圆中“漏解”问题举隅

圆中“漏解”问题举隅

关键词:圆;对称;漏解;思维;缜密

圆是中心对称图形,其对称性不仅增添了它作为几何图形的美学价值,也增添了它作为几何概念的思维训练价值。因为由其对称性产生的一大类两值问题,恰恰是学生在解答过程中最容易疏忽而出现漏解的。所以在培养学生思维的缜密性方面,它起着不可或缺的作用。兹撷数例略作说明:

例1:A、B是⊙O上两点,且∠AOB=70°,C是⊙O上不与A、B重合的任意一点,则∠ACB的度数是。

解:作出图1,则∠AOB与∠ACB分别为同弧AB上的圆心角与圆周角。由∠AOB=70°,可得∠ACB=35°。

漏解:事实上,A、B两点将⊙O分成了优弧AB和劣弧AB,点C也可在劣弧AB上,因此可作出图2,知遗漏一解.在优弧AB上任取点C′,连接AC′、BC′,由圆内接四边形ACBC′对角互补可得:

∠ACB=180°-35°=145°。

思考题:PA、PC分别切⊙O于A、C两点,B为⊙O上与A、C不重合的一点。若∠P=50°,则∠ABC等于。

(提示:本题需考虑B点可位于优、劣弧上两种位置,解答时需用到切线长定理。答案:65°,115°)

例2:在半径为5的圆内,有两条互相平行的弦,一条弦长是8,另一条弦长是6,则两条弦之间的距离是。

解:作出图3,在Rt△AOE中,OA=5,AE=3,可得OE=4。同理可求得OF=3。因此,AB、CD之间的距离EF=OE-OF=4-3=1。

漏解:作出图4,用与上面同样的步骤,可求得OE=4,OF=3。因此,AB、CD之间的距离EF=OE+OF=4+3=7。

思考题:水平放置的直径为40cm的圆柱形水管里面有水,从其横截面上量得水面宽20cm,求水面高。

(提示:本题易想到图5的情况,易遗漏图6的情况.答案:10cm,30cm)

例3:已知OA、OB是⊙O的半径并且互相垂直,延长OB到C点,使BC=OB,CD是⊙O的切线,D为切点,求∠OAD的度数。

解:据题意作出图7,△ODC为Rt△ODC,且OC=2OD,∴∠OCD=30°,从而∠COD=60°,故有∠AOD=30°。又∵△AOD为等腰△,∴∠OAD=(180°-30°)&pide;2=75°。

漏解:据圆的切线长定理,过圆外一点可以作圆的两条切线,作出图8.用与上面同样的步骤,可求得∠COD=60°,故有∠AOD=150°。又∵△AOD为等腰△,∴∠OAD=(180°-150°)&pide;2=15°。

思考题:如图9,AB是⊙O的直径,AC是弦,AB=2,AC=,在图中画出弦AD,使AD=1,求∠CAD的度数。

(提示:本题需考虑弦AD可画在圆被直径所分成两部分的每一部分上,因而有两种情况,如图9、图10.答案:15°,105°)

例4:已知⊙O的直径为14,弦AB=10,点P为AB上一点,且OP=5,则AP的长为。

解:据题意作出图11,连接OA,过点O作OC⊥AB,由垂径定理,得AC=5。又∵OA=7,由勾股定理可得OC=2。又∵OP=5,∴在Rt△OCP中,由勾股定理可得PC=1,从而AP=AC-PC=5-1=4。

漏解:据题意,亦可作出图12,连接OB,过点O作OC⊥AB,由垂径定理得BC=5。又∵OB=7,由勾股定理同样可得OC=2。据已知OP=5,在Rt△OCP中,由勾股定理可算得CP=1,∴AP=AC+CP=5+1=6。

思考题:⊙O的直径AB=13,C为⊙O上一点,CD⊥AB,垂足为D且CD=6,求AD的长。

(提示:作出图13,连接AC、BC,则△ACB为Rt△,CD为斜边上的高。解由AD+BD=AB和CD2=AD?BD联立的方程组,可得AD=9或AD=4。当然,本思考题的解法能自然得出AD的两个值,但就对本题能完整理解的要求来说,解题者必须认识到位置不确定的垂足D点,亦可如图14,在弦AB上以O为中心的对称位置,从而事先也应能作出图14。

以上我们看到,圆上位置不确定的点,圆中位置不确定的弦,圆的位置不确定的切线,圆中弦上位置不确定的点,都会导致两解问题的产生。事实上,导致圆中两解问题产生的因素并不局限于这几个,如果我们将问题稍作拓展,考虑两圆相交与相切等情况时,也将导致两解问题的产生。解这类问题,关键是在根据题意作图时就要缜密地思考,先作出符合条件的所有图形,然后再分步解决。

参考文献:

[1]郭思乐,喻纬.数学思维教育论[M].上海:上海教育出版社,1997.

[2]申志荣.圆中两值问题[J].中学数学杂志,2004(2).

[3]赵瑞芳.在“圆”中渗透分类讨论的思想[J].中小学数学?初中教师版,2006(5).

[4]石大浩.圆中的“弦”关[J].中学数学教学参考(初中),2006(12).

作者单位:江西省上犹中学

邮政编码:341200

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