关于圆的动点问题常见解决方案 [例谈圆中常见两解问题]
由于圆具有对称性,以及点、弦、角等元素在圆中位置的相对性.因此,在解答没有给出图形的圆的有关计算题时,就要仔细审题,周密思考,以防漏解. 一、有关点与圆的位置关系问题
例1:点P到⊙O的最大距离是8cm,最小距离是4cm,则⊙O的半径是.
分析:题中并没有说明点P与圆的位置关系,故需分点P在圆内与点P在圆外两种情况求解.
(如图1)当点P在圆内时,由已知,得PA=4, PB=8.
(如图2)当点P在圆外时,由已知,得PA=4,PB=8.
综上所述,⊙O的半径为6cm或2cm.
二、有关平行弦问题
例2:已知四边形ABCD是⊙O的内接梯形,AB∥CD,AB=8,CD=6.⊙O的半径等于5,求梯形ABCD的高.
分析:求圆内接梯形的高就是求圆中两条平行弦间的距离.
(如图3)当AB、CD在圆心的两侧时,过圆心O作EF⊥AB于E,交CD于F.
∵AB∥CD,∴EF⊥CD.
连结OA、OD,则△OAE、△ODF都是直角三角形.
∴梯形的高EF=OE+OF=3+4=7.
(如图4)当AB、CD在圆心O的同侧时,作OF⊥CD于F,交AB于E,连结OA、OD.
同理,求得OE=3,OF=4.
∴梯形的高EF=OF-OE=4-3=1.
综上所述,⊙O的内接梯形ABCD的高为7或1.
三、有关公共弦问题
例3:⊙O1和⊙O2相交于A、B两点,它们的半径AO1=20,AO2=15,公共弦AB=24,则△AO1O2的周长
为 .
分析:因为已知两圆的半径不等,所以,圆心可能在公共弦AB的两侧(如图5),也可能在AB的同侧(如图6).
分别在Rt△AO1C和Rt△AO2C中,由勾股定理求得O1C=16,O2C=9.
∴O1O2=16+9=25.
∴△AO1O2的周长为20+15+25=60.
在图6中,同理求得O1C=16,O2C=9.
∴O1O2=16-9=7.
∴△AO1O2的周长为20+15+7=42.
综上所述,△AO1O2的周长为60或42.
四、有关两条弦的夹角问题
分析:连结OA,则弦AC、AD可能在半径OA的两侧(如图7),也可能在OA的同侧(如图8).
在图7中,连结OC.
∴∠OAD=30°.
∴∠CAD=∠CAO+∠OAD=45°+30°=75°.
在图8中,同理求得∠OAD=30°,∠OAC=45°.
∴∠CAD=∠OAC-∠OAD=45°-30°=15°.
综上所述,∠CAD等于75°或15°.
五、有关圆周角问题
例5 :PA、PB是⊙O的切线,A、B是切点,∠APB=78°,点C是⊙O上异于A、B的任意一点,则∠ACB=.
分析:如图9,因为C是⊙O上异于A、B的任意一点,所以点C可能在优弧AB上,也可能在劣弧 AB上.
当点C在优弧AB上时,连结OA、OB,则OA⊥PA,OB⊥PB.
又∠APB=78°,
∴∠AOB=360°-90°-90°-78°=102°.
当点C"在劣弧AB上时,四边形AC"BC是圆内接四边形.
∴∠AC"B=180°-∠ACB=180°-51°=129°.
综上所述,∠ACB等于51°或129°.
六、有关圆的相切问题
例6:以O为圆心的两个同心圆的半径分别9cm和5cm,若⊙A与这两个圆都相切,则⊙A的半径
为 .
分析:因为相切分内切和外切两种,所以⊙A可能与大圆内切,与小圆外切(如图10),也可能与两个圆都内切(如图11).
综上所述,⊙A的半径为2cm或7cm.
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