一、学习目标
  1.学习了解圆周角的概念,掌握同圆或等圆中,圆周角和圆心角、弧、弦(包括弦心距)之间的对应
    关系.
  2.了解直线和圆的位置关系,掌握圆的切线的判定方法和性质定理,并能解决有关的证明和计算.

二、教学重点和难点
  1.重点是圆周角和圆心角的关系;圆的切线的判定和性质.
  2.难点是用分类思想讨论圆周角和圆心角的关系.

三、教学内容解析
(一)知识梳理
  在前面学习的基础上,进一步理解同弧所对圆周角和圆心角的对应关系,在分析图形的结构时,充分利用“弧”找角,体会曲线型图形的优势.
  要注意培养类比的思维方法.体会除了从图形上定义直线和圆的位置关系之外,从数量关系上也可以反映直线和圆的三种位置关系的特征.应该认识到它们反映的本质相同.
1.圆周角的概念:
  顶点在圆上,并且两边都和圆相交的角叫做圆周角.

2.圆周角定理:
  一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半.

3.圆周角定理的推论:
  (1)同弧或等弧所对的圆周角相等;同圆或等圆中,相等的圆周角所对的弧也相等.
  (2)半圆(或直径)所对的圆周角是直角;90°的圆周角所对的弦是直径.
  (3)如果三角形一边上的中线等于这边的一半,那么这个三角形是直角三角形.

4.定理分析
  圆周角定理提示了在同一个圆中,同一条弧所对的圆周角与圆心角之间的数量关系.根据定理的推论(1),同弧或等弧所对的圆周角相等,说明了分析问题时可以借助于“圆弧”证明两个角相等(如图1,∠A和∠A′两个圆周角都对着同一条弧,它们相等).另一方面,可以将已知的圆周角(如图1中的∠A)沿圆周转移到圆中所需要的位置(如图1中的∠A′的位置).
                 
           图1                     图2
  利用圆周角定理推论(2),在解决有关圆的问题中,只要已知中给出直径条件,可自圆上任意一点分别连结直径的两个端点,从而构造直角(如图2所示),反过来,利用已知一个圆周角为直角,可以构造圆的直径.
  推论(3)给出了直角三角形的一个判定方法.从圆的高度重新认识一些三角形的知识,这既是认识的深化,又是方法的更新.

5.圆的切线
  (1)当直线和圆有唯一公共点时,叫做直线和圆相切,这时的直线叫做圆的切线,唯一的公共点叫做切点.这里“有唯一公共点”是有一个且只有一个公共点.
  (2)按此定义判定直线和圆相切并不容易,可以据此分析得到“如果设⊙O的半径为r,圆心O到直线的距离为d,那么直线与⊙O相切”.
  (3)切线的判定定理:经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线.
  如图,
                   
  定理的题设是:一条直线满足:(1)过半径OA的外端点A;(2)垂直于半径OA;
  结论是:这条直线是圆的切线(直线切圆O于点A).

6.切线的判定方法
  (1)和圆只有一公共点的直线是圆的切线;
  (2)圆心到直线的距离等于半径的直线是圆的切线;
  (3)经过半径的外端且与半径垂直的直线是圆的切线;
  判定切线有三种方法,证题中常用后两种方法,且往往需要添加辅助线.

7.添加辅助线的方法
  (1)如果已知直线经过圆上一点,那么连结这点和圆心得到半径再证所作半径与这条直线垂直.即“连半径,证垂直”.
  (2)如果已知条件中不知直线与圆是否有公共点,那么过圆心作直线的垂线段,再证明垂线段的长等于半径,即“作垂直,证半径”.

(二)例题分析
  1.如图所示,AB为⊙O的直径,动点P在⊙O的下半圆,定点Q在⊙O的上半圆,设∠POA=x°,∠PQB=y°,当P点在下半圆移动时,试求y与x之间的函数关系式,并写出自变量的取值范围.
                    
  解:(方法一)∵AB为⊙O的直径,∠AOP=x°
         ∴∠POB=
         又
         
         ).
    (方法二)如图所示,连结AQ,
                
         
         
         又∵AB是⊙O的直径,
         ∴∠AQB=90°,
         
         ).
  小结:在分析有关圆周角的问题时,往往通过同弧或等弧找到圆周角、圆心角之间的关系.当出现直径这个条件时,注意直径所对的圆周角是直角;如果没有直径所对的圆周角,这时往往需要添加辅助线,构造直径所对的圆周角.
  想一想:若动点P与定点Q在⊙O上位于直径AB的同侧时,仍设∠POA=x°,∠PQB=y°,这时y与x之间又会有怎样的函数关系呢?

