在生活中,有许多直线和圆相切的实例.例如,下雨天快速转动雨伞时飞出的水珠,砂轮打磨工件时飞出的火星,都是沿着圆的切线方向飞出的.
你还能举出类似的例子吗?
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答案
解析
【分析】
解题的核心依据是圆的切线性质:圆的切线垂直于过切点的半径,因此做圆周运动的物体,在脱离圆周约束的瞬间,运动方向就是圆在该点的切线方向。解题时只需结合生活中“物体先做圆周运动、之后脱离约束”的场景,筛选符合该规律的实例即可。
【解析】
首先明确切线对应运动的特征:当物体沿圆周运动时,若突然脱离圆周轨道,飞出方向就是该位置圆的切线方向。我们可以从体育运动、日常场景中寻找符合特征的实例,常见的合理实例如下:
1. 田径比赛掷链球项目中,运动员旋转甩动链球,松手后链球会沿圆周的切线方向飞出;
2. 旋转的陀螺表面附着的小水珠,会沿陀螺圆周的切线方向飞出;
3. 汽车在积水路面快速行驶时,轮胎甩出的水滴沿轮胎边缘的切线方向飞出。
【答案】
示例:①掷链球时,链球沿切线方向飞出;②旋转的陀螺上的水珠沿切线方向飞出;③汽车行驶时轮胎甩出的泥水沿切线方向飞出(答案不唯一,合理即可)
【知识点】
1. 圆的切线性质
2. 切线的实际应用
【点评】
本题将数学知识与生活实际紧密结合,考查对圆切线概念和性质的理解,引导学生用数学视角观察生活现象,体会数学的实用性。
【难度系数】
0.8
解题的核心依据是圆的切线性质:圆的切线垂直于过切点的半径,因此做圆周运动的物体,在脱离圆周约束的瞬间,运动方向就是圆在该点的切线方向。解题时只需结合生活中“物体先做圆周运动、之后脱离约束”的场景,筛选符合该规律的实例即可。
【解析】
首先明确切线对应运动的特征:当物体沿圆周运动时,若突然脱离圆周轨道,飞出方向就是该位置圆的切线方向。我们可以从体育运动、日常场景中寻找符合特征的实例,常见的合理实例如下:
1. 田径比赛掷链球项目中,运动员旋转甩动链球,松手后链球会沿圆周的切线方向飞出;
2. 旋转的陀螺表面附着的小水珠,会沿陀螺圆周的切线方向飞出;
3. 汽车在积水路面快速行驶时,轮胎甩出的水滴沿轮胎边缘的切线方向飞出。
【答案】
示例:①掷链球时,链球沿切线方向飞出;②旋转的陀螺上的水珠沿切线方向飞出;③汽车行驶时轮胎甩出的泥水沿切线方向飞出(答案不唯一,合理即可)
【知识点】
1. 圆的切线性质
2. 切线的实际应用
【点评】
本题将数学知识与生活实际紧密结合,考查对圆切线概念和性质的理解,引导学生用数学视角观察生活现象,体会数学的实用性。
【难度系数】
0.8
例1 如图3-21,直线AB经过⊙O上的点A,且AB=OA,∠OBA=45°.求证:直线AB是⊙O的切线.

答案
∵ AB=OA,且∠OBA=45°,
∴ ∠AOB=45°.
