卞書彥
圓是初中幾何的重要內容之一,是從研究“直線型”幾何問題向“曲線型”幾何問題的轉變。我們在學習時要善于歸納總結,形成自己的知識結構。在圓這一章學習中,我們可以總結出圓中的“一二三四五”。
一個定義
我們要認識圖形,應先從學習圖形的定義開始。圓的描述性定義:在平面內一條線段繞其一端點旋轉一周,另一個端點所形成的圖形叫作圓。這是從運動的角度出發(fā),給圓的形成過程作出了說明。而在我國古籍《墨子》中,“圜,一中同長也”則給出了圓的本質屬性:圓是到定點的距離等于定長的點的集合。這個概念為我們今后的學習打下了基礎,尤其為解決“隱圓”問題提供了依據(jù)。
二個對稱
圓是一種“完美”的圖形,其完美性體現(xiàn)在它既是軸對稱圖形,也是中心對稱圖形,更特別的是它還具有旋轉不變性——一個圓繞著它的圓心旋轉任意一個角度,都能與原來的圖形重合。圓心角、弧、弦三者,就是抓住了這個特性,使他們之間有了對應的關系,為實現(xiàn)不同量之間關系的轉化提供了堅實的理論基礎。
圓有無數(shù)條對稱軸,這個特性是其他圖形所沒有的。其中垂徑定理及其推論反映了圓的重要性質,即圓的軸對稱性的具體化,也是證明線段相等、角相等、弧相等、垂直關系的重要依據(jù),也為圓的計算和作圖提供了方法與依據(jù)。因此,我們要多觀察、多操作,根據(jù)圓的對稱性及推理來論證。
例1 (2021·山東淄博)“圓材埋壁”是我國古代數(shù)學名著《九章算術》中的一個問題:“今有圓材,埋在壁中,不知大小,以鋸鋸之,深一寸,鋸道長一尺。問:徑幾何?”用現(xiàn)在的幾何語言表達即:如圖1,CD為⊙O的直徑,弦AB⊥CD,垂足為點E,CE=1寸,AB=10寸,則直徑CD的長度是( )。
A.12寸 B.24寸 C.13寸 D.26寸
【分析】連接OA構成直角三角形,先根據(jù)垂徑定理,由DE垂直AB得到點E為AB的中點,由AB=10可求出AE的長,再設出圓的半徑OA為x,表示出OE,根據(jù)勾股定理建立關于x的方程,解方程直接可得出2x的值,即為圓的直徑。
【點評】本題考查了圓錐及其展開圖的關系:圓錐的側面展開圖為一扇形,這個扇形的弧長等于圓錐底面的周長,扇形的半徑等于圓錐的母線長。我們不僅要會算,更要掌握相關公式的意義,理解算法的意義。
我們在學習本章時,應夯實基礎知識,注重算法、算理,并且注意將圓的有關知識與其他知識進行聯(lián)系。結合相關圖形性質的探索與證明,注重揭示知識的發(fā)生過程,經歷“觀察、操作—探索、猜想—推理(有條理地表達)”的認識過程,學會數(shù)學地思考問題,我們才能夠較好地掌握圓的有關性質。不急于得出結論和運用公式,親身經歷探索的過程,掌握分析幾何圖形的方法,總結經驗,以便于我們更好地研究其他幾何圖形。
(作者單位:江蘇省鹽城市鹽都區(qū)大岡初級中學)