浅谈圆的辅助线作法.doc

1、浅 谈 圆 的 辅 助 线 作 法摘要：数学教学的重要目的在于培养学生的数学思维能力，而创造性是数学思维的最根本.最核心的智力品质。在初中平面几何的教学中，要不断地利用教材特征，挖掘生活素材，适时地培养学生的创造性思维能力。下面以怎样作圆的辅助线的探索与归纳予以说明。关键词：圆 半径 直径 弦 弦心距在平面几何中，与圆有关的许多题目需要添加辅助线来解决。百思不得其解的题目，添上合适的辅助线，问题就会迎刃而解，思路畅通，从而有效地培养学生的创造性思维。添加辅助线的方法有很多，本文只通过分析探索归纳几种圆中常见的辅助线的作法。下面以几道题目为例加以说明。1.有弦，可作弦心距在解决与弦、弧有关的问题

2、时，常常需要作出弦心距、半径等辅助线，以便应用于垂径定理和勾股定理解决问题。例 1 如图 1, O 的弦 AB、CD 相交于点 P，且 AC=BD。求证：PO 平分APD。分析 1：由等弦 AC=BD 可得出等弧 =进一步得出 = ，从而可证等弦 AB=CD，由同圆中等弦上的弦心距相等且分别垂直于它们所对应的弦，因此可作辅助线 OEAB，OFCD，易证OPEOPF，得出 PO 平分APD。证法 1：作 OEAB 于 E，OFCD 于 FAC=BD = = = = = AB=CD= OE=OFOEP=OFP=90 = OPEOPF0OP=OP=OPE=OPF = PO 平分APDAB( BD，(

3、CD(DCBPOA E FP B图 1AC(AC(BD(AB(CD(DCBPOAP B图 1-1分析 2：如图 1-1，欲证 PO 平分APD，即证OPA=OPD，可把OPA 与OPD 构造在两个三角形中，证三角形全等，于是不妨作辅助线即半径 OA，OD，因此易证ACPDBP，得 AP=DP，从而易证OPAOPD。证法 2：连结 OA，OD。CAP=BDPAPC=DPB =ACPDBPAC=BD=AP=DPOA=OD =OPAOPD =OPA=OPD =PO 平分APDOP=OP2.有直径，可作直径上的圆周角对于关系到直径的有关问题时，可作直径上的圆周角，以便利用直径所对的圆周角是直角这个性质

4、。例 2 如图 2，在ABC 中，AB=AC，以 AB 为直径作O 交 BC 于点 D ，过 D作O 的切线 DM 交 AC 于 M。求证 DMAC。分析：由 AB 是直径，很自然想到其所对的圆周角是直角。于是可连结 AD，得ADB=Rt,又由等腰三角形性质可得1=2，再由弦切角的性质可得ADM=B，故易证AMD=ADB=90，从而 DMAC。证明 连结 AD。AB 为O 的直径 =ADB=Rt AB=ACDM 切O 于 D = ADM=BB D CMAO .A21图 2=1=2= 1+B=2+ADM =AMD=ADB= Rt = DMAC说明，由直径及等腰三角形想到作直径上的圆周角。3. 当

5、圆中有切线常连结过切点的半径或过切点的弦例 3 如图 3,AB 是O 的直径，点 D 在 AB 的延长线上，BD=OB，DC 切O 于 C 点。求A 的度数。分析：由过切点的半径垂直于切线，于是可作辅助线即半径 OC，得 Rt，再由解直角三角形可得COB 的度数，从而可求A 的度数。解：连结 OC。DC 切O 于 C =OCD=90OC=OB=BD= A=1/2COB=30说明，由过切点的半径垂直于切线想到连结半径。例 4 如图 4，已知ABC 中，1=2，圆 O 过 A、D 两点，且与 BC 切于 D 点。求证 EF/BC。分析：欲证 EF/BC，可找同位角或内错角是否相等，显然同位角相等不

6、易证，于是可连结 DE，得一对内错角BDE 与DEF，由圆的性质可知这两个角分别等于1 和2，故易证 EF/BC。证明 连结 DE。BC 切O 于 D =BDE= 12= DEF =BDE= DEF =EF/BC1= 2说明，由有切线且在同圆中等弧所对的圆周角相等想到连结弦。AC N BDMPO1O2. .图 5EDCFO1 2AB 图 4= COSCOD=OC/OD=1/2 =COB=60DA O BC.图 34.当两圆相切，可作公切线或连心线例 5 已知：如图 5，O 1与O 2外切于点 P，过 P 点作两条直线分别交O 1与O 2于点 A、B、C、D。求证 PBPC=PAPD。分析：欲证

