
【以下五個(gè)條件知一推四】
點(diǎn)C是的中點(diǎn)
AC=BC
OC⊥AB
PC平分∠APB
(即)
【模型解讀】
類(lèi)型一 中點(diǎn)弧與相似
點(diǎn)P是優(yōu)弧AB上一動(dòng)點(diǎn),則
∠1=∠2,∠PCB為公共角,子母型相似
【補(bǔ)充】⑥PE?PC=PA?PB
類(lèi)型二 中點(diǎn)弧與旋轉(zhuǎn)
【模型解讀】點(diǎn)P是優(yōu)弧AB上一動(dòng)點(diǎn),且點(diǎn)C是的中點(diǎn)
鄰邊相等+對(duì)角互補(bǔ) ?旋轉(zhuǎn)相似模型,一般用來(lái)求圓中三條線(xiàn)段之間的數(shù)量關(guān)系.
??
由于對(duì)角互補(bǔ),即,顯然共線(xiàn),且,通過(guò)導(dǎo)角不難得出相似.
類(lèi)型三 中點(diǎn)弧+內(nèi)心可得等腰
【模型講解】外接圓+內(nèi)心?得等腰
如圖,圓O是△ABC外接圓圓心,I是三角形ABC的內(nèi)心,延長(zhǎng)AI交圓O于D,證DI=DC=BD
? ?
【簡(jiǎn)證】∠1=∠4+∠5,∠4=∠3,∠2=∠5 ∴∠1=∠2+∠3
類(lèi)型四 弧中點(diǎn)與垂徑定理
【模型解讀】
知1推5
AD平分∠CAB
D是的中點(diǎn)
DO⊥CB
例題精講
考點(diǎn)一: 中點(diǎn)弧與相似三角形的綜合
【例1】.如圖,A、B、C、D是⊙O上的四個(gè)點(diǎn),AB=AC,AD交BC于點(diǎn)E,AE=3,ED=4,則AB的長(zhǎng)為_(kāi)______
?變式訓(xùn)練
【變式1-1】.如圖,四邊形ABCD內(nèi)接于⊙O,對(duì)角線(xiàn)AC、BD交于點(diǎn)P,且AB=AD,若AC=7,AB=3,則BC?CD= .
【變式1-2】.如圖,四邊形ABCD內(nèi)接于⊙O,AB為直徑,AD=CD,過(guò)點(diǎn)D作DE⊥AB于點(diǎn)E,連接AC交DE于點(diǎn)F.若sin∠CAB=,DF=5,則BC的長(zhǎng)為_(kāi)______
考點(diǎn)二 中點(diǎn)弧與旋轉(zhuǎn)的綜合
【例2】.在的內(nèi)接四邊形中,,,,點(diǎn)為弧的中點(diǎn),則的長(zhǎng)是 .
?變式訓(xùn)練
【變式2-1】.如圖,已知是的弦,點(diǎn)是弧的中點(diǎn),是弦上一動(dòng)點(diǎn),且不與、重合,的延長(zhǎng)線(xiàn)交于點(diǎn),連接、,過(guò)點(diǎn)作,垂足為,.
(1)求證:是的切線(xiàn);
(2)若,,求的長(zhǎng);
(3)當(dāng)點(diǎn)在弦上運(yùn)動(dòng)時(shí),的值是否發(fā)生變化?如果變化,請(qǐng)寫(xiě)出其變化范圍;如果不變,請(qǐng)求出其值.
考點(diǎn)三:中點(diǎn)弧+內(nèi)心可得等腰三角形
【例3】.如圖,已知⊙O是△ABC的外接圓,點(diǎn)I是△ABC的內(nèi)心,延長(zhǎng)AI交BC于點(diǎn)E,交⊙O于點(diǎn)D,連接BD、DC、BI.求證:DB=DC=DI.
【變式3-1】.如圖,點(diǎn)I是△ABC的內(nèi)心,BI的延長(zhǎng)線(xiàn)與△ABC的外接圓⊙O交于點(diǎn)D,與AC交于點(diǎn)E,延長(zhǎng)CD、BA相交于點(diǎn)F,∠ADF的平分線(xiàn)交AF于點(diǎn)G.
(1)求證:DG∥CA;
(2)求證:AD=ID;
(3)若DE=4,BE=5,求BI的長(zhǎng).
【變式3-2】.如圖1,在△ABC中,AB=AC,⊙O是△ABC的外接圓,過(guò)點(diǎn)C作∠BCD=∠ACB交⊙O于點(diǎn)D,連接AD交BC于點(diǎn)E,延長(zhǎng)DC至點(diǎn)F,使CF=AC,連接AF.
(1)求證:ED=EC;
(2)求證:AF是⊙O的切線(xiàn);
(3)如圖2,若點(diǎn)G是△ACD的內(nèi)心,BC·BE=25,求BG的長(zhǎng).
考點(diǎn)四: 弧中點(diǎn)與垂徑定理
【例4】.如圖,為的直徑,,為圓上的兩點(diǎn),,弦,相交于點(diǎn).
(1)求證:;
(2)若,,求的半徑.
?變式訓(xùn)練
【變式4-1】.如圖,AB是⊙O的直徑,點(diǎn)C為的中點(diǎn),CF為⊙O的弦,且CF⊥AB,垂足為E,連接BD交CF于點(diǎn)G,連接CD,AD,BF.
(1)求證:△BFG≌△CDG;
(2)若AD=BE=4,求BF的長(zhǎng).
【變式4-2】.如圖,AB是⊙O的直徑,點(diǎn)E為弧AC的中點(diǎn),AC、BE交于點(diǎn)D,過(guò)A的切線(xiàn)交BE的延長(zhǎng)線(xiàn)于F.
(1)求證:AD=AF;
(2)若,求tan∠ODA的值.
考點(diǎn)五 弧中點(diǎn)與垂徑模型(三等弧模型)
【例5】.如圖,是的直徑,點(diǎn)為的中點(diǎn),為的弦,且,垂足為,連接交于點(diǎn),連接,,.
