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圆中常见辅助线的添加(归纳分析)

(2009-06-06 09:26:36)
标签:

圆辅助线的添加

教育

分类: 数学解题技巧
圆中常见辅助线的添加(归纳分析)

 

常说“辅助线是几何的生命线”,可见添加辅助线的重要,而圆这一章涉及面广,综合性强,大多数解题往往是围绕“如何添加辅助线”展开的,下面从具体实例谈谈圆中如何添加辅助线。

一、解有关弦的问题时,常常需要作“垂直于弦的直径”和用垂径定理相关知识解题。
圆中常见辅助线的添加(归纳分析)
 

例1:已知:如图一,AB是⊙O的直径,CD是弦,AE⊥CD,垂足为F。

求证:⑴EC=DF

⑵当EF向下平移时,若与AB相交,其它条件不变,那么CE是否与DF相等?[相等,证法与(1)同]
证明(1)
 圆中常见辅助线的添加(归纳分析)圆中常见辅助线的添加(归纳分析)

(变式练习)例2:已知:如图二,AB是⊙O的直径,CD是弦,CE、DF⊥AB于E、F。

求证:AE=BF

略证:作OK1⊥CD于K1,证法与上相仿。

 

二、涉及弦长半径、弓形高、弦心距、弧长、圆心角等相关量计算时,常构造直角三角形,利用解直角三角形的相关知识解题。在处理圆与圆的公切线长a,两圆半径(R、r),圆心距d等相关量的计算问题时,亦属构造直角三角形解题。
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即此弦中点到这弦所对劣弧的中点距离为1cm。
例4:(2002北京西城区)“圆材埋壁”是我国古代茂名的数学著作《九章算术》中的一个问题,“今有圆材,埋在壁中,不知大小,以锯锯之,深一寸,锯道长一尺,问径几何?”用现在的数学语言表达为“如图四,CD为⊙O的直径,弦AB⊥CD,垂足为E,CE=1寸,AB=10寸,求直径CD的长?
 圆中常见辅助线的添加(归纳分析)

略解:连OA,在Rt△AEO中,设OA=r,则OE=r-1,AE=5(寸)

由勾股定理知:圆中常见辅助线的添加(归纳分析)

即直径CD的长为26寸。

例5:如图五:⊙O1、⊙O2外切于点A,外公切线BC、DE分别与⊙O1、⊙O2切于点B、C和D、E,并相交于点P。已知∠BPD=60°。

⑴求⊙O1与⊙O2半径的比。
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三、圆中出现直径时,常添加辅助线,构成直径上的圆周角,以便利用直径上的圆周角是直角的性质。
例6:如图六,AD是△ABC的高,AE是△ABC的外接圆直径,求证:AB·AC=AE·AD
圆中常见辅助线的添加(归纳分析)圆中常见辅助线的添加(归纳分析)
四、在解有关圆的切线问题时,常作出过切点的半径,以便利用切线的性质定理。

例7:如图七,AB为⊙O的直径,C为⊙O上一点,AD和过C点的切线互相垂直,垂足为D,求证:AC平分∠DAB。

分析:(1)连结OC
圆中常见辅助线的添加(归纳分析)圆中常见辅助线的添加(归纳分析)

五、在处理内心的问题时,常需连结顶点与内心,以便利用内切圆的圆心是三角形内角平分线交点这一性质。

例8:如图八,点I是△ABC的内心,AI交边BC于点D,交△ABC外接圆于点E,求证:IE是AE和DE的比例中项

略证:连结BI、BE

 

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六、两圆相切时,可作过切点的公切线,它对两圆起着一个“桥梁”的作用,对于每一个圆,公切线都会产生切线的性质,另外,公切线和过切点的两圆的弦会产生弦切角定理运用的前提。
例9:已知如图九、十:⊙O1、⊙O2相切于点T,直线AB、CD经过点T交⊙O1于点A、C,交⊙O2于点B、D。求证:AC∥BD。
圆中常见辅助线的添加(归纳分析)圆中常见辅助线的添加(归纳分析)圆中常见辅助线的添加(归纳分析)

七、两圆相交、相切时常连结公共弦、连心线等。利用连心线垂直平分公共弦这一性质。

例10、如图十一、十二,半径为5cm和4cm的两圆相交于A、B两点,AB=6cm,则两圆的连心线⊙O1、⊙O2的长是多少?
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八、添加辅助圆证题。

例11:如图十三,在△ABC中,OA=OB=OC。求证:△ABC是Rt△。

如图十四,在△ABC中,AB=AC,求证:∠B=∠C
圆中常见辅助线的添加(归纳分析)圆中常见辅助线的添加(归纳分析)圆中常见辅助线的添加(归纳分析)
 

在解决与圆的性质有关的问题时,通常可以考虑添加什么样的辅助线?

    1)遇到有弦时,常常添加弦心距,以便利用垂径定理或圆心角及其所对的弧、弦和弦心距之间的关系的定理等;

    2)遇到有直径时,常常添加(画直径所对的圆周角,将直径条件转化为直角条件,遇到有切线时,常常添加经过切点的半径,以便利用切线的性质定理;

    3)遇到两圆,常常添加经过点的半径,以便利用切线的性质定理;

    4)遇到两圆,常常添加它们的连心线,以便密切两圆之间的联系;

    5)遇到两圆相交,常常添加它们的公共弦;

    6)遇到两圆相切,常常添加它们的公切线,以便利用切线的性质或弦切角定理;

    7)遇到四边形对角互补,或两个三角形同底同侧并有相等顶角时,常常添加辅助圆,以便利用圆的性质。

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