师:大家已经学过圆这一章的知识,领略了圆的深邃与美妙。今天,我们一起来上一节圆的专题复习课——与圆有关的计算。在我初三时,与圆有关的计算题并不多,但有一道题让我印象深刻。希望大家学习这节课后,要是能做出这道题,就比我初三时还厉害。下面,让我们一起遨游圆的奇妙世界。首先,来一组热身练习,这3组练习不难,但对本节课学习很有帮助。大家暂停视频,动笔算算。
(学生做题)
师:好,先对一下答案。我们解释一下第一题的第三小问,这个题不能像前面两小问一样直接计算。BC是3,标在图上,AB - AC = 2,这个条件怎么用呢?如果用特殊值,当AB = 3时,AC = 1;当AB = 4时,AC = 2,这样不仅没完没了,还试不出正确答案。这个题目图形简单,条件也不复杂,但引出一个重要思路——方程思想。直接算很难入手,我们设小的AC为x,那么AB = x + 2,然后用勾股定理列方程求解,再求AB。
我们再看热身二、第一小问,用等积法求CD又快又准。第二小问要多说一下,有的同学还是会用等积法先求CD,然后用勾股定理求AD。也有的同学会设AD为x,DB就是2√5 - x,接着在左右两个直角三角形中分别使用勾股定理,借助CD2等量代换得到等式来列方程。还有的同学学过相似,会直接用射影定理,AC2 = AD × AB来求。熟悉射影定理的同学能想到这个等式,可以把条件和所求直接联系起来。大家可以分别试一下这几个方法,都很重要。
热身3,帮助大家复习圆的性质,也考察分类讨论和提取图形的能力。题目中的直角没有直接给出,需要我们挖掘隐含条件。数个数要做到不多不少,这需要按某种顺序分类讨论,解题时说不定就用到其中某一个特殊三角形,所以首先要能看到它们的存在。
有了刚才的热身,下面开始这节课的第一部分。有两个题,大家暂停视频,动笔算一算。
(学生做题)
师:好,两道题答案如下。我们来看第一题。由垂径定理可得,CP和PD都是4,标上条件后发现,想用勾股定理求CB和BD长度,但题目要求半径,图中的半径有AO、OB,感觉现有的条件和要求的半径没办法结合,考虑添加辅助线构造三角形建立联系。如果连接OC,在直角三角形COP中,勾股定理可作为一个等量关系。设小的OP为x,大的OC就是x加上某个长度,一个未知数搭配一个等量关系,未知数可求,算出半径是17/2。会用相似的同学看到已知的4和1,要求半径,也就是AO、OB,怎样把它们联系起来呢?可以连接CA、CB,得到相似三角形,CP2 = AP × PB。这个等量关系里只有一个未知量,AP就能直接求出来,加上1得直径,再除以2就是半径。当然,可能还有同学有其他做法。
大家可以把这个题和课本上赵州桥的问题比较一下,看看相同之处在哪里。
第二题,标上条件3、2√2,要求半径,现有的半径是OA、OB,直接用这两个数求半径,感觉无从下手。这题能求吗?是不是少条件呢?其实有个条件没用,就是这个垂直。求边长可以把直角转化为勾股定理,在左边的直角三角形COP中使用勾股定理,能把条件3和要求的半径CO扯上关系,但是CP长不知道,2√2也没用上。如果在右边的直角三角形CPB里面使用勾股定理,2√2用上了,3又用不上。这时,大家要想到双勾股这个小技巧,用两次勾股定理,依靠CP2等量代换得到OC2 - OP2 = CB2 - PB2。这个等量关系里可以只设一个未知数,设PB为x,搭配一个等量关系作为方程,可求解出x + 3就是半径的长。学过相似熟悉射影定理的同学,连接CA可以得到射影定理的三个常用结论,考虑已知的是CB、OP,求半径,要把它们联系起来,可以使用CB2 = BP × BA。在这个等量关系里,设PB为x,半径就是x + 3,OA就是x + 3,那么AB也能求出是2x + 6,分别代入解出x,加上3就是半径。当然,可能有同学还有其他解法。
做完这两个题之后,我们来小结一下。第一,求长度的题,关键是什么?求线段长,条件会给长度,设法找到条件和所求线段之间的关系,就是解题关键,就像在迷宫中找到入口和出口的连线,这也是乐趣所在。添加辅助线构造三角形也是为了找联系。第二,怎样想到要设未知数呢?一是在现有的条件下直接求解不下去了,就像走迷宫不一定要从入口开始;二是发现了还没用过的等量关系,能把条件和所求联系起来,一个等量关系里只设一个未知数,方程就可以解出来。大家可以想一想刚才拿来当等量关系列方程的都用了什么方法。
