切线判定定理模型:垂直半径则切线

切线判定定理模型给出:经过半径外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线;是判定直线与圆相切的核心方法。

结构:圆 OO,半径 OAOA,直线 PQPQ 过 AA 且 PQ⊥OAPQ\perp OA,BB 为圆上另一点。

标准形:经过半径外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线。

适用前提与边界条件

  1. 直线必须经过半径的外端(圆上一点),且与该半径垂直
  2. 「经过半径外端」和「垂直于半径」两个条件缺一不可

求解策略

  1. 找半径:确认直线与圆的交点在某条半径的外端
  2. 验垂直:确认直线与该半径垂直
  3. 用定理:两条件满足则直线为切线
  4. 求角度:切线与半径垂直,夹角为 90°90°

模型结构

如图,圆 中, 为半径,直线 经过 且 , 为圆上另一点。

OABPQ
直线 PQ 过半径 OA 外端 A 且垂直 OA,则 PQ 为切线

核心结论与推导

结论(切线判定定理):经过半径外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线。

推导:设直线 过 且 。若 不是切线,则与圆有两个交点,圆心 到 的距离小于半径 。但 , 到 的距离就是 ,等于半径,矛盾。故 是切线。

典例精析

例:圆 半径为 ,直线 过圆上点 ,,。求证: 是圆的切线。

证: 经过半径 的外端 ,且 ,由切线判定定理, 是圆的切线。

常见变式

  1. 距离法判定:圆心到直线距离等于半径,则直线为切线。
  2. 构造切线:过圆上一点作半径的垂线,即为切线。
  3. 切线与直角:切线判定常用于证直角或构造直角三角形。

对比与联系

模型条件结论
切线判定过半径外端 + 垂直半径直线为切线
切线性质直线为切线垂直于过切点的半径
切线长定理圆外一点两切线切线长相等

正例与反例

✅ 正例

  • 直线 PQPQ 经过半径 OAOA 的外端 AA,且 PQ⊥OAPQ\perp OA,则 PQPQ 是圆的切线

❌ 反例

  • 直线垂直于半径但不过圆上点时,不是切线

高频误解与考试易错

  • 只垂直不过半径外端:直线垂直于半径但不过圆上点时,不是切线
  • 只过圆上点不垂直:直线过圆上点但不垂直于半径时,不是切线
  • 圆心距与半径混:判定切线用「圆心到直线距离等于半径」,不是大于或小于

常见问题

切线判定的核心是什么?
两个条件同时满足:直线经过半径的外端(圆上一点),且垂直于这条半径。即「过半径外端 + 垂直半径 → 切线」。
切线判定定理怎么证明?
反证法:若直线不是切线,则与圆有两个交点,圆心到直线距离小于半径,与垂直矛盾。
判定切线有几种方法?
三种:定义法(与圆只有一个公共点)、距离法(圆心到直线距离等于半径)、判定定理(过半径外端且垂直半径)。

依据与出处

  • 人教版(2024 审定)九年级上册 第三十章《直线与圆的位置关系》(2026 秋起使用;切线的判定)