
(1)求證:AD=CE;
(2)如果點(diǎn)G在線段DC上(不與點(diǎn)D重合),且AG=AD,求證:四邊形AGCE是平行四邊形.
證明:(1)在⊙O中,∵eq \(AB,\s\up8(︵))=eq \(AC,\s\up8(︵)),
∴AB=AC,∴∠B=∠ACB.
∵AE∥BC,
∴∠EAC=∠ACB,
∴∠B=∠EAC.在△ABD和△CAE中,
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(AB=CA,∠B=∠EAC,BD=AE,)),
∴△ABD≌△CAE(),
∴AD=CE;
(2)連結(jié)AO并延長(zhǎng),交邊BC于點(diǎn)H.
∵eq \(AB,\s\up8(︵))=eq \(AC,\s\up8(︵)),OA為半徑,
∴AH⊥BC,∴BH=CH.
∵AD=AG,∴DH=HG,
∴BH-DH=CH-GH,即BD=CG.
∵BD=AE,∴CG=AE.
∵CG∥AE.
∴四邊形AGCE是平行四邊形.
2.已知:如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=4eq \r(3),以AC為直徑的⊙O交AB于點(diǎn)D,點(diǎn)E是BC的中點(diǎn),連結(jié)OD,OB,DE相交于點(diǎn)F.
(1)求證:DE是⊙O的切線;
(2)求EF∶FD的值.
解:(1)連結(jié)CD.
∵∠ACB=90°,AC=4,BC=4eq \r(3),
∴AB= eq \r(AC2+BC2)=eq \r(42+(4\r(3))2)=8,
∴∠ABC=30°,∠BAC=60°,
∴∠ODA=60°.
又∵AC為直徑,
∴∠CDA=90°,即△CDB為直角三角形,
而E點(diǎn)為斜邊BC的中點(diǎn),
∴DE=BE=EC,
∴∠BDE=∠DBE=30°,
∴∠ODE=180°-∠BDE-∠ADO=90°,
∴DE是O的切線;
(2)連結(jié)OE.
∵△OAD為等邊三角形,
∴AD=OA=2,
∴BD=AB-AD=8-2=6.
在Rt△OEC中,OE=eq \r(EC2+OC2)=4,
又∵OE為△CBA的中位線,
∴OE∥AB,
∴EF∶FD=OE∶BD=4∶6=2∶3.
3.如圖,AB是⊙O的直徑,BP是⊙O的弦,弦CD⊥AB于點(diǎn)F,交BP于點(diǎn)G,E在DC的延長(zhǎng)線上,EP=EG.
(1)求證:直線EP為⊙O的切線;
(2)點(diǎn)P在劣弧AC上運(yùn)動(dòng),其他條件不變,若BG2=BF·BO,試證明:BG=PG;
(3)在滿足(2)的條件下,已知⊙O的半徑為3,sinB=eq \f(\r(3),3),求弦CD的長(zhǎng).
解:(1)連結(jié)OP.∵EP=EG,
∴∠EPG=∠EGP.
又∵∠EGP=∠BGF,
∴∠EPG=∠BGF.∵OP=OB,
∴∠OPB=∠OBP.∵CD⊥AB,
∴∠BFG=∠BGF+∠OBP=90°,
∴∠EPG+∠OPB=90°,即OP⊥EP,
∴直線EP為⊙O的切線;
(2) 連結(jié)OG.∵BG2=BF·BO,
∴eq \f(BG,BO)=eq \f(BF,BG),∴△BFG∽△BGO,
∴∠BGO=∠BFG=90°,∴BG=PG;
(3) 連結(jié)AC,BC.
∵sin∠GBO=eq \f(\r(3),3),∴eq \f(OG,OB)=eq \f(\r(3),3).
∵OB=r=3,
∴OG=eq \r(3),由(2)得∠GBO+∠BGF=∠OGF+∠BGF=90°,
∴∠GBO=∠OGF,
∴sin∠OGF=eq \f(\r(3),3)=eq \f(OF,OG),
∴OF=1,
∴BF=BO-OF=3-1=2,
FA=OF+OA=1+3=4.
∵AB為⊙O的直徑,
∴∠ACB=∠ACF+∠BCF=90°.
∵∠ACF+∠A=90°,
∴∠BCF=∠A,
∴△BCF∽△CAF,
∴eq \f(CF,AF)=eq \f(BF,CF),
∴CF2=BF·FA,
∴CF=eq \r(BF·FA)=eq \r(2×4)=2eq \r(2),
∴CD=2CF=4eq \r(2).
4.如圖,AB為半圓的直徑,O為圓心,AB=6,延長(zhǎng)BA到F,使FA=AB.若P為線段AF上一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(P點(diǎn)與A點(diǎn)不重合),過P點(diǎn)作半圓的切線,切點(diǎn)為C,作CD⊥AB,垂足為D.過B點(diǎn)作BE⊥PC,交PC的延長(zhǎng)線于點(diǎn)E,連結(jié)AC,DE.
(1)判斷線段AC,DE所在直線是否平行,并證明你的結(jié)論;
(2)設(shè)AC為x,AC+BE為y,求y與x的函數(shù)關(guān)系式,并寫出自變量x的取值范圍.
