Касательная как перпендикуляр к радиусу: задачи и решения для 8 класса

Содержание статьи7 разделов

Быстрая диагностика: верно ли вы понимаете касательную?

Окружность имеет центр O, точка T лежит на окружности. Прямая l касается окружности в T. Укажите, почему угол между OT и l равен 90°. Затем решите устно: если OT = 6 см и OT ⟂ l, может ли l быть касательной? Да: перпендикуляр в точке окружности определяет касательную.

Два свойства, которых достаточно для этой карточки

Прямое свойство: радиус, проведённый в точку касания, перпендикулярен касательной. Обратное: прямая, проходящая через точку окружности и перпендикулярная радиусу в этой точке, — касательная. Если P находится вне окружности, то треугольник OPT прямоугольный; поэтому OP² = OT² + PT². Важно: перпендикуляр к радиусу, проведённый не в его конце на окружности, не обязательно является касательной.

Самостоятельная проверочная: 10 разных заданий

  1. 1. Окружность с центром O и радиусом OA = 4 см; прямая m проходит через A и касается окружности. Найдите ∠OAm.
  2. 2. Луч OA образует с прямой k угол 90°, а A лежит на окружности с центром O. Докажите, что k — касательная.
  3. 3. PT — касательная, OT = 5 см, OP = 13 см. Найдите PT.
  4. 4. PT касается окружности в T, PT = 24 см, радиус 7 см. Найдите OP.
  5. 5. OP = 10 см, PT = 8 см, T — точка касания. Определите радиус.
  6. 6. Прямая пересекает радиус OA в точке A под углом 87°. Является ли она касательной к окружности в A?
  7. 7. O — центр, A на окружности. Две прямые через A: первая перпендикулярна OA, вторая образует с OA угол 60°. Сколько из них касательных в A?
  8. 8. OP = 17 см, радиус OT = 8 см, PT предполагается касательной. Какова её длина и почему она существует?
  9. 9. В треугольнике OPT угол OTP = 90°, OT = 9 см, PT = 12 см. Сколько сантиметров от центра O до внешней точки P?
  10. 10. Через точку T окружности с центром O проведена прямая, перпендикулярная OT. Ученик утверждает, что она пересекает окружность ещё раз. Опровергните.

Порядок решения вычислительной задачи

Сначала обозначьте точку касания буквой T и поставьте значок прямого угла при T. Определите, где расположена внешняя точка P: отрезок OP всегда является гипотенузой прямоугольного треугольника OPT. Поэтому при нахождении касательной возводят OP и OT в квадрат и вычитают квадраты; при нахождении OP — складывают квадраты. При радиусе 5 см и расстоянии OP = 4 см реальной касательной из P нет: точка P расположена внутри окружности. Не следует подставлять такие величины в квадратный корень и объявлять формальный результат длиной.

Для доказательства касания вовсе не нужно измерять радиус линейкой: достаточно трёх фактов — точка T принадлежит окружности, прямая проходит через T и угол между прямой и OT равен 90°. Если не сказано, что T лежит на окружности, одного прямого угла недостаточно. Чертёж помогает увидеть условие, но не заменяет доказательства.

Таблица самопроверки

№ Ответ и обоснование
1 90°: свойство радиуса к точке касания.
2 Да: точка A лежит на окружности и k ⟂ OA именно в A; работает обратное свойство.
3 √(13² − 5²) = √144 = 12 см; OP — гипотенуза.
4 √(24² + 7²) = √625 = 25 см.
5 √(10² − 8²) = √36 = 6 см; 10 > 8, корень допустим.
6 Нет: угол должен быть точно 90°, а не 87°.
7 Одна: первая; в одной точке окружности касательная единственна.
8 √(17² − 8²) = √225 = 15 см; P вне окружности, поскольку 17 > 8.
9 √(9² + 12²) = 15 см.
10 У касательной с окружностью единственная общая точка T; второй точки нет. Перпендикулярность OT доказывает касание.

Ещё одна проверка условия перед вычислением

Предположим, что расстояние от внешней точки до центра составляет 11 см, а радиус — 11 см. Точка находится на окружности: «касательная от внешней точки» здесь превращается в касательную, проведённую непосредственно в этой точке. Длина отрезка между P и T равна нулю, если P = T, однако это не тот же геометрический случай, что отрезок положительной длины к окружности из внешней точки. Если OP меньше радиуса, точки касания из P вообще не существует. Следовательно, перед применением теоремы Пифагора нужно уточнить расположение P.

Когда доказано, что угол при T прямой, проверяйте не только вычисление, но и подписи: OT — радиус, PT — отрезок касательной, OP — отрезок от центра до P. Все три имеют единицу длины. При числах, полученных из построения, округлять следует только готовый результат, а не квадраты промежуточных чисел.

Три частые ошибки

  1. Любой перпендикуляр — касательная. Нет: он должен быть проведён через конец радиуса на окружности.
  2. Путают гипотенузу и катет. Отрезок OP от центра до внешней точки больше радиуса и касательной; именно OP — гипотенуза.
  3. Забывают единицы. После вычисления квадратного корня из см² получаем сантиметры, а не квадратные сантиметры.

Критерий: 9–10 правильных — навык закреплён; 7–8 — повторите обратное свойство; менее 7 — начните с чертежа и отметки прямого угла.

Поделиться

Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.

Поставить оценку

Была ли статья полезной и понятной?

Пока нет оценок — будьте первым