第三章《圆》第2节《圆的对称性》

文档属性

名称 第三章《圆》第2节《圆的对称性》
格式 zip
文件大小 43.7KB
资源类型 教案
版本资源 北师大版
科目 数学
更新时间 2013-03-22 10:04:52

图片预览

文档简介

课题
圆的对称性
单位
授课教师
授课年级
九年级
授课类型
新授课
教学工具
多媒体课件
教材内容
北师大数学九年级下册第三章《圆》第二节《圆的对称性》
教材分析
圆是初中几何中重要的内容之一,其中垂径定理又是圆中遇到的第一个重要定理,它的形式较以往定理新颖,定理不容易理解,因此关于垂径定理是本节的重点和难点。
设计理念
数学源于生活,又服务于生活,解决生活中的问题.利用现代多媒体帮助理解和学习数学,设计分析、讨论、交流等数学活动是数学学习的主要方式。




知识目标
1.圆的轴对称性.
2.垂径定理及其逆定理.
3.运用垂径定理及其逆定理进行有关的计算和证明。
能力目标
1.经历探索圆的对称性及相关性质的过程,进一步体会和理解研究几何图形的各种方法.
2.培养学生独立探索,相互合作交流的精神.
情感目标
通过学习垂径定理及其逆定理的证明,使学生领会数学的严谨性和探索精神,培养学生实事求是的科学态度和积极参与的主动精神。
教学重点
垂径定理及其逆定理.
教学难点
垂径定理及其逆定理的证明.
教学方法
指导探索和自主探索相结合、讨论法、操作法、多媒体电化教学法。
教学设计:
Ⅰ、创设问题情境,引入新课。
教师活动
学生活动
CAI展示
设计意图
前面我们已探讨过轴对称图形,哪位同学能叙述一下轴对称图形的定义?
如果一个图形沿着某一条直线折叠后,直线两旁的部分能够互相重合,那么这个图形叫轴对称图形,这条直线叫对称轴。
什么是轴对称图形,生活中的轴对称例子。
轴对称概念的回顾,生活中的轴对称。
我们是用什么方法研究了轴对称图形?
折叠.
旧知识回顾。
今天我们继续用前面的方法来研究圆的对称性.
Ⅱ、讲授新课
教师活动
学生活动
CAI展示
设计意图
同学们想一想:圆是轴对称图形吗?如果是,它的对称轴是什么?你能找到多少条对称轴?
圆是轴对称图形,过圆心的直线是它的对称轴,有无数条对称轴.
旧知识的延伸。
是吗?你是用什么方法解决上述问题的?大家互相讨论一下。
我们可以利用折叠的方法,解决上述问题.把一个圆对折以后,圆的两半部分重合,折痕是一条过圆心的直线,由于过圆心可以作无数条直线,这样便可知圆有无数条对称轴。
动画演示圆的对称轴。
让学生大胆去探索,用不同的方法去寻找答案。
很好。
圆是轴对称图形图形,对称轴是任意一条过圆心的直线。
下面我们来认识一下弧、弦、直径这些与圆有关的概念。
认真观察,加深印象。
1.圆弧:圆上任意两点间的部分叫做圆弧,简称弧(arc)。
2.弦:连接圆上任意两点的线段叫做弦(chord)。
3.直径:经过圆心的弦叫直径(diameter)。
如下图:以A、B为端点的弧记作,读作“圆弧AB”或“弧AB”;线段AB是⊙O的一条弦,弧CD是⊙O的一条直径。
通过图、文字,对圆的有关概念进一步了解,为后面知识的掌握作铺垫。
教师活动
学生活动
CAI展示
设计意图
注意: 1.弧包括优弧(major arc)和劣弧(minor are),大于半圆的弧称为优弧,小于半圆的弧称为劣弧.如上图中,以A、D为端点的弧有两条:优弧ACD(记作),劣弧ABD(记作)。半圆:圆的任意一条直径的两个端点分圆成两条弧,每一条弧叫半圆弧,简称半圆。半圆是弧,但弧不一定是半圆;半圆既不是劣弧,也不是优弧。
2.直径是弦,但弦不一定是直径。
下面我们一起来做一做:
1.在一张纸上任意画一个⊙O,沿圆周将圆剪下,把这个圆对折,使圆的两半部分重合。
2.得到一条折痕CD。
3.在⊙O上任取一点A,过点A作CD折痕 的垂线,得到新的折痕,其中,点M是两条折痕的交点,即垂足。
4.将纸打开,新的折痕与圆交于另一点B,如下图
老师和大家一起动手.
(教师叙述步骤,师生共同操作)
通过第一步,我们可以得到什么?
可以知道:圆是轴对称图形,过圆心的直线是它的对称轴。
通过亲身实践进一步体会圆是轴对称图形。
教师活动
学生活动
CAI展示
设计意图
很好。在上述的操作过程中,你发现了哪些相等的线段和相等的弧?
我发现了,AM=BM,弧AC=弧BC, 弧AD=弧BD.
为什么呢?
因为折痕AM与BM互相重合,A点与D点重合。
还可以怎么说呢?能不能利用构造等腰三角形得出上面的等量关系?
