初中数学沪教版九年级下册-第10讲直线与圆、圆与圆的位置关系学案-教师版.pdf
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1、(m 直 线 与 圆、圆 与 圆 的 位 置 关 系 内 容 分 析 直 线 与 圆、圆 与 圆 的 位 置 关 系 是 九 年 级 下 学 期 第 一 章 第 二 节 的 内 容.重 点 是 理 解 直 线 与 圆 的 三 种 位 置 关 系 和 圆 与 圆 之 间 的 五 种 位 置 关 系,掌 握 它 们 数 量 表 达,并 学 会 判 断 直 线 与 圆、圆 与 圆 的 位 置 关 系.难 点 是 直 线 与 圆、圆 与 圆 位 置 关 系 在 实 际 中 的 应 用,及 分 类 讨 论 的 思 想.知 识 结 构 模 块 一:直 线 与 圆 的 位 置 关 系 知 识 精 讲 1、直
2、 线 与 圆 的 位 置 关 系:相 离、相 切、相 交 当 直 线 与 圆 没 有 公 共 点 时,叫 做 直 线 与 圆 相 离:当 直 线 与 圆 有 唯 一 公 共 点 时,叫 做 直 线 与 圆 相 切;这 时 直 线 叫 做 圆 的 切 线,唯 一 的 公 共 点 叫 做 切 点;当 直 线 与 圆 有 两 个 公 共 点 时,叫 做 直 线 与 圆 相 交;这 时 直 线 叫 做 圆 的 割 线.2、数 量 关 系 描 述 直 线 与 圆 的 位 置 关 系 如 果 的 半 径 长 为 R,圆 心。到 直 线/的 距 离 为 d,那 么:直 线/与 相 交;直 线/与 相 切 o
3、 d=R;直 线/与 相 离 o d R.3、切 线 的 判 定 定 理 经 过 半 径 的 外 端 且 垂 直 于 这 条 半 径 的 直 线 是 圆 的 切 线.例 题 解 析【例 1】在 AJ8c中,ZC=90,AC=3cm,BC=4 c m,以 C 为 圆 心,r为 半 径 的 圆 与 4 8 有 怎 样 的 位 置 关 系?为 什 么?(1)r=2 cm:(2)r=2.4cm;(3)r=3 cm.【难 度】(1)相 离;(2)相 切;(3)相 交.由 题 意 得 圆 心 C 到 直 线 的 距 离 为 d=2.4cm,(1):rr,则 x 轴 与 0 0 相 离.【总 结】本 题 考
4、 查 了 直 线 与 圆 的 位 置 关 系.【例 4】直 线/与 半 径 为,的 O O相 交,且 点。到 直 线/的 距 离 为 5,则 r 的 取 值 范 围 是.【难 度】r 5.:直 线/与 半 径 为,的。相 交 Q;.r d,即 r 5.【总 结】本 题 考 查 了 直 线 与 圆 的 位 置 关 系.【例 5】如 图,在 射 线 0 4 上 取 一 点 A,使。4=4。加,以 力 为 圆 心,作 一 个 直 径 为 4 cm的 圆.问 射 线 与 0 4 所 夹 锐 角 a 取 怎 样 的 值 时,CB与 8 相 离、相 切、相 交?【难 度】当 0 a 3 0。,OB 与。相
5、 交;e a=30,0 B 与。相 切 当 30。90。,0 8 与 Q0 相 交.作 O/J.4 8于 点 H,当 0 8 与 0。相 切 时,OA=4cm,AH=2cm,此 时 a=3 0。,.当 0 a 3 0。,。8 与 O 相 交;当 a=30。,0 8 与。相 切;当 30。2 9 0。,0 8 与 QO 相 交.【总 结】本 题 考 查 了 直 线 与 圆 的 位 置 关 系.【例 6】等 腰 A J8C,AB=A C=5,CB=6,以 8 C 中 点 为 圆 心 作 圆,两 腰 所 在 直 线 与 圆 相 离,则 半 径 厂 的 取 值 范 围 为.【难 度】c 120 r A
