1、庖丁巧解牛知识巧学 一、圆周角定理圆周角定理:一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半.应当注意的是,圆心角与圆周角一定是对着同一条弧,它们才有上面定理中所说的数量关系. 疑点突破 在圆周角定理的证明中,运用了数学中分类讨论和化归的思想以及完全归纳的证明方法.这个定理是从特殊情况入手研究的:当角的一边过圆心时,得到圆周角与同弧上的圆心角的关系;然后研究当角的一边不经过圆心时,圆周角与同弧上的圆心角之间的关系.在角的一边不经过圆心时,又有两种情况:一是圆心在圆周角内;二是圆心在圆周角外.经过这样分不同情况的讨论,最后得到不论角的一边是否经过圆心,都有定理中的结论成立.在几何里,许多定理的证明,
2、都需要像这样分情况进行,后面还会遇到这种分情况证明的定理. 方法归纳 通过对这个定理的分析、证明,我们可以看到,在几何里讨论问题时,常常从特殊情况入手,因为特殊情况下的问题往往容易解决,如图2-1-2中,中间一种情况为圆周角的一边经过圆心,此时AOB=2C很容易证明.特殊情况下的问题解决之后,再想办法把一般情况下的问题转化为特殊情况下的问题,如图2-1-2左图和右图的情况,通过辅助线,把它们变成中间那样的两个角的和或差,这样利用特殊情况下的结论,便可使一般情况下的结论得证. 联想发散 定理也可理解成一条弧所对的圆心角是它所对的圆周角的二倍;圆周角的度数等于它所对的弧的度数的一半.图2-1-2二
3、、圆周角定理的两个推论推论1:同弧或等弧所对的圆周角相等;同圆或等圆中,相等的圆周角所对的弧也相等.如图2-1-3,ABE=ACE=ADE,A=B=C. 图2-1-3 图2-1-4推论2:半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90的圆周角所对的弦是直径.如图2-1-4,ACB=ADB=AEB=90,AB是直径. 深化升华 圆周角定理及其推论是进一步推导圆的其他重要性质的理论根据,而且为角的计算,推证角相等、弧相等、弦相等,判定相似三角形、直角三角形等平面几何中常见的一些问题提供了十分简便的方法,学习中要注意体会.问题探究问题1 在一个圆中,圆周角与它所对的弧的对应关系在解决问题当中有什么作用?实践
4、中如何加以应用?思路:在圆中,只要有弧,就存在着弧所对的圆周角.同弧所对的圆周角相等,而相等的角为几何命题的推论提供了条件.探究:在刚刚学习圆的知识或图形比较复杂时,往往缺少用这个知识点的意识,应该在实践中不断摸索和总结规律.比如由弧找角,如图2-1-5中,已知,那么在所对的圆周上任取一点都可得到相等的圆周角C=D=E.也可以由角找弧,再由弧找角,如图2-1-6中,AD平分BAC,得1=2,1对,2对,3也对,故1=2=3,如果要证DCBDAB,无疑两个相等的角为此提供了条件. 图2-1-5 图2-1-6问题2 在圆中,直径所对的圆周角等于90,解决问题时应怎样利用这一条件?思路:只要在已知中
5、给出了直径这一条件,不仅要想到它和半径的关系,还要想到封闭了它所对的圆周角,便得到了直角三角形,这样有关直角三角形的性质便可应用了.探究:如图2-1-7,以CD为直径的O交ACD的两边于B、E,连结BE.求证:ADcosA=AB.此题必须先证AD、AB所在的ABD为直角三角形,此时连结BD,可由直径所对的圆周角为90,创造所需的条件.又如图2-1-8,在O中,直径ABCD,弦AECF.要证ABECDF,在已知A=C,AB=CD以后,还缺少一个条件,由AB、CD为直径,想到连结BE、CF,便可知E=F=90,这就为证三角形全等提供了条件. 图2-1-7 图2-1-8典题热题例1如图2-1-9,已
6、知O中AOB=2BOC,求证:ACB=2BAC.思路分析:圆周角ACB与圆心角AOB对着同一条弧,图2-1-9ACB=AOB.同理,BAC=BOC,再利用已知条件可得结论.证明:ACB=AOB,AOB=2BOC,ACB=BOC.又BAC=BOC,ACB=2BAC. 深化升华 只要是在圆中考查角的关系,那么就要考虑弧的中介作用.例2如图2-1-10,在RtABC中,BCA=90,以BC为直径的O交AB于E点,D为AC的中点,连结BD交O于F点.图2-1-10求证:.思路分析:要证,虽然四条线段分别在BEF与BCF中,但这两个三角形一个是钝角三角形,另一个是直角三角形,不可能相似,故只能够借助中间
7、比.证明:连结CE,BC为O的直径,BFC=90,BEC=90.又ACB=90,BCE=A.又BFE=BCE,BFE=A.BEFBAD.BFC=BCA,CBD=CBD,CBFDBC.又AD=CD,.例3已知O中,AB=AC,D是BC延长线上一点,AD交O于E.求证:AB2=ADAE.图2-1-11思路分析:由欲证的乘积式写出比例式,找到应该证明的相似的三角形,利用同弧所对的圆周角相等的性质进行证明.证明:AB=AC,=AC.ABD=AEB.在ABE与ADB中,ABEADB.,即AB2=ADAE. 深化升华 在圆当中证明比例式或等积式时,通常利用两角相等加以说明,这当中使用最多的就是利用圆周角转
8、移角的位置,产生相似关系.例4已知AD是ABC的高,AE是ABC的外接圆O的直径.求证:BAE=DAC.图2-1-12思路分析:连结BE,由AE为直径可以得到ABE=90.则在ABE与ADC中,又有同弧所对的圆周角C与E相等,可以证明结论.证明:连结BE,AE为直径,ABE=90.AD是ABC的高,ADC=90.ADC=ABE.E=C,BAE=180-ABE-E,DAC=180-ADC-C.BAE=DAC.例5已知ABC的外接圆中,D、E分别为与的中点,弦DE交AB、AC于F、G.求证:AF=AG.图2-1-13思路分析:可以通过等角对等边来证明此题,即证明AFE=AGF,将AFE、AGF分别看作FBE与DGC的外角,利用已知中D、E为、的中点可以证明角相等.证明:连结BE、CD,AFE=1+2,又1+2(+),AFE(+).AGD(+)3+4.D、E为、中点,=,=.AFE=AGD.AF=AG. 深化升华 角的度数与弧的度数相等时,常采用如下记号表示:,即在等号的上方加上字母m.