文 耿恒考(特级教师)
“圆”是初中数学的重要内容之一,也是许多同学学习的难点。由于对“圆”的认识、理解和掌握难度较大,因此,同学们在学习中应及时汇总自己的常错问题,精心选择有代表性的题目,通过细心分析归纳来化解难点。
例1平面内有一个⊙O和一点P,若点P到⊙O上的点的最大距离为8cm,最小距离为2cm,求⊙O的半径长。
【错因分析】对于这个问题,同学们更多的关注点在“点到圆上的最大距离和最小距离”上,无暇顾及点与圆的不同位置关系,往往只会考虑点P在圆外的一种情况,而忽略了点P在圆内的情形。
【正确解答】当点P在⊙O外时(如图1),直线PO交⊙O于点A、B,点P到⊙O上的点的最大距离PB=8cm,最小距离PA=2cm,所以⊙O的半径r=3cm;当点P在⊙O内时(如图2),直线PO交⊙O于点A、B,点P到⊙O上的点的最大距离PB=8cm,最小距离PA=2cm,所以⊙O的半径r=5cm。
图1
图2
例2如图3,AB是直径为8cm 的⊙O的一条弦,如果AB=4cm,那么弦AB所对的弧长为______,弦AB所对的圆周角为______°。
图3
【错因分析】同学们关注较多的是劣弧,往往忽略一条弦所对的弧有两条,且两条弧的和为一个圆周长;一条弦所对的圆周角有两组,且它们是互补关系。
【正确解答】⊙O中弦AB所对的劣弧长为,弦AB所对的优弧长为。⊙O中弦AB所对的圆周角为30°或150°。
例3已知,内直径为100cm 的下水管道的横截面是圆,截面圆中水面的宽度为80cm,求管道内水面的深度。
【错因分析】同学们的思维常将水面定位于圆心的下方(如图4),忽视了水面在圆心上方的情形(如图5)。
【正确解答】如图4、图5,过点O作OD⊥AB,垂足为点C,交⊙O于点D,则AC=BC=40cm。连接OA,根据勾股定理,得OC=。
图4
图5
当水面在圆心O的下方时,管道内水面的深度为50-30=20(cm);
当水面在圆心O的上方时,管道内水面的深度为50+30=80(cm)。
例4已知,线段AB、CD是半径为5cm的⊙O中的两条弦,且AB∥CD,AB=6cm,CD=8cm,求两条弦AB、CD之间的距离。
【错因分析】对于这类问题,同学们习惯于关注两条平行弦在圆心同侧,忽略了两条平行弦在圆心异侧的情形,导致漏解。
【正确解答】如图6、图7,过点O作OE⊥AB,垂足为点E,交CD于点F,则OF⊥CD,则AE=3cm,CF=4cm。连接OA、OC,根据勾股定理,得3(cm)。
图6
图7
当平行弦AB、CD在圆心O的同侧时,弦AB、CD之间的距离为4-3=1(cm);
当平行弦AB、CD在圆心O的异侧时,弦AB、CD之间的距离为4+3=7(cm)。
例5已知⊙O的半径为5cm,AB为直径,弦CD⊥AB,垂足为点E,CD=6,求AC的长。
【错因分析】对于这个问题,根据题意,同学们习惯于画出图8,而忽略了与之对称的图9。
图8
【正确解答】如图8,连接AC、OC。根据勾股定理,得OE=4cm,AE=5-4=1(cm)。在Rt△AEC中,由勾股定理得。如图9,连接AC、OC。根据勾股定理,得OE=4cm,AE=5+4=9(cm)。在Rt△AEC中,由勾股定理,得。
图9
本题也可以通过连接AC、OC、BC,利用相似三角形或射影定理来解决。