(1)求證:;
(2)若,求的長(zhǎng).
1.如圖,在⊙O中AB為直徑,C為弧AB的中點(diǎn),EF∥AB,連接AC交EF于點(diǎn)D,若已知DF=2DE,則CD:AD的值為( )
A.1:3B.1:2C.1:2D.1:4
2.如圖,已知點(diǎn)A是以MN為直徑的半圓上一個(gè)三等分點(diǎn),點(diǎn)B是的中點(diǎn),點(diǎn)P是半徑ON上的點(diǎn).若⊙O的半徑為1,則AP+BP的最小值為( )
A.2B.C.D.1
3.在⊙O的內(nèi)接四邊形ABCD中,AB=6,AD=10,∠BAD=60°,點(diǎn)C為弧BD的中點(diǎn),則AC的長(zhǎng)是 .
4.如圖,∠BAC的平分線(xiàn)交△ABC的外接圓于點(diǎn)D,∠ABC的平分線(xiàn)交AD于點(diǎn)E.
(1)求證:DE=DB;
(2)若∠BAC=90°,BD=4,求△ABC外接圓的半徑.
5.如圖,AB是⊙O的直徑,AC為弦,D是的中點(diǎn),過(guò)點(diǎn)D作EF⊥AC,交AC的延長(zhǎng)線(xiàn)于E,交AB的延長(zhǎng)線(xiàn)于F.
(1)求證:EF是⊙O的切線(xiàn);
(2)若sin∠F=,AE=4,求⊙O的半徑和AC的長(zhǎng).
6.如圖,已知AC,BD為⊙O的兩條直徑,連接AB,BC,OE⊥AB于點(diǎn)E,點(diǎn)F是半徑OC的中點(diǎn),連接EF.
(1)設(shè)⊙O的半徑為1,若∠BAC=30°,求線(xiàn)段EF的長(zhǎng).
(2)連接BF,DF,設(shè)OB與EF交于點(diǎn)P,
①求證:PE=PF.
②若DF=EF,求∠BAC的度數(shù).
7.如圖,△ABC內(nèi)接于⊙O,AB是⊙O的直徑,C是中點(diǎn),弦CE⊥AB于點(diǎn)H,連接AD,分別交CE、BC于點(diǎn)P、Q,連接BD.
(1)求證:P是線(xiàn)段AQ的中點(diǎn);
(2)若⊙O的半徑為5,D是的中點(diǎn),求弦CE的長(zhǎng).
8.如圖,已知AB是⊙O的弦,點(diǎn)C是弧AB的中點(diǎn),D是弦AB上一動(dòng)點(diǎn),且不與A、B重合,CD的延長(zhǎng)線(xiàn)交于⊙O點(diǎn)E,連接AE、BE,過(guò)點(diǎn)A作AF⊥BC,垂足為F,∠ABC=30°.
(1)求證:AF是⊙O的切線(xiàn);
(2)若BC=6,CD=3,求DE的長(zhǎng).
(3)當(dāng)點(diǎn)D在弦AB上運(yùn)動(dòng)時(shí),的值是否發(fā)生變化?如果變化,請(qǐng)寫(xiě)出其變化范圍;如果不變,請(qǐng)求出其值.
9.已知△ABC內(nèi)接于⊙O,∠BAC的平分線(xiàn)交⊙O于點(diǎn)D,連接DB,DC.
(1)如圖①,當(dāng)∠BAC=120°時(shí),請(qǐng)直接寫(xiě)出線(xiàn)段AB,AC,AD之間滿(mǎn)足的等量關(guān)系式 ;
(2)如圖②,當(dāng)∠BAC=90°時(shí),試探究線(xiàn)段AB,AC,AD之間滿(mǎn)足的等量關(guān)系,并證明你的結(jié)論;
(3)如圖③,若BC=m,BD=n,求的值(用含m,n的式子表示).
10.如圖,已知AB是⊙O的直徑,點(diǎn)C在⊙O上,過(guò)點(diǎn)C的直線(xiàn)與AB的延長(zhǎng)線(xiàn)交于點(diǎn)P,AC=PC,∠COB=2∠PCB.
(1)求證:PC是⊙O的切線(xiàn);
(2)求證:BC=AB;
(3)點(diǎn)M是弧AB的中點(diǎn),CM交AB于點(diǎn)N,若AB=8,求MN?MC的值.
11.如圖,已知⊙O的半徑為2,AB為直徑,CD為弦.AB與CD交于點(diǎn)M,將沿CD翻折后,點(diǎn)A與圓心O重合,延長(zhǎng)OA至P,使AP=OA,連接PC
(1)求CD的長(zhǎng);
(2)求證:PC是⊙O的切線(xiàn);
(3)點(diǎn)G為的中點(diǎn),在PC延長(zhǎng)線(xiàn)上有一動(dòng)點(diǎn)Q,連接QG交AB于點(diǎn)E.交于點(diǎn)F(F與B、C不重合).問(wèn)GE?GF是否為定值?如果是,求出該定值;如果不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.
12.如圖1,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,點(diǎn)A(﹣,0),B(3,0),以AB為直徑的⊙G交y軸于C、D兩點(diǎn).
(1)填空:請(qǐng)直接寫(xiě)出⊙G的半徑r、圓心G的坐標(biāo):r= ;G( , );
(2)如圖2,直線(xiàn)y=﹣x+5與x,y軸分別交于F,E兩點(diǎn),且經(jīng)過(guò)圓上一點(diǎn)T(2,m),求證:直線(xiàn)EF是⊙G的切線(xiàn).
