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初中数学解题技巧探微

2024-09-24汪转兰

数理天地(初中版) 2024年18期

【摘要】关于圆相关的问题是中考必考题型,学生应在理解题目的基础上分析题目选择所需的条件,再选择需要用到的相关概念、知识理论进行详细解读,最后借助计算、添加辅助线等方式进行问题求解.本文对初中数学圆相关问题的解题思路、解决方法进行深入探究,以期为初中数学教学中圆相关教学活动的开展提供帮助.

【关键词】圆;初中数学;解题技巧

初中阶段,教材内关于圆的知识点很多,并且这些知识内容与其他知识点之间也互有联系,所以圆的题型综合性强、内容丰富,导致很大一部分学生对圆相关知识掌握得不够熟练,在解题过程中经常出现知识使用混乱,甚至找不到解题关键点等问题.因此,教师需要以圆的概念、性质定理出发,基于中考考纲中的考点问题进行题型的归纳与分析.

1 有关圆性质的问题求解技巧

例1 如图1,AB是⊙O的直径,CD是弦,若AB=10cm,CD=8cm,那么A、B两点到直线CD的距离之和为( )

(A)18cm. (B)14cm.

(C)10cm. (D)6cm.

分析 本题中已知条件较多,主要考查学生对圆的性质相关知识的掌握程度,学生需基于“垂径定理”对题目进行细致化分析:垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分这条弦所对的两条弧[1].基于此对图形中各个点与线的位置进行仔细分析,从而获取解题思路.

解析 根据垂径定理,过O点作一条垂线OM,使OM⊥CD于点M,因为点M是CD的中点,根据CD=8cm可得出MD=4cm.连接OD,因为AB=10cm,所以OD=12AB=5cm,再根据勾股定理可以求出OM=3cm,基于梯形中位线定理,得出A、B两点到直线CD的距离之和等于3×2=6cm.

2 直线与圆的位置关系

例2 PQ是⊙O的直径,点B在线段PQ的延长线上,OQ = QB = 2,动点A在⊙O的上半圆运动(含P、Q两点),以线段AB为边向上作等边三角形ABC.那么线段AB所在的直线与⊙O相切时,△ABC的面积如何计算.

分析 本题考查学生对直线与圆三种位置关系的掌握情况,尤其是直线与圆相切时应如何解题.本题中由于直线AB与⊙O相切,且B点在PQ这一圆外延长线上,所以可以知道AB与⊙O的切点为A,想计算三角形面积,需要求出AO的长度,然后再根据已学的三角形性质求出△ABC其他边长,最后求得面积.

解析 首先将点A与点O相连,根据已知条件中给出的OQ=QB=2,可以求出AO=OQ=2,OB=4,利用勾股定理的性质可以求出AB的长.又因为△ABC是等边三角形,根据等边三角形的面积公式可以得出最终答案.

3 圆切线的性质定理

例3 如图2,⊙O与△OAB的边AB相切,切点为B,将△OAB绕点B按顺时针方向旋转得到△O′A′B,使点O′落在⊙O上,边A′B交线段AO于点C,若∠A′=25°,则∠OCB是多少度.

分析 此过程中,考查学生对圆的切线定理、三角形外角性质的掌握程度.圆的切线定理:圆的切线垂直于经过切点的半径;三角形的外角定理:三角形的外角等于与其不相邻的两个内角之和[2].通过综合分析得出利用画辅助线的方式可以顺利完成解题.

解析 根据圆的切线定理可以明确∠OBA=90°,解题过程中,连接OO′,基于此根据旋转的性质得出结论:∠A=∠A′,∠ABA′=∠OBO′,BO=BO′,那么就可以作出如下判断:△OO′B是一个等边三角形,进而证明∠OBO′=60°,接下来可判断∠ABA′=60°,最后再利用已经学习过的三角形外角性质计算出∠OCB的度数:∠OCB=∠A+∠ABC=25°+60°=85°.

4 圆中的计算问题

在学习圆相关知识的过程中,学生在解题过程中除掌握圆、三角形的概念、性质和定理,还需要在涉及面积计算问题时,掌握作差法、平移法、等积法、割补法等各种方法辅助计算,从而在解题思路清晰的情况下,得出正确答案.

例4 已知A、B两地相距1km,要在A、B两地之间修建一条笔直的交通轨道,根据具体测量得出以下两个信息:C地在A地的北偏东60°方向、C地在B地的北偏西45°方向,该地有一个以C为圆心,半径长为350m的圆形的儿童主题乐园,修建的这条交通轨道是否会穿过主题乐园?

分析 本题考查学生对圆的基本性质、圆的切线定理以及三角形性质、三角形内角定理等方面知识的掌握程度.想明确以C为圆心的公园是否会与AB边相交,必须求圆形的半径以及C点到线段AB的距离,若⊙C的半径长度大于C点到线段AB的距离,则轨道穿过主题乐园,若⊙C的半径小于C点到线段AB的距离,则修建这条轨道不会穿过主题乐园.

解析 首先过点C作CD⊥AB于点D,那么可以根据已知条件得出∠CBA=45°,∠BCD=45°,因此,可以求得CD=BD,我们可以假设CD的长度为xkm,那么BD的长度也为xkm,再根据C点在A点的北偏东60°方向,可以得出∠CAB=30°,基于此求出AC的长度为2xkm,基于勾股定理计算出AD=3xkm,而AD+BD=1km,那么求得3x+x=1,x ≈ 0.37km,370m>350m,所以以直线AB修建的轨道不会穿过儿童主题乐园.

5 结语

深入分析初中数学圆相关问题及解题技巧后,教师未来应着重培养学生的逻辑推理能力与灵活思考能力,保证他们在建立完整的知识体系后,面对各类圆的题型都能积极探索、从容面对,为后续的学习与发展奠定基础.

参考文献:

[1]左朋法.初中数学解题教学中“圆”的解题解析[J].数理天地(初中版),2023(21):26-27.

[2]孙明松.初中数学圆的解题技巧研究[J].数理天地(初中版),2022(05):84-85.