3.6.1 直线和圆的位置关系及切线的性质 课件(共40张PPT)-2025-2026学年北师大版数学九年级下册教学课件

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名称 3.6.1 直线和圆的位置关系及切线的性质 课件(共40张PPT)-2025-2026学年北师大版数学九年级下册教学课件
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资源类型 试卷
版本资源 北师大版
科目 数学
更新时间 2025-11-18 07:25:29

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文档简介

(共40张PPT)
第 1 页:封面页
标题:3.6.1 直线和圆的位置关系及切线的性质
副标题:北师大版九年级数学下册
配图:左侧并列展示 “直线与圆相离、相切、相交” 三种示意图(分别标注 0 个、1 个、2 个公共点),右侧为 “切线垂直于过切点的半径” 特写图(标注直线 l 切⊙O 于 A,OA⊥l)
落款:授课教师 / 日期
第 2 页:学习目标
知识目标:理解直线与圆的三种位置关系(相离、相切、相交),掌握 “圆心到直线的距离 d 与半径 r” 的数量关系对应法则,熟记切线的性质定理(切线垂直于过切点的半径)及推论。
能力目标:能根据 d 与 r 的关系判断直线与圆的位置关系,通过切线性质解决 “线段计算”“角度证明” 等问题,提升几何分析与逻辑推理能力。
素养目标:体会 “形(公共点数量)与数(d、r 关系)” 的对应统一,感受切线性质的严谨性,培养数形结合与转化思想。
第 3 页:情境导入 直线与圆的位置关系
生活情境(配图):
太阳升起时,太阳(圆)与地平线(直线)的位置变化:从 “圆在直线下方(相离)” 到 “圆与直线有一个交点(相切,日出瞬间)”,再到 “圆与直线有两个交点(相交,太阳升起后)”;
用直尺(直线)靠近圆形硬币(圆),观察两者公共点数量的变化。
思考引入:直线与圆的公共点数量有几种可能?不同公共点数量对应的 “圆心到直线的距离” 与 “圆的半径” 有什么关系?
第 4 页:核心概念 1 直线与圆的三种位置关系
1. 分类定义(按公共点数量)
位置关系
公共点数量
定义
图示特征
相离
0 个
直线与圆没有公共点,叫做直线与圆相离
直线在圆外,无交点
相切
1 个
直线与圆有唯一公共点,叫做直线与圆相切,这条直线叫做圆的切线,唯一公共点叫做切点
直线与圆 “刚好接触”,仅 1 个交点
相交
2 个
直线与圆有两个公共点,叫做直线与圆相交,这条直线叫做圆的割线,两个公共点间的线段叫做弦
直线穿过圆,有 2 个交点
2. 数量关系对应法则(核心判断依据)
设⊙O 的半径为 r,圆心 O 到直线 l 的距离为 d(即从 O 向 l 作垂线,垂足为 P,OP=d),则:
直线 l 与⊙O 相离 d > r;
直线 l 与⊙O 相切 d = r;
直线 l 与⊙O 相交 d < r。
3. 实例验证
例 1:⊙O 半径 r=3cm,圆心 O 到直线 l 的距离 d=4cm→d>r→直线 l 与⊙O 相离;
例 2:⊙O 半径 r=5cm,直线 l 过圆心 O→d=0例 3:⊙O 半径 r=2cm,直线 l 与⊙O 相切→d=r=2cm。
第 5 页:核心概念 2 切线的性质定理
1. 定理探究(动手操作 + 推理)
操作:
画⊙O,作切线 l 切⊙O 于点 A(确保 l 与⊙O 仅 1 个交点 A);
连接 OA(过切点的半径),用三角板测量∠OAl 的度数。
观察:∠OAl=90°,即 OA⊥l。
2. 切线性质定理
圆的切线垂直于过切点的半径。
符号语言:如图,直线 l 是⊙O 的切线,切点为 A,则 OA⊥l(OA 是过切点的半径)。
证明(反证法):
假设 OA 与 l 不垂直,过 O 作 OP⊥l 于 P,则 OP∵ OA=r,∴ OP故假设不成立,OA⊥l。
3. 推论(切线性质延伸)
经过圆心且垂直于切线的直线,必经过切点(若直线过 O 且⊥l,则直线过切点 A);
经过切点且垂直于切线的直线,必经过圆心(若直线过 A 且⊥l,则直线过圆心 O)。
作用:推论可用于 “找圆心”(已知切线和切点,作切线的垂线即过圆心)或 “找切点”(已知圆心和切线,过圆心作切线的垂线即得切点)。
第 6 页:典例精讲 1 直线与圆位置关系的判断
例题 1:根据 d 与 r 判断位置关系
已知⊙O 的半径 r=5,圆心 O 到直线 l 的距离 d 分别为以下值,判断直线 l 与⊙O 的位置关系:
(1)d=3;(2)d=5;(3)d=6。
解答:
(1)∵ d=3(2)∵ d=5=r→直线 l 与⊙O 相切;
(3)∵ d=6>r=5→直线 l 与⊙O 相离。
例题 2:结合几何图形求 d 与 r
如图,在 Rt△ABC 中,∠C=90°,AC=3,BC=4,以 C 为圆心、r 为半径画圆,当 r 为何值时,⊙C 与 AB 相切?
