切割线定理公式及证明 切割线定理及推论

切割线定理公式及证明在几何学中,切割线定理是圆与直线关系中的一个重要定理,常用于解决与圆相关的几何难题。该定理描述了从圆外一点引出的切线和割线之间的数量关系,具有重要的应用价格。

一、切割线定理公式

设点 $ P $ 在圆外,从点 $ P $ 引出一条切线,切点为 $ T $;再引出一条割线,交圆于两点 $ A $ 和 $ B $(其中 $ PA < PB $),则有如下公式:

$$

PT^2 = PA \cdot PB

$$

该公式表明:从圆外一点引出的切线长的平方,等于该点到割线与圆交点的两段长度的乘积。

二、切割线定理的证明

证明思路:

1. 构造三角形 $ \triangle PTA $ 和 $ \triangle PTB $。

2. 利用相似三角形的性质进行推导。

3. 最终得出 $ PT^2 = PA \cdot PB $。

详细步骤如下:

步骤 内容
1 设点 $ P $ 在圆外,$ PT $ 是切线,$ PA $ 和 $ PB $ 是割线,且 $ PA < PB $。
2 连接 $ OT $($ O $ 为圆心),由于 $ PT $ 是切线,因此 $ \angle OTP = 90^\circ $。
3 考虑三角形 $ \triangle PTA $ 和 $ \triangle PTB $,由于 $ \angle P $ 公共,且 $ \angle PAT = \angle PBT $(同弧所对角相等),故 $ \triangle PTA \sim \triangle PTB $。
4 根据相似三角形的性质,对应边成比例:$ \fracPA}PT} = \fracPT}PB} $。
5 交叉相乘得:$ PT^2 = PA \cdot PB $。

三、拓展资料

项目 内容
定理名称 切割线定理
公式 $ PT^2 = PA \cdot PB $
条件 点 $ P $ 在圆外,$ PT $ 为切线,$ PA $、$ PB $ 为割线的两个交点
应用 计算切线长度或验证几何图形关系
证明技巧 相似三角形法,利用角度关系和边的比例关系

切割线定理是解析几何与平面几何中的重要工具,尤其在涉及圆的性质时,能有效简化计算经过。掌握该定理及其证明技巧,有助于进步几何难题的分析和解决能力。

版权声明