國三上📐 空間與形狀
弦與弦心距的性質
Chords and Their Distances from the Centre
公式
垂直於弦的半徑平分弦 | (半弦)² + (弦心距)² = r²
從圓心垂直畫到弦,會剛好把弦平分,並切出一個可用畢氏定理的直角三角形。
白話解釋
**弦**是圓上任兩點的連線,**弦心距**是圓心到弦的垂直距離。
最核心的性質是:**從圓心垂直於弦的直線,必定平分這條弦**(也平分它所對的弧)。反過來也成立——通過弦中點的半徑必定垂直於弦。
這條性質的價值在於它製造出一個**直角三角形**:半弦長、弦心距、半徑三者構成直角三角形,於是可以用畢氏定理互求: **(半弦)² + (弦心距)² = r²**
所以半徑 5、弦心距 3 時,半弦 = √(25−9) = 4,整條弦長 8。注意最後要**乘 2**——只算出半弦就寫答案是最常見的錯誤。
由這條公式還能看出一個直觀的關係:**弦心距愈小,弦愈長**。弦心距為 0 時弦通過圓心,那就是**直徑**,也是圓中最長的弦。
另外兩條常用性質: **等長的弦,弦心距相等**(反之亦然); **等長的弦,所對的弧也相等**。 這兩條常用在證明題裡,用來把「邊相等」和「角相等」互相轉換。
解圓的計算題時,看到弦第一個動作就是:**從圓心作垂線到弦**,直角三角形就出現了。
什麼時候用
求弦長、求半徑、求弦心距;圓的計算題最常用的輔助線。
最容易錯的地方
- 算出半弦就當成弦長,忘記乘 2。
- 把弦心距當成半徑代入公式。
- 沒作垂線就想直接用畢氏定理。
例題 · 3 題
先自己算,再看解答——這樣才有效。
- 1
半徑 5、弦心距 3,弦長是多少?
- 2
半徑 13、弦長 24,弦心距是多少?
- 3
弦心距為 0 的弦叫什麼?