动 会动的数学 人教版 · 九年级上册 · 第二十四章
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九年级上册 第二十四章 互动实验 × 1 分层练习 × 3

圆与切线

一条直线慢慢靠近圆,会在某一刻“擦”过它——那一刻叫相切。 判断什么时候相切,只看两个数:圆心到直线的距离 d,和半径 r。

这一节,你会做到

  • 用 d 和 r 判断直线与圆的三种位置关系;
  • 看懂相切时,半径与切线互相垂直;
  • 会用勾股定理算切线长。

先看看,它藏在哪儿

“相切”其实天天都在你眼前。

🛞 车轮与地面 车轮和地面只接触一个点,这就是相切。
🌅 太阳与地平线 日出那一刻,太阳和地平线正好相切。
📏 尺子贴圆边 用尺子去贴圆边,贴住不进去的那一刻,就是切线。

动手玩一玩

把直线慢慢往上推,看它和圆的关系怎么变。

1

推一推:相离、相切、相交

圆心 O 到直线 l 的距离记作 d,圆的半径记作 r。 拖动 d,让直线从远处靠近圆,看三种关系怎么切换。

相切 d = 3 r = 3 d = r
相切的那一刻:把 d 调到正好等于 r,你会看到半径 OA 和直线 l 之间出现一个直角。这就是切线最重要的性质——切线垂直于过切点的半径。

一句话结论

比一比 d 和 r

d > r 相离(0 个公共点);d = r 相切(1 个公共点);d < r 相交(2 个公共点)。

切线的判定:经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线,是圆的切线。

三个最容易踩的坑:
  • 把 d 量错。d 是圆心到直线的距离,不是圆上某点到直线的距离。
  • 相切时忘了垂直。切点处的半径一定垂直于切线,这是列方程的关键。
  • 算切线长不用勾股。OP、OA、PA 构成直角三角形,直接用勾股定理。

练一练

三道题,由易到难。先自己动笔,再点「下一步」看解法。

基础

判断位置关系

⊙O 的半径为 3,圆心 O 到直线 l 的距离为 5。判断直线 l 与 ⊙O 的位置关系。

① 已知 r = 3,d = 5。
② 比较:d = 5 > r = 3。
③ d > r 时,直线与圆没有公共点。
答:直线 l 与 ⊙O 相离。
提升

切线长与勾股

PA 切 ⊙O 于点 A,OA = 6,PA = 8。求 OP 的长。

① 因为 PA 是切线,A 是切点,所以 OA ⊥ PA。
② 于是 △OAP 是直角三角形,∠OAP = 90°。
③ 由勾股定理:OP² = OA² + PA² = 6² + 8² = 36 + 64 = 100。
④ 所以 OP = 10。
答:OP = 10。
挑战

已知切线长求距离

⊙O 的半径为 5,直线 l 与 ⊙O 相切于点 A。点 P 在 l 上,且 PA = 12。求 OP 的长。

① 切点是 A,所以 OA ⊥ l,即 OA ⊥ PA。
② △OAP 是直角三角形,OA = 5,PA = 12。
③ 由勾股定理:OP² = 5² + 12² = 25 + 144 = 169。
④ 所以 OP = 13。
答:OP = 13。(5、12、13 是一组勾股数)

👨‍👩‍👧 家长提示

这一节把“圆”和“勾股定理”接上了,是九年级的重要枢纽。

怎么讲(30 秒版)

拿一枚硬币在桌面上慢慢推向桌沿:

“还没碰到,是相离;刚好碰到,是相切;压过去,就是相交。”

再让孩子把 d 拖到和 r 一样大,看那个直角出现。

孩子最常错在这三处

  1. d 找错。一定是圆心到直线的垂线段长度。
  2. 相切不会用垂直。看到“切线”两个字,先标直角。
  3. 勾股算错。确认哪条是斜边:OP 是斜边,OA 和 PA 是直角边。

检查口诀

远相离、等相切、近相交;切线垂直半径,勾股算长度。

M2 五节课到这里就齐了。接下来可以开始 M3,向 30 节全面推进。

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