问题引入
从圆外一点向同一圆作两条切线,两个切点形成天然的对称结构。为什么从圆外一点向圆引出的两条切线长度相等?连接该点与圆心的那条线,又具有哪些性质?
题目中出现「圆外点、两条切线」时优先想到切线长相等。
动态观察
拖动圆外点 P,改变切线的方向和长度。
- 拖动圆外点 P,改变切线的方向和长度。
- 观察 PA 与 PB 是否始终相等。
- 比较 ∠APO 与 ∠OPB,并观察 PO 与弦 AB 的关系。
- 勾选或取消「显示长度与角度标签」「显示辅助线和垂直标记」,控制画板上长度与角度标签、辅助线和垂直标记的显隐。
规律发现
从圆外一点向圆引两条切线,两条切线长度相等。
侧栏实时数据里可以逐行核对:PA 与 PB 两行始终显示相同的数值,PA 与 PB 的差一行始终显示 0.00。
从圆外一点 P 向圆引两条切线,切点分别为 A、B,两条切线长度的关系是?
查看答案
OA、OB 都是圆的半径,所以 OA = OB;又由半径垂直切线得 OA ⟂ PA、OB ⟂ PB,所以 △OPA 与 △OPB 都是直角三角形, 且 OP 是公共斜边,由 HL 得 △OPA ≌ △OPB,于是 PA = PB。
原理解释
连接该点与圆心,PO 平分两条切线的夹角。
同时,PO 经过弦 AB 的中点,并且垂直于 AB。
- 连接圆心 O 与两个切点 A、B。
- 利用半径垂直切线,得到 OA ⟂ PA、OB ⟂ PB。
- 比较直角三角形 △OPA 与 △OPB:OP 公共,OA = OB。
- 由全等得到 PA = PB,同时 PO 平分 ∠APB 并垂直平分 AB。
从圆外一点 P 向圆引两条切线 PA、PB,关于圆心连线 PO 的说法正确的是?
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由 △OPA ≌ △OPB 得 ∠APO = ∠OPB,即 PO 平分 ∠APB;又 OA = OB、PA = PB, 所以 O 与 P 都在弦 AB 的垂直平分线上,即 PO 垂直平分弦 AB。
例题应用
从圆外一点 P 向圆引两条切线,切点分别为 A、B。若测得 PA = 6,那么 PB 等于多少?(只填数值)
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由切线长定理 PA = PB,所以 PB = PA = 6。
互动练习
保持圆不动,把圆外点 P 沿 OP 方向拖到离圆更远的位置,两条切线 PA、PB 的长度会怎样变化?
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P 离圆越远,切点到 P 的距离越大,两条切线都变长;但由切线长定理,两段长度始终相等, 侧栏 PA 与 PB 的差一行始终是 0.00。
拖动 P 绕圆一周,∠APO 与 ∠OPB 是否始终相等?再取消勾选「显示辅助线和垂直标记」,观察画板上哪些元素消失。
查看答案
无论 P 拖到哪里,PO 都是这个图形的对称轴:△OPA 与 △OPB 始终全等,所以 ∠APO = ∠OPB、PA = PB, 侧栏 PA 与 PB 的差一行始终是 0.00。取消勾选后,点 M、虚线弦 AB 与 OP、OA、OB,以及三处直角标记都会隐藏。