活动一:想一想 画一画
1. 若点A在$\odot O$上,过点A画$\odot O$的切线,能画几条?
2. 如图3-12,三角板的直角顶点A在$\odot O$上,一条直角边经过圆心O,另一条直角边经过$\odot O$外一点P,PA是$\odot O$的切线吗?为什么?

图3-12
3. 如图3-13,过圆外一点P如何画圆的切线?能画几条?请画出来.

图3-13
1. 若点A在$\odot O$上,过点A画$\odot O$的切线,能画几条?
2. 如图3-12,三角板的直角顶点A在$\odot O$上,一条直角边经过圆心O,另一条直角边经过$\odot O$外一点P,PA是$\odot O$的切线吗?为什么?
图3-12
3. 如图3-13,过圆外一点P如何画圆的切线?能画几条?请画出来.
图3-13
答案:1. 1条
2. PA是$\odot O$的切线.由半径$OA⊥ AP$可得
3. 过圆外一点P可以画两条圆的切线,图略
2. PA是$\odot O$的切线.由半径$OA⊥ AP$可得
3. 过圆外一点P可以画两条圆的切线,图略
解析:
【分析】
1. 解答第一问时,先明确点A在⊙O上,回忆过圆上一点作切线的相关结论:过圆上任意一点有且只有一条直线与该圆相切,即可得出能画的切线条数。
2. 解答第二问时,结合切线的判定定理思考:只要证明PA满足“经过半径外端、与该半径垂直”两个条件,即可判定PA是切线,结合三角板直角的特征验证即可。
3. 解答第三问时,根据切线的性质可知,切点、圆心O、点P构成的三角形为直角三角形,直角在切点处,结合“直径所对的圆周角是直角”的性质,通过作以OP为直径的圆找切点,再根据两圆交点数量确定切线条数。
【解析】
1. 已知点A在⊙O上,根据切线的相关性质,过圆上一点有且仅有1条直线与圆相切,因此过点A画⊙O的切线,能画1条。
2. PA是⊙O的切线,理由如下:
∵点A在⊙O上,
∴OA是⊙O的半径,
又
∵三角板的直角顶点为A,一条直角边过圆心O,另一条直角边过点P,
∴∠OAP=90°,即OA⊥AP,
根据切线的判定定理:经过半径外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线,可得PA是⊙O的切线。
3. 画法步骤:
①连接OP;
②作出线段OP的中点M;
③以M为圆心,$\frac{1}{2}OP$的长度为半径作圆,该圆与⊙O交于A、B两点;
④连接PA、PB,PA、PB即为所求的⊙O的切线。
由于以OP为直径的圆与⊙O有2个交点,因此过圆外一点P可以画2条圆的切线,画图略。
【答案】
1. 1条
2. PA是$\odot O$的切线.由半径$OA⊥ AP$可得
3. 过圆外一点P可以画两条圆的切线,图略
【知识点】
切线的判定、切线的画法、点与圆的位置关系
【点评】
本题属于圆的切线相关的基础题型,侧重考查对切线判定定理的理解和动手操作能力,掌握切线的判定条件以及相关性质是解决本题的核心,也为后续学习切线长定理等内容打下基础。
【难度系数】
0.8
1. 解答第一问时,先明确点A在⊙O上,回忆过圆上一点作切线的相关结论:过圆上任意一点有且只有一条直线与该圆相切,即可得出能画的切线条数。
2. 解答第二问时,结合切线的判定定理思考:只要证明PA满足“经过半径外端、与该半径垂直”两个条件,即可判定PA是切线,结合三角板直角的特征验证即可。
3. 解答第三问时,根据切线的性质可知,切点、圆心O、点P构成的三角形为直角三角形,直角在切点处,结合“直径所对的圆周角是直角”的性质,通过作以OP为直径的圆找切点,再根据两圆交点数量确定切线条数。
【解析】
1. 已知点A在⊙O上,根据切线的相关性质,过圆上一点有且仅有1条直线与圆相切,因此过点A画⊙O的切线,能画1条。
2. PA是⊙O的切线,理由如下:
∵点A在⊙O上,
∴OA是⊙O的半径,
又
∵三角板的直角顶点为A,一条直角边过圆心O,另一条直角边过点P,
∴∠OAP=90°,即OA⊥AP,
根据切线的判定定理:经过半径外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线,可得PA是⊙O的切线。
