中華人民共和國教育部制定的《義務教育數學課程標準》
(2011年版)就《圓》的知識要求:
(1)理解圓、弧、弦、圓心角、圓周角的概念,了解等圓、等弧的概念;探索並了解點與圓的位置關係。(2)*探索並證明垂徑定理:垂直於弦的直徑平分弦以及弦所對的兩條弧。(3)探索圓周角與圓心角及其所對弧的關係,了解並證明圓周角定理及其推論:圓周角的度數等於它所對弧上的圓心角度數的一半;直徑所對的圓周角是直角;90°的圓周角所對的弦是直徑;圓內接四邊形的對角互補。(4)知道三角形的內心和外心。(5)了解直線和圓的位置關係,掌握切線的概念,探索切線與過切點的半徑的關係,會用三角尺過圓上一點畫圓的切線。(6)*探索並證明切線長定理:過圓外一點所畫的圓的兩條切線長相等。(7)會計算圓的弧長、扇形的面積。(8)了解正多邊形的概念及正多邊形與圓的關係。
近幾年襄陽中考題第22題考查圓的綜合性質,包括切線的性質與判定,圓周角定理及其推論,求陰影部分面積及弧長等,對於學生綜合能力,有一定要求,構造輔助線的方法比較常規,屬於中檔題;此題目一般考查五大定理的簡單應用:垂徑定理、三量定理、圓周角定理、切線的性質與判定定理和勾股定理。下面以近幾年襄陽中考題為例加以解讀與說明。
例題1、(2016•襄陽)22.(8分)如圖,直線AB經過⊙O上的點C,直線AO與⊙O交於點E和點D,OB與⊙O交於點F,連接DF、DC.已知OA=OB,CA=CB,DE=10,DF=6.
(1)求證:①直線AB是⊙O的切線;②∠FDC=∠EDC;
(2)求CD的長.
【試題分析】(1)①欲證明直線AB是⊙O的切線,只要證明OC⊥AB即可.
②首先證明OC∥DF,再證明∠FDC=∠OCD,∠EDC=∠OCD即可.
(2)作ON⊥DF於N,延長DF交AB於M,在RT△CDM中,求出DM、CM即可解決問題.
【解答】(1)①證明:連接OC.
∵OA=OB,AC=CB,
∴OC⊥AB,
∵點C在⊙O上,
∴AB是⊙O切線.
②證明:∵OA=OB,AC=CB,
∴∠AOC=∠BOC,
∵OD=OF,
∴∠ODF=∠OFD,
∵∠AOB=∠ODF+∠OFD=∠AOC+∠BOC,
∴∠BOC=∠OFD,
∴OC∥DF,
∴∠CDF=∠OCD,
∵OD=OC,
∴∠ODC=∠OCD,
∴∠ADC=∠CDF.
(2)作ON⊥DF於N,延長DF交AB於M.
∵ON⊥DF,
∴DN=NF=3,
在RT△ODN中,∵∠OND=90°,OD=5,DN=3,
【試題感悟】本題考查切線的判定,等腰三角形的性質、垂徑定理、平行線的判定和性質、勾股定理等知識,解題的關鍵是學會添加常用輔助線,構造輔助線的方法比較常規,構造直角三角形解決問題,屬於中考常考題型。
例題2、(2017•襄陽)22.(8分)(2017•襄陽)如圖,AB為⊙O的直徑,C、D為⊙O上的兩點,∠BAC=∠DAC,過點C作直線EF⊥AD,交AD的延長線於點E,連接BC.
(1)求證:EF是⊙O的切線;
(2)若DE=1,BC=2,求劣弧BC的長l.
【試題分析】(1)連接OC,根據等腰三角形的性質得到∠OAC=∠DAC,求得∠DAC=∠OCA,推出AD∥OC,得到∠OCF=∠AEC=90°,於是得到結論;
(2)連接OD,DC,根據角平分線的定義得到∠DAC=∠OAC,根據三角函數的定義得到∠ECD=30°,得到∠OCD=60°,得到∠BOC=∠COD=60°,OC=2,於是得到結論.
【解答】(1)證明:連接OC,
∵OA=OC,
∴∠OAC=∠DAC,∴∠DAC=∠OCA,
∴AD∥OC,
∵∠AEC=90°,∴∠OCF=∠AEC=90°,
∴EF是⊙O的切線;
【試題感悟】本題考查了切線的判定和性質,等邊三角形的判定和性質,解直角三角形,正確的作出輔助線是解題的關鍵。
例題3、(2018•襄陽)22.(8分)如圖,AB是⊙O的直徑,AM和BN是⊙O的兩條切線,E為⊙O上一點,過點E作直線DC分別交AM,BN於點D,C,且CB=CE.
(1)求證:DA=DE;
(2)若AB=6,CD=4,求圖中陰影部分的面積.
【試題分析】(1)連接OE.推知CD為⊙O的切線,即可證明DA=DE;
(2)利用分割法求得陰影部分的面積.
【解答】解:(1)證明:連接OE.
∵OB=OE,
∴∠OBE=∠OEB.
∵BC=EC,
∴∠CBE=∠CEB,
∴∠OBC=∠OEC.
∵BC為⊙O的切線,
∴∠OEC=∠OBC=90°;
∵OE為半徑,
∴CD為⊙O的切線,
∵AD切⊙O於點A,
∴DA=DE;
【試題感悟】本題考查了切線的判定與性質:從圓外一點引圓的兩條切線,它們的切線長相等,運用全等三角形的判定與性質進行計算。
例題4、(2019•襄陽)22.(8分)如圖,點E是△ABC的內心,AE的延長線和△ABC的外接圓⊙O相交於點D,過D作直線DG∥BC.