解答步骤:
求圆心 C 到直线 AB 的距离 d(即 AB 边上的高);
由勾股定理得 AB=√(AC +BC )=5;
由三角形面积公式:S△ABC=(1/2) AC×BC=(1/2) AB×d→d=(3×4)/5=12/5=2.4;
∵ 直线 AB 与⊙C 相切 d=r→r=2.4。
思路提炼:判断 “直线与圆是否相切”,关键是计算 “圆心到直线的距离 d”,再令 d=r 求解半径。
第 7 页:典例精讲 2 切线性质的应用
例题 3:线段计算(切线与半径垂直)
如图,直线 l 切⊙O 于点 A,OA=5cm,OB⊥l 于 B,OB=13cm,求 AB 的长。
解答步骤:
∵ l 是⊙O 的切线,A 是切点,∴ OA⊥l(切线性质定理);
又∵ OB⊥l,∴ OA 与 OB 在同一条直线上(过一点有且只有一条直线与已知直线垂直);
在 Rt△OAB 中,OA=5cm,OB=13cm,由勾股定理得 AB=√(OB -OA )=√(13 -5 )=12cm。
例题 4:角度证明(切线与半径垂直)
如图,AB 是⊙O 的直径,直线 l 切⊙O 于 A,且 l∥BC,求证:∠ABC=90°。
解答步骤:
∵ l 切⊙O 于 A,AB 是直径(过切点的半径),∴ AB⊥l(切线性质定理);
∵ l∥BC,∴ AB⊥BC(若一条直线垂直于一组平行线中的一条,必垂直于另一条);
∴ ∠ABC=90°。
思路提炼:遇切线问题,优先连接 “过切点的半径”,构造直角(90° 角),为计算或证明提供条件。
第 8 页:易错警示与避坑指南
常见易错点:
混淆 “切线的定义” 与 “切线的性质”:误将 “直线与圆有一个公共点” 当作切线性质(这是定义,性质是 “切线垂直于过切点的半径”);
忽略 “过切点” 的条件:误说 “切线垂直于圆的任意半径”(仅垂直于 “过切点” 的半径,其他半径不垂直);
计算 d 时出错:求 “圆心到直线的距离” 时,未作垂线直接用线段长度代替(如误将 “圆心到直线上某点的距离” 当作 d)。
避坑技巧:
记忆切线性质时,强调 “过切点” 三个字,可结合反例(如切线与非切点的半径不垂直)强化;
求 d 时,严格遵循 “过圆心作直线的垂线,垂线段长度即为 d” 的定义,必要时用勾股定理计算;
判断位置关系时,先明确 “已知条件是公共点数量还是 d、r 关系”,再对应法则判断。
第 9 页:课堂练习 分层巩固
基础题:
(1)⊙O 的半径 r=4cm,圆心 O 到直线 l 的距离 d=3cm,则直线 l 与⊙O 的位置关系是______,公共点数量为______个。(答案:相交,2)
(2)直线 l 切⊙O 于点 P,OP=6cm,则圆心 O 到直线 l 的距离为______cm。(答案:6,提示:OP 是过切点的半径,距离 d=OP=r)
中档题:
如图,AB 是⊙O 的切线,B 为切点,AO=10,OB=6,求 AB 的长。(答案:8,提示:OB⊥AB,用勾股定理)
提升题:
如图,⊙O 的直径 AB=10,直线 l 切⊙O 于 A,点 C 在 l 上,且 AC=AB,求∠ABC 的度数。(答案:45°,提示:AB⊥l,AC=AB=10,△ABC 为等腰直角三角形)
第 10 页:课堂小结与作业布置
小结:
直线与圆的位置关系:3 种(相离、相切、相交),核心是 “d 与 r 的数量关系”(d>r 相离,d=r 相切,d切线性质:切线垂直于过切点的半径(核心定理),推论可用于找圆心或切点;
应用关键:判断位置关系找 d 与 r,遇切线连 “过切点的半径” 构造直角。
作业:
基础作业:教材习题 3.6 第 1、2、3 题(位置关系判断、切线性质计算);
拓展作业:如图,在 Rt△ABC 中,∠C=90°,AC=8,BC=6,以 C 为圆心画圆,当⊙C 的半径 r 为何值时,⊙C 与 AB 相切?(答案:r=4.8);
实践作业:观察生活中的切线现象(如车轮与地面、刀具与圆形工件),记录切线与半径的位置关系,下节课分享。
2025-2026学年北师大版数学九年级下册【示范课精品课件】
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3.6.1 直线和圆的位置关系及切线的性质
第三章 圆
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
如图,在太阳升起的过程中,太阳和地平线会有几种位置关系 我们把太阳看作一个圆,地平线看作一条直线,由此你能得出直线和圆的位置关系吗
1
直线与圆的三种位置关系
问题1 如果我们把太阳看成一个圆,地平线看成一条直线,那你能根据直线和圆的公共点个数想象一下,直线和圆有几种位置关系吗?
