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圆中的“一二三四五”

2021-12-28卞书彦

初中生世界·九年级 2021年10期
关键词:端点扇形圆锥

卞书彦

圆是初中几何的重要内容之一,是从研究“直线型”几何问题向“曲线型”几何问题的转变。我们在学习时要善于归纳总结,形成自己的知识结构。在圆这一章学习中,我们可以总结出圆中的“一二三四五”。

一个定义

我们要认识图形,应先从学习图形的定义开始。圆的描述性定义:在平面内一条线段绕其一端点旋转一周,另一个端点所形成的图形叫作圆。这是从运动的角度出发,给圆的形成过程作出了说明。而在我国古籍《墨子》中,“圜,一中同长也”则给出了圆的本质属性:圆是到定点的距离等于定长的点的集合。这个概念为我们今后的学习打下了基础,尤其為解决“隐圆”问题提供了依据。

二个对称

圆是一种“完美”的图形,其完美性体现在它既是轴对称图形,也是中心对称图形,更特别的是它还具有旋转不变性——一个圆绕着它的圆心旋转任意一个角度,都能与原来的图形重合。圆心角、弧、弦三者,就是抓住了这个特性,使他们之间有了对应的关系,为实现不同量之间关系的转化提供了坚实的理论基础。

圆有无数条对称轴,这个特性是其他图形所没有的。其中垂径定理及其推论反映了圆的重要性质,即圆的轴对称性的具体化,也是证明线段相等、角相等、弧相等、垂直关系的重要依据,也为圆的计算和作图提供了方法与依据。因此,我们要多观察、多操作,根据圆的对称性及推理来论证。

例1 (2021·山东淄博)“圆材埋壁”是我国古代数学名著《九章算术》中的一个问题:“今有圆材,埋在壁中,不知大小,以锯锯之,深一寸,锯道长一尺。问:径几何?”用现在的几何语言表达即:如图1,CD为⊙O的直径,弦AB⊥CD,垂足为点E,CE=1寸,AB=10寸,则直径CD的长度是( )。

A.12寸 B.24寸 C.13寸 D.26寸

【分析】连接OA构成直角三角形,先根据垂径定理,由DE垂直AB得到点E为AB的中点,由AB=10可求出AE的长,再设出圆的半径OA为x,表示出OE,根据勾股定理建立关于x的方程,解方程直接可得出2x的值,即为圆的直径。

【点评】本题考查了圆锥及其展开图的关系:圆锥的侧面展开图为一扇形,这个扇形的弧长等于圆锥底面的周长,扇形的半径等于圆锥的母线长。我们不仅要会算,更要掌握相关公式的意义,理解算法的意义。

我们在学习本章时,应夯实基础知识,注重算法、算理,并且注意将圆的有关知识与其他知识进行联系。结合相关图形性质的探索与证明,注重揭示知识的发生过程,经历“观察、操作—探索、猜想—推理(有条理地表达)”的认识过程,学会数学地思考问题,我们才能够较好地掌握圆的有关性质。不急于得出结论和运用公式,亲身经历探索的过程,掌握分析几何图形的方法,总结经验,以便于我们更好地研究其他几何图形。

(作者单位:江苏省盐城市盐都区大冈初级中学)

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