圓冪定理犁钟,包含了相交弦定理,切割線定理泼橘,以及割線定理三種情形涝动。但三種情形十分類似,因此統(tǒng)稱圓冪定理侥加。
相交弦定理
設(shè)AB和CD是圓中的一組相交弦捧存,交點為P,則PA×PB=PC×PD
證明:
連接AD,BC
大前提:同弧所對的圓周角相等担败,
小前提:角A和角C是同一段弧所對的圓周角
結(jié)論:角A和角C相等
同理昔穴,角B和角D相等
大前提:有兩組角相等的三角形是相似三角形
小前提:三角形APD和三角形CPB中,有上述兩組角相等
結(jié)論:三角形APD與三角形CPB相似
大前提:相似三角形對應(yīng)邊成比例
小前提:上述相似三角形
結(jié)論:PA/PC=PD/PB
大前提:等式兩邊同時乘以相等的非零量提前,得到的等式還成立
小前期:以上等式中吗货,線段長度非零
結(jié)論:在上述等式兩邊同時乘以PC×PB,得到
PA×PB=PC×PD
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以上只是嘗試三段論的完整寫法,實際證明中,不必如此書寫。大前提來自《幾何原本》的馒吴,被認(rèn)為是眾所周知的勇垛〔蹦福或者現(xiàn)代來自教科書的定理。
割線定理
自圓外一點P闲孤,向圓引兩割線谆级,一條交圓于A,B點,一條交圓與C,D點讼积。則PA×PB=PC×PD肥照。
實際上,相交弦定理勤众,也可以看成舆绎,自圓內(nèi)一點,引圓的兩條割線们颜。因此吕朵,這兩個定理看起來不同,實際上區(qū)別不大窥突。
證明方法也同相交弦定理一樣边锁,作出輔助線以后,找到等角波岛,用相似可證明。
切割線定理
自圓外一點P音半,向圓引一切線和一割線则拷,切線切圓于點A,割線交圓與點C,點D曹鸠。則
切線可以看成割線的極限情形煌茬,割圓的兩點重合的時候,就得到這個定理彻桃。如果一定要證明坛善,證明的方法一樣,添加輔助線AC邻眷,AD即可眠屎,角CAP是弦切角,與角D相等肆饶,依然用相似可證明改衩。
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以上定理統(tǒng)稱圓冪定理,那么驯镊,究竟什么是圓冪呢葫督?從數(shù)值上看竭鞍,圓冪就是PA×PB,給定圓以后橄镜,只與P點的位置有關(guān)偎快。
也就是說,給定了圓洽胶,平面上每一個點都有圓冪晒夹。所謂圓冪,是一點對一圓的冪妖异。不同的點對同一個圓惋戏,圓冪可能不同。同一個點對不同的圓他膳,圓冪也可能不同响逢。
一個點和一個圓,必須同時給定棕孙,才有圓冪舔亭。
(1)當(dāng)點在圓外的時候,圓冪在數(shù)值上就是PA×PB蟀俊,而這個數(shù)值恒等于切線長的平方钦铺。
如圖,設(shè)這個圓半徑為 r, 那么切線長的平方
所以肢预,P點對圓(O,r)的冪被定義為:
只與點和圓有關(guān)矛洞。
(2)當(dāng)點在圓上的時候,圓冪為0.
(3)當(dāng)點在圓內(nèi)時烫映,圓冪數(shù)值上依然是PA×PB沼本,而這時,PA與PB方向相反锭沟,所以抽兆,對圓內(nèi)的點,規(guī)定圓冪為負(fù)的族淮。按照PO的平方減去半徑的平方來計算辫红,也是負(fù)值。不需要改動定義祝辣。
此時贴妻,作過P的直徑OP,在作過P垂直于OP的弦AB蝙斜,圓冪在數(shù)值上還是等于PA×PB揍瑟,絕對值還是PA的平方。
點P對圓(O,r)冪乍炉,按照定義绢片,依然是:
很多書籍上喜歡寫成
兩種形式一樣滤馍。