∴ ∠OAB=90°,即 OA⊥AB. 又
∵ 点A在⊙O上,
∴ 直线AB是⊙O的切线
解析
【分析】
要证明直线AB是⊙O的切线,需依据切线的判定定理:经过半径外端且垂直于该半径的直线是圆的切线。已知点A在⊙O上,说明OA是⊙O的半径,因此只需证明OA⊥AB即可。根据已知AB=OA,可知△OAB为等腰三角形,结合∠OBA=45°,利用等腰三角形等边对等角的性质可得到∠AOB的度数,再通过三角形内角和定理计算∠OAB的度数,判断其是否为直角,即可完成证明。
【解析】
∵ AB=OA,且∠OBA=45°,
∴ ∠AOB=∠OBA=45°,
∴ ∠OAB=180°-∠AOB-∠OBA=180°-45°-45°=90°,即OA⊥AB,
又
∵ 点A在⊙O上,OA是⊙O的半径,
∴ 直线AB是⊙O的切线。
【答案】
直线AB是⊙O的切线
【知识点】
切线的判定、等腰三角形的性质、三角形内角和定理
【点评】
本题是切线判定的基础应用题,解题核心是牢记切线判定的两个必备条件,结合等腰三角形和三角形内角和的相关知识推导垂直关系即可,侧重对基础定理应用能力的考查。
【难度系数】
0.9
要证明直线AB是⊙O的切线,需依据切线的判定定理:经过半径外端且垂直于该半径的直线是圆的切线。已知点A在⊙O上,说明OA是⊙O的半径,因此只需证明OA⊥AB即可。根据已知AB=OA,可知△OAB为等腰三角形,结合∠OBA=45°,利用等腰三角形等边对等角的性质可得到∠AOB的度数,再通过三角形内角和定理计算∠OAB的度数,判断其是否为直角,即可完成证明。
【解析】
∵ AB=OA,且∠OBA=45°,
∴ ∠AOB=∠OBA=45°,
∴ ∠OAB=180°-∠AOB-∠OBA=180°-45°-45°=90°,即OA⊥AB,
又
∵ 点A在⊙O上,OA是⊙O的半径,
∴ 直线AB是⊙O的切线。
【答案】
直线AB是⊙O的切线
【知识点】
切线的判定、等腰三角形的性质、三角形内角和定理
【点评】
本题是切线判定的基础应用题,解题核心是牢记切线判定的两个必备条件,结合等腰三角形和三角形内角和的相关知识推导垂直关系即可,侧重对基础定理应用能力的考查。
【难度系数】
0.9
例2 如图3-22,AB为⊙O的直径,点C在⊙O上,AD与过点C的切线互相垂直,垂足为D。求证:AC平分∠DAB。
图3-22
答案
连接OC.
∵ CD是⊙O的切线,
∴ OC⊥CD. 又
∵ AD⊥CD,
∴ OC//AD.
∴ ∠DAC=∠OCA.
∵ OA=OC,
∴ ∠OAC=∠OCA.
∴ ∠DAC=∠OAC,即 AC 平分∠DAB
∵ CD是⊙O的切线,
∴ OC⊥CD. 又
∵ AD⊥CD,
∴ OC//AD.
∴ ∠DAC=∠OCA.
∵ OA=OC,
∴ ∠OAC=∠OCA.
∴ ∠DAC=∠OAC,即 AC 平分∠DAB
解析
【分析】
要证明AC平分∠DAB,需证∠DAC=∠OAC。遇到圆的切线时,通常作辅助线连接圆心与切点,利用切线性质得到垂直关系:首先连接OC,可得OC⊥CD,结合已知AD⊥CD可推出OC//AD,得到内错角∠DAC=∠OCA;再由OA、OC均为⊙O的半径,可知△OAC为等腰三角形,有∠OAC=∠OCA,通过等量代换即可得到两角相等,完成证明。
【解析】
证明:连接OC.
∵ CD是⊙O的切线,
∴ OC⊥CD.
又
∵ AD⊥CD,
∴ OC//AD.
∴ ∠DAC=∠OCA.
∵ OA=OC,
∴ ∠OAC=∠OCA.
∴ ∠DAC=∠OAC,即AC平分∠DAB。
【答案】
AC平分∠DAB
【知识点】
切线的性质;平行线的判定与性质;等腰三角形的性质
【点评】
本题是圆相关的基础证明题,解题关键是掌握“遇切线,连接切点与圆心”的常用辅助线作法,结合平行线、等腰三角形的角的性质做等量代换即可求解,属于圆章节的常考基础题型。
【难度系数】
0.8
要证明AC平分∠DAB,需证∠DAC=∠OAC。遇到圆的切线时,通常作辅助线连接圆心与切点,利用切线性质得到垂直关系:首先连接OC,可得OC⊥CD,结合已知AD⊥CD可推出OC//AD,得到内错角∠DAC=∠OCA;再由OA、OC均为⊙O的半径,可知△OAC为等腰三角形,有∠OAC=∠OCA,通过等量代换即可得到两角相等,完成证明。
【解析】
证明:连接OC.
∵ CD是⊙O的切线,
∴ OC⊥CD.
又
∵ AD⊥CD,
∴ OC//AD.
