什么是圆的切线? 什么叫圆切线和切点?
圆的切线是几何学中描述直线与圆独特位置关系的核心概念,其定义及性质如下:
一、几何定义
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基本定义
圆的切线是一条与圆有且仅有一个公共交点的直线,该交点称为切点。例如,若直线l与圆O仅相交于点P,则l是圆O在点P的切线,P为切点。 -
无限逼近想法
当曲线上两点无限接近时,割线的极限位置即为切线。对于圆来说,若P是圆上定点,Q是邻近点,当Q无限趋近于P时,割线PQ的极限位置PT即为圆在点P的切线。
二、判定定理
圆的切线需满足下面内容任一条件:
- 定义法:直线与圆仅有一个公共点(切点)。
- 半径垂直法:直线经过半径的外端,且与该半径垂直。
- 几何语言:若直线l过圆O上点A,且l ⊥半径OA,则l是圆O的切线。
- 距离等于半径法:圆心到直线的距离等于圆的半径。
口诀辅助记忆:
- 有切点:“连半径,证垂直”;
- 无切点:“作垂直,证半径”。
三、核心性质
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垂直性:圆的切线垂直于经过切点的半径。
- 推论:
- 经过圆心且垂直于切线的直线必过切点;
- 经过切点且垂直于切线的直线必过圆心。
- 推论:
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唯一性:
- 切线和圆心的距离等于圆的半径;
- 过圆外一点可作两条切线,且这两条切线长度相等(切线长定理)。
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弦切角定理:
弦切角等于它所夹弧对应的圆周角。例如,若PA是圆O的切线,∠APB是弦切角,则∠APB等于弧PB所对的圆周角。
四、相关定理扩展
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切线长定理:
从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等,且该点与圆心的连线平分两条切线的夹角。 -
切割线定理:
若一条切线与一条割线相交于圆外点P,则切线长的平方等于该点到割线与圆交点的两条线段长度的乘积。
圆的切线既是几何直观的“轻触”关系(仅一个公共点),也蕴含严格的数学逻辑(垂直半径、距离相等)。其判定与性质广泛应用于解决与圆相关的角度、长度及位置关系难题,是平面几何的重要基础