6、D=4 D EL=%,两 腰 所 在 直 线 与 圆 相 离,0 r DE,/.0 r _1?.5【总 结】本 题 考 查 了 直 线 与 圆 的 位 置 关 系.【例 7】在&4 3 c中,ZC=90,AC=5,BC=1 2,若 以 C 为 圆 心,R 为 半 径,所 作 的 圆 与 斜 边 A B 没 有 公 共 点,则 R 的 取 值 范 围 是【难 度】0 R J.2.13圆 心 C 到 斜 边 A B 的 距 离 d=,_.当 圆 与 N 8相 离 时,Q 2,13综 上,0 R 1.13【总 结】本 题 考 查 了 直 线 与 圆 的 位 置 关 系.【例 8】如 图,已 知。是
7、以 平 面 直 角 坐 标 系 的 原 点。为 圆 心,半 径 为 1 的 圆,乙 4。8=45。,点 尸 在 x轴 上 运 动,若 过 点 尸 且 与 0 4 平 行 的 直 线 与 有 公 共 点,.X的 取 值 范 围 是 石【总 结】本 题 考 查 了 直 线 与 圆 的 位 置 关 系.【例 9】在 A/l8 c中,4B=4,/C=2 g,若 以 4 为 圆 心,2 为 半 径 的 圆 与 直 线 8 c相 切,则 N 8/C的 度 数 为【难 度】105 或 15.当 N A 4 c为 钝 角 时,作 4。_ L 3C 于 D,贝 I AD=2,V AB=4,AC=2yj2,,AB
8、AD=60,ACAD=45,Z SC=60+45=105;当 N B/C为 锐 角 时;作 为。_L8C于。,J U l J AD=2,同 理 可 得 N 8 4 c=60-45=15。.【总 结】本 题 考 查 了 直 线 与 圆 的 位 置 关 系.【例 10 如 图,N 8是 8 的 弦,C 是。外 一 点,O C交 N 8于 点 D,若。4,0。,CD=CB.求 证:C 8是。的 切 线.O【难 度】详 见 解 析.连 接。8,/OA=OB,:.NOAB=NOBA,CD=CB,:.NCDB=NCBD,/OA L O C,:.NOAD+NADO=90,/乙 CDB=ZADO,NOBA+N
9、CBD=90,.C8是。的 切 线.【总 结】本 题 考 查 了 切 线 的 判 定 定 理.AB【例 11】已 知:如 图,00 的 半 径 为 6cm,AD=12 cm,BD=3 cm.求 证:月 8 是 的 切 线.【难 度】详 见 解 析.*/NAOD=NB,NZ=NZ,4c AH:.M O D s&480,/._=_,即 AO 15 AOODA.AB,垂 足 为 点。,NAOD=NB,0 D 1 A B,:.0D=OA2-AD2=6,O=及=6 厘 米,.NB是)0 的 切 线.【总 结】本 题 考 查 了 切 线 的 判 定 定 理.【例 12】如 图,在&48C中,NC=90。,
10、AC=5,BC=12,的 半 径 为 3.(1)当 圆 心。与 C 重 合 时,。与 的 位 置 关 系 怎 样?(2)若 点。沿。移 动 时,当 0 C 为 多 少 时 与 相 切;(3)若 点。沿。移 动 时,当 0 C 为 多 少 时,。与 有 公 共 点.【难 度】(1)懈;(2)7;(3)0C5_.4 4(1)作 于 点”,V AC=5,BC=12,AB=13,CH=13 与 相 离;(2).,与 相 切,/.O D L A B,OD=R=3,设 OC=x,贝!AO=5-x,则 0 D=B C,即 3=解 得 x=70A AB 5-x 13 47.当。=一 时,与 相 切;4(3)Q