3. 画法步骤:
①连接OP;
②作出线段OP的中点M;
③以M为圆心,$\frac{1}{2}OP$的长度为半径作圆,该圆与⊙O交于A、B两点;
④连接PA、PB,PA、PB即为所求的⊙O的切线。
由于以OP为直径的圆与⊙O有2个交点,因此过圆外一点P可以画2条圆的切线,画图略。
【答案】
1. 1条
2. PA是$\odot O$的切线.由半径$OA⊥ AP$可得
3. 过圆外一点P可以画两条圆的切线,图略
【知识点】
切线的判定、切线的画法、点与圆的位置关系
【点评】
本题属于圆的切线相关的基础题型,侧重考查对切线判定定理的理解和动手操作能力,掌握切线的判定条件以及相关性质是解决本题的核心,也为后续学习切线长定理等内容打下基础。
【难度系数】
0.8
1. 如图3-14,PA为$\odot O$的一条切线,切点为A.沿直线PO将$\odot O$对折,由于PO经过圆心O,所以PO是圆的一条对称轴.设点B落在点A上,OB是$\odot O$的一条
半径
,PB是$\odot O$的一条切线
.答案:1. 半径,切线
解析:
【分析】
解题时可分两步思考:第一步回忆圆半径的定义,圆心到圆上任意点的线段是圆的半径,直接判断OB的类型;第二步结合折叠的轴对称性质,利用已知的PA是切线的条件,推导∠OBP的度数,再根据切线的判定定理判断PB的类型。具体来说,折叠前后对应角相等,已知PA切⊙O于A,可得OA⊥PA,折叠后∠OBP和∠OAP相等,即可得到OB⊥PB,结合OB是半径就能判定PB是切线。
【解析】
1. 分析OB的类型:
根据圆半径的定义,连接圆心和圆上任意一点的线段叫做圆的半径。点O是⊙O的圆心,点B在⊙O上,因此OB是⊙O的半径。
2. 分析PB的类型:
沿PO对折后点B与点A重合,根据折叠的性质可得△OBP≌△OAP,因此∠OBP=∠OAP。
已知PA是⊙O的切线,切点为A,根据切线的性质,切线垂直于过切点的半径,可得OA⊥PA,即∠OAP=90°,因此∠OBP=90°,即OB⊥PB。
又OB是⊙O的半径,点B在⊙O上,根据切线的判定定理:经过半径外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线,可得PB是⊙O的切线。
【答案】
半径,切线
【知识点】
圆的相关概念,切线的判定与性质,轴对称的性质
【点评】
本题属于基础题,结合折叠操作考查圆的基础概念和切线的相关定理,只要熟练掌握半径定义、切线的性质和判定方法,就能轻松解答。
【难度系数】
0.85
解题时可分两步思考:第一步回忆圆半径的定义,圆心到圆上任意点的线段是圆的半径,直接判断OB的类型;第二步结合折叠的轴对称性质,利用已知的PA是切线的条件,推导∠OBP的度数,再根据切线的判定定理判断PB的类型。具体来说,折叠前后对应角相等,已知PA切⊙O于A,可得OA⊥PA,折叠后∠OBP和∠OAP相等,即可得到OB⊥PB,结合OB是半径就能判定PB是切线。
【解析】
1. 分析OB的类型:
根据圆半径的定义,连接圆心和圆上任意一点的线段叫做圆的半径。点O是⊙O的圆心,点B在⊙O上,因此OB是⊙O的半径。
2. 分析PB的类型:
沿PO对折后点B与点A重合,根据折叠的性质可得△OBP≌△OAP,因此∠OBP=∠OAP。
已知PA是⊙O的切线,切点为A,根据切线的性质,切线垂直于过切点的半径,可得OA⊥PA,即∠OAP=90°,因此∠OBP=90°,即OB⊥PB。
又OB是⊙O的半径,点B在⊙O上,根据切线的判定定理:经过半径外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线,可得PB是⊙O的切线。
【答案】
半径,切线
【知识点】
圆的相关概念,切线的判定与性质,轴对称的性质
【点评】
本题属于基础题,结合折叠操作考查圆的基础概念和切线的相关定理,只要熟练掌握半径定义、切线的性质和判定方法,就能轻松解答。
【难度系数】
0.85
2. 在上述操作中,若$PO$交$\odot O$于点$C$,$D$,图中有哪些相等关系?怎样证明这些相等关系?

