吳志鵬 陳玉蘭
摘要:本文通過舉例說明利用圓內(nèi)勾股關(guān)系解有關(guān)直線的斜率,直線的方程以及圓的圓心半徑、弦長、周長、面積、最值等問題的方法.
關(guān)鍵詞:直線;圓;相交;勾股關(guān)系
直線與圓相交,涉及到直線以及圓的有關(guān)知識,而聯(lián)系這兩個知識則是弦心距、半弦長以及圓的半徑所構(gòu)成的直角三角形,用勾股關(guān)系可將幾何問題代數(shù)化,運用“數(shù)”研究“形”.用這樣的關(guān)系可解決包括直線的斜率、直線方程、圓的圓心、半徑、弦長、周長、面積、最值等問題.令弦心距為d,半弦長為m,圓的半徑為r,則有d2+m2=r2,本文把這樣的關(guān)系稱為圓內(nèi)的勾股關(guān)系.
1 利用圓內(nèi)勾股關(guān)系求與直線相關(guān)的內(nèi)容
例1如圖1,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知以
評析 直線的斜率和坐標(biāo)軸上的截距是直線方程的重要特征,利用圓內(nèi)勾股關(guān)系,建立與斜率或截距相關(guān)的等量關(guān)系,轉(zhuǎn)化為方程進(jìn)行求解,
評析 圓心和半徑是圓的關(guān)鍵特征,它確定了圓的大小和位置,半徑和圓心距都是圓內(nèi)的勾股關(guān)系的構(gòu)成要素,利用之即可有效解決圓的方程、圓心或半徑等相關(guān)內(nèi)容.
評析 求弦長的方法比較多,可利用兩點間的距離公式、弦長公式和圓內(nèi)勾股關(guān)系進(jìn)行求解,但利圓內(nèi)勾股關(guān)系求半弦長進(jìn)而求得弦長,簡單方便能較大幅度地減少運算量,是求弦長的首選方法,
遷移 當(dāng)直線與圓相交變成直線與圓相切,此時半徑、切線長以及圓外的點到圓心的線段仍能構(gòu)成直角三角形,同樣可用勾股關(guān)系解決相關(guān)問題.
評析 當(dāng)直線與圓相切時,此時相當(dāng)于把過點P的圓的割線拉到與圓只有一個交點的極限位置,那么原來弦的中點和直線與圓的兩個交點就融合成一個點,此時圓心與弦的中點的連線變成了圓心與切點的連線,其垂直關(guān)系仍然存在,類似的勾股關(guān)系也是存在的.