(1)求證:DG是⊙O的切線;
(2)連接BD、OB,如圖,先證明∠DEB=∠DBE得到DB=DE=6,再利用正弦定義求出∠BDH=60°,則可判斷△OBD為等邊三角形,所以∠BOD=60°,OB=BD=6,則∠BOC=120°,然後根據弧長公式計算優弧的長.
【解答】(1)證明:連接OD交BC於H,如圖,
∵點E是△ABC的內心,
∴AD平分∠BAC,
即∠BAD=∠CAD,
∴
∴OD⊥BC,BH=CH,
∵DG∥BC,
∴OD⊥DG,
∴DG是⊙O的切線;
(2)解:連接BD、OB,如圖,
∵點E是△ABC的內心,
∴∠ABE=∠CBE,
∵∠DBC=∠BAD,
∴∠DEB=∠BAD+∠ABE=∠DBC+∠CBE=∠DBE,
∴DB=DE=6,
【試題感悟】本題考查了三角形的內切圓與內心:三角形的內心到三角形三邊的距離相等;三角形的內心與三角形頂點的連線平分這個內角.也考查了切線的判定和弧長公式。
【試題點評】本題考查了直線與圓的位置關係,勾股定理,垂徑定理,扇形的面積的計算,正確的作出輔助線是解題的關鍵.當然考生在解答過程中出現了以下情況:推理不清晰。此題的答案中出現下列推理性錯誤: ①由弧EC=弧BC直接得出∠DAO=∠COB.②由弧EC=弧BC臆測得出弧AE=弧EC=弧BC,進而得出∠AOE=∠COE=∠COB=60°.③連接OC,BE,由弧EC=弧BC推出OC垂直平分BE.④在Rt△ABE中,由OA=OB=OE就得出∠EAB=30°.⑤由AE∥CO和 AO=CO得出四邊形AOCE是菱形。答題不規範;此題第(1)小題得出AD∥OC後直接寫出∠DCO=∠ADC=90°。
例題6、(2020•襄陽期末)22.如圖,點B、C、D都在⊙O上,過C點作CA∥BD交OD的延長線於點A,連接BC,∠B=∠A=30°,BD=2.
(1)求證:AC是⊙O的切線;
(2)求由線段AC、AD與弧CD所圍成的陰影部分的面積.(結果保留π)
【試題分析】(1)連接OC,根據圓周角定理求出∠COA,根據三角形內角和定理求出∠OCA,根據切線的判定推出即可;
(2)求出DE,解直角三角形求出OC,分別求出△ACO的面積和扇形COD的面積,即可得出答案。
【解答】(1)證明:連接OC,交BD於E,
∵∠B=30°,∠B=0.5∠COD,
∴∠COD=60°,
∵∠A=30°,
∴∠OCA=90°,
即OC⊥AC,
∴AC是⊙O的切線;
【試題感悟】本題考查了平行線的性質,圓周角定理,扇形的面積,三角形的面積,解直角三角形等知識點的綜合運用,題目比較好,難度適中。
例題7、(2020•襄陽期末)22.如圖,已知Rt△ACE中,∠AEC=90°,CB平分∠ACE交AE於點B,AC邊上一點O,⊙O經過點B、C,與AC交於點D,與CE交於點F,連結BF.
(1)求證:AE是⊙O的切線;
(2)若cos∠CBF=0.8,AE=8,求⊙O的半徑;
【試題分析】(1)連接OB,根據等腰三角形的性質得到∠OCB=∠OBC,根據角平分線的定義得到∠OCB=∠BCF,得到∠OBC=∠BCF,求得∠ABO=∠AEC=90°,於是得到結論;
(2)連接DF交OB於G,根據圓周角定理得到∠CFD=90°,得到∠CFD=∠CEA,推出cos∠CBF=cos∠CEF=0.8,設BE=2x,則DF=4x,CD=5x,得到OC=OB=2.5x,根據勾股定理得到x=1.5(負值捨去),於是得到⊙O的半徑=3.75;
【解答】(1)證明:連接OB,
∵OB=OC,
∴∠OCB=∠OBC,
∵CB平分∠ACE,
∴∠OCB=∠BCF,
∴∠OBC=∠BCF,
∴∠ABO=∠AEC=90°,
∴OB⊥AE,
∴AE是⊙O的切線;
(2)解:連接DF交OB於G,
∵CD是⊙O的直徑,
∴∠CFD=90°,
∴∠CFD=∠CEA,
∴DF∥AE,
∴∠CDF=∠CAB,
∵∠CDF=∠CBF,
∴∠A=∠CBF,
∴cos∠CBF=cos∠CEF=0.8,
∵AE=8,
∴AC=10,
∴CE=6,
∵DF∥AE,
∴DF⊥OB,
∴DG=GF=BE,
設BE=2x,則DF=4x,CD=5x,
∴OC=OB=2.5x,
∴AO=10﹣2.5x,AB=8﹣2x,
∵AO2=AB2+OB2,
∴(10﹣2.5x)2=(8﹣2x)2+(2.5x)2,
解得:x=1.5(負值捨去),
∴⊙O的半徑=3.75;
【試題感悟】本題考查了切線的性質和判定,勾股定理,平行線的判定和性質,矩形的判定和性質,正確的作出輔助線是解題的關鍵。
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