7、 PBPC=PAPD，即证 PAPB=PCPD，由此可作辅助线 AC、BD，并证 AC/DB，要证平行，需证一对内错角相等，如C=D，然后考虑到这两个角分别与弦切角有关，进而再作辅助线即两圆公切线 MN，从而问题迎刃而解。证明 连结 AC、BD，过 P 点作两圆的内公切线 MN=APM=C，BPN=DAPM=BPN= AC/DB = PAPB=PCPD = PBPC=PAPD说明，由需证弦平行且弦切角等于其所夹弧对的圆周角想到作公切线和作弦。例 6 已知：如图 6，O 1与O 2内切于点 T，经过切点 T 的直线与O 1与O 2分别相交于点 A 和 B。求证 TATB=O 1AO 2B。分析：

8、欲证 TATB=O 1AO 2B，可考虑证这四条线段所在的三角形相似，即证TO 1ATO 2B，于是只需连结 O2O1，并延长，必过切点，则产生TO 1A 和TO 2B，由1= 2=T，则 O1A/ O2B，易证线段比相等。证明 连结并延长 O2O1O 1 和 O 2内切于点 TO1A=O1T =1= TO2T= O2B =2= T=TO 1ATO 2B = TATB=O 1AO 2BTBAO1 O212图 6= C=D= O2O1必过切点T= 1= 2 = O 1A/ O2B说明，由连心线必过切点可构造三角形证全等想到作连心线。5当两圆相交，可作公共弦或连心线。例 7 如图 7，O 1与O

9、2相交于 A、B两点，过 A 点作O 2的切线交O 1于点 C，直线 CB 交O 2于点 D，DA 延长线交O 1于点 E，连结 CE。求证 CA=CE。分析：欲证 CA=CE，考虑在三角形中证它们所对的角相等，即E=CAE，又由DAF=CAE，想到弦切角DAF 与所夹弧对的圆周角相等，故需作辅助线：公共弦 AB，得E=DBA，易证 CA=CE。证明 连结 AB。CA 切O 2于 A =DAF=DBA四边形 ABCE 内接于O 1 =E=DBA DAF=CAE=E=CAE = CA=CE说明，由两圆相交及用到弦切角和圆内接四边形想到作公共弦。例 8 如图 8，在梯形 ABCD 中，以两腰AD、

10、BC 分别为直径的两个圆相交于 M、N 两点，过 M、N 的直线与梯形上、下底交于 E、F。求证： MNAB。分析：因为 MN 是公共弦，若作辅助线 O1O2，必有 MNO 1O2，再由 O1O2是梯形的中位线，得 O1O2/AB，从而易证MNAB。证明 连结 O1O2交 EF 于 G = MNO 1O2。DO1=O1A，CO 2=O2B = O1O2是梯形 ABCD 的中位线 = O1O2/AB=EFA=EGO 1=Rt = MNABCDEMNGA BO2O1F图 8FEBCAO1 O2. .图 7D说明，由两圆相交连心线垂直于公共弦想到作连心线。6有半圆，可作整圆例 9 如图 9，BC 为

11、O 的直径，ADBC 于 D，= , AD 交 BF 于 E。求证 AE=BE分析：欲证 AE=BE，可考虑在三角形中证这两边所对角相等。即ABF=BAE，再考虑证这两个圆周角所对的弧相等，故需补全O，可证 = ，故有 = 易证AE=BE.证明 补全O，延长 AD 交O 于 H，直径 BCAD = = = = =ABF=BAH = AE=BE说明，由平分弦的直径必平分弦所对的弧想到补全圆。7相交两圆中至少有一个圆经过另一个圆的圆心，遇到这类问题，常用的辅助线是连结过交点的半径例 10 如图 10，O 1与O 2相交于A、B 两点，且 O2在O 1上，点 P 在O 1上，点 Q 在O 2上，若A

12、PB=40，求AQB 的度数。分析 连结 O2A、O 2B，在O 1中利用圆内接四边形性质求得AO 2B=140，在O 2中，AQB=1/2AO 2B=70。证明过程略。说明，由同圆内同弧所对的圆周角等于所对圆心角的一半想到连结过交点的半径。几何辅助线的添加，是几何学习的一个难点，正确添加辅助线，是沟通题设和结论的桥梁，也是解题的重要手段。学生在做几何题时，明知需要引辅助线，但又不知如何引，而是乱加辅助线，反而BA(AF (BA(BH(AF(BH(P AQBO2O1.图 10FAB D O.HE C图 9BA(BH(AF，(BH(BA= AF，(使图形复杂，影响思路与问题的解决。因此，恰当添加辅助线，使问题迎刃而解，从而调动学生积极性，激发学习兴趣，开发智力，掌握解题技能与技巧，提高解题效率，培养思维能力。参考文献1. 赵玉宽， 数理天地中圆内辅助线2. 林运来 ， 数理天地中圆的辅助线 3. 伊红 钟旭天 陈士军 初中数学教学案例专题研究