师生共析:如图所示,连接OA、OB得到等腰△OAB,即OA=OB。因CD⊥AB,故△OAM与△OBM都是Rt△,又OM为公共边,所以两个直角三角形全等,则AM=BM。又⊙O关于直径CD对称,所以A点和B点关于CD对称,当圆沿着直径CD对折时,点A与点B重合,弧AC与弧BC重合,弧AD与弧BD重合。因此AM=BM,弧AC=弧BC,弧AD=弧BD。
充分体会多种思路解题。
为得到“垂径定理”做铺垫。
在上述操作过程中,你会得出什么结论?
垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的弧。
语言表达能力的培养。
同学们总结得很好。这就是利用圆的轴对称性得到的与圆相关的一个重要性质——垂径定理。在这里注意:①条件中的“弦”可以是直径。②结论中的“平分弧”指平分弦所对的劣弧、优弦。
下面,我们请同学们证明一下定理的:
学生在本上完成。(同桌讨论)
如上图,连结OA、OB,则OA=OB。
在Rt△OAM和Rt△OBM中,
∵OA=OB,OM=OM,
∴Rt△OAM≌Rt△OBM,
∴AM=BM。
培养学生合作精神,并且通过合作达到预期的效果。
教师活动
学生活动
CAI展示
设计意图
∴点A和点B关于CD对称。
∵⊙O关于直径CD对称,
∴当圆沿着直径CD对折时,点A与点B重合,弧AC与弧BC重合,弧AD与弧BD重合。
∴弧AC=弧BC, 弧AD=弧BD。
为了运用的方便,不易出现错误,易于记忆,可将原定理叙述为:一条直线若满足:(1)过圆心;(2)垂直于弦,那么可推出:①平分弦,②平分弦所对的优弧,③平分弦所对的劣弧。即垂径定理的条件有两项,结论有三项。用符号语言可表述为:
如图,在⊙O中,
AM=BM,
CD是直径
弧AD=弧BD,
CD⊥AB于M
弧AC=弧BC。
用其它形式对定理进一步理解。
下面,我们通过求解例1,来熟悉垂径定理:
[例1]如右图所示,一条公路的转弯处是一段圆弧(即图中弧CD,点O是弧CD的圆心),其中CD=600m,E为弧CD上一点,且OE⊥CD,垂足为F,EF=90 m。求这段弯路的半径。
把实际问题转化为数学问题,对垂径定理的应用,进一步渗透用代数方法解几何问题这一思想。
师生共析:要求弯路的半径,连结OC,只要求出OC的长便可以了。因为已知OE⊥CD,所以CF=CD=300 cm,OF=OE-EF,此时就得到了一个Rt△CFO,哪位同学能口述一下如何求解?
学生讨论后口述过程。
连结OC,设弯路的半径为Rm,则OF=(R-90)m,
∵OE⊥CD,
∴CF=CD= ×600=300(m)。
根据勾股定理,得
OC2=CF2+OF2,
即R2=3002+(R-90)2。
解这个方程,得R=545。
∴这段弯路的半径为545 m。
教师活动
学生活动
CAI展示
设计意图
在上述解题过程中使用了列方程的方法,用代数方法解决几何问题,这种思想应在今后的解题过程中注意运用。
下面我们来想一想下面这个问题:
如下图所示,AB是⊙O的弦(不是直径),作一条平分AB的直径CD,交AB于点M。
对垂径定理逆定理的探索。
右图是轴对称图形吗?如果是,其对称轴是什么?
它是轴对称图形,其对称轴是直径CD所在的直线。
很好,你是用什么方法验证上述结论的?大家互相交流讨论一下,你还有什么发现?
通过折叠的方法,与刚才垂径定理的探索方法类似,在一张纸上画一个⊙O,作一条不是直径的弦AB,将圆对折,使点A与点B重合,便得到一条折痕CD与弦AB交于点M.CD就是⊙O的对称轴,A点、B点关于直径CD对称.由轴对称可知,AB⊥CD,弧AC=弧BC,弧AD=弧BD。
大家想想还有别的方法吗?互相讨论一下。
如上图,连接OA、OB便可得到一个等腰△OAB,即OA=OB,又AM=MB,即M点为等腰△OAB底边上
体现多角度解决问题的思想。
教师活动
学生活动
CAI展示
设计意图
的中线。由等腰三角形三线合一的性质可知CD⊥AB,又CD是⊙O的对称轴,当圆沿CD对折时,点A与点B重合,弧AC与弧BC重合,弧AD与弧BD重合。
在上述的探讨中,你会得出什么结论?
平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的弧。
训练学生语言表达能力。
为什么上述条件要强调“弦不是直径”?
因为圆的任意两条直径互相平分,但是它们不一定是互相垂直的。
我们把上述结论称为垂径定理的一个逆定理。