作一个圆,将直尺的边缘看成一条直线. 固定圆,平移直尺,直线和圆有几种位置关系?
l
自主探究
l
l
相离
相切
相交
切线
割线
切点
交点
直线与圆的位置关系
公共交点个数
位置关系
无公共点
1 个公共点
2 个公共点
相离
相切
相交
归纳总结
除了公共点个数不同外,还可以用什么样的数量关系来描述直线和圆的位置关系
类比点和圆的位置关系.
相离 d>r
相切 d = r
相交 d<r
相离 d>r
相切 d = r
相交 d<r
合作探究
图形
直线与圆的 位置关系
公共点个数
圆心到直线的距离 d 与半径 r 的关系
2 个
1 个
0 个
相离
相切
相交
d>r
d = r
d<r
归纳总结
例1 已知圆的半径为 6 cm,设直线和圆心的距离为 d :
(3)若 d = 8 cm ,则直线与圆______,直线与圆有____个公共点.
(2)若 d = 6 cm ,则直线与圆______,直线与圆有____个公共点.
(1)若 d = 4 cm ,则直线与圆   ,直线与圆有____个公共点.
相交
相切
相离
2
1
0
典例精析
(3) 若 AB 和 ⊙O 相交,则 .
1. 已知 ⊙O 的半径为 5 cm,圆心 O 与直线 AB 的距离为d,根据条件
填写 d 的范围:
(1) 若 AB 和 ⊙O 相离, 则 ;
(2) 若 AB 和 ⊙O 相切, 则 ;
d > 5 cm
d = 5 cm
0 cm≤d < 5 cm
练一练
1.(浙江)已知平面内有⊙O 和点 A,B,若⊙O 半径为 2 cm,线段 OA = 3 cm,OB = 2 cm,则直线 AB 与⊙O 的位置关系为 ( )
A. 相离 B. 相交
C. 相切 D. 相交或相切
D
链接中考
(1)请举出生活中直线与圆相交、相切、相离的实例.
议一议
2
圆的切线的性质
(2)下图中的三个图形是轴对称图形吗?如果是,你能画出它们的对称轴吗?
都是轴对称图形.
l
O
O
l
O
l
(3)如图,直线 CD 与⊙O 相切于点 A,直线 AB 与直线 CD 有怎样的位置关系?说一说你的理由.
O
C
B
D
A
∵ 图形是轴对称图形,AB 所在的直线是对称轴,
AB⊥CD .
∴沿 AB 对折图形时,AC 与 AD 重合,
因此∠BAC=∠BAD=90°.
小亮的理由是:直径 AB 与直线 CD 要么垂直,要么不垂直.
(1)假设 AB 与 CD 不垂直,过点 O 作一条
直径垂直于 CD,垂足为 M,
(2)则 OM离小于 ⊙O 的半径,因此,CD 与 ⊙O
相交.这与已知条件“直线与 ⊙O 相切”
相矛盾.
C
D
B
O
A
(3)所以 AB 与 CD 垂直.
M
证法:反证法.
圆的切线垂直于过切点的半径.
切线的性质定理
作过切点的半径是常用经验辅助线之一
归纳总结
O
C
B
D
A
∵ CD 是⊙O 的切线,A 是切点,OA 是⊙O 的半径,
∴CD⊥OA.
几何语言:
例2 已知 Rt△ABC 的斜边 AB = 8 cm,AC = 4 cm.
(1)以点 C 为圆心作圆,当半径为多长时,AB 与 ⊙C 相切?
C
A
B
D
∴ CD = AC sinA = 4 sin 60°
∴ ∠A = 60°.
∵ AC = 4 cm,AB = 8 cm,
解:(1) 如图,过点 C 作 AB 的垂线,垂足为 D.
你还有其他解法吗?
例2 已知 Rt△ABC 的斜边 AB = 8 cm,AC = 4 cm.
(2)以点 C 为圆心,分别以 2 cm 和 4 cm 的长为半径作两个圆,这两个圆与 AB 分别有怎样的位置关系?
