段云
【摘要】圓是最簡單的圖形,也是一個特殊的平面曲線圖形.在初中數(shù)學(xué)教學(xué)當(dāng)中,學(xué)習(xí)圓的種種特殊性質(zhì)和解題方法尤為重要.在試卷中關(guān)于“圓”的試題占分比率不低,以及在應(yīng)用題中需要以圓做輔助線減小解題難度.圓有許多特殊性質(zhì)可以幫助學(xué)生解決數(shù)學(xué)問題.例如,在三角形、正多邊形、求取點的個數(shù)的問題中能夠?qū)⑻貏e復(fù)雜的問題簡單化.所以“圓”是初中數(shù)學(xué)教學(xué)的重要教學(xué)內(nèi)容.
【關(guān)鍵詞】輔助圓;弦;直徑;?。缓喕瘑栴};做輔助線;中心對稱;垂徑定理
一、圓的基本定義
圓的定義:圓是一種比較特殊的幾何圖形,指的是在一個平面當(dāng)中存在的點,這些點都遵從一個特性,它們到一個定點的距離都相等.而滿足條件的這些點的集合就稱為圓.這個給定的點稱為圓的圓心,到這個定點的距離就稱為圓的半徑.在教學(xué)當(dāng)中,用來作圖的工具是圓規(guī).(圓規(guī)的設(shè)計也正好說明了圓的性質(zhì),一個確定的圓心和一段確定的半徑就能畫出一個圓).圓是一條閉合的曲線,曲線以內(nèi)為圓的內(nèi)部,曲線以外為圓的外部.圓之間的內(nèi)切指的就是兩個圓在圓的內(nèi)部相切,圓之間的外切指的就是兩個圓在圓的外部相切.這條閉合曲線稱為圓周,圓周的長度稱為圓的周長.
二、與圓相關(guān)的一些其他參數(shù)
1.弦:連接已知圓上任意兩點的線段.一個圓可以由無數(shù)條弦組成,過圓心的弦就是圓的直徑.
2.直徑:通過圓心的弦就是直徑.直徑的兩個端點都在圓周上,用d表示.直徑所在的直線是圓的對稱軸.因為對于一個圓來說,其直徑是唯一大小的.所以直徑是決定圓的大小的單位.
3.?。簣A上任意兩點之間的距離.(將一個圓以任意圓上的兩點截斷可得到兩段曲線,這兩條曲線就是?。?弧分為劣弧和優(yōu)弧.小于半徑的弧稱為劣弧,通常用圓上的兩個點來表示,如AB.大于半徑的弧稱為優(yōu)弧,通常用圓上的三個點來表示,如ACB.
三、圓的對稱
關(guān)于圓的對稱有一個重要的定理——垂徑定理.圓的重要性質(zhì)需要通過垂徑定理來推敲,圓的對稱性也是證明弧相等、線段相等以及垂直關(guān)系的重要依據(jù).在進行作圖、做圓輔助線以及圓的計算都涉及圓的對稱.因此,這部分內(nèi)容是圓教學(xué)的重點和難點.
1.圓的軸對稱性及垂徑定理.垂徑定理指的是圓的直徑和弦,以及弦所對的弧之間的對應(yīng)關(guān)系,如弦所對的弧之間的垂直或平分,是解決圓內(nèi)的弧、角、線段的關(guān)系以及垂直關(guān)系的定理.
例如,“已知四邊形ABCD是⊙O的內(nèi)接梯形,AB∥CD,AB=8,CD=6,圓O的半徑是5,則梯形的面積是?”想要求梯形面積就必須知道以下條件:上底、下底、高.求高則成了這道題的難點.由于已知半徑,做一條垂直于底邊的垂直平分輔助線,由輔助線做出兩個三角形,由勾股定理求出未知直角邊,兩直角邊之和就是梯形的高.由梯形面積公式可得梯形面積為49.
2.圓的中心對稱性.圓是中心對稱圖形.中心對稱圖形是指一個圖形本身成中心對稱.圓的對稱中心點是圓心.圓上所有點都是關(guān)于它的對稱中心的對應(yīng)點.而對應(yīng)點都在這個圖形上.如果將中心對稱的兩個圓看成一個圖形,那么這個由兩個圓組成的圖形就是中心對稱圖形.
四、圓周角定理
圓周角指的是頂點在圓周上,并且兩邊為圓的兩條弦的角.即圓周角的頂點在圓上,而它的兩邊為圓的兩條弦.圓周角定理:在同圓或等圓中,同弧或等弧所對的圓周角都等于這條弧所對的圓心角的一半.在圓周角的有關(guān)證明題、計算題當(dāng)中,如果能從圓心角與圓周角的關(guān)系來思考,一般都可以快捷地找到解題思路,從而使問題在短時間內(nèi)得到解答.
例如,“在一個圓當(dāng)中,已知一條圓心角為60度的弦,請畫出另外一條與其平行且長度為其二分之一弦.”解題思路:“想要畫出一條與已知弦平行且長度為其二分之一的一條弦,只需要畫一條圓心角為30度的且與其平行的弦即可.”
五、輔助圓的應(yīng)用
1.畫輔助圓求三角形的度數(shù).求三角形的度數(shù)的一般方法為在公共點做一個頂點,然后再畫出三角形的外接圓.從而建立三角形與輔助圓之間的相應(yīng)關(guān)系,從而解決問題.例如,“在一個不規(guī)則三角形中做出一個等腰三角形.”解題思路:“只需取三角形任意頂點為圓心以一條臨邊為半徑畫圓,該圓與三角形另一邊的交點則與其相等,從而得到等腰三角形.”
2.畫輔助圓求線段的長度.此方法較為簡單,只需遵循在同一圓內(nèi)任一半徑都相等的原則.
3.畫輔助圓求正多邊形的面積.正多邊形的面積是一個難點,如果在其外面畫輔助圓,然后通過畫三角形建立圓與多邊形之間的關(guān)系,即可簡化問題難度.
六、結(jié)語
圓是最基礎(chǔ)的平面圖形,在初中最常見的數(shù)學(xué)問題中都有涉及.當(dāng)我們遇到用常規(guī)思維方式不能解決的問題時,不妨利用畫輔助圓的方式將問題簡單化,仔細(xì)思考圓的各種特殊定義和性質(zhì),即可將抽象題目直觀化,進而解決我們遇到的各種復(fù)雜問題.
【參考文獻】
[1]趙守文.催生點·激發(fā)點·活化點——透過大賽綜觀“圓周角”教學(xué)[J].黑龍江教育(中學(xué)),2011(22):67-70.
[2]李龍海.說說圓周角[J].初中生輔導(dǎo),2014(36):25-28.