春九年级数学下册 第三章 圆 3.6 直线与圆的位置关系 第1课时 直线和圆的位置关系及切线的性质教案 （新版）北师大版-（新版）北师大版初中九年级下册数学教案.doc

3.6 直线和圆的位置关系
第1课时 直线和圆的位置关系及切线的性质

1．理解直线和圆的相交、相切、相离三种位置关系；(重点)
2．掌握直线和圆的三种位置关系的判定方法； (难点)
3．掌握切线的性质定理，会用切线的性质解决问题．(重点)

一、情境导入
在纸上画一条直线，把硬币的边缘看作圆，在纸上移动硬币，你能发现直线与圆的公共点个数的变化情况吗？公共点个数最少时有几个？最多时有几个？
二、合作探究
探究点一：直线和圆的位置关系
【类型一】 判定直线和圆的位置关系
已知⊙O半径为3，M为直线AB上一点，若MO＝3，则直线AB与⊙O的位置关系为(　　)
A．相切 B．相交
C．相切或相离 D．相切或相交
解析：因为垂线段最短，所以圆心到直线的距离小于等于3，则直线和圆相交、相切都有可能．故选D.
方法总结：判断直线和圆的位置关系，必须明确圆心到直线的距离．特别注意：这里的3不一定是圆心到直线的距离．
变式训练：见《学练优》本课时练习“课堂达标训练”第3题
【类型二】 根据直线和圆的位置关系，求线段的长或取值范围
在Rt△ABC中，∠C＝90°，AC＝BC，CD⊥AB于点D，若以点C为圆心，以2cm长为半径的圆与斜边AB相切，那么BC的长等于(　　)
A．2cm B．2cm
C．2cm D．4cm
解析：如图所示，∵在Rt△ABC中，∠C＝90°，AC＝BC，CD⊥AB，∴△ABC是等腰直角三角形．

∵以点C为圆心，以2cm长为半径的圆与斜边AB相切，∴CD＝2cm.∵∠B＝45°，∴CD＝BD＝2cm，∴BC＝＝＝2(cm)．故选B.
方法总结：解决问题的关键是根据题意画出图形，利用直线和圆的三种位置关系解答．
变式训练：见《学练优》本课时练习“课后巩固提升”第2题
【类型三】 在平面直角坐标系中，解决直线和圆的位置关系的问题
如图，在平面直角坐标系中，已知⊙O的半径为1，动直线AB与x轴交于点P(x，0)，且满足直线AB与x轴正方向夹角为45°，若直线AB与⊙O有公共点，则x的取值范围是(　　)
A．－1≤x≤1 B．－ ＜x＜
C．0≤x≤ D．－ ≤x≤

解析：当直线AB与⊙O相切且与x轴正半轴相交时，设切点为C，连接OC.∵直线AB与x轴正方向夹角为45°，∴△POC是等腰直角三角形．∵⊙O的半径为1，∴OC＝PC＝1，∴OP＝＝，∴点P的坐标为(，0)．同理可得，当直线AB与x轴负半轴相交时，点P的坐标为(－，0)，∴x的取值范围为－≤x≤.故选D.
方法总结：解决本题要熟知直线和圆的三种位置关系，关键是有公共点的情况不要遗漏．
变式训练：见《学练优》本课时练习“课后巩固提升”第3题
探究点二：切线的性质
【类型一】 利用切线的性质求线段长
如图，CB是⊙O的直径，P是CB延长线上一点，PB＝2，PA切⊙O于A点，PA＝4.求⊙O的半径．

解析：设圆的半径是x，利用勾股定理可得关于x的方程，求出x的值．
解：如图，连接OA，∵PA切⊙O于A点，∴OA⊥PA.设OA＝x，∴OP＝x＋2.在Rt△OPA中，x2＋42＝(x＋2)2，∴x＝3，∴⊙O的半径为3.
方法总结：运用切线的性质来进行计算或证明时，常通过作辅助线连接圆心和切点，利用垂直构造直角三角形解决有关问题．
变式训练：见《学练优》本课时练习“课堂达标训练”第8题
【类型二】 圆的切线与相似三角形的综合
如图，在Rt△ABC中，∠ACB＝90°，以AC为直径的⊙O与AB边交于点D，过点D作⊙O的切线，交BC于E，连接CD.
(1)求证：点E是边BC的中点；
(2)求证：BC2＝BD·BA；
(3)当以点O、D、E、C为顶点的四边形是正方形时，求证：△ABC是等腰直角三角形．

