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如何证明垂径定理

2026-01-14 07:55:03
最佳答案

如何证明垂径定理】一、说明

垂径定理是圆的几何中一个重要的定理,其内容为:如果一条直径垂直于一条弦,那么这条直径平分这条弦,并且平分弦所对的弧。该定理在解决与圆相关的几何问题时具有广泛的应用。

要证明垂径定理,可以从几何的基本性质出发,结合全等三角形、勾股定理等知识进行推导。以下是对垂径定理的证明过程进行简要总结,并以表格形式展示关键步骤和依据。

二、垂径定理证明过程表

步骤 内容 依据/说明
1 设圆O,弦AB,直径CD垂直于弦AB,交点为E 题设条件
2 连接OA、OB、OC、OD 构造辅助线,便于分析
3 因为CD是直径,所以OC = OD(半径) 圆的定义
4 因为CD⊥AB,所以∠AEC = ∠BEC = 90° 垂直定义
5 在△OAE 和 △OBE 中:
- OA = OB(半径)
- OE 是公共边
- ∠AEO = ∠BEO = 90°
全等三角形判定(HL)
6 所以△OAE ≌ △OBE 全等三角形判定(HL)
7 因此,AE = BE,即E是AB的中点 全等三角形对应边相等
8 弦AB被直径CD平分,即CD平分AB 结论1
9 连接弧AC和弧BC,因为AE = BE,所以弧AC = 弧BC 圆中相等弦对应的弧相等
10 因此,直径CD也平分弦所对的弧 结论2

三、结论

通过上述步骤可以清晰地看出,垂径定理的证明主要依赖于圆的对称性、全等三角形的性质以及垂直关系的利用。该定理不仅在理论上有重要意义,在实际应用中也常用于求解圆中弦长、弧长、角度等问题。

四、小结

定理名称 垂径定理
内容 一条直径垂直于弦,则该直径平分弦并平分弦所对的弧
关键条件 直径垂直于弦
核心结论 弦被平分;弧被平分
应用领域 几何计算、圆的相关问题

如需进一步拓展,可结合具体例题或图形进行验证与应用。

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