解:(1)線段AC,DE所在的直線平行.
證明:∵CD⊥AB,BE⊥PE,∠CPD=∠BPE,
∴Rt△PCD∽R(shí)t△PBE,
∴eq \f(PC,PB)=eq \f(PD,PE).
∵PC與⊙O相切于C點(diǎn),PAB為⊙O的割線,
∴PC2=PA×PB,∴eq \f(PC,PB)=eq \f(PA,PC),
∴eq \f(PA,PC)=eq \f(PD,PE).∵∠CPA=∠EPD,
∴△CPA∽△EPD,∴∠PCA=∠PED,
∴AC∥DE;
(2)連結(jié)BC.∵AB是半圓的直徑,
∴∠ACB=90°,∴AC2+BC2=AB2.
∵AC=x,AB=6,
∴BC2=62-x2=36-x2.
∵PC與半圓相切于點(diǎn)C,∴∠BAC=∠BCE.
∵∠ACB=∠BEC=90°,
∴Rt△ABC∽R(shí)t△CBE,
∴eq \f(AB,BC)=eq \f(CB,BE),
∴BE=eq \f(BC2,AB)=eq \f(36-x2,6).
∵y=AC+BE,∴y=x+eq \f(36-x2,6),
y=-eq \f(1,6)x2+x+6.
∵P點(diǎn)與A點(diǎn)不重合,∴AC>0.
當(dāng)點(diǎn)P與點(diǎn)F重合時(shí),AC的值最大,此時(shí)PC=eq \r(PA·PB)=6eq \r(2).
又∵∠P=∠P,
∠PBC=∠PCA,
∴△PCA∽△PBC,
∴eq \f(AC,CB)=eq \f(PC,PB),∴BC=eq \f(AC·PB,PC)=eq \r(2)AC.
又∵AC2+BC2=AB2,
∴AC2+(eq \r(2)AC)2=36,
∴AC=2eq \r(3),
∴y=-eq \f(1,6)x2+x+6(0<x≤2eq \r(3)).
5.如圖,在△AOB中,∠AOB為直角,OA=6,OB=8, 半徑為2的動(dòng)圓圓心Q從點(diǎn)O出發(fā),沿著OA方向以1個(gè)單位/s的速度勻速運(yùn)動(dòng),同時(shí)動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā),沿著AB方向也以1個(gè)單位/s的速度勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t s(0<t≤5),以P為圓心、PA長(zhǎng)為半徑的⊙P與AB,OA的另一個(gè)交點(diǎn)分別為C,D,連結(jié)CD,QC.
(1)當(dāng)t為何值時(shí),點(diǎn)Q與點(diǎn)D重合?
(2)當(dāng)⊙Q經(jīng)過點(diǎn)A時(shí),求⊙P被OB截得的弦長(zhǎng);
(3)若⊙P與線段QC只有一個(gè)公共點(diǎn),求t的取值范圍.
解:(1)∵OA=6,OB=8,
∴由勾股定理得AB=10.
由題意知OQ=AP=t,
∴AC=2t.∵AC是⊙P的直徑,
∴∠CDA=90°,∴CD∥OB,
∴△ACD∽△ABO,∴eq \f(AC,AB)=eq \f(AD,OA),
∴AD=1.2t.
當(dāng)Q與D重合時(shí),AD+OQ=OA,
∴1.2 t+t=6,解得t=eq \f(30,11).
圖①
∴t為eq \f(30,11) s時(shí),點(diǎn)Q與點(diǎn)D重合;
(2)當(dāng)⊙Q經(jīng)過A點(diǎn)時(shí),如圖①,
OQ=OA-QA=4,
∴t=eq \f(4,1)=4 s,
∴PA=4,∴BP=AB-PA=6.
過點(diǎn)P作PE⊥OB于點(diǎn)E,⊙P與OB相交于點(diǎn)F,G,連結(jié)PF,
∴PE∥OA,∴△PEB∽△AOB,
∴eq \f(PE,OA)=eq \f(BP,AB),∴PE=3.6,
∴由勾股定理得EF=eq \f(2\r(19),5),
由垂徑定理知FG=2EF=eq \f(4\r(19),5);
圖②
(3)當(dāng)QC與⊙P相切時(shí),如圖②,
此時(shí)∠QCA=90°.
∵OQ=AP=t,
∴AQ=6-t,AC=2t.
∵∠A=∠A, ∠QCA=∠ABO,
∴△AQC∽△ABO,∴eq \f(AQ,AB)=eq \f(AC,OA),
∴eq \f(6-t,10)=eq \f(2t,6),∴t=eq \f(18,13),
∴當(dāng)0<t≤eq \f(18,13)時(shí),⊙P與QC只有一個(gè)交點(diǎn),當(dāng)QC⊥OA時(shí), 此時(shí)Q與D重合, 由(1)可知t=eq \f(30,11),
∴當(dāng)eq \f(30,11)<t≤5時(shí),⊙P與QC只有一個(gè)交點(diǎn).
綜上所述,當(dāng)⊙P與線段QC只有一個(gè)公共點(diǎn),t的取值范圍為:0<t≤eq \f(18,11)或eq \f(30,11)<t≤5.
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