(3)在(2)的條件下,如圖3,點(diǎn)M是⊙G優(yōu)弧上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不包括A、T兩點(diǎn)),連接AT、CM、TM,CM交AT于點(diǎn)N.試問(wèn),是否存在一個(gè)常數(shù)k,始終滿(mǎn)足CN?CM=k?如果存在,求出k的值,如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
13.已知:如圖,拋物線(xiàn)y=x2﹣x+m與x軸交于A(yíng)、B兩點(diǎn),與y軸交于C點(diǎn),∠ACB=90°,
(1)求m的值及拋物線(xiàn)頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)過(guò)A、B、C的三點(diǎn)的⊙M交y軸于另一點(diǎn)D,連接DM并延長(zhǎng)交⊙M于點(diǎn)E,過(guò)E點(diǎn)的⊙M的切線(xiàn)分別交x軸、y軸于點(diǎn)F、G,求直線(xiàn)FG的解析式;
(3)在條件(2)下,設(shè)P為上的動(dòng)點(diǎn)(P不與C、D重合),連接PA交y軸于點(diǎn)H,問(wèn)是否存在一個(gè)常數(shù)k,始終滿(mǎn)足AH?AP=k?如果存在,請(qǐng)寫(xiě)出求解過(guò)程;如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
模型介紹
【以下五個(gè)條件知一推四】
點(diǎn)C是的中點(diǎn)
AC=BC
OC⊥AB
PC平分∠APB
(即)
【模型解讀】
類(lèi)型一 中點(diǎn)弧與相似
點(diǎn)P是優(yōu)弧AB上一動(dòng)點(diǎn),則
∠1=∠2,∠PCB為公共角,子母型相似
【補(bǔ)充】⑥PE?PC=PA?PB
類(lèi)型二 中點(diǎn)弧與旋轉(zhuǎn)
【模型解讀】點(diǎn)P是優(yōu)弧AB上一動(dòng)點(diǎn),且點(diǎn)C是的中點(diǎn)
鄰邊相等+對(duì)角互補(bǔ) ?旋轉(zhuǎn)相似模型,一般用來(lái)求圓中三條線(xiàn)段之間的數(shù)量關(guān)系.
??
由于對(duì)角互補(bǔ),即,顯然共線(xiàn),且,通過(guò)導(dǎo)角不難得出相似.
類(lèi)型三 中點(diǎn)弧+內(nèi)心可得等腰
【模型講解】外接圓+內(nèi)心?得等腰
如圖,圓O是△ABC外接圓圓心,I是三角形ABC的內(nèi)心,延長(zhǎng)AI交圓O于D,證DI=DC=BD
? ?
【簡(jiǎn)證】∠1=∠4+∠5,∠4=∠3,∠2=∠5 ∴∠1=∠2+∠3
類(lèi)型四 弧中點(diǎn)與垂徑定理
【模型解讀】
知1推5
AD平分∠CAB
D是的中點(diǎn)
DO⊥CB
例題精講
考點(diǎn)一: 中點(diǎn)弧與相似三角形的綜合
【例1】.如圖,A、B、C、D是⊙O上的四個(gè)點(diǎn),AB=AC,AD交BC于點(diǎn)E,AE=3,ED=4,則AB的長(zhǎng)為_(kāi)______
解:∵AB=AC,
∴∠ACB=∠ABC=∠D,
∵∠BAD=∠BAD,
∴△ABD∽△AEB,
∴,
∴AB2=3×7=21,
∴AB=.
?變式訓(xùn)練
【變式1-1】.如圖,四邊形ABCD內(nèi)接于⊙O,對(duì)角線(xiàn)AC、BD交于點(diǎn)P,且AB=AD,若AC=7,AB=3,則BC?CD= 40 .
解:∵AB=AD=3,
∴=,
∴∠ADP=∠ACD,
∵∠DAP=∠CAD,
∴△ADP∽△ACD,
∴=,
∴=,
∴AP=,PC=AC﹣PA=7﹣=,
∵∠CBP=∠CAD,∠BCP=∠ACD,
∴△CBP∽△CAD,
∴=,
∴BC?CD=CA?CP=7×=40.
故答案為:40.
【變式1-2】.如圖,四邊形ABCD內(nèi)接于⊙O,AB為直徑,AD=CD,過(guò)點(diǎn)D作DE⊥AB于點(diǎn)E,連接AC交DE于點(diǎn)F.若sin∠CAB=,DF=5,則BC的長(zhǎng)為_(kāi)______
解:連接BD,如圖,
∵AB為直徑,
∴∠ADB=∠ACB=90°,
∵AD=CD,
∴∠DAC=∠DCA,
而∠DCA=∠ABD,
∴∠DAC=∠ABD,
∵DE⊥AB,
∴∠ABD+∠BDE=90°,
而∠ADE+∠BDE=90°,
∴∠ABD=∠ADE,
∴∠ADE=∠DAC,
∴FD=FA=5,
在Rt△AEF中,∵sin∠CAB==,
∴EF=3,
∴AE==4,DE=5+3=8,
∵∠ADE=∠DBE,∠AED=∠BED,
∴△ADE∽△DBE,
∴DE:BE=AE:DE,即8:BE=4:8,
∴BE=16,
∴AB=4+16=20,
在Rt△ABC中,∵sin∠CAB==,
∴BC=20×=12.
考點(diǎn)二 中點(diǎn)弧與旋轉(zhuǎn)的綜合
【例2】.在的內(nèi)接四邊形中,,,,點(diǎn)為弧的中點(diǎn),則的長(zhǎng)是 .
解:如圖,過(guò)作于,于,
則,
點(diǎn)為弧的中點(diǎn),,
,,
,,,
、、、四點(diǎn)共圓,,
在和中,
,,
在和中,,
,,
設(shè),
,,,,解得:,即,
,故答案為.
?變式訓(xùn)練
【變式2-1】.如圖,已知是的弦,點(diǎn)是弧的中點(diǎn),是弦上一動(dòng)點(diǎn),且不與、重合,的延長(zhǎng)線(xiàn)交于點(diǎn),連接、,過(guò)點(diǎn)作,垂足為,.
(1)求證:是的切線(xiàn);
(2)若,,求的長(zhǎng);
(3)當(dāng)點(diǎn)在弦上運(yùn)動(dòng)時(shí),的值是否發(fā)生變化?如果變化,請(qǐng)寫(xiě)出其變化范圍;如果不變,請(qǐng)求出其值.