11、 0 与 有 公 共 点,则 8 与 8 相 切 或 相 交,7.点 O 到 直 线 力 8 的 距 离,可 得。C2 一 又:点。在 4 c 边 上,Z 0 C 5.4【总 结】本 题 考 查 了 切 线 的 性 质 及 点 与 圆 的 位 置 关 系 与 相 似 三 角 形 结 合 的 综 合 题.【例 13 如 图,是 8 的 直 径,B C是。的 切 线,切 点 为 B,O C平 行 于 弦 AD.求 证:。是。的 切 线.【难 度】详 见 解 析.连 接。,,/OA=OD,:.ZOAD=ZODA,/OC/AD,:.NOAD=ZBOC,ZODA=NDOC,ZBOC=NDOC,*/OB=
12、OD,OC=OC,:.CBO 色 CD O,是 的 切 线,切 点 为 B,:.OB I B C,:.ZODC=ZOBC=90,是 的 切 线.【总 结】本 题 考 查 了 切 线 的 判 定 定 理.【例 14 已 知,如 图,在 梯 形 中,A D/C B,ZD=90,S.AD+BC=AB,AB为。的 直 径.。求 证:。与。相 切.【难 度】详 见 解 析.作 C W J.O C于 点 H,:AD H CB,NO=90,AO=BO,。”是 梯 形 ABCD 的 中 位 线,.0/7=1(AD+B C),:AD+BC=AB,:.OH=1_AB=OA,2 与 C D相 切.【总 结】本 题
13、考 查 了 切 线 的 证 明.模 块 二:圆 与 圆 的 位 置 关 系 知 识 精 讲 1、圆 与 圆 的 位 置 关 系 外 离:图 1中,两 个 圆 没 有 公 共 点,并 且 每 个 圆 上 的 点 都 在 另 一 个 圆 的 外 部,叫 做 这 两 个 圆 外 离.外 切:图 2 中,两 个 圆 有 唯 一 的 公 共 点,并 且 除 了 这 个 公 共 点 以 外,每 个 圆 上 的 点 都 在 另 一 个 圆 的 外 部,叫 做 这 两 个 圆 外 切.这 个 唯 一 的 公 共 点 叫 做 切 点.相 交:图 3 中,两 个 圆 有 两 个 公 共 点,叫 做 这 两 个 圆
14、 相 交.内 切:图 4 中,两 个 圆 有 唯 一 公 共 点,并 且 除 了 这 个 公 共 点 以 外,一 个 圆 上 的 点 都 在 另 一 个 圆 的 内 部,叫 做 这 两 个 圆 内 切.这 个 唯 一 的 公 共 点 叫 做 切 点.内 含:图 5 中,两 个 圆 没 有 公 共 点,并 且 一 个 圆 上 的 点 都 在 另 一 个 圆 的 内 部,叫 做 这 两 个 圆 内 含.当 两 个 圆 心 重 合 时,称 它 们 为 同 心 圆.综 上,一 般 地,两 圆 的 位 置 关 系 有 五 种 情 况:外 离、外 切、相 交、内 切、内 含.两 个 圆 外 离 或 内 含
15、 时,也 可 以 叫 做 两 圆 相 离;两 个 圆 外 切 或 者 内 切 时,也 可 以 叫 做 两 圆 相 切.2、相 关 概 念 圆 心 距:两 个 圆 的 圆 心 之 间 的 距 离 叫 做 圆 心 距.连 心 线:经 过 两 个 圆 圆 心 的 直 线 叫 做 连 心 线.3、两 圆 位 置 关 系 的 数 量 表 达 如 果 两 圆 的 半 径 长 分 别 为 2 和 R2,圆 心 距 为 d,那 么 两 圆 的 位 置 关 系 可 用&、A2和 d 之 间 的 数 量 关 系 表 达,具 体 表 达 如 下:两 圆 外 离=%+危;两 圆 外 切 o d=/?i+R2;两 圆
