3.例题讲解
2.探索圆和圆的位置关系
3.探讨在两圆外切或内切时,圆心距d与R和r之间的关系.
Ⅴ.课后作业
习题3.9
Ⅵ.活动与探究
已知图中各圆两两相切,⊙O的半径为2R,⊙O1、⊙O2的半径为R,求⊙O3的半径.
分析:根据两圆相外切连心线的长为两半径之和,如果设⊙O3的半径为r,则O1O3=O2O3=R+r,连接OO3就有OO3⊥O1O2,所以OO2O3构成了直角三角形,利用勾股定理可求得⊙O3的半径r.
解:连接O2O3、OO3,
∴∠O2OO3=90°,OO3=2R-r,
O2O3=R+r,OO2=R.
∴(R+r)2=(2R-r)2+R2.
∴r=R.
板书设计
圆和圆的位置关系
2.讨论在两圆外切或内切情况下,图形的轴对称性及对称轴,以及切点和对称轴的位置关系;
投影片(§3.6C)
设两圆的半径分别为R和r.
(1)当两圆外切时,两圆圆心之间的距离(简称圆心距)d与R和r具有怎样的关系?反之当d与R和r满足这一关系时,这两个圆一定外切吗?
(2)当两圆内切时(R>r),圆心距d与R和r具有怎样的关系?反之,当d与R和r满足这一关系时,这两个圆一定内切吗?
[师]如图,请大家互相交流.
[生]在图(1)中,两圆相外切,切点是A.因为切点A在连心线O1O2上,所以O1O2=O1A+O2A=R+r,即d=R+r;反之,当d=R+r时,说明圆心距等于两圆半径之和,O1、A、O2在一条直线上,所以⊙O1与⊙O2只有一个交点A,即⊙O1与⊙O2外切.
在图(2)中,⊙O1与⊙O2相内切,切点是B.因为切点B在连心线O1O2上,所以O1O2=O1B-O2B,即d=R-r;反之,当d=R-r时,圆心距等于两半径之差,即O1O2=O1B-O2B,说明O1、O2、B在一条直线上,B既在⊙O1上,又在⊙O2上,所以⊙O1与⊙O2内切.
[师]由此可知,当两圆相外切时,有d=R+r,反过来,当d=R+r时,两圆相外切,即两圆相外切d=R+r.
当两圆相内切时,有d=R-r,反过来,当d=R-r时,两圆相内切,即两圆相内切d=R-r.
Ⅲ.课堂练习
随堂练习
Ⅳ.课时小结
本节课学习了如下内容:
1.探索圆和圆的五种位置关系;
如图(1),⊙O1与⊙O2外切,这个图是轴对称图形吗?如果是,它的对称轴是什么?切点与对称轴有什么位置关系?如果⊙O1与⊙O2内切呢?(如图(2))
[师]我们知道圆是轴对称图形,对称轴是任一直径所在的直线,两个圆是否也组成一个轴对称图形呢?这就要看切点T是否在连接两个圆心的直线上,下面我们用反证法来证明.反证法的步骤有三步:第一步是假设结论不成立;第二步是根据假设推出和已知条件或定理相矛盾的结论;第三步是证明假设错误,则原来的结论成立.
证明:假设切点T不在O1O2上.
因为圆是轴对称图形,所以T关于O1O2的对称点T'也是两圆的公共点,这与已知条件⊙O1和⊙O2相切矛盾,因此假设不成立.
则T在O1O2上.
由此可知图(1)是轴对称图形,对称轴是两圆的连心线,切点与对称轴的位置关系是切点在对称轴上.
在图(2)中应有同样的结论.
通过上面的讨论,我们可以得出结论:两圆相内切或外切时,两圆的连心线一定经过切点,图(1)和图(2)都是轴对称图形,对称轴是它们的连心线.
投影片
两个同样大小的肥皂泡黏在一起,其剖面如图所示(点O,O'是圆心),分隔两个肥皂泡的肥皂膜PQ成一条直线,TP、NP分别为两圆的切线,求∠TPN的大小.
分析:因为两个圆大小相同,所以半径OP=O'P=OO',又TP、NP分别为两圆的切线,所以PT⊥OP,PN⊥O'P,即∠OPT=∠O'PN=90°,所以∠TPN等于360°减去∠OPT+∠O'PN+∠OPO'即可.
解:∵OP=OO'=PO',
∴△PO'O是一个等边三角形.
∴∠OPO'=60°.
又∵TP与NP分别为两圆的切线,
∴∠TPO=∠NPO'=90°.
∴∠TPN=360°-2×90°-60°=120°.
在一张透明纸上作一个⊙O.再在另一张透明纸上作一个与⊙O1半径不等的⊙O2.把两张透明纸叠在一起,固定⊙O1,平移⊙O2,⊙O1与⊙O2有几种位置关系?
[师]请大家先自己动手操作,总结出不同的位置关系,然后互相交流.
[生]我总结出共有五种位置关系,如下图:
[师]大家的归纳、总结能力很强,能说出五种位置关系中各自有什么特点吗?从公共点的个数和一个圆上的点在另一个圆的内部还是外部来考虑.
[生]如图:(1)外离:两个圆没有公共点,并且每一个圆上的点都在另一个圆的外部;
(2)外切:两个圆有唯一公共点,除公共点外一个圆上的点都在另一个圆的外部;
(3)相交:两个圆有两个公共点,一个圆上的点有的在另一个圆的外部,有的在另一个圆的内部;
(4)内切:两个圆有一个公共点,除公共点外,⊙O2上的点在⊙O1的内部;
(5)内含:两个圆没有公共点,⊙O2上的点都在⊙O1的内部.
[师]总结得很出色,如果只从公共点的个数来考虑,上面的五种位置关系中有相同类型吗?
[生]外离和内含都没有公共点;外切和内切都有一个公共点;相交有两个公共点.
[师]因此只从公共点的个数来考虑,可分为相离、相切、相交三种.
经过大家的讨论我们可知:
投影片
(1)如果从公共点的个数,和一个圆上的点在另一个圆的外部还是内部来考虑,两个圆的位置关系有五种:外离、外切、相交、内切、内含.
(2)如果只从公共点的个数来考虑分三种:相离、相切、相交,并且相离,相切
[师]大家思考一下,在现实生活中你见过两个圆的哪些位置关系呢?
[生]如自行车的两个车轮间的位置关系;车轮轮胎的两个边界圆间的位置关系;用一只手拿住大小两个圆环时两个圆环间的位置关系等.
[师]很好,现实生活中我们见过的有关两个圆的位置很多.下面我们就来讨论这些位置关系分别是什么.
8.渔船没有触礁的危险.
思考·探索·交流
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