(1)證明:如圖,連接,,,交于,
,,
是等邊三角形,,
點(diǎn)是弧的中點(diǎn),,
,
,
,,
,,,
,,是的切線(xiàn);
(2)解:,,
,,,,,
;
(3)結(jié)論:,的值不變.
理由:如圖,連接,,交于,作交的延長(zhǎng)線(xiàn)于,
,,
由(1)得,,,
,
,
,,
,,,,
,,
,,,
,的值不變.
考點(diǎn)三:中點(diǎn)弧+內(nèi)心可得等腰三角形
【例3】.如圖,已知⊙O是△ABC的外接圓,點(diǎn)I是△ABC的內(nèi)心,延長(zhǎng)AI交BC于點(diǎn)E,交⊙O于點(diǎn)D,連接BD、DC、BI.求證:DB=DC=DI.
證明:∵點(diǎn)I是△ABC的內(nèi)心,
∴∠BAD=∠DAC,∠ABI=∠IBC,
∵⊙O是△ABC的外接圓,∠BAD=∠DAC,
∴=,
∴BD=CD,
∵=,
∴∠CAD=∠CBD,
∵∠DBI=∠IBC+∠CBD,∠BID=∠ABI+∠BAI,
∴∠DBI=∠BID,
∴DB=DI,
∴DB=DC=DI.
?變式訓(xùn)練
【變式3-1】.如圖,點(diǎn)I是△ABC的內(nèi)心,BI的延長(zhǎng)線(xiàn)與△ABC的外接圓⊙O交于點(diǎn)D,與AC交于點(diǎn)E,延長(zhǎng)CD、BA相交于點(diǎn)F,∠ADF的平分線(xiàn)交AF于點(diǎn)G.
(1)求證:DG∥CA;
(2)求證:AD=ID;
(3)若DE=4,BE=5,求BI的長(zhǎng).
(1)證明:∵點(diǎn)I是△ABC的內(nèi)心,
∴∠2=∠7,
∵DG平分∠ADF,
∴∠1=∠ADF,
∵∠ADF=∠ABC,
∴∠1=∠2,
∵∠3=∠2,
∴∠1=∠3,
∴DG∥AC;
(2)證明:∵點(diǎn)I是△ABC的內(nèi)心,
∴∠5=∠6,
∵∠4=∠7+∠5=∠3+∠6,
即∠4=∠DAI,
∴DA=DI;
(3)解:∵∠3=∠7,∠ADE=∠BDA,
∴△DAE∽△DBA,
∴AD:DB=DE:DA,即AD:9=4:AD,
∴AD=6,
∴DI=6,
∴BI=BD﹣DI=9﹣6=3.
【變式3-2】.如圖1,在△ABC中,AB=AC,⊙O是△ABC的外接圓,過(guò)點(diǎn)C作∠BCD=∠ACB交⊙O于點(diǎn)D,連接AD交BC于點(diǎn)E,延長(zhǎng)DC至點(diǎn)F,使CF=AC,連接AF.
(1)求證:ED=EC;
(2)求證:AF是⊙O的切線(xiàn);
(3)如圖2,若點(diǎn)G是△ACD的內(nèi)心,BC·BE=25,求BG的長(zhǎng).
解:(1)∵AB=AC,∴∠ABC=∠ACB,
又∵∠ACB=∠BCD,∠ABC=∠ADC,
∴∠BCD=∠ADC,∴ED=EC;
(2)如圖,連接OA,
∵AB=AC,∴,∴OA⊥BC,
∵CA=CF,∴∠CAF=∠CFA,
∴∠ACD=∠CAF+∠CFA=2∠CAF,
∵∠ACB=∠BCD,∴∠ACD=2∠ACB,
∴∠CAF=∠ACB,∴AF∥BC,∴OA⊥AF,
∴AF為⊙O的切線(xiàn);
(3)∵∠ABE=∠CBA,∠BAD=∠BCD=∠ACB,
∴△ABE∽△CBA,∴,∴AB2=BC?BE,
∵BC?BE=25,∴AB=5,
如圖,連接AG,
∴∠BAG=∠BAD+∠DAG,∠BGA=∠GAC+∠ACB,
∵點(diǎn)G為內(nèi)心,
∴∠DAG=∠GAC,
又∵∠BAD+∠DAG=∠GAC+∠ACB,
∴∠BAG=∠BGA,∴BG=AB=5.
考點(diǎn)四: 弧中點(diǎn)與垂徑定理
【例4】.如圖,為的直徑,,為圓上的兩點(diǎn),,弦,相交于點(diǎn).
(1)求證:;
(2)若,,求的半徑.
(1)證明:,,
,
,,;
(2)連接,
,,,
,,
,,
,即,解得,,
是直徑,,
,的半徑為.
?變式訓(xùn)練
【變式4-1】.如圖,AB是⊙O的直徑,點(diǎn)C為的中點(diǎn),CF為⊙O的弦,且CF⊥AB,垂足為E,連接BD交CF于點(diǎn)G,連接CD,AD,BF.
(1)求證:△BFG≌△CDG;
(2)若AD=BE=4,求BF的長(zhǎng).
(1)證明:∵C是 中點(diǎn),
∴=,
∵AB是⊙O的直徑,且CF⊥AB,
∴=,
∴=,
∴CD=BF,
在△BFG和△CDG中,
,
∴△BFG≌△CDG(AAS);
(2)解:如圖,連接OF,設(shè)⊙O的半徑為r,
Rt△ADB中,BD2=AB2﹣AD2,即BD2=(2r)2﹣42,
Rt△OEF中,OF2=OE2+EF2,即EF2=r2﹣(r﹣4)2,
∵==,
∴=,
∴BD=CF,
∴BD2=CF2=(2EF)2=4EF2,
即(2r)2﹣42=4[r2﹣(r﹣4)2],
解得:r=2(舍)或6,
∴BF2=EF2+BE2=62﹣(6﹣4)2+42=48,
∴BF=4.
