《垂径定理》教学设计圆是一种特殊图形,它既是轴对称图形,又是中心对称图形。
该节内容分为2课时。
本节课是第1课时,学生通过前面的学习,能用折叠的方法得到圆是一个轴对称图形。
其对称轴是任一条过圆心的直线。
【知识与能力目标】1.理解圆的轴对称性及其相关性质;2.利用圆的轴对称性研究垂径定理及其逆定理。
【过程与方法目标】经历探索圆的对称性及相关性质的过程,进一步体会和理解研究几何图形的各种方法。
【情感态度价值观目标】1. 培养学生独立探索,相互合作交流的精神。
2. 通过学习垂径定理及其逆定理的证明,使学生领会数学的严谨性和探索精神,培养学生学习实事求是的科学态度和积极参与的主动精神。
【教学重点】利用圆的轴对称性研究垂径定理及其逆定理。
【教学难点】和圆有关的相关概念的辨析理解。
(提前一天布置)1. 每人制作两张圆纸片(最好用16K 打印纸)2. 预习课本P 74~P 76内容 第一环节 复习提问1、什么是轴对称图形?我们在学过哪些轴对称图形?如果一个图形沿一条直线对折,直线两旁的部分能够互相重合,那么这个图形叫轴对称图形。
如线段、角、等腰三角形、矩形、菱形、等腰梯形、正方形。
2、我们所学的圆是不是轴对称图形呢?如果是,它的对称轴是什么?你能找到多少条对称轴?归纳:圆是轴对称图形,其对称轴是任意一条过圆心的直线。
第二环节讲授新课活动内容:(一)探索垂径定理。
做一做1.在一张纸上任意画一个⊙O,沿圆周将圆剪下,把这个圆对折使圆的两半部分重合。
2.得到一条折痕CD。
3.在⊙O上任取一点A,过点A作CD折痕的垂线,得到新的折痕,其中,点M是两条折痕的交点,即垂足。
4.将纸打开,新的折痕与圆交于另一点B,如右图问题:(1)观察右图,它是轴对称图形吗?如果是,其对称轴是什么?(2)你能发现图中有那些等量关系?说一说你的理由。
在⊙O中,AB为弦,CD为直径,CD⊥AB提问:你在图中能找到哪些相等的量?并证明你猜想的结论。
证明过程见PPT。
几何语言如图∵CD是直径,CD⊥AB,∴AM=BM,==,AC BC AD BD总结得出垂径定理:垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的弧。
(二)讲解例题及完成随堂练习。
[例1]如右图所示,一条公路的转弯处是一段圆弧(即图中CD,点O是CD的圆心),其中CD=600m,E为CD上一点,且OE⊥CD,垂足为F,EF=90 m.求这段弯路的半径。
[分析]要求弯路的半径,连接OC,只要求出OC的长便可以了.因为已知OE⊥CD,所以CF=CD=300 cm,OF=OE-EF,此时得到了一个Rt△CFO,利用勾股定理便可列出方程.解答过程见PPT。
练习:1、如图3-33所示,弦CD垂直于⊙O的直径AB,垂足为E,且CD=22,BD=3,则AB的长为 ( )A.2 B.3C.4 D.52、如图3-35所示,⊙O的直径AB垂直弦CD于P,且P是半径OB的中点,CD=6 cm,则直径AB的长是 ( )A.23cm B.32cmC.42cm D.43cm3.如图所示,在⊙O中,AB和AC是互相垂直的两条弦,OD⊥AB于D,OE⊥AC于E.且AB=8 cm,AC=6 cm,那么⊙O的半径OA的长为。
答案:1.B 2.D 3. 5 cm(三)探索垂径定理逆定理并完成随堂练习。
想一想:如下图示,AB是⊙O的弦(不是直径),作一条平分AB的直径CD,交AB于点M。
同学们利用圆纸片动手做一做,然后回答:(1)上图是轴对称图形吗?如果是,其对称轴是什么?(2)你能发现图中有那些等量关系?说一说你的理由。
总结得出垂径定理逆定理:平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的弧。
讨论(1)过圆心(2)垂直于弦(3)平分弦(4)平分弦所对优弧(5)平分弦所对的劣弧。
(1)平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧。
(2)弦的垂直平分线经过圆心,并且平分弦所对的两条弧。
(3)平分弦所对的一条弧的直径,垂直平分弦,并且平分弦所对的另一条弧。
练习:1.下列命题:①圆心不同,直径相等的两圆是等圆;②长度相等的两弧是等弧;③圆中最长的弦是直径;④圆的对称轴是圆的直径;⑤圆不是旋转对称图形.其中正确的有( )A.1个B.2个C.3个D.4个2.P为⊙O内一点,且OP=8 cm,过P的最长弦长为20 cm,则过P的最矩弦长(3)(1)(2)(4)(5)(2)(3)(1)(4)(5)(1)(4)(3)(2)(5)为。
