例析圆中的多解问题

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  圆中的多解问题是中考中常见题型,解这类几何题的思路是:要有分类意识,分类时,要抓住题中的不确定因素,选择恰当的分类标准,全面准确地求解.
  
  一、点的位置不确定,需分类求解
  
  【例1】 △ABC是半径为3cm的圆的内接三角形,若BC=3cm,则∠A的度数为_________.
  
  解析:如图1,连结OB、OC,则△OBC为等边三角形,∠BOC=60°,点A可能在优弧上,也可能在劣弧上,因此∠A的度数为30°或150°.
  【例2】 已知点P到⊙O的距离最长为7cm,最短为1cm,则⊙O的半径是________.
  解析:题目没有指明点P与圆的位置关系,因此应分为:点P在圆上、点P在圆内和点P在圆外三种情况来考虑.由于点P到圆上点的最短距离为1cm,故点P不可能在圆上;当点P在圆内时,如图2所示,PA=7cm,PB=1cm,由AB=7 1=8(cm),此时圆的半径为4cm;当点P在圆外时,如图3所示,PA=7cm,PB=1cm,则AB=7-1=6(cm),此时圆的半径为3cm.
  
  二、弦的位置不确定,需分类求解
  
  【例3】 已知⊙O的半径是2cm,⊙O的弦AB=1cm,AC=2cm,则∠BAC=______.
  
  解析:如图4,过点A作圆的直径AD,易求∠BAD=60°,∠CAD=45°,当弦AB、AC在直径AD的同侧时,∠BAC=60°-45°=15°;当弦AB、AC在直径AD的两侧时,∠BAC′=60° 45°=105°.
  【例4】 在半径为5cm的⊙O内有两条相平行的弦AB、CD,且AB=8cm,CD=6cm,则这两条弦之间的距离是_________.
  
  解析:1cm或7cm.
  【例5】 在半径为10的⊙O内有一点P,OP=6,在过点P的弦中,长度为整数的弦的条数为().
  A.5条 B.6条 C.7条 D.8条
  
  解析:如图7,可先求出过点P的弦中最短弦AB的长度为16,最长弦CD的长度为20,设过点P的弦的长度为d,则16≤d≤20,因此,过点P的弦的整数长度有16、17、18、19和20五种,其中长度为16和20的弦各有一条,长度为17、18和19的弦各有两条,一共8条,故选D.
  
  三、圆的位置不确定,需分类求解
  
  【例6】 以O为圆心的两个同心圆的半径分别是10和4,若⊙P与两圆都相切,则⊙P的半径是__________.
  
  解析:⊙P既可以如图8所示与小圆外切且与大圆内切,也可以如图9所示与两圆都内切,因此⊙P的半径是10-4/2=3或10 4/2=7.
  【例7】 ⊙M与⊙N相交于A、B,它们的半径分别是4cm和5cm,公共弦AB=6cm,则圆心距MN=_____________.
  
  解析:由于受思维定势的干扰,许多同学往往习惯于图10中M、N在AB的异侧的情况,只得到一个解(4 7)cm,而忽视了如图11中M、N在AB的同侧的情况,漏掉了(4-7)cm这个解.
  【例8】 ⊙A与⊙B相外切,⊙A的半径是1cm,⊙B的半径是4cm,则半径为6cm且与⊙A、⊙B都相切的⊙M一共可以作出().
  
  A.4个B.5个
  C.6个D.7个
  解析:⊙M与⊙A、⊙B都相切应分下列4种情形:
  (1)⊙M与⊙A、⊙B都相外切,可作2个;
  (2)⊙M与⊙A、⊙B都相内切,可作2个;
  (3)⊙M与⊙A相外切且与⊙B相内切,可作1个;
  (4)⊙M与⊙A相内切且与⊙B相外切,可作1个.
  所以,一共可作6个,选C.
  想一想:如果把题目中⊙M的半径分别改为2cm、4cm、5cm,结果怎样呢?如果题目中⊙M的半径为r,你能对r的取值进行分类讨论,得出几种不同的结果吗?
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