【變式4-2】.如圖,AB是⊙O的直徑,點(diǎn)E為弧AC的中點(diǎn),AC、BE交于點(diǎn)D,過(guò)A的切線(xiàn)交BE的延長(zhǎng)線(xiàn)于F.
(1)求證:AD=AF;
(2)若,求tan∠ODA的值.
解:(1)連接AE,OE交AC于H,
∵AB是直徑,
∴∠AEB=90°,
∴∠B+∠BAE=90°,
∵AF是⊙O的切線(xiàn),
∴∠BAF=90°,
∴∠BAE+∠FAE=90°,
∴∠B=∠FAE,
∵點(diǎn)E為弧AC的中點(diǎn),
∴=,
∴∠B=∠CAE,
∴∠CAE=∠FAE,
在△ADE和△AFE中,
,
∴△ADE≌△AFE(ASA),
∴AD=AF;
(2)∵,
∴設(shè)AO=2x,AF=3x,
∴AB=4x,
∴BF===5x,
∵S△ABF=×AB×AF=×BF×AE,
∴AE=x,
∴EF==x,
∵點(diǎn)E為弧AC的中點(diǎn),
∴OE⊥AC,AH=CH,
∵∠DAE=∠EAF,∠AEF=∠AHE=90°,
∴△AEH∽△AFE,
∴,
∴==,
∴AH=x,HE=x,
∴OH=x,HD=x,
∴tan∠ODA==.
考點(diǎn)五 弧中點(diǎn)與垂徑模型(三等弧模型)
【例5】.如圖,是的直徑,點(diǎn)為的中點(diǎn),為的弦,且,垂足為,連接交于點(diǎn),連接,,.
(1)求證:;
(2)若,求的長(zhǎng).
證明:(1)是的中點(diǎn),,
是的直徑,且,,,,
在和中,
,;
(2)如圖,連接,設(shè)的半徑為,
中,,即,
中,,即,
,,,
,即,
解得:(舍或3,
,;
1.如圖,在⊙O中AB為直徑,C為弧AB的中點(diǎn),EF∥AB,連接AC交EF于點(diǎn)D,若已知DF=2DE,則CD:AD的值為( )
A.1:3B.1:2C.1:2D.1:4
解:如圖,連接CO交EF于H,連接AE,CF,BC,
∵DF=2DE,
∴設(shè)DE=x,DF=2x,
∴EF=3x,
∵C為弧AB的中點(diǎn),
∴OC⊥AB,∠CAB=∠CBA=45°,
∵EF∥AB,
∴OC⊥EF,∠CDH=45°,
∴EH=HF=x,
∴DH=x=CH,
∴CD=x,
∵∠EAD=∠CFD,∠ADE=∠CDF,
∴△ADE∽△FDC,
∴,
∴,
∴AD=2x,
∴CD:AD=1:4.
故選:D.
2.如圖,已知點(diǎn)A是以MN為直徑的半圓上一個(gè)三等分點(diǎn),點(diǎn)B是的中點(diǎn),點(diǎn)P是半徑ON上的點(diǎn).若⊙O的半徑為1,則AP+BP的最小值為( )
A.2B.C.D.1
解:作點(diǎn)A關(guān)于MN的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)A′,連接A′B,交MN于點(diǎn)P,則PA+PB最小,
連接OA′,AA′,OB,
∵點(diǎn)A與A′關(guān)于MN對(duì)稱(chēng),點(diǎn)A是半圓上的一個(gè)三等分點(diǎn),
∴∠A′ON=∠AON=60°,PA=PA′,
∵點(diǎn)B是弧的中點(diǎn),
∴∠BON=30°,
∴∠A′OB=∠A′ON+∠BON=90°,
又∵OA=OA′=1, ∴A′B=.
∴PA+PB=PA′+PB=A′B=. 故選:C.
3.在⊙O的內(nèi)接四邊形ABCD中,AB=6,AD=10,∠BAD=60°,點(diǎn)C為弧BD的中點(diǎn),則AC的長(zhǎng)是 .
解:如圖2中,過(guò)C作CE⊥AB于E,CF⊥AD于F,
則∠E=∠CFD=∠CFA=90°,
∵點(diǎn)C為弧BD的中點(diǎn),
∴=,
∴∠BAC=∠DAC,BC=CD,
∵CE⊥AB,CF⊥AD,
∴CE=CF,
∵A、B、C、D四點(diǎn)共圓,
∴∠D=∠CBE,
在△CBE和△CDF中
,
∴△CBE≌△CDF,
∴BE=DF,
在△AEC和△AFC中,
,
∴△AEC≌△AFC,
∴AE=AF,
設(shè)BE=DF=x,
∵AB=6,AD=10,
∴AE=AF=x+3,
∴10﹣x=6+x,
解得:x=2, 即AE=8,
∴AC==, 故答案為 .
4.如圖,∠BAC的平分線(xiàn)交△ABC的外接圓于點(diǎn)D,∠ABC的平分線(xiàn)交AD于點(diǎn)E.
(1)求證:DE=DB;
(2)若∠BAC=90°,BD=4,求△ABC外接圓的半徑.
(1)證明:∵AD平分∠BAC,BE平分∠ABC,
∴∠BAD=∠CAD,∠ABE=∠CBE,
∵∠BED=∠BAE+∠ABE,∠DBE=∠EBC+∠CBD,∠CBD=∠CAD,
∴∠BED=∠EBD,
∴DE=DB;
(2)解:連接CD,
∵∠BAC=90°,
∴BC是直徑,
∴∠BDC=90°,
∵AD平分∠BAC,
∴∠BAD=∠CAD,
∴,
∴BD=CD,
∵BD=4,
∴BC==4,
∴△ABC外接圓的半徑為2.
5.如圖,AB是⊙O的直徑,AC為弦,D是的中點(diǎn),過(guò)點(diǎn)D作EF⊥AC,交AC的延長(zhǎng)線(xiàn)于E,交AB的延長(zhǎng)線(xiàn)于F.