16、相 交=R-生 凡+为;两 圆 内 切 0=&-尺 2|;两 圆 内 含 oO4dR-/?4、相 关 定 理(1)如 果 两 圆 相 交,那 么 它 们 的 两 个 交 点 关 于 连 心 线 对 称,于 是,可 推 出 以 下 定 理:相 交 两 圆 的 连 心 线 垂 直 平 分 两 圆 的 公 共 弦.(2)如 果 两 圆 相 切,可 归 纳 出 以 下 定 理:相 切 两 圆 的 连 心 线 经 过 切 点.;例 题 解 析【例 15(1)一 个 圆 的 半 径 为 9 厘 米,另 一 圆 的 半 径 为 4 厘 米,圆 心 距 为 3厘 米,判 断 两 个 圆 的 位 置 关 系(2
17、)相 切 两 圆 的 圆 心 距 为 5,其 中 一 个 圆 的 半 径 为 3,那 么 另 一 个 圆 的 半 径 是 多 少?【难 度】(1)内 含;(2)2 或 8.(1),:0 d R-r,两 个 圆 内 含;(2):两 圆 相 切,d=R-即 5=R 3,解 得:/?1=2,&=8.【总 结】本 题 考 查 了 圆 与 圆 的 位 置 关 系.【例 16】两 圆 的 半 径 比 为 2:3,圆 心 距 等 于 小 圆 半 径 的 2 倍,则 这 两 个 圆 的 位 置 关 系 是()A.相 离 B.外 切 C.相 交 D.内 切 或 内 含【难 度】C.设 两 圆 半 径 分 别 为
18、 2左、3k,则 圆 心 距 d=4%,V R-r d 是 两 圆 的 半 径,d 为 圆 心 距,如 果 它 们 满 足&2-/-2尺/=0,那 么 这 两 个 圆 的 位 置 关 系 是()A.外 离 B.相 切 C.相 交 D.内 含【难 度】B.V R2-r2-2Rd+d2=0,:.(R-d=r2,:.R-r=dLR+r=d,,两 个 圆 相 切.【总 结】本 题 考 查 了 圆 与 圆 的 位 置 关 系.【例 19 若 三 圆 两 两 相 交 得 到 三 条 公 共 弦,则 这 三 条 弦 所 在 直 线 的 位 置 关 系 是()A.平 行 BC.平 行 或 交 于 一 点 D【
19、难 度】C.三 圆 两 两 相 交 得 到 三 条 公 共 弦,.三 条 公 共 弦 垂 直 于 三 条 连 心 线,如 图【总 结】本 题 考 查 了 圆 与 圆 的 位 置 关 系.【例 20 如 图,已 知。/、。5 和。C两 两 外 切,相 交 于 一 点 有 两 条 弦 平 行,第 三 条 与 它 们 相 交 4 8=5 厘 米,8 c=6 厘 米,NC=7 厘【难 度】/?.(=3cm,RB=2cm,Rc=4cni.:。力、O B和 8 两 两 外 切,N8=5 厘 米,8 c=6 厘 米,4 C=7 厘 米,:.+/=65,解 得/%二 31/+/=7 V=4 A C I c这
20、三 个 圆 的 半 径 分 别 是 R,=3cm,RB=2cm,Rc=4cm.B【总 结】本 题 考 查 了 圆 与 圆 的 位 置 关 系.【例 21 已 知。与。2 相 交 于 4 8 两 点,弦 长 为 2,则 N O/a=_.【难 度】105。或 15。.O O与。的 半 径 分 别 为 2 和 0,公 共 1。|和。2相 交 于 两 点,:.A B L O O,A H=1,1 2 2:。/=2,/。/=60。,二 O2A=j 2,:.NO2AH=45,/.NO、AO2=60+45=105;当 小 圆 的 圆 心 在 大 圆 内 部 时,同 理 可 得 N O/。2=60-45。=15
