吃透概念利用代数推导判断两圆位置关系
九年级上册圆与圆的位置关系属于选学内容,因此很多学校的教学中便拿掉了这一块内容,但我认为这部分其实是在点与圆的位置关系、直线与圆的位置关系基础上拓展的最后一块与圆有关的位置关系,生活中也经常用到,仅仅为了“本地中考不考”就不去涉及,似乎也不大对,于是硬着头皮讲了这部分内容,当然,不能挖得太深,课堂最后留下一道思考题,来源于九章数学教育群。
题目
已知:如图,∠CAB=∠DBA=90°,AD与BC相交于点P,且AC BD=AB,⊙P与AB相切,试问以AB为直径的⊙O与⊙P的位置关系是什么?请说明理由。
解析
判断两圆位置关系,需要的数据为圆心距d,两圆半径r与R,这些需要先在图中找到相应的线段,于是我们连接P与AB上的切点E得到小圆半径r,连接OP得到圆心距d,大圆半径设为R,即图中的OA,如下图,然后开始寻找它们之间的数量关系。
首先观察PE与AB的关系,它们垂直,再观察另两条线段AC和BD,发现它们均垂直于AB,显然这三条线段是互相平行的,平行线间找线段之间的数量关系,除了相似三角形最容易,似乎也没别的路,于是得到△APE∽△ABD,△BPE∽△BAC,分别得到两个比例式,r:BD=AE:AB,r:AC=BE:AB,分别将AC和BD用含R,r,d,x的代数式表示,注意到其中的x是最终判断两圆位置关系不需要的,因此在化简过程中它是头一个需要被消掉的“元”,经过一番整理后,得到如下推导过程:
解题反思
看似字母众多,其实都是必需的,判断两圆位置关系本来就需要三个数据,多出的x只是为了推导简单,而题目条件中的AC BD=AB正好为转换提供了等量关系。学会用代数的方法来解决几何问题,归根到底要吃透几何中的基本概念,例如数量关系、位置关系的相关定义和定理,牢牢建立起头脑中的几何基本图形。