(1)求證:EF是⊙O的切線(xiàn);
(2)若sin∠F=,AE=4,求⊙O的半徑和AC的長(zhǎng).
(1)證明:連接OD,OC.
∵D是的中點(diǎn),
∴∠BOD=∠BOC,
∵∠A=∠BOC,
∴∠BOD=∠A,
∴OD∥AC,
∵EF⊥AC,
∴∠E=90°,
∴∠ODF=90°,
即EF是⊙O的切線(xiàn);
(2)解:在△AEF中,∵∠E=90°,sin∠F=,AE=4,
∴AF==12.
設(shè)⊙O的半徑為R,則OD=OA=OB=R,AB=2R.
在△ODF中,∵∠ODF=90°,sin∠F=,
∴OF=3OD=3R.
∵OF+OA=AF,
∴3R+R=12,
∴R=3.
連接BC,則∠ACB=90°.
∵∠E=90°,
∴BC∥EF,
∴AC:AE=AB:AF,
∴AC:4=2R:4R,
∴AC=2.
故⊙O的半徑為3,AC的長(zhǎng)為2.
6.如圖,已知AC,BD為⊙O的兩條直徑,連接AB,BC,OE⊥AB于點(diǎn)E,點(diǎn)F是半徑OC的中點(diǎn),連接EF.
(1)設(shè)⊙O的半徑為1,若∠BAC=30°,求線(xiàn)段EF的長(zhǎng).
(2)連接BF,DF,設(shè)OB與EF交于點(diǎn)P,
①求證:PE=PF.
②若DF=EF,求∠BAC的度數(shù).
(1)解:∵OE⊥AB,∠BAC=30°,OA=1,
∴∠AOE=60°,OE=OA=,AE=EB=OE=,
∵AC是直徑,
∴∠ABC=90°,
∴∠C=60°,
∵OC=OB,
∴△OCB是等邊三角形,
∵OF=FC,
∴BF⊥AC,
∴∠AFB=90°,
∵AE=EB,
∴EF=AB=.
(2)①證明:過(guò)點(diǎn)F作FG⊥AB于G,交OB于H,連接EH.
∵∠FGA=∠ABC=90°,
∴FG∥BC,
∴△OFH∽△OCB,
∴==,同理=,
∴FH=OE,
∵OE⊥AB.FH⊥AB,
∴OE∥FH,
∴四邊形OEHF是平行四邊形,
∴PE=PF.
解法二:可以作OB中點(diǎn)G,連接FG,EG,證明OEFG是平行四邊形即可,得對(duì)角線(xiàn)互相平分.
②∵OE∥FG∥BC,
∴==1,
∴EG=GB,
∴EF=FB,
∵DF=EF,
∴DF=BF,
∵DO=OB,
∴FO⊥BD,
∴∠AOB=90°,
∵OA=OB,
∴△AOB是等腰直角三角形,
∴∠BAC=45°.
解法二:可以過(guò)E點(diǎn)作EG∥OB交AC于點(diǎn)G,連接DG.
∵EG∥OB,AE=EB,
∴AG=OG
∵OF=FC,
∴OG=OF,
∴OD=FG,
∵AE⊥OE,AG=OG,
∴EG=AO=OG,
∵∠DOG=∠FGE,
∴DOG≌△FGE(SAS),
∴DG=EF,
∵DF=EF,
∴DG=DF,
∴DO⊥FG,
∴EG⊥AO,
∴EA=EO,
∴∠BAC=45°
7.如圖,△ABC內(nèi)接于⊙O,AB是⊙O的直徑,C是中點(diǎn),弦CE⊥AB于點(diǎn)H,連接AD,分別交CE、BC于點(diǎn)P、Q,連接BD.
(1)求證:P是線(xiàn)段AQ的中點(diǎn);
(2)若⊙O的半徑為5,D是的中點(diǎn),求弦CE的長(zhǎng).
(1)證明:∵CE⊥AB,AB是直徑,
∴,
又∵
∴,
∴∠CAD=∠ACE,
∴AP=CP,
∵AB是⊙O的直徑,
∴∠ACB=90?,
∴∠ACE+∠BCP=90°,∠CAD+∠CQA=90°,
∴∠BCP=∠CQA,
∴CP=PQ,
∴AP=PQ,
即P是線(xiàn)段AQ的中點(diǎn);
(2)解:∵,AB是直徑,
∴∠ACB=90?,∠ABC=30?,
又∵AB=5×2=10,
∴AC=5,BC=5,
∴CH=BC=,
又∵CE⊥AB,
∴CH=EH,
∴CE=2CH=2×=5.
8.如圖,已知AB是⊙O的弦,點(diǎn)C是弧AB的中點(diǎn),D是弦AB上一動(dòng)點(diǎn),且不與A、B重合,CD的延長(zhǎng)線(xiàn)交于⊙O點(diǎn)E,連接AE、BE,過(guò)點(diǎn)A作AF⊥BC,垂足為F,∠ABC=30°.
(1)求證:AF是⊙O的切線(xiàn);
(2)若BC=6,CD=3,求DE的長(zhǎng).
(3)當(dāng)點(diǎn)D在弦AB上運(yùn)動(dòng)時(shí),的值是否發(fā)生變化?如果變化,請(qǐng)寫(xiě)出其變化范圍;如果不變,請(qǐng)求出其值.
(1)證明:如圖,連接AC,OA,OC,OC交AB于H,
∵∠AOC=2∠ABC=60°,OA=OC,
∴△AOC是等邊三角形,
∴∠CAO=∠ACO=60°,
∵點(diǎn)C是弧AB的中點(diǎn),
∴,
∴∠ABC=∠BAC=30°,
∴∠CHA=180﹣∠OCA﹣∠CAB=180°﹣60°﹣30°=90°,
∴AB⊥OC,
∴∠OAD=∠OAC=30°,
∵∠ABC=30°,
∴∠ABC=∠OAD,
∴OA∥BF,
∵AF⊥BF,
∴OA⊥AF,
∴AF是⊙O的切線(xiàn);
(2)解:∵,
∴∠CBD=∠BEC,
∵∠BCD=∠BCE,
∴△BCD∽△ECB,
∴,
∴,
∴EC=12,
∴DE=EC﹣CD=12﹣3=9;
(3)結(jié)論:,的值不變.
