师:同学们好,欢迎来到课堂,请准备好纸笔、尺子和圆规。今天我们学习第二十四章“圆”相关内容。通过之前的学习,大家对圆已经比较熟悉,八年级时也认识了正多边形,那这两者之间有什么联系呢?今天咱们就一起来探索。
首先,观察与思考,请大家看屏幕上这些美丽的图案,想一想它们是由哪些图形构成的?
生:第一幅螺帽图,有圆和正六边形;第二幅图有正三角形、正方形、正六边形;第三幅伞图有正八边形;第四幅图有圆;第五幅图有正五边形、正六边形。
师:同学们观察得很仔细,那你们还能举出一些例子吗?相信从身边物品和看过的图片中能找到不少。下面老师考考大家的记忆力。
师:一、n边形的内角和是多少?
生:(n - 2)×180度。
师:二、n边形的外角和呢?
生:360度。
师:三、什么样的图形是正多边形?
生:各边相等,各角也相等的多边形是正多边形。
师:这里一定要强调各边相等且各角相等。不信来看这个题目,菱形是正多边形吗?矩形是正多边形吗?
生:不是。
师:为什么呢?
生:菱形不满足各角相等,矩形不满足各边相等,所以它们都不是正多边形。
师:因此,同学们一定要记住正多边形的定义。大家都回忆起正多边形的有关概念了。其实正多边形和刚学的圆关系密切。只要把一个圆分成相等的一些弧,就可以做出这个圆的内接正多边形,这是为什么呢?大家思考一下。
生:思考完毕。
师:对了,由弧、弦、圆周角关系定理可知,弧相等所对的弦相等,也就是多边形的边相等;弧相等所对的圆周角相等,也就是多边形的角相等,从而得出此多边形是正多边形。同学们思路很清晰,我们一起来用这个思路证明一下。思考如何证明将一个圆分成五等分,依次连接各分点,可得到一个正五边形。请同学们在纸上写出证明过程。
生:写好证明过程。
师:我们一起来看这位同学的证明过程。证明:因为弧AB = 弧BC = 弧CD = 弧DE = 弧EA,所以AB = BC = CD = DE = EA。这里的依据是什么?
生:同圆中相等的弧所对的弦相等。
师:因为弧BCE = 弧CDA = 3倍弧AB,所以∠1 = ∠2。这又是为什么呢?
生:同圆中相等的弧所对的圆周角相等。同理,∠2 = ∠3 = ∠4 = ∠5。
师:又因为顶点A、B、C、D、E都在圆O上,所以五边形ABCDE是圆O的内接正五边形。你证对了吗?如果证对了,给自己点个赞。由此我们得出正多边形和圆的关系,只要把一个圆分成相等的一些弧,就可以做出这个圆的内接正多边形。下面请同学们把课本翻到105页,自学圆内接正多边形的有关概念并划线。
生:自学完毕。
师:时间到,通过自学你知道了哪些概念?
生:正多边形的中心,是正多边形外接圆的圆心,如图中的点O;正多边形的半径,是外接圆的半径,如图OC是半径r;连接OE可得正多边形中心角,正多边形每一条边所对的圆心角,如图∠EOF是中心角;过O点作弦AB的垂线段,是正多边形的边心距,即中心到正多边形一边的距离。
师:在实际应用中遇到圆内接正多边形题型时,我们通常这样做。先求出特殊正多边形的中心角,即正多边形的边所对的圆心角度数,然后过O点作AB的边心距OG,把△AOB分成两个全等的直角三角形。设正n边形的边长为a,半径为R,边心距为r,则它们的关系是什么?正n边形的周长l为多少呢?
生:根据勾股定理,可得((\frac{a}{2})^2 + r^2 = R^2)。因为周长是所有边长的和,所以周长l = a×n。
师:下面我们来完成表格。正三角形就是等边三角形,内角和是多少?
生:180度。
师:所以每个内角呢?
生:180度÷3 = 60度。
师:中心角是?
生:360度÷3 = 120度。
师:我们知道任何一个多边形的外角和是360度,所以等边三角形的外角是?
生:360度÷3 = 120度,或者用180度 - 内角60度 = 120度。
师:正四边形就是正方形,内角和是?
生:360度。
师:每个内角呢?
生:360度÷4 = 90度。
师:中心角是?
生:360度÷4 = 90度。
师:外角是?
生:360度÷4 = 90度。
师:要求正六边形的每个内角是多少,我们先算正六边形的内角和。
生:用(6 - 2)×180度 = 720度,再将720度÷6 = 120度。
师:中心角是?
生:360度÷6 = 60度。
师:外角是?
生:360度÷6 = 60度。
师:那么正n边形的内角和是?
生:(n - 2)×180度÷n。
师:中心角是?
生:360度÷n。
师:那么外角呢?
生:360度÷n。
师:通过表格你能得出什么结论?
生:正多边形的中心角等于外角。
师:下面我们一起来看这个例题。有一个亭子,它的地基是半径为4米的正六边形,求地基的周长和面积。我们来一起分析一下,这个例题给出的是实物图,从题目条件和问题来看,是针对亭子地基的,所以我们应该将地基抽象成几何图形——正六边形。画出圆内接正六边形,已知正六边形的半径是4米,即OB = OC = 4米。那么如何求出这个正六边形的周长和面积呢?请同学们在纸上算一算。