同学们,你能写出它的证明过程吗?
同学之间先讨论,在本上写出过程,然后再口述。
如图,连结OA、OB,则OA=OB.
在等腰△OAB中,∵AM=MB,
∴CD⊥AB(等腰三角形的三线合一).
∵⊙O关于直径CD对称.
∴当圆沿着直径CD对折时,点A与点B重合,弧AC与弧BC重合,弧AD与弧BD重合.
∴弧AC=弧BC,弧AD=弧BD
培养学生证明过程的书写。
如果圆的两条弦互相平行,那么这两条弦所夹的弧相等吗?为什么?
相等。
理由:如右图示,过圆心O作垂直于弦的直径EF,由垂径定理设弧AF=弧BF,弧CF=弧DF,用等量减等量差相等,得弧AF-弧CF=弧BF-弧DF,即弧AC=弧BD,故结论成立。
符合条件的图形有三种情况:(1)圆心在平行弦外,(2)在其中一条线弦上,(3)在平行弦内,但理由相同。
对垂径定理的应用。
Ⅲ、活动与探究
教师活动
学生活动
CAI展示
设计意图
下面我们通过具体题目,对本节课所学的知识进行一下检验。
教师巡视,及时发现学生的不足并加以更正。
小组研讨完成,每组写出一个完整解题过程,展示自己的答案。
银川市某居民区一处圆形下水管道破裂,修理人员准备更换一段新管道。如图所示,污水水面宽度为60 cm,水面至管道顶部距离为
10 cm,问修理人员应准备内径多大的管道?
让学生在探究过程中,进一步把实际问题转化为数学问题,掌握通过作辅助线构造垂径定理基本结构图,进而发展学生的思维。
如图,连结OA,过O作OE⊥AB,垂足为E,交圆于F,则AE=AB=30cm.令⊙O的半径为R,则OA=R,OE=OF-EF=R-10。在Rt△AEO中,OA2=AE2+OE2,即R2=302+(R-10)2。解得R=50 cm.修理人员应准备内径为100 cm的管道.
Ⅳ、课堂小结与反馈。
教师活动
学生活动
CAI展示
设计意图
对学生的归纳给予合理的评价并进一步完善。
表述自己本节课的收获、体会;还有对垂径定理的认识。
定理
图表
公式
知识与方法的归纳,对定理认识的升华。
布置作业
P93,1,2题
反馈与应用
Ⅴ、板书设计
3.2. 圆的对称性
一、圆是轴对称图形,其对称轴是任意一条过圆心的直径。
二、与圆有关的概念:
1、圆弧
2、弦
3、直径
注意:弧包括优弧、劣弧、半圆。
三、垂径定理:垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的弧。
例1:略
四、垂径定理逆定理:平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的弧。
注意:弦不是直径。
五、活动探究
六、课时小结
七、课后作业
《圆的对称性》教学设计
姓名:霍晓伟
单位:丰润区黄昏峪中学
任课年级:九年级数学
通讯地址:丰润区黄昏峪中学
邮政编码: 064008
联系电话: 5592672
或13785099104