公切線

公切線

公切線是指同時相切於兩條或兩條以上的曲線的直線,例如和兩個圓相切的直線叫做這兩個圓的公切線。如果兩個圓在公切線的同側,則這公切線叫外公切線;如果兩個圓在公切線的異側,則叫內公切線。

公切線性質

1.兩圓的兩條外公切線長相等;

2.兩條內公切線的長也相等。

3.兩圓的外公切線與連心線或者交於一點或者平行。

兩圓的外公切線如圖1所示。

圖1兩圓的外公切線 圖1兩圓的外公切線

數量關係

公切線 公切線

外公切線的長=根號下圓心距的平方-大圓半徑減小圓半徑的平方=

公切線 公切線

內公切線的長=根號下圓心距的平方-大圓半徑加小圓半徑的平方=

外公切線與連心線夾角的正弦值=圓心距分之大圓半徑減小圓半徑;

內公切線與連心線夾角的正弦值=圓心距分之大圓半徑加小圓半徑。

位置關係

公切線的條數與兩圓的位置關係如下:

若兩圓相離,則有4條公切線;

若兩圓外切,則有3條公切線(兩外切,一內切);

兩圓相交,則有2條公切線(外切);

若兩圓內切,則有1條公切線;

若兩圓內含,則有0條公切線。

尺規作圖方法

方法一:平移法(如圖2所示)

取圓O,圓O上的半徑OA,OB;

以B為圓心,以OA的長度為半徑畫圓交OB於C;

以為OO直徑畫圓D,以O為圓心,OC的長度為半徑畫圓,與圓D交與E;

連線OE並延長交圓O於F;

過O作OG||OF交圓G,則直線GF即為所求。

1.

取圓O,圓O上的半徑OA,OB;

2.

以B為圓心,以OA的長度為半徑畫圓交OB於C;

3.

以為OO直徑畫圓D,以O為圓心,OC的長度為半徑畫圓,與圓D交與E;

4.

連線OE並延長交圓O於F;

5.

過O作OG||OF交圓G,則直線GF即為所求。

圖2 平移法 圖2 平移法

方法二:位似法(如圖3所示)

作圓O的一條半徑OA,在圓O中取一條與之平行的半徑OB;

連線BA,OO並延長交於P;

取PO中點C,以C為圓心,CP長為半徑畫弧交圓O於D,作直線PD,那么直線PD也與圓O圓O相切。

1.

作圓O的一條半徑OA,在圓O中取一條與之平行的半徑OB;

2.

連線BA,OO並延長交於P;

3.

取PO中點C,以C為圓心,CP長為半徑畫弧交圓O於D,作直線PD,那么直線PD也與圓O圓O相切。

圖3 位似法 圖3 位似法

例題

作外公切線

已知:圓O半徑為R,O'半徑為r(假設R>r),求作它們的外公切線。

作法:

連線OO',作出線段OO'的中點M;

以M為圓心,MO為半徑畫圓;

以O為圓心,R-r為半徑畫圓,與圓M的交點記作A、A';

作射線OA交圓O於Q,過O'作OQ的平行線,交圓O'於P;

過P、Q作直線,直線PQ即為所求(如圖4所示) 。

1.

連線OO',作出線段OO'的中點M;

2.

以M為圓心,MO為半徑畫圓;

3.

以O為圓心,R-r為半徑畫圓,與圓M的交點記作A、A';

4.

作射線OA交圓O於Q,過O'作OQ的平行線,交圓O'於P;

5.

過P、Q作直線,直線PQ即為所求(如圖4所示) 。

圖4 作外公切線 圖4 作外公切線

作內公切線

連OO',作出線段OO'的中點M;

以M為圓心,MO為半徑畫圓

以O為圓心,R+r為半徑畫圓,與圓M的交點記作A,A';

作射線OA交圓O於Q,過O'作OQ的平行線,交圓O'於P;

過P、Q作直線,直線PQ即為所求(如圖5所示)。

1.

連OO',作出線段OO'的中點M;

2.

以M為圓心,MO為半徑畫圓

3.

以O為圓心,R+r為半徑畫圓,與圓M的交點記作A,A';

4.

作射線OA交圓O於Q,過O'作OQ的平行線,交圓O'於P;

5.

過P、Q作直線,直線PQ即為所求(如圖5所示)。

圖5 內公切線 圖5 內公切線

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