在初中数学中,证明一条直线是圆的切线是几何部分的重要聪明点,主要依据切线判定定理和辅助线技巧。下面内容是具体技巧与步骤的
一、切线判定定理的核心
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基本定理
经过半径外端点且垂直于这条半径的直线是圆的切线。 -
判定口诀
- 有交点,连半径,证垂直:若直线与圆有明确公共点(切点),则连接圆心与该点,证明连线与直线垂直。
- 无交点,作垂直,证半径:若直线与圆无明确公共点,则过圆心作直线的垂线段,证明垂线段长度等于圆的半径。
二、具体证明技巧及步骤
技巧1:有公共点(连半径,证垂直)
适用场景:已知直线与圆有交点(如题目中明确标注切点或公共点)。
步骤:
- 连接圆心与公共点,得到半径;
- 证明该半径与直线垂直。常用技巧包括:
- 勾股定理逆定理:通过计算三角形边长关系验证垂直。
- 角度代换:利用已知角(如直角、等腰三角形底角)推导垂直关系。
- 平行线性质:若半径与其他垂直直线平行,则直线与半径垂直。
示例:
如图,AB为⊙O的直径,C为⊙O上一点,∠CAD=∠B。连接OC,证明OC⊥AD即可判定AD为切线。
技巧2:无公共点(作垂直,证半径)
适用场景:直线与圆无明确交点,需构造垂线段。
步骤:
- 过圆心作直线的垂线,得到垂足;
- 证明垂线段长度等于圆的半径。常用技巧:
- 勾股定理:利用直角三角形边长关系计算距离。
- 全等三角形:通过三角形全等证明对应边相等。
- 角平分线性质:结合角平分线上的点到两边距离相等。
示例:
已知⊙O与直线AB无交点,作OC⊥AB于C,若OC=半径r,则AB为切线。
三、常见辅助线技巧
- 连半径构造垂直关系:
当切点已知时,连接圆心与切点,利用等腰三角形、平行线或角度代换证明垂直。 - 构造直角三角形:
通过勾股定理计算垂线段长度,或利用独特角(30°、45°、60°)简化证明。 - 结合角平分线或中垂线:
利用角平分线性质、三角形中位线等简化垂线段的构造。
四、典型例题解析
例题1(有切点)
题目:如图,AB是⊙O的直径,D在⊙O上,DE⊥AC。求证:DE是⊙O的切线。
解析:
- 连接OD,证明OD∥AC(利用等腰三角形性质);
- 由DE⊥AC推导OD⊥DE,从而得证。
例题2(无切点)
题目:在Rt△ABC中,∠C=90°,以BC为直径作⊙O。求证:AB是⊙O的切线。
解析:
- 作OD⊥AB于D,证明OD=BC/2(即半径);
- 利用三角形面积公式或勾股定理计算OD长度。
五、注意事项
- 明确切点的唯一性:切线必须与圆仅有一个公共点。
- 垂直关系的严谨证明:不可直接默认垂直,需通过几何推理验证。
- 辅助线标注清晰:在图中明确标注所作垂线或连线,避免混淆。
怎么样?经过上面的分析技巧和例题训练,可体系掌握切线的判定与应用。如需进一步练习,可参考勾股定理、全等三角形等综合题型。