  2.已知,如图,△ABC内接于⊙O,∠ACB=60°,AB=m,试求⊙O的直径.
                  
  解:(方法一)如图,作⊙O的直径AC′,连结C′B,
                   
         则∠AC′B=∠C=60°.
         ∵AC′是⊙O的直径,
         ∴∠ABC′=90°
         
         即⊙O的直径为
    (方法二)如图所示,连接OA,作于D.
               
         可以根据垂径定理,解出,从而得出直径为
  小结:构造直角三角形是常用的求线段长的方法.在圆中,可以构造垂径定理的基本图形,即由半径、半弦和弦心距构成的直角三角形;也可以构造直径所对的圆周角这一基本图形.

  3.如图,△ABC内接于⊙O,D为AB延长线上一点,且∠DCB=∠A,求证:CD是⊙O的切线.
             
  证明:
  (方法一)作直径CE,连结BE,则∠CBE=90°,
            
       ∴∠E+∠OCB=90°.
       ∵∠A=∠E,∠DCB=∠A,
       ∴∠DCB+∠OCB=90°,
       ∴CD⊥半径OC于C,
       ∴CD是⊙O的切线.
  (方法二)此题也可采用圆周角定理证明
              
       如图,连接OC、OB,
       设∠A=∠DCB=x,则∠BOC=2x.
       ∵OB=OC,
       
       ∴∠OCB+∠DCB=90°
       ∴CD⊥半径OC于C,
       ∴CD是⊙O的切线.

  4.如图,△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O交BC于D,DE⊥AC于E.
  求证:DE是⊙O的切线.
                
  分析:要证DE是⊙O切线,且已知公共点D,所以连结OD,只需证OD⊥DE即可,又已知DE⊥AE,所以需证:OD∥AC.
  证明:(方法一)连结OD,
          ∵OB=OD,
          ∴∠B=∠ODB.
          ∵AB=AC,
          ∴∠B=∠C,
          ∴∠ODB=∠C,
          ∴OD∥AC.
          又∵DE⊥AC,
          ∴DE⊥半径OD于D,
          ∴DE是⊙O的切线.
     (方法二)连结OD、AD,
          ∵AB是⊙O直径,
          ∴AD⊥BC.
          ∵AB=AC,
          ∴BD=CD.
          又∵OB=OA,
          ∴OD∥AC .
          又∵DE⊥AC,
          ∴DE⊥半径OD于D,
          ∴DE是⊙O的切线.

  5.如图,△ABC中,∠ACB=90°,以AC为直径的⊙O,交AB于D,E为BC中点.
  求证:DE是⊙O切线.
                   
  分析:已知圆和直线的公共点D,因此要证明DE是⊙O切线,只需连接OD,并且证明∠ODE=∠OCB=90°.
  证明:(方法一)连结OD、OE.
          ∵OA=OC,E为BC中点,
          ∴OE∥AB,
          ∴∠DOE=∠ADO,∠COE=∠A.
          ∵OA=OD,
          ∴∠A=∠ADO,
          ∴∠DOE=∠COE.
          ∵OD=OC,OE=OE,
          ∴△DOE≌△COE,
          ∴∠ODE=∠OCE.
          ∵∠ACB=90°,
          ∴∠ODE=90°,
          ∴DE⊥半径OD于D,
          ∴DE是⊙O的切线.
     (方法二)连结OD、CD.
          ∵AC是⊙O直径,
          ∴CD⊥AB .
          ∵E为BC中点,
          ∴ED=EC,
          ∴∠EDC=∠ECD.
          又∵OD=OC,
          ∴∠ODC=∠OCD,
          ∴∠EDC+∠ODC=∠ECD+∠OCD,
          ∴∠ODE=∠OCE=90°,
          ∴DE⊥半径OD于D,
          ∴DE是⊙O的切线.

  6.如图,P点是∠AOB的平分线OC上一点,PE⊥OA于E,以P为圆心,PE为半径作⊙P .
  求证:⊙P与OB相切.
              
  分析:因为不知道圆和直线是否有公共点,所以要证OB是⊙P的切线,需要作PF⊥OB于F,再证PF=PE即可.
  证明:作PF⊥OB于F,
     ∵OP平分∠AOB,且PE⊥OA,
     ∴PF=PE,即PF为⊙P的半径,
     ∴OB是⊙P的切线.