圆和圆的位置关系

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2013-06-18

(二)观察、猜想、证明

1、观察:同样相交两圆,也构成对称图形,它是以连心线为对称轴的轴对称图形.

2、猜想:“相交两圆的连心线垂直平分公共弦”.

3、证明:

对A层学生让学生写出已知、求证、证明,教师组织;对B、C层在教师引导下完成.

已知:⊙O1和⊙O2相交于A,B.

求证:Q1O2是AB的垂直平分线.

分析:要证明O1O2是AB的垂直平分线,只要证明O1O2上的点和线段AB两个端点的距离相等,于是想到连结O1A、O2A、O1B、O2B.

证明:连结O1A、O1B、 O2A、O2B,∵O1A=O1B,

∴O1点在AB的垂直平分线上.

又∵O2A=O2B,∴点O2在AB的垂直平分线上.

因此O1O2是AB的垂直平分线.

也可考虑利用圆的轴对称性加以证明:

∵⊙Ol和⊙O2,是轴对称图形,∴直线O1O2是⊙Ol和⊙O2的对称轴.

∴⊙Ol和⊙O2的公共点A关于直线O1O2的对称点即在⊙Ol上又在⊙O2上.

∴A点关于直线O1O2的对称点只能是B点,

∴连心线O1O2是AB的垂直平分线.

定理:相交两圆的连心线垂直平分公共弦.

注意:相交两圆连心线垂直平分两圆的公共弦,而不是相交两圆的公共弦垂直平分两圆的连心线.

(三)应用、反思

例1、已知两个等圆⊙Ol和⊙O2相交于A,B两点,⊙Ol经O2。

求∠OlAB的度数.

分析:由所学定理可知,O1O2是AB的垂直平分线,

又⊙O1与⊙O2是两个等圆,因此连结O1O2和AO2,AO1,△O1AO2构成等边三角形,同时可以推证⊙O l和⊙O2构成的图形不仅是以O1O2为对称轴的轴对称图形,同时还是以AB为对称轴的轴对称图形.从而可由

∠OlAO2=60°,推得∠OlAB=30°.

解:⊙O1经过O

⊙O1与⊙O2是两个等圆

∴OlA= O1O2= AO2

∴∠O1A O2=60°,

又AB⊥O1O2

∴∠OlAB =30°.

例2、已知,如图,A是⊙O l、⊙O2的一个交点,点P是O1O2的中点。过点A的直线MN垂直于PA,交⊙O l、⊙O2于M、N。

求证:AM=AN.

证明:过点Ol、O2分别作OlC⊥MN、O2D⊥MN,垂足为C、D,则OlC∥PA∥O2D,且AC=  AM,AD=  AN.

∵OlP= O2P ,∴AD=AM,∴AM=AN.

例3、已知:如图,⊙Ol与⊙O2相交于A、B两点,C为⊙Ol上一点,AC交⊙O2于D,过B作直线EF交⊙Ol、⊙O2于E、F.

求证:EC∥DF

证明:连结AB

∵在⊙O2中∠F=∠CAB,

在⊙Ol中∠CAB=∠E,

∴∠F=∠E,∴EC∥DF.

反思:在解有关相交两圆的问题时,常作出连心线、公共弦,或连结交点与圆心,从而把两圆半径,公共弦长的一半,圆心距集中到一个三角形中,运用三角形有关知识来解,或者结合相交弦定理,圆周角定理综合分析求解.

(四)小结

知识:相交两圆的性质:相交两圆的连心线垂直平分公共弦.该定理可以作为证明两线垂直或证明线段相等的依据.

能力与方法:①在解决两圆相交的问题中常常需要作出两圆的公共弦作为辅助线,使两圆中的角或线段建立联系,为证题创造条件,起到了“桥梁”作用;②圆的对称性的应用.

(五)作业  教材P152习题A组7、8、9题;B组1题.

探究活动

问题1:已知AB是⊙O的直径,点O1、O2、…、On在线段AB上,分别以O1、O2、…、On为圆心作圆,使⊙O1与⊙O内切,⊙O2与⊙O1外切,⊙O3与⊙O2外切,…,⊙On与⊙On-1外切且与⊙O内切.设⊙O的周长等于C,⊙O1、⊙O2、…、⊙On的周长分别为C1、C2、…、Cn.

(1)当n=2时,判断Cl+C2与C的大小关系;

(2)当n=3时,判断Cl+C2+ C3与C的大小关系;

(3)当n取大于3的任一自然数时,Cl十C2十…十Cn与C的大小关系怎样?证明你的结论.

提示:假设⊙O、⊙O1、⊙O2、…、⊙On的半径分别为r、rl、r2、…、rn,通过周长计算,比较可得(1)Cl+C2=C;(2)Cl+C2+ C3=C;(3)Cl十C2十…十Cn=C.

问题2:有八个同等大小的圆形,其中七个有阴影的圆形都固定不动,第八个圆形,紧贴另外七个无滑动地滚动,当它绕完这些固定不动的圆形一周,本身将旋转了多少转?

提示:1、实验:用硬币作初步实验;结果硬币一共转了4转.

2、分析:当你把动圆无滑动地沿着 圆周长的直线上滚动时,这个动圆是转 转,但是,这个动圆是沿着弧线滚动,那么方才的说法就不正确了.在我们这个题目中,那动圆绕着相当于它的圆周长的 的弧线旋转的时候,一共走过的不是 转;而是 转,因此,它绕过六个这样的弧形的时,就转了 转

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