切割线定理:一张图避开乘错线段
切割线定理最反常识的一点:乘的不是“圆外段×圆内段”,而是“圆外段×整条割线”。这一个词看漏,答案就会从6错成√20。下面用固定标点、三步计算、相似证明和验算办法讲清楚,顺手分辨它和割线定理,做题不再靠背图。
切割线定理到底乘哪两段
把图固定下来:P是圆外点,PT切圆于T;从P引割线,依次交圆于A、B。公式只有一个:PT²=PA×PB。PA是圆外段,PB是从P到远端交点的整条割线。
切割线定理只有在P位于圆外、PT确实是切线时才能直接套。最常见的坑是写成PT²=PA×AB。AB只是圆内段,不能单独拿来乘。题目若给PA和AB,要先算PB=PA+AB。
切割线定理三步计算法
例题给PA=4厘米、AB=5厘米。别急着开根号,先补整线:PB=4+5=9厘米;再代公式:PT²=4×9=36;得到PT=6厘米。长度取正值,不写±6。若错乘4×5,就会得到√20,这类失分很常见。
反过来求圆内段也一样。已知PT=12、PA=8,可得PB=144÷8=18,所以AB=18-8=10。老手会多做一次位置检查:整段PB必须大于外段PA,否则点的顺序或计算肯定出了问题。
切割线定理为什么成立
证明不用硬背。连接TA、TB,比较△PTA和△PBT。P处是同一个夹角;由切线弦定理,∠PTA=∠PBT,两三角形相似。对应边写成PT∶PB=PA∶PT,交叉相乘,正好得到PT²=PA×PB。
这也解释了切割线定理里为什么会出现切线的平方:相似三角形中,PT在比例式两边各出现一次。看到“圆外点、切线、割线”这三个条件,就该想到这个结构。
切割线定理与割线定理别混用
若从同一个圆外点P引出两条割线,近、远交点分别是A、B和C、D,用的是PA×PB=PC×PD。它叫割线定理,没有切线平方。两条公式其实都来自点P对圆的幂,辨认时只看一件事:图中有没有与圆只有一个公共点的直线。
还有个实用验算:PA、PB的单位若是厘米,乘积单位是平方厘米,必须对应PT²。若你算出的PT直接等于PA×PB,量纲已经暴露错误。考试草稿上标出“外段”“整段”,比默念公式稳得多。
常见问题
- 切割线定理中整条割线包括圆内部分吗?
- 包括。若点的顺序是P—A—B,整条割线PB=PA+AB。公式使用PA×PB,不使用PA×AB。
- 题目没有画直角,怎么确认PT是切线?
- 看文字是否明确写“PT切圆于T”,或是否给出OT⊥PT,其中O是圆心。半径垂直于经过圆上点T的直线时,可以判定PT为切线。
- 能用这个公式证明一条线是圆的切线吗?
- 可以。P在圆外,割线交圆于A、B,T在圆上;若算出PT²=PA×PB,就可借助切割线定理的逆向判定说明PT为切线。