∴ ∠DAC=∠OCA.
∵ OA=OC,
∴ ∠OAC=∠OCA.
∴ ∠DAC=∠OAC,即AC平分∠DAB。
【答案】
AC平分∠DAB
【知识点】
切线的性质;平行线的判定与性质;等腰三角形的性质
【点评】
本题是圆相关的基础证明题,解题关键是掌握“遇切线,连接切点与圆心”的常用辅助线作法,结合平行线、等腰三角形的角的性质做等量代换即可求解,属于圆章节的常考基础题型。
【难度系数】
0.8
(1) 以三角形的一边为直径的圆恰好与另一边相切,此三角形是
直角
三角形;答案
1.(1) 直角
解析
【分析】
解题时首先回忆切线的性质:圆的切线垂直于经过切点的半径。我们可以先设定三角形的边,明确以某条边为直径的圆和另一条边相切时,两条边的公共端点就是切点,该点既在圆上,也在切线上。再结合半径与切线的垂直关系,就能推导出三角形的两条边互相垂直,进而判断三角形的类型。
【解析】
设△ABC中,以边BC为直径的圆与边AB相切。
∵ BC是圆的直径,点B是直径的一个端点,
∴ 点B在圆上,即AB与圆的切点为B。
根据切线的性质:圆的切线垂直于过切点的半径,可得过切点B的半径与AB垂直。
又
∵ 直径BC经过圆心和点B,半径在BC所在直线上,因此BC⊥AB,即∠B=90°。
∴ △ABC是直角三角形。
【答案】
直角
【知识点】
1. 切线的性质
2. 直角三角形的判定
【点评】
本题是基础概念应用题,将圆的切线性质和三角形形状判定结合考查,解题的关键是找准切点,利用切线的垂直性质推导三角形的内角为直角。
【难度系数】
0.85
解题时首先回忆切线的性质:圆的切线垂直于经过切点的半径。我们可以先设定三角形的边,明确以某条边为直径的圆和另一条边相切时,两条边的公共端点就是切点,该点既在圆上,也在切线上。再结合半径与切线的垂直关系,就能推导出三角形的两条边互相垂直,进而判断三角形的类型。
【解析】
设△ABC中,以边BC为直径的圆与边AB相切。
∵ BC是圆的直径,点B是直径的一个端点,
∴ 点B在圆上,即AB与圆的切点为B。
根据切线的性质:圆的切线垂直于过切点的半径,可得过切点B的半径与AB垂直。
又
∵ 直径BC经过圆心和点B,半径在BC所在直线上,因此BC⊥AB,即∠B=90°。
∴ △ABC是直角三角形。
【答案】
直角
【知识点】
1. 切线的性质
2. 直角三角形的判定
【点评】
本题是基础概念应用题,将圆的切线性质和三角形形状判定结合考查,解题的关键是找准切点,利用切线的垂直性质推导三角形的内角为直角。
【难度系数】
0.85
(2)如图,PA切⊙O于点A,PA=2√3 cm,PO=4 cm,⊙O的半径为


[第1(2)题]
[第1(3)题]
2
cm;[第1(2)题]
[第1(3)题]
答案
1.(2) 2
解析
【分析】
解题时首先回忆切线的性质:圆的切线垂直于过切点的半径。因此我们可以连接圆心O和切点A,得到直角三角形PAO,再结合已知的两条边长,用勾股定理即可求出半径OA的长度。
【解析】
连接OA,
∵ PA切⊙O于点A,OA是⊙O的半径,
∴ OA⊥PA,即∠OAP=90°,△OAP为直角三角形。
在Rt△OAP中,PA=2√3 cm,PO=4 cm,
根据勾股定理:OA² + PA² = PO²,
∴ OA = √(PO² - PA²) = √(4² - (2√3)²) = √(16 - 12) = √4 = 2(cm),
即⊙O的半径为2 cm。
【答案】
2
【知识点】
切线的性质;勾股定理
【点评】
本题是切线性质的基础应用题型,解题的关键是通过连接圆心与切点构造直角三角形,再结合勾股定理计算未知线段长度,熟练掌握切线的基本性质即可快速解答。
【难度系数】
0.8
解题时首先回忆切线的性质:圆的切线垂直于过切点的半径。因此我们可以连接圆心O和切点A,得到直角三角形PAO,再结合已知的两条边长,用勾股定理即可求出半径OA的长度。
