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初中数学几何培优第四十五讲:巧用直线与圆的位置关系(一)

 一个大风子 2023-01-20 发布于黑龙江

【知识解读】

1.直线和圆的位置关系:

设圆的半径为r,圆心到直线的距离为d.

(1)直线与圆相交 ←→ 0≤d<r;

(2)直线与圆相切 ←→  d=r;

(3)直线与圆相离 ←→  d>r.

2.圆的切线:

(1)一个定义与圆只有一个公共点的直线叫做圆的切线;这个公共点叫做切点;

(2)两种判定①若圆心到直线的距离等于半径,则该直线是圆的切线;②经过半径的外端,并且垂直于这条半径的直线是圆的切线;

(3)判定直线和圆的位置,一般考虑如下“三步曲”:

一“”:看看题目中有没有告诉我们直线和圆有几个公共点;

二“”:算算圆心到直线的距离d和圆的半径r之间的大小关系,然后根据上述关系作出判断;

三“证明”:证明直线是否经过半径的外端,并且与该半径的位置关系是否垂直。

切线的判定,添加辅助线是难点,通常从以下两个角度考虑:

①若所要证明的切线与圆有公共点,这时连接圆心,证明与半径垂直;

②若题干中没有交代所要证明的切线与圆有公共点,这时过圆心向该直线作垂线,证明垂线段的长度等于圆的半径.简单地记为“有点连半径,证垂直;无点作垂直,证半径”。

(4)四条性质:

①圆心到切线的距离等于圆的半径

②圆的切线垂直于过切点的半径;

③经过圆心,与切线垂直的直线必经过切点;

④经过切点,与切线垂直的直线必经过圆心.

应用切线的性质解题,经常需要“连接圆心和切点”,把相切转化为垂直,再把垂直转化为直角来解决问题.

【典型示范】

例1如图1-5-1,如图,已知⊙O的半径为6cm,射线PM经过点O,OP=10cm,射线PN与⊙O相切于点Q.A,B两点同时从点P出发,点A以5cm/s的速度沿射线PM方向运动,点B以4cm/s的速度沿射线PN方向运动.设运动时间为ts.

(1)求PQ的长;

(2)当t为何值时,直线AB与⊙O相切?

图片

【提示】(1)连接OQ;

(2)先罗列两要素:半径R,圆心到直线的距离d;再分类列方程;最后解方程、检验.一般情况下,这个类型题无法先画出比较准确的示意图.


拓展训练

    如图1-5-2,已知射线DEx轴和y轴分别交于点D(3,0)和点E(0,4).动点C从点M(5,0)出发,以1个单位长度/秒的速度沿x轴向左作匀速运动,与此同时,动点P从点D出发,也以1个单位长度/秒的速度沿射线DE的方向作匀速运动.设运动时间为t秒.以点C为圆心、½t个单位长度为半径的⊙Cx轴交于B两点(点A在点B的左侧),连接PAPB.当⊙C与射线DE有公共点时,求t的取值范围.

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【提示】读懂题意,抽丝剥茧,读者可思考三个问题:

①OC的半径怎样变”个化?

②OC在运动的过程中,什么时间开始与射线DE有公共点?什么时间结束与射线DE有公共点?

③研究OC与射线DE的公共点,与点P有关系吗?

显然,当A,D重合时,OC与射线DE开始有公共点;当OC与射线DE相切之后,就结束与射线DE有公共点.OC与射线DE相切的图形你会画吗?怎样求OC与射线DE相切时对应的t的值呢?

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