解析：(1)利用切线的性质及圆周角定理证明；(2)利用相似三角形证明；(3)利用正方形的性质证明．
证明：(1)如图，连接OD.∵DE为切线，∴∠EDC＋∠ODC＝90°.∵∠ACB＝90°，∴∠ECD＋∠OCD＝90°.又∵OD＝OC，∴∠ODC＝∠OCD，∴∠EDC＝∠ECD，∴ED＝EC.∵AC为直径，∴∠ADC＝90°，∴∠BDE＋∠EDC＝90°，∠B＋∠ECD＝90°，∴∠B＝∠BDE，∴ED＝BE.∴EB＝EC，即点E为边BC的中点；
(2)∵AC为直径， ∴∠ADC＝∠ACB＝∠BDC＝90°.又∵∠B＝∠B，∴△ABC∽△CBD，∴＝，∴BC2＝BD·BA；
(3)当四边形ODEC为正方形时，∠OCD＝45°.∵AC为直径，∴∠ADC＝90°，∴∠CAD＝180°－∠ADC－∠OCD＝180°－90°－45°＝45°，∴Rt△ABC为等腰直角三角形．
方法总结：本题的综合性比较强，但难度不大，解决问题的关键是综合运用学过的知识解答．另外，连接圆心和切点，构造直角三角形也是解题的关键．
【类型三】 圆的切线与三角函数的综合

如图，AB为⊙O的直径，弦CD⊥AB于点H，过点B作⊙O的切线与AD的延长线交于F点．
(1)求证：∠ABC＝∠F；
(2)若sinC＝，DF＝6，求⊙O的半径．
解析：(1)由切线的性质得AB⊥BF，因为CD⊥AB，所以CD∥BF，由平行线的性质得∠ADC＝∠F，由圆周角定理的推论得∠ABC＝∠ADC，于是证得∠ABC＝∠F；(2)连接BD.由直径所对的圆周角是直角得∠ADB＝90°，因为∠ABF＝90°，然后运用解直角三角形解答．
(1)证明：∵BF为⊙O的切线，∴AB⊥BF.∵CD⊥AB，∴∠ABF＝∠AHD＝90°，∴CD∥BF.∴∠ADC＝∠F.又∵∠ABC＝∠ADC，∴∠ABC＝∠F；
(2)解：连接BD，∵AB为⊙O的直径，∴∠ADB＝90°，∴∠A＋∠ABD＝90°.由(1)可知∠ABF＝90°，∴∠ABD＋∠DBF＝90°，∴∠A＝∠DBF.又∵∠A＝∠C，∴∠C＝∠DBF.在Rt△DBF中，sin∠DBF＝sinC＝，DF＝6，∴BF＝10，∴BD＝8.在Rt△ABD中，sinA＝sinC＝，BD＝8，∴AB＝.∴⊙O的半径为.
方法总结：运用切线的性质来进行计算或论证，常通过作辅助线连接圆心和切点，利用垂直构造直角三角形解决有关问题．
三、板书设计
直线和圆的位置关系及切线的性质
1．直线和圆的位置关系：
①直线l与圆O相交⇔d＜r；
②直线l与圆O相切⇔d＝r；
③直线l与圆O相离⇔d＞r.
2．切线的性质及运用

在探索直线和圆位置关系所对应的数量关系时，先引导学生回顾点和圆的位置关系所对应的数量关系，启发学生运用类比的思想来思考问题，解决问题，学生很轻松地就能够得出结论，从而突破本节课的难点，使学生充分理解位置关系与数量关系的相互转化.