图3-14
图3-14
答案:发现$∠ APO=∠ BPO,∠ OAP=∠ OBP=90°,PA=PB,\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BC},\overset{\frown}{AD}=\overset{\frown}{BD}$等.可证$△ OBP≌△ OAP$
解析:
【分析】
解题时首先结合图形的翻折特征与切线性质寻找全等条件:首先PA是⊙O的切线,根据切线性质可得OA⊥PA,即∠OAP=90°;翻折后OA=OB(都是圆的半径),∠OBP=∠OAP=90°,且OP为公共边,可先证明Rt△OAP和Rt△OBP全等,再利用全等性质推导角、边的相等关系,最后结合圆心角与弧的对应关系推导弧的相等关系。
【解析】
相等关系有:$\boldsymbol{∠APO=∠BPO}$,$\boldsymbol{∠OAP=∠OBP=90°}$,$\boldsymbol{PA=PB}$,$\boldsymbol{\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BC}}$,$\boldsymbol{\overset{\frown}{AD}=\overset{\frown}{BD}}$。
证明过程如下:
1. 由PA是⊙O的切线,A为切点,根据切线的性质得:$OA⊥PA$,即$∠OAP=90°$;
2. 由翻折的性质可知:$OB=OA$,$∠OBP=∠OAP=90°$;
3. 在$Rt△OAP$和$Rt△OBP$中:
$\{\begin{array}{l}OA=OB \\OP=OP\end{array} $
∴$Rt△OAP≌Rt△OBP$(HL),
∴$∠APO=∠BPO$,$PA=PB$,$∠AOP=∠BOP$;
4. 在同圆中,相等的圆心角所对的弧相等,
∵$∠AOP=∠BOP$,
∴$\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BC}$;
又$∠AOD=180°-∠AOP$,$∠BOD=180°-∠BOP$,
∴$∠AOD=∠BOD$,
∴$\overset{\frown}{AD}=\overset{\frown}{BD}$。
【答案】
相等关系:$∠APO=∠BPO,∠OAP=∠OBP=90°,PA=PB,\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BC},\overset{\frown}{AD}=\overset{\frown}{BD}$;
证明:可证$Rt△OBP≌Rt△OAP$,利用全等性质及同圆中圆心角与弧的对应关系即可证明上述结论。
【知识点】
切线的性质;全等三角形的判定与性质;圆心角与弧的关系
【点评】
本题综合考查了图形翻折的性质、圆的基础性质与全等三角形的证明,解题的关键是找到切线垂直半径的直角条件,通过全等三角形推导各等量关系,是圆类基础题的常考题型。
【难度系数】
0.7
解题时首先结合图形的翻折特征与切线性质寻找全等条件:首先PA是⊙O的切线,根据切线性质可得OA⊥PA,即∠OAP=90°;翻折后OA=OB(都是圆的半径),∠OBP=∠OAP=90°,且OP为公共边,可先证明Rt△OAP和Rt△OBP全等,再利用全等性质推导角、边的相等关系,最后结合圆心角与弧的对应关系推导弧的相等关系。
【解析】
相等关系有:$\boldsymbol{∠APO=∠BPO}$,$\boldsymbol{∠OAP=∠OBP=90°}$,$\boldsymbol{PA=PB}$,$\boldsymbol{\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BC}}$,$\boldsymbol{\overset{\frown}{AD}=\overset{\frown}{BD}}$。
证明过程如下:
1. 由PA是⊙O的切线,A为切点,根据切线的性质得:$OA⊥PA$,即$∠OAP=90°$;
2. 由翻折的性质可知:$OB=OA$,$∠OBP=∠OAP=90°$;
3. 在$Rt△OAP$和$Rt△OBP$中:
$\{\begin{array}{l}OA=OB \\OP=OP\end{array} $
∴$Rt△OAP≌Rt△OBP$(HL),
∴$∠APO=∠BPO$,$PA=PB$,$∠AOP=∠BOP$;
4. 在同圆中,相等的圆心角所对的弧相等,
∵$∠AOP=∠BOP$,
∴$\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BC}$;
又$∠AOD=180°-∠AOP$,$∠BOD=180°-∠BOP$,
∴$∠AOD=∠BOD$,
∴$\overset{\frown}{AD}=\overset{\frown}{BD}$。
【答案】
相等关系:$∠APO=∠BPO,∠OAP=∠OBP=90°,PA=PB,\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BC},\overset{\frown}{AD}=\overset{\frown}{BD}$;
证明:可证$Rt△OBP≌Rt△OAP$,利用全等性质及同圆中圆心角与弧的对应关系即可证明上述结论。
【知识点】
切线的性质;全等三角形的判定与性质;圆心角与弧的关系
【点评】
本题综合考查了图形翻折的性质、圆的基础性质与全等三角形的证明,解题的关键是找到切线垂直半径的直角条件,通过全等三角形推导各等量关系,是圆类基础题的常考题型。
【难度系数】
0.7