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圓與圓位置關(guān)系——相切問題

 妍小青 2022-12-28 發(fā)布于上海

兩圓相切或兩圓只有一個公共點,需分為兩種情況,即兩圓內(nèi)切或兩圓外切。對于圓與圓的位置關(guān)系,需要找準圓心距、兩圓的半徑和差之間的數(shù)量關(guān)系。當兩圓內(nèi)切時,圓心距等于兩圓半徑差的絕對值;當兩圓外切時,圓心距等于兩圓半徑和。

兩圓相切問題


對于兩圓相切問題,只需要找準圓心距和兩圓半徑和差的數(shù)量關(guān)系即可。當兩圓內(nèi)切時,d=|R1-R2|,當兩圓外切時,d=R1+R2。


01

兩圓相切問題的簡單應(yīng)用





02

在函數(shù)和三角形背景的應(yīng)用



對于二次函數(shù)或者三角形背景的問題,同樣只要找準三個量的關(guān)系即可。一般來說,可以通過構(gòu)造直角三角形,利用勾股定理求得圓心距的長度。

解法分析:本題的第一問由題設(shè):圓P與直線BC相切,則過點P作BC的垂線PH,利用X型基本圖形,導(dǎo)出AB、CD和PH的數(shù)量關(guān)系。

本題的第二問考察了圓與圓的位置關(guān)系,其突破口在圓心距、兩圓半徑和差的數(shù)量關(guān)系的比較。常見的輔助線添線方法即為聯(lián)結(jié)兩圓的圓心,利用勾股定理求出圓心距,再去比較圓心距和兩圓半徑和差的大小關(guān)系。

本題的第三問不是在AB=3,CD=5這樣的背景下的,因此在解決本問時,建議設(shè)AB、CD為字母系數(shù)進行計算。本問以兩圓外切為背景,證明▲ABC與▲BCD相似,還是圍繞圓心距和兩圓半徑和進行展開。由于這兩個三角形都是直角三角形,因此可以從判定1和判定2判定證明相似。



03

在“動圓”背景下的應(yīng)用



對于“運動”背景下的兩圓相切問題,還是找準圓心距、半徑和差間的數(shù)量關(guān)系,對于運動的路程可以用字母表示,從而利用方程思想求出未知數(shù)的值。

三圓相切問題


對于三個圓相切的問題,在兩圓相切問題上更進了一步,但是問題解決的關(guān)鍵還是在于抓住圓心距、任意兩圓的半徑和差間的數(shù)量關(guān)系。相較于兩圓相切問題更加靈活,但是問題解決的方法和路徑還是不變的。



01

三個圓兩兩相切的問題



以滬教版教材27.5(1)的例題2為例,三個圓兩兩外切,因此任意兩圓的圓心距等于這兩個圓的半徑和,列出三個方程即可求出三個圓的半徑。

以這道題為雛形,進行變式即可得到2019上海中考選擇題第6題,只要找準圓心距、半徑和差間的數(shù)量關(guān)系,不需要畫圖就可以得到一系列數(shù)量關(guān)系:

對于“動圓”問題,還是根據(jù)題意找準圓心距、半徑和差間的數(shù)量關(guān)系。同時結(jié)合圖形的特點,借助勾股定理、銳角三角比、相似三角形等進行計算。



02

三個圓與直線相切的問題



對于三個圓相切以及圓與直線相切問題,除了找準圓心距和半徑和差間的數(shù)量關(guān)系,還需要緊扣切線的性質(zhì),利用這些性質(zhì)一齊解決問題。

以滬教版練習27.5(3)第5題為例,三個圓兩兩相切,同時線段AB與兩小圓相切,因此常見的輔助線的添線方法就是聯(lián)結(jié)圓心,過圓心作切線的垂線,從而構(gòu)造直角三角形,助力問題解決。

對于練習冊中的這道練習有下面兩道變式:

同時對于三個圓相切的問題也需要進行分類討論,根據(jù)題意畫出圖形,再進行計算。

END


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