理由:如圖,連接AC,OC,OC交AB于H,作AN∥EC交BE的延長(zhǎng)線(xiàn)于N,
∵,
∴CB=CA,
由(1)得,OC⊥AB,
∴BH=AH=,
∵∠ABC=30°,
∴∠ABC=∠BAC=∠BEC=∠AEC=30°,
∴BH=BCcs30°=BC,
∴,
∵CE∥AN,
∴∠N=∠CEB=30°,∠EAN=∠AEC=30°,
∴∠EAN=∠N,
∴∠N=∠AEC,AE=EN,
∵∠ACE=∠ABN,
∴△ACE∽△ABN,
∴,
∴=,
∴的值不變.
解法二:連接AC,可知BC=AC,∠BCA=120°,可得BC:AC:AB=1:1:,再利用相似三角形的性質(zhì)解決問(wèn)題.
9.已知△ABC內(nèi)接于⊙O,∠BAC的平分線(xiàn)交⊙O于點(diǎn)D,連接DB,DC.
(1)如圖①,當(dāng)∠BAC=120°時(shí),請(qǐng)直接寫(xiě)出線(xiàn)段AB,AC,AD之間滿(mǎn)足的等量關(guān)系式 AB+AC=AD ;
(2)如圖②,當(dāng)∠BAC=90°時(shí),試探究線(xiàn)段AB,AC,AD之間滿(mǎn)足的等量關(guān)系,并證明你的結(jié)論;
(3)如圖③,若BC=m,BD=n,求的值(用含m,n的式子表示).
解:(1)如圖①在A(yíng)D上截取AE=AB,連接BE,
∵∠BAC=120°,∠BAC的平分線(xiàn)交⊙O于點(diǎn)D,
∴∠DBC=∠DAC=60°,∠DCB=∠BAD=60°,
∴△ABE和△BCD都是等邊三角形,
∴∠ABE=∠DBC=60°,
∴∠DBE=∠ABC,
又∵AB=BE,BC=BD,
∴△BED≌△BAC(SAS),
∴DE=AC,
∴AD=AE+DE=AB+AC;
故答案為:AB+AC=AD.
(2)AB+AC=AD.理由如下:
如圖②,延長(zhǎng)AB至點(diǎn)M,使BM=AC,連接DM,
∵四邊形ABDC內(nèi)接于⊙O,
∴∠MBD=∠ACD,
∵∠BAD=∠CAD=45°,
∴BD=CD,
∴△MBD≌△ACD(SAS),
∴MD=AD,∠M=∠CAD=45°,
∴MD⊥AD.
∴AM=AD,即AB+BM=AD,
∴AB+AC=AD;
(3)如圖③,延長(zhǎng)AB至點(diǎn)N,使BN=AC,連接DN,
∵四邊形ABDC內(nèi)接于⊙O,
∴∠NBD=∠ACD,
∵∠BAD=∠CAD,
∴BD=CD,
∴△NBD≌△ACD(SAS),
∴ND=AD,∠N=∠CAD,
∴∠N=∠NAD=∠DBC=∠DCB,
∴△NAD∽△CBD,
∴,
∴,
又AN=AB+BN=AB+AC,BC=m,BD=n,
∴=.
10.如圖,已知AB是⊙O的直徑,點(diǎn)C在⊙O上,過(guò)點(diǎn)C的直線(xiàn)與AB的延長(zhǎng)線(xiàn)交于點(diǎn)P,AC=PC,∠COB=2∠PCB.
(1)求證:PC是⊙O的切線(xiàn);
(2)求證:BC=AB;
(3)點(diǎn)M是弧AB的中點(diǎn),CM交AB于點(diǎn)N,若AB=8,求MN?MC的值.
(1)證明:∵OA=OC,
∴∠A=∠ACO.
又∵∠COB=2∠A,∠COB=2∠PCB,
∴∠A=∠ACO=∠PCB.
又∵AB是⊙O的直徑,
∴∠ACO+∠OCB=90°.
∴∠PCB+∠OCB=90°.
即OC⊥CP,
∵OC是⊙O的半徑.
∴PC是⊙O的切線(xiàn).
(2)證明:∵AC=PC,
∴∠A=∠P,
∴∠A=∠ACO=∠PCB=∠P.
又∵∠COB=∠A+∠ACO,∠CBO=∠P+∠PCB,
∴∠COB=∠CBO,
∴BC=OC.
∴BC=AB.
(3)解:連接MA,MB,
∵點(diǎn)M是 的中點(diǎn),
∴=,
∴∠ACM=∠BCM.
∵∠ACM=∠ABM,
∴∠BCM=∠ABM.
∵∠BMN=∠BMC,
∴△MBN∽△MCB.
∴=.
∴BM2=MN?MC.
又∵AB是⊙O的直徑,=,
∴∠AMB=90°,AM=BM.
∵AB=8,
∴BM=4 .
∴MN?MC=BM2=32.
11.如圖,已知⊙O的半徑為2,AB為直徑,CD為弦.AB與CD交于點(diǎn)M,將沿CD翻折后,點(diǎn)A與圓心O重合,延長(zhǎng)OA至P,使AP=OA,連接PC
(1)求CD的長(zhǎng);
(2)求證:PC是⊙O的切線(xiàn);
(3)點(diǎn)G為的中點(diǎn),在PC延長(zhǎng)線(xiàn)上有一動(dòng)點(diǎn)Q,連接QG交AB于點(diǎn)E.交于點(diǎn)F(F與B、C不重合).問(wèn)GE?GF是否為定值?如果是,求出該定值;如果不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.
