圓冪定理是平面幾何中的一個(gè)定理,是相交弦定理、切線(xiàn)長(zhǎng)定理、弦切角定理及割線(xiàn)定理(切割線(xiàn)定理推論)的統(tǒng)一,例如如果交點(diǎn)為P的兩條相交直線(xiàn)與圓O相交于A、B與C、D,則PA·PB=PC·PD。
發(fā)展簡(jiǎn)史
圓冪定理是一個(gè)總結(jié)性的定理,是對(duì)相交弦定理、切割線(xiàn)定理及割線(xiàn)定理(切割線(xiàn)定理推論)以及它們推論的統(tǒng)一與歸納。根據(jù)兩條與圓有相交關(guān)系的線(xiàn)的位置不同,有以下定理:
??相交弦定理:圓內(nèi)的兩條相交弦,被交點(diǎn)分成的兩條線(xiàn)段長(zhǎng)的積相等。
??切割線(xiàn)定理:從圓外一點(diǎn)引圓的切線(xiàn)和割線(xiàn),切線(xiàn)長(zhǎng)是這點(diǎn)到割線(xiàn)與圓交點(diǎn)的兩條線(xiàn)段長(zhǎng)的比例中項(xiàng)。
??割線(xiàn)定理:從圓外一點(diǎn)P引兩條割線(xiàn)與圓分別交于A、B;C、D,則有
從上述定理可以看出,兩條線(xiàn)的位置從內(nèi)到外,都有著相似的結(jié)論。經(jīng)過(guò)總結(jié)和歸納,便得出了圓冪定理。
點(diǎn)對(duì)圓的冪
定義
P點(diǎn)對(duì)圓O的冪定義為
性質(zhì)
點(diǎn)P對(duì)圓O的冪的值,和點(diǎn)P與圓O的位置關(guān)系有下述關(guān)系:
??點(diǎn)P在圓O內(nèi)→P對(duì)圓O的冪為負(fù)數(shù);
??點(diǎn)P在圓O外→P對(duì)圓O的冪為正數(shù);
??點(diǎn)P在圓O上→P對(duì)圓O的冪為0。
注意:以上關(guān)系除正向應(yīng)用通過(guò)點(diǎn)和圓的位置關(guān)系判斷點(diǎn)對(duì)的圓的冪的符號(hào),還可以逆向應(yīng)用,通過(guò)點(diǎn)對(duì)圓的冪的符號(hào)反推點(diǎn)和圓的位置關(guān)系。
在某些書(shū)中,點(diǎn)P對(duì)圓O的冪表示為,但通常來(lái)說(shuō),冪是有正負(fù)零之分的。
定理證明
圖1中圖Ⅰ:相交弦定理。如圖1中圖Ⅰ,AB、CD為圓O的兩條任意弦。相交于點(diǎn)P,連接AD、BC,由于與同為弧AC所對(duì)的圓周角,因此由圓周角定理知:,同理,所以。所以有:,即:。
圖1中圖Ⅱ:割線(xiàn)定理。如圖1中圖Ⅱ,連接AD、BC。可知,又因?yàn)闉楣步?,所以有同上證得。
圖1中圖Ⅲ:切割線(xiàn)定理。如圖1中圖Ⅲ,連接AC、AD。為切線(xiàn)PA與弦AC組成的弦切角,因此有,又因?yàn)闉楣步?,所以有,易證
圖1中圖Ⅳ:切線(xiàn)長(zhǎng)定理。PA、PC均為切線(xiàn),則,在直角三角形中:,PO為公共邊,因此。所以,所以。
綜上可知,是普遍成立的。
參考資料 >