C
A
B
D
所以 当 r = 2 cm 时,d > r,⊙C 与 AB 相离;
(2)由(1)可知,圆心 C 到 AB 的距离 ,
当 r = 4 cm 时,d < r,
⊙C 与 AB 相交.
.O
.
O
.O
.O
.O
1. 看图判断直线 l 与 ⊙O 的位置关系?
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
相离
相交
相切
相交

注意:直线是可以无限延伸的.
相交
3. ⊙O 的最大弦长为 8,若圆心 O 到直线 l 的距离为 d = 5,则直线 l 与⊙O .
2.直线和圆相交,圆的半径为 r,且圆心到直线的距离为 5,则有( )
A. r< 5 B. r > 5 C. r = 5 D. r ≥ 5
B
相离
4. 如图,在 ⊙O 的内接四边形 ABCD 中,AB 是直径,∠BCD=120°,过 D 点的切线 PD 与直线 AB 交于点 P,则 ∠ADP 的度数为( )
A.40° B.35°
C.30° D.45°
C
第5题
P
O
D
A
B
C
5. 如图,已知 AB 是 ⊙O 的切线,半径 OC 的延长线与 AB 相交于点 B,且 OC = BC.
(1)求证: AC = OB.
(2)求 ∠B 的度数.
(1) 证明:∵AB 是 ⊙O 的切线,OA 为半径,
∴∠OAB = 90°,
在 Rt△OAB 中,∵OC = CB,
∴AC = OC = OB.
(2) 解:由 (1) 可知 OA = OC = AC,
∴△OAC 为等边三角形,
∴∠AOB = 60°,
∴在 Rt△OAB 中,
∠B = 90°-60° = 30°.
返回
B
1.
如图是日出美景,图中太阳与海天交界处可看成圆与直线,它们的位置关系是(  )
A.相切
B.相交
C.相离
D.无法确定
返回
2.
A
已知直线l与⊙O相离,圆心O到直线l的距离为5 cm,则⊙O的半径可能为(  )
A.4 cm
B.5 cm
C.6 cm
D.7 cm
返回
3.
C
如图,∠AOB=30°,C为OB上一点,且OC=3,以点C为圆心,1.5为半径的圆与OA的公共点有(  )
A.3个
B.2个
C.1个
D.0个
返回
4.
相切
平面直角坐标系中,以点A(3,4)为圆心,4为半径的圆一定与x轴________,与y轴________.(填“相交”“相切”或“相离”)
相交
5.
(12分)[教材P91“习题3.7”第1题变式]在△ABC中,∠ACB=90°,AC=5,AB=13,以点C为圆心作⊙C.
(1)若⊙C与AB相切,求⊙C的半径r;
(2)若⊙C与直线AB相交,求⊙C的半径r的取值范围;
(3)若⊙C与直线AB没有公共点,求⊙C的半径r的取值范围.
返回
返回
6.
40° 
[2024浙江中考] 如图,AB是⊙O的直径,AC与⊙O相切,A为切点,连接BC.已知∠ACB=50°,则∠B的度数为________.
返回
7.
C
如图,已知PA与⊙O相切于点A,⊙O的半径为3,
OP=5,则PA为(  )
返回
8.
D
如图,已知△ABC,以AB为直径的⊙O交BC于点D,与AC相切于点A,连接OD.若∠AOD=80°,则∠C的度数为(  )
A.30°
B.40°
C.45°
D.50°
返回
9.
A
如图,AB是⊙O的直径,点C在AB的延长线上,CD是⊙O的切线,D为切点,若∠A=35°,则∠C的度数为(  )
A.20°
B.30°
C.40°
D.50°
返回
10.
D
已知⊙O的半径为2,点P在直线l上,OP=2,则直线l与⊙O的位置关系为(  )
A.相切
B.相离
C.相离或相切
D.相切或相交
返回
11.
A
返回
12.
B
已知⊙O的半径是一元二次方程x2-3x-4=0的一个根,圆心O到直线l的距离d=6,则直线l与⊙O的位置关系是(  )
A.相切
B.相离
C.相交
D.相切或相交
直线与圆有唯一公共点
相离
相切
相交
直线与圆的位置关系
直线和圆相交
d< r
直线和圆相切
d= r
直线和圆相离
d> r
用圆心 O 到直线的距离 d 与圆的半径 r 的关系来区分:
直线与圆没有公共点
直线与圆有两个公共点
切线的
性质
有1个公共点
d=r
圆的切线垂直于经过切点的半径
有切线时常用辅助线添加方法:
见切线,连切点,得垂直.
性质定理
必做作业:从教材习题中选取;
选做作业:完成练习册本课时的习题.
谢谢观看!