【解析】
连接OA,
∵ PA切⊙O于点A,OA是⊙O的半径,
∴ OA⊥PA,即∠OAP=90°,△OAP为直角三角形。
在Rt△OAP中,PA=2√3 cm,PO=4 cm,
根据勾股定理:OA² + PA² = PO²,
∴ OA = √(PO² - PA²) = √(4² - (2√3)²) = √(16 - 12) = √4 = 2(cm),
即⊙O的半径为2 cm。
【答案】
2
【知识点】
切线的性质;勾股定理
【点评】
本题是切线性质的基础应用题型,解题的关键是通过连接圆心与切点构造直角三角形,再结合勾股定理计算未知线段长度,熟练掌握切线的基本性质即可快速解答。
【难度系数】
0.8
(3) 如图,AB是$\odot O$的直径,EF是$\odot O$的切线,图中相等的角有
∠C=∠BAE=∠BAF=90°,∠B=∠CAE
.答案
1.(3) ∠C=∠BAE=∠BAF=90°,∠B=∠CAE
解析
【分析】
解题时先从题目的已知条件入手:①看到“AB是⊙O的直径”,优先联想到直径所对的圆周角为直角,可得到∠C=90°;②看到“EF是⊙O的切线”,优先联想到切线的性质:切线垂直于过切点的半径,若切点为A,则AB⊥EF,可得到∠BAE=∠BAF=90°,先推出第一组相等的直角。接下来观察直角中的互余角:∠B与∠BAC互余,∠CAE与∠BAC也互余,根据同角的余角相等,就能推出第二组相等的角。
【解析】
解:1. 由AB是⊙O的直径,根据“直径所对的圆周角是直角”,可得:
$∠ C=90°$
2. 由EF是⊙O的切线,切点为A,根据“切线垂直于过切点的半径”,可得$AB⊥ EF$,因此:
$∠ BAE=∠ BAF=90°$
综上可得$∠ C=∠ BAE=∠ BAF=90°$。
3. 在$Rt△ ABC$中,$∠ B + ∠ BAC=90°$;
又$∠ BAE=90°$,即$∠ CAE + ∠ BAC=90°$;
根据“同角的余角相等”,可得$∠ B=∠ CAE$。
【答案】
$∠ C=∠ BAE=∠ BAF=90°,∠ B=∠ CAE$
【知识点】
直径所对圆周角的性质,切线的性质,同角的余角相等
【点评】
本题是圆相关角的等量关系基础题,解题核心是熟练掌握直径、切线的相关性质,结合直角的互余关系推导角的等量关系,是圆章节的常考基础题型。
【难度系数】
0.8
解题时先从题目的已知条件入手:①看到“AB是⊙O的直径”,优先联想到直径所对的圆周角为直角,可得到∠C=90°;②看到“EF是⊙O的切线”,优先联想到切线的性质:切线垂直于过切点的半径,若切点为A,则AB⊥EF,可得到∠BAE=∠BAF=90°,先推出第一组相等的直角。接下来观察直角中的互余角:∠B与∠BAC互余,∠CAE与∠BAC也互余,根据同角的余角相等,就能推出第二组相等的角。
【解析】
解:1. 由AB是⊙O的直径,根据“直径所对的圆周角是直角”,可得:
$∠ C=90°$
2. 由EF是⊙O的切线,切点为A,根据“切线垂直于过切点的半径”,可得$AB⊥ EF$,因此:
$∠ BAE=∠ BAF=90°$
综上可得$∠ C=∠ BAE=∠ BAF=90°$。
3. 在$Rt△ ABC$中,$∠ B + ∠ BAC=90°$;
又$∠ BAE=90°$,即$∠ CAE + ∠ BAC=90°$;
根据“同角的余角相等”,可得$∠ B=∠ CAE$。
【答案】
$∠ C=∠ BAE=∠ BAF=90°,∠ B=∠ CAE$
【知识点】
直径所对圆周角的性质,切线的性质,同角的余角相等
【点评】
本题是圆相关角的等量关系基础题,解题核心是熟练掌握直径、切线的相关性质,结合直角的互余关系推导角的等量关系,是圆章节的常考基础题型。
【难度系数】
0.8
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