徐菊萍
圓是涵蓋知識點較多的圖形,可以從線段、角、多邊形等直線圖形擴充到弧、扇形等曲線圖形。如果將圓與各類直線圖形結合,我們能構造出更復雜的圖形。如何有效解決圓中的易錯問題,避免失誤呢?我們可以從以下幾個方面來辨析錯誤,精準解題。
一、善用圓中弧、角、弦對應關系解決圓中線角關系
例1 如圖1,AB為⊙O的直徑,C、D為⊙O上兩點,若∠BCD=40°,則∠ABD的大小為()。
A.60°B.50°C.40°D.20°
【解析】很多同學可能因為找不到∠BCD與∠ABD的關系而不能求解。因為圖中有“圓周角”,關于圓周角有兩個基本圖形,因此可以從以下兩個方向思考。
解法一(利用同弧所對的圓心角是圓周角的兩倍):連接OD,如圖2。∵∠DOB和∠BCD分別是弧BD所對的圓心角和圓周角,∴∠DOB=2∠BCD=80°,再由半徑相等,所以在等腰△DOB中,∠ABD=50°。故選B。
解法二(利用直徑所對的圓周角是直角,同弧所對圓周角相等):連接AD,如圖3。∵AB為⊙O的直徑,∴∠ADB=90°。∵∠A和∠BCD都是弧BD所對的圓周角,∴∠A=∠BCD=40°,∴∠ABD=90°-40°=50°。故選B。
二、善用多邊形邊角關系解決圓中線角問題
例2 若正六邊形的內切圓半徑為2,則其外接圓半徑為。
【解析】本題需理解兩個圓與正多邊形的關系,如果能將內切圓半徑與外接圓半徑轉化為三角形的線段關系,就能輕松破解。如圖4,連接OE,作OM⊥EF于點M,則OE=EF,EM=FM,由正六邊形的知識可知,內切圓半徑OM=2,∠EOM=30°。在Rt△OEM中,cos∠EOM=[OMOE],∴[32]=[2OE],解得OE=[433],即外接圓半徑為[433]。
三、善用切線與過切點的半徑垂直解決圓中位置關系
例3 如圖5,PA是⊙O的切線,切點為A,PO的延長線交⊙O于點B,若∠P=40°,則∠B的度數為()。
A.20°B.25°C.40°D.50°
【解析】本題只有利用切線的性質,正確添加輔助線才能解決。如圖6,連接OA,可得直角△AOP和等腰△OAB,得∠B=25°。故選B。
四、善用空間想象力解決圓錐問題
例4 如圖7,圓錐的底面半徑r=6,高h=8,則圓錐的側面積是()。
A.15πB.30πC.45πD.60π
【解析】本題易用錯圓錐側面積的公式。因為圓錐的高、母線和底面半徑構成直角三角形,故先由r=6,h=8,得母線為10,再得圓錐的側面積=6×10π=60π。故選D。
例5 如圖8,矩形紙片ABCD中,AD=6cm。把它分割成正方形紙片ABFE和矩形紙片EFCD后,分別裁出扇形ABF和半徑最大的圓,恰好能作為一個圓錐的底面和側面,則AB的長為()。
A.3.5cm B.4cm C.4.5cm D.5cm
【解析】本題需理解圓錐側面與底面的關系,即側面展開圖的弧長=底面圓的周長。
∵弧長[AF]=[14]?2π?AB,圓的周長為π?DE,
∴[14]?2π?AB=π?DE,AB=2DE。
∵AE+ED=AD=6,AB=AE,
∴AB=4。
故選B。
從上述例題可見,要想解決圓中的線、角問題,還要善于添加合適的輔助線。常見的輔助線有:連半徑、作弦心距、構造直徑所對的圓周角、連過切點的半徑等。因此,我們如果能熟悉圓中的基本圖形,做到心中有圖,再結合常見的數學思想方法,那么一定能輕松破解圓中的易錯問題。
(作者單位:南京師范大學附屬蘇州石湖中學)