21、。;综 上 可 知,。2的 长 为 4+J T 或 4-.【总 结】本 题 考 查 了 相 交 圆 的 性 质.【例 22 如 图,两 圆 轮 叠 靠 在 墙 边,已 知 两 轮 半 径 分 别 为 4 和 1,则 它 们 与 墙 的 切 点/、8 间 的 距 离 为.【难 度】4.AB-+-(4-1)=4.【总 结】本 题 考 查 了 切 线 的 相 关 性 质 及 勾 股 定 理.【例 23 如 图,以。2为 圆 心 的 两 个 同 心 圆 和 分 别 交 于 A.B、C、。四 点.求 证:四 边 形 Z8C。为 等 腰 梯 形.【难 度】详 见 解 析.连 接。2,:以。2为 圆 心 的
22、 两 个 同 心 圆 和。分 别 交 于 月、B、C、。四 点,A 0,0 AB,0,0,1 CD,:.AB/CD,,AD=BC,又;AB DC,,四 边 形 为 等 腰 梯 形.【总 结】本 题 考 查 了 相 交 圆 的 有 关 性 质 及 梯 形 的 证 明.【例 24 如 图,。01、(DO2外 切 与 点 儿 过 点 力 的 直 线 分 别 交 0 a 和。&于 点 P、C.求 证:PA:PC=OtA:OtO2.【难 度】详 见 解 析.连 接。0 2、。、O2C,C R、8 2 外 切 与 点 4,。1。2经 过 点 A,:Z 0tPA=N 0/P,ZO2AC=ZO2CA,ZOtA
23、P=ZO2ACD A n A:.O A P O A C,:.=11 2 AC O2A:.P A=O y A,即 P4=O M,PA+AC OtA+O.A PC O RPA:PC=O.A:OtO2.【总 结】本 题 考 查 了 垂 径 定 理 及 三 角 形 的 相 似.【例 25】已 知 相 交 两 圆 的 半 径 分 别 为 5 和 4,公 共 弦 长 为 6,求 两 圆 的 圆 心 距 长.【难 度】4+7 或 4-7 7./、:0 a 和。2相 交 于“、8 两 点,o j.)、0AB L O O,A H=J B=3,=5;O f f=O A2_A H2=4,-O A=4,0用=心/_/
24、孑=,即。g 的 长 为 4+6;当 小 圆 的 圆 心 在 大 圆 内 部 时,同 理 可 得。2的 长 为 4-近;综 上 可 知,。2的 长 为 4+近 或 4-近.【总 结】本 题 考 查 了 圆 与 圆 的 位 置 关 系 及 勾 股 定 理.【例 2 6 如 图,矩 形 A BCD,AB=5,BC=1 2.分 别 以 4、C 为 圆 心 的 两 圆 相 切,点 D在 圆 C 内,点 8 在 圆 C 外,求 圆/的 半 径 r 的 取 值 范 围.【难 度】两 圆 外 切 时,1&8;内 切 时,1 8&2 5.连 接 A C,:AB=5,BC=12,:.AC=13,.点。在 圆 C
25、 内,点 8 在 圆 C 外,5 RC 12,当 两 圆 外 切 时,&+&=1 3,自=1 3-R-二 1&8;当 两 圆 内 切 时,&-1=1 3,&=13+%,;.1 8&2 5.【总 结】本 题 考 查 了 圆 与 圆 的 位 置 关 系 及 点 与 圆 的 位 置 关 系.【例 27 如 图,PQ=1 0,以 尸。为 直 径 的 圆 与 一 个 半 径 为 2 0的 圆。内 切 于 点 R 正 方 形 的 顶 点/、8 在 大 圆 上,小 圆 在 正 方 形 外 部,且 与 8 相 切 与 点 Q,求 A B的 长.【难 度】8+4 M.连 接。4、O B,连 接 P O并 延 长
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