正多边形和圆

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2013-06-18

教师引导学生分析,学生动手证明.

证法1:连结OA、OB、OC,

∵五边形ABCDE外切于⊙O.

∴∠BAO=∠OAE,∠OCB=∠OCD,∠OBA=∠OBC,

又∵∠BAE=∠ABC=∠BCD.

∴∠BAO=∠OCB.

又∵OB=OB

∴△ABO≌△CBO,∴AB=BC,同理  BC=CD=DE=EA.

∴五边形ABCDE是正五边形.

证法2:作⊙O的半径OA’、OB’、OC’,则

OA’⊥AB,OB’⊥BC、OC’⊥CD.

∠B=∠C  ∠1=∠2   =  .

同理   =  =  =  ,

即切点A’、B’、C’、D’、E’是⊙O的5等分点.所以五边形ABCDE是正五边形.

反思:判定正多边形除了用定义外,还常常用正多边形与圆的关系定理1来判定,证明关键是证出各切点为圆的等分点.由同样的方法还可以证明“各角相等的圆外切n边形是正边形”.

此外,用正多边形与圆的关系定理1中“把圆n等分,依次连结各分点,所得的多边形是圆内接正多边形”还可以证明“各边相等的圆内接n边形是正n边形”,证明关键是证出各接点是圆的等分点。

拓展1:已知:如图,五边形ABCDE内接于⊙O,AB=BC=CD=DE=EA.

求证:五边形ABCDE是正五边形.(证明略)

分小组进行证明竞赛,并归纳学生的证明方法.

拓展2:已知:如图,同心圆⊙O分别为五边形ABCDE内切圆和外接圆,切点分别为F、G、H、M、N.

求证:五边形ABCDE是正五边形.(证明略)

学生独立完成证明过程,对B、C层学生教师给予及时指导,最后可以应用实物投影展示学生的证明成果,特别是对证明方法好,步骤推理严密的学生给予表扬.

例2、已知:正六边形ABCDEF.

求作:正六边形ABCDEF的外接圆和内切圆.

作法:1过A、B、C三点作⊙O.⊙O就是所求作的正六边形的外接圆.

2、以O为圆心,以O到AB的距离(OH)为半径作圆,所作的圆就是正六边形的内切圆.

用同样的方法,我们可以作正n边形的外接圆与内切圆.

练习:P161

1、求证:各边相等的圆内接多边形是正多边形.

2、(口答)下列命题是真命题吗?如果不是,举出一个反例.

(1)各边相等的圆外切多边形是正多边形;

(2)各角相等的圆内接多边形是正多边形.

3、已知:正方形ABCD.求作:正方形ABCD的外接圆与内切圆.

(三)小结

知识:复习了正多边形的定义、概念、性质和判定方法.

能力与方法:重点复习了正多边形的判定.正多边形的外接圆与内切圆的画法.

(四)作业

教材P172习题4、5;另A层学生:P174B组3、4.

探究活动

折叠问题:(1)想一想:怎样把一个正三角形纸片折叠一个最大的正六边形.

本文章共4页,当前在第3页  1  2  3  4

(提示:①对折;②再折使A、B、C分别与O点重合即可)

(2)想一想:能否把一个边长为8正方形纸片折叠一个边长为4的正六边形.

(提示:可以.主要应用把一个直角三等分的原理.参考图形如下:

①对折成小正方形ABCD;

②对折小正方形ABCD的中线;

③对折使点B在小正方形ABCD的中线上(即B’);

④则B、B’为正六边形的两个顶点,这样可得满足条件的正六边形.)

探究问题:

(安徽省2002)某学习小组在探索“各内角都相等的圆内接多边形是否为正多边形”时,进行如下讨论:

甲同学:这种多边形不一定是正多边形,如圆内接矩形;

乙同学:我发现边数是6时,它也不一定是正多边形.如图一,△ABC是正三角形,    形,  =  =  ,可以证明六边形ADBECF的各内角相等,但它未必是正六边形;

丙同学:我能证明,边数是5时,它是正多边形.我想,边数是7时,它可能也 是正多边形.

(1)请你说明乙同学构造的六边形各内角相等.

(2)请你证明,各内角都相等的圆内接七边形ABCDEFG(如图二)是正七边形(不必写已知、求证).

(3)根据以上探索过程,提出你的猜想(不必证明).

(1)[说明]

(2)[证明]

(3)[猜想]

解:(1)由图知∠AFC对  .因为  =  ,而∠DAF对的  =  +  =  +  =  .所以∠AFC=∠DAF.

同理可证,其余各角都等于∠AFC.所以,图1中六边形各内角相.

(2)因为∠A对  ,∠B对  ,又因为∠A=∠B,所以  =  .所以   =  .

同理  =  =  =  =  =  =  .所以 七边形ABCDEFG是正七边形.

猜想:当边数是奇数时(或当边数是3,5,7,9,……时),各内角相等的圆内接多边形是正多边形.

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