3.如图是一大型圆形工件被埋在土里而露出地表的部分.为推测它的半径,小亮同学谈了他的做法:先量取弦AB的长,再量中点到AB的距离CD的长,就能求出这个圆形工件的半径.你认为他的做法合理吗?如不合理,说明理由;如合理,请你给出具体的数值,求出半径。
答案:1.B2.12 cm [提示:过P 的最长弦为直径,即直径等于20 cm ,最短弦为过P 且垂直OP 的弦,利用勾股定理可求最短弦的一半长为6 cm ,则弦长为12 cm .]3.分析:由CD 平分弧AB 且垂直于AB ,得CD 经过圆心O ,连AO ,由垂径定理得AD =1/2AB , 设圆形工件半径为r ,OD =OC -CD =r -CD ,在直角三角形AOD 中,由勾股定理,求出r 。
解、小亮的做法合理.取AB =8 m ,CD =2 m , 设圆形工件半径为r , ∴r 2=(r -2)2+42. 得r =5(m ).活动目的:内容(一)的主要目的就是通过学生动手实验,采用折叠的方法认识圆是轴对称图形,其对称轴是任意一条过圆心的直线;内容(二)的主要目的就是让学生弄清和圆有关的这些概念,便于以后内容的学习研究;内容(三)的主要目的就是通过学生做一做,观察,猜想,验证等的过程得到新知,同时也培养学生合作交流的能力,以及再次体会研究图形的多种方法。
内容(四)的主要目的让学生应用新知识构造直角三角形,并通过方程的方法去解决几何问题。
内容(五)的主要目的与内容(三)相似。
实际教学效果:对于活动(一),学生在探索圆是轴对称图形时,应该把机会留给学生,让他们相互交流,发表自己的想法;对于活动(二),要注意让学生借助图形去认识,并弄清他们之间的联系和区别,还应该注意补充一些概念,如半圆,劣弧,优弧等;对于活动(三),师生要按四个步骤共同操作,逐步引导学生通过观察,猜想到理论验证垂径定理,并帮助学生去理解和记忆垂径定理,如推理格式:如图所示 CO ⊥AB ,CD 为⊙O 的直径 AM =BM ,AD =BD ,AC =BC 。
另外在证明垂径定理时,学生对如何证明平分弦所对的弧会较难表述。
教师要运用轴对称性启发引导。
对于活动(四), 教师要引导学生如何应用垂径定理去更好衔接上,至于这一逆 定理的探索过程与前面垂径定理的探索过程类似,在完成随堂练习时,教师要提示学生,符合条件图形有三种情况:圆心在平行弦外,在其中一条弦上、在平行弦内,但说理的思路都是一样。
O ABC DE第三环节课堂小结活动内容:师生互相交流总结:1.本节课我们探索了圆的轴对称性;2.利用圆的轴对称性研究了垂径定理及其逆定理;3.垂径定理和勾股定理相结合,构造直角三角形,可解决计算弦长、半径、弦心距等问题。
活动目的:通过回顾本节课经历的各个环节,鼓励学生畅谈自己的收获和感想,培养学生良好的学习习惯。
实际教学效果:学生在互相交流中,对于归纳出来的内容,会有各种表述,只要合理,教师都应该鼓励。
中考链接1.如图3-36所示,在同心圆中,大圆的弦AB交小圆于C,D,已知AB=2CD,AB 的弦心距等于CD长的一半,那么大圆与小圆的半径之比是 ( )A.3∶2 B.5∶2C.5∶2D.5∶42.⊙O的半径为5,弦AB的长为8,M是弦AB上的动点,则线段OM的长的最小值为____.最大值为____________。
3.如图,A、B是圆O上的两点,∠AOB=120°,C是AB弧的中点。
(1)求证:AB平分∠OAC;(2)延长OA至P使得OA=AP,连接PC,若圆O的半径R=1,求PC的长。
答案:1.C[提示:AB与CD的弦心距相同.2.分析:当OM垂直于AB时OM最小,当M于A或B重合时,OM最大解:当OM垂直于AB时OM最小,这时AM=1/2AB=4,连AO得直角三角形AOM,由勾股定理得,OM=3,当M于A或B重合时,OM最大为半径53.解答:(1)证明:连接OC,∵∠AOB=120°,C是AB弧的中点,∴∠AOC=∠BOC=60°,∵OA=OC,∴△ACO是等边三角形,∴OA=AC,同理OB=BC,∴OA=AC=BC=OB,∴四边形AOBC是菱形,∴AB平分∠OAC;(2)解:连接OC,∵C为弧AB中点,∠AOB=120°,∴∠AOC=60°,∵OA=OC,∴OAC是等边三角形,∵OA=AC,∴AP=AC,∴∠APC=30°,∴△OPC是直角三角形,∴。
第四环节课后作业1.课本习题3.2,1,2。
试一试12.预习课本P78~81内容。
略。