.從“生成”的角度凸顯思想方法
中考除了考查圓的基礎(chǔ)知識、基本方法外,還考查思想方法的掌握情況,進而考查數(shù)學(xué)素養(yǎng)。圓這一專題蘊涵許多重要的數(shù)學(xué)思想方法。如,在探索圓周角與圓心角之間數(shù)量關(guān)系的過程中,需要對圓心相對于圓周角的位置進行分類,體現(xiàn)了分類思想;將圓錐側(cè)面展開,轉(zhuǎn)化為平面圖加以研究,實現(xiàn)由空間到平面的轉(zhuǎn)化,體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化思想;對圓心相對于圓周角的位置的分類,實現(xiàn)由特殊到一般的轉(zhuǎn)化;對點與圓、直線與圓的位置關(guān)系的研究,反映了數(shù)與形之間的內(nèi)在聯(lián)系,體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的思想……因此,我們在復(fù)習(xí)時要有意識地反思知識形成過程中所蘊含的數(shù)學(xué)思想方法。
二、典型例題
例1 如圖1,AC、BC為⊙O的兩條弦,D、G分別為AC、BC的中點,⊙O的半徑為2。若∠C=45°,則DG的長為( )。
A.2 B.[3] C.[32] D.[2]
圖1 圖2
【解析】如圖2,連接AO、BO、AB,根據(jù)圓周角定理得到∠AOB=2∠ACB=90°。因為⊙O的半徑為2,所以AB=[22+22]=[22]。因為點D、G分別是AC、BC的中點,所以根據(jù)三角形的中位線定理可得DG=[2]。故選D。
【點評】此題主要考查了三角形中位線定理、勾股定理以及圓周角定理,解題的關(guān)鍵是掌握在同圓或等圓中,同弧或等弧所對的圓周角相等,都等于這條弧所對的圓心角的一半。
例2 已知四邊形ABCD內(nèi)接于⊙O,對角線BD是⊙O的直徑。
(1)如圖3,連接OA、CA,若OA⊥BD,求證:CA平分∠BCD;
(2)如圖4,E為⊙O內(nèi)一點,滿足AE⊥BC,CE⊥AB。若BD=[33],AE=3,求弦BC的長。
【解析】(1)因為OA⊥BD,由垂徑定理可證得弧AB與弧AD相等,進而可證得∠ACB=∠ACD,即CA平分∠BCD。
(2)如圖5,延長AE交BC于點M,延長CE交AB于點N,由“直徑所對的圓周角是直角”可證得∠BAD=∠BCD=90°。由AE⊥BC,CE⊥AB,可證得∠AMB=∠CNB=90°,所以AD∥NC,CD∥AM,進而證明四邊形AECD是平行四邊形,從而有CD=AE=3。再由勾股定理即可得出BC=[BD2-CD2]=[(33)2-32]=[32]。
【點評】本題綜合考查圓的相關(guān)知識,主要考查垂徑定理、圓周角定理及其推論、勾股定理、平行四邊形的性質(zhì)與判定,熟練掌握圓周角定理的推論是解題的關(guān)鍵。
例3 (1)在同一平面內(nèi),已知⊙O的半徑為2,圓心O到直線l的距離為3,點P為圓上的一個動點,則點P到直線l的最大距離是( )。
A.2 B.5 C.6 D.8
(2)如圖6,PA與⊙O相切于點A,PO交⊙O于點B,點C在PA上,且CB=CA。若OA=5,PA=12,則CA的長為 。
【解析】(1)根據(jù)圓心到直線l的距離為3,而圓的半徑為2,此時直線與圓相離,如圖7。BO的延長線與⊙O的交點,即為要求的點P位置,此時點P到直線l的距離最大,BP=5。故選B。
(2)如圖8,連接OC。根據(jù)切線的性質(zhì)可得∠OAP=90°;然后利用“SSS”證明△OAC≌△OBC,從而可得∠OAP=∠OBC=90°;再在Rt△OAP中,利用勾股定理求出OP=13;最后,根據(jù)△OAC的面積+△OCP的面積=△OAP的面積,進而可求得AC=BC=[103]。
【點評】第(1)問主要考查直線與圓的位置關(guān)系;第(2)問主要考查直線與圓的位置關(guān)系中相切的相關(guān)知識,看到切線想到垂直,看到圓外一點到圓上某點距離跟某個切線長相等,想到它也是切線是解決本題的關(guān)鍵。
例4 (1)中國高鐵的飛速發(fā)展,已成為中國現(xiàn)代化建設(shè)的重要標(biāo)志。如圖9是高鐵線路在轉(zhuǎn)向處所設(shè)計的圓曲線(即圓?。?,高鐵列車在轉(zhuǎn)彎時的曲線起點為A,曲線終點為B,過點A、B的兩條切線相交于點C,列車在從A到B行駛的過程中轉(zhuǎn)角α為60°。若圓曲線的半徑OA=1.5km,則這段圓曲線[AB]的長為( )。
A.[π4]km B.[π2]km
C.[3π4]km D.[3π8]km
(2)如圖10,邊長為4的正方形ABCD的對角線交于點O,以O(shè)C為半徑的扇形的圓心角∠FOH=90°,則圖中陰影部分面積是 。
(3)如圖11,在△ABC中,AC=3,AB=4,BC邊上的高AD=2,將△ABC繞著BC所在的直線旋轉(zhuǎn)一周得到的幾何體的表面積為 。
【解析】(1)由圓的切線可得∠OAC=∠OBC=90°,進而可求得∠AOB=60°,再根據(jù)弧長公式計算可求曲線[AB]的長為[60π×1.5180]=[π2](km)。
(2) 由正方形的性質(zhì)可得到OB=OC,∠OBC=∠OCD=45°,∠BOC=90°;再由∠FOH=90°,可得∠BOE=∠COG,進而可證得△OBE≌△OCG(ASA),則S△OBE=S△OCG,進而推出S四邊形OECG=S△OBC=4。所以S陰=S扇形OFH-S四邊形OECG=[90π×(22)2360-]4=
2π-4。故答案為2π-4。
(3)所得幾何體為圓錐的組合圖形,其表面積為底面半徑為2、母線長為3和4的兩個圓錐的側(cè)面積之和。所以得到的幾何體的表面積為π×2×3+π×2×4=14π。故答案為14π。
【點評】本例是與圓相關(guān)的計算的三道典型題。第(1)問是與生活實際結(jié)合考查弧長的計算公式,第(2)問是與其他知識結(jié)合考查扇形面積計算公式以及求陰影部分面積的方法,第(3)問是通過求幾何體的表面積考查圓錐的側(cè)面積的計算公式。解決這些計算問題的關(guān)鍵是結(jié)合圖形找準(zhǔn)公式中的對應(yīng)量。
(作者單位:江蘇省泰州市姜堰區(qū)實驗初級中學(xué))
領(lǐng)" 銜" 人:高榮興
組稿團隊:江蘇省泰州市姜堰區(qū)高榮興初中數(shù)學(xué)名師工作室