(1)解:如圖,連接OC,
∵沿CD翻折后,點(diǎn)A與圓心O重合,
∴OM=OA=×2=1,CD⊥OA,
∵OC=2,
∴CD=2CM=2=2=2;
(2)證明:∵PA=OA=2,AM=OM=1,CM=CD=,∠CMP=∠OMC=90°,
∴PC===2,
∵OC=2,PO=2+2=4,
∴PC2+OC2=(2)2+22=16=PO2,
∴∠PCO=90°,
∴PC是⊙O的切線(xiàn);
(3)解:GE?GF是定值,證明如下,
連接GO并延長(zhǎng),交⊙O于點(diǎn)H,連接HF
∵點(diǎn)G為的中點(diǎn)
∴∠GOE=90°,
∵∠HFG=90°,且∠OGE=∠FGH
∴△OGE∽△FGH
∴=
∴GE?GF=OG?GH=2×4=8.
12.如圖1,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,點(diǎn)A(﹣,0),B(3,0),以AB為直徑的⊙G交y軸于C、D兩點(diǎn).
(1)填空:請(qǐng)直接寫(xiě)出⊙G的半徑r、圓心G的坐標(biāo):r= ;G( , );
(2)如圖2,直線(xiàn)y=﹣x+5與x,y軸分別交于F,E兩點(diǎn),且經(jīng)過(guò)圓上一點(diǎn)T(2,m),求證:直線(xiàn)EF是⊙G的切線(xiàn).
(3)在(2)的條件下,如圖3,點(diǎn)M是⊙G優(yōu)弧上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不包括A、T兩點(diǎn)),連接AT、CM、TM,CM交AT于點(diǎn)N.試問(wèn),是否存在一個(gè)常數(shù)k,始終滿(mǎn)足CN?CM=k?如果存在,求出k的值,如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
解:(1)∵A(﹣,0),B(3,0),AB是直徑,
∵AB=4,
∴⊙G的半徑為2,G(,0),
故答案為r=2,,0.
(2)如圖2中,連接GT,過(guò)點(diǎn)T作TH⊥x軸于H,
∵直線(xiàn)y=﹣x+5與x、y軸交于E、F兩點(diǎn),則E(0,5),F(xiàn)(5,0),
∵直線(xiàn)y=﹣x+5經(jīng)過(guò)T(2,m),則m=﹣×2+5=3,
∴T(2,3),
故TH=3.GH=,HF=3,
在Rt△HGT中,GT=r=2,
∴GH=GT,
∴∠GTH=30°,
在Rt△THF中,tan∠FTH===,
∴∠FTH=60°,
∴∠GTF=∠GTH+∠HTF=30°+60°=90°,
∴GT⊥EF,
∴直線(xiàn)EF是⊙G的切線(xiàn).
(3)如圖3中,連接CG、TG、TC.
在Rt△COG中,OG=,CG=r=2,
∴OC=3,∠CGO=60°.
∵C(0,3),T(2,3),
∴CT∥x軸,
∴CT=2,即CT=CG=GT=2,
∴△CGT是等邊三角形,
∴∠CGT=∠TCG=∠CGA=60°,
∴∠CTA=∠CGA=30°,∠M=∠CGT=30°,
∴∠CTA=∠M,
在△CNT和△CTM中,
∵∠TCN=∠MTC,∠CTN=∠M,
∴△CNT∽△CTM,
∴=,
∴CN?CM=CT2=(2)2=12. ∴k=CN?CM=12.
13.已知:如圖,拋物線(xiàn)y=x2﹣x+m與x軸交于A(yíng)、B兩點(diǎn),與y軸交于C點(diǎn),∠ACB=90°,
(1)求m的值及拋物線(xiàn)頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)過(guò)A、B、C的三點(diǎn)的⊙M交y軸于另一點(diǎn)D,連接DM并延長(zhǎng)交⊙M于點(diǎn)E,過(guò)E點(diǎn)的⊙M的切線(xiàn)分別交x軸、y軸于點(diǎn)F、G,求直線(xiàn)FG的解析式;
(3)在條件(2)下,設(shè)P為上的動(dòng)點(diǎn)(P不與C、D重合),連接PA交y軸于點(diǎn)H,問(wèn)是否存在一個(gè)常數(shù)k,始終滿(mǎn)足AH?AP=k?如果存在,請(qǐng)寫(xiě)出求解過(guò)程;如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
解:(1)由拋物線(xiàn)可知,點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,m),且m<0.
設(shè)A(x1,0),B(x2,0).
則有x1?x2=3m
又OC是Rt△ABC的斜邊上的高,
∴△AOC∽△COB
∴
∴,
即x1?x2=﹣m2
∴﹣m2=3m,解得m=0或m=﹣3
而m<0,
故只能取m=﹣3(3分)
這時(shí),y=x2﹣x﹣3=﹣4
故拋物線(xiàn)的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(,﹣4).
(2)由已知可得:M(,0),A(﹣,0),B(3,0),
C(0,﹣3),D(0,3)
∵拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸是直線(xiàn)x=,也是⊙M的對(duì)稱(chēng)軸,連接CE
∵DE是⊙M的直徑,
∴∠DCE=90°,
∴直線(xiàn)x=,垂直平分CE,
∴E點(diǎn)的坐標(biāo)為(2,﹣3)
∵,∠AOC=∠DOM=90°,
∴∠ACO=∠MDO=30°,
∴AC∥DE
∵AC⊥CB,
∴CB⊥DE
又∵FG⊥DE,
∴FG∥CB
由B(3,0)、C(0,﹣3)兩點(diǎn)的坐標(biāo)易求直線(xiàn)CB的解析式為:
y=﹣3
可設(shè)直線(xiàn)FG的解析式為y=+n,把(2,﹣3)代入求得n=﹣5
故直線(xiàn)FG的解析式為y=﹣5.
(3)存在常數(shù)k=12,滿(mǎn)足AH?AP=12,
假設(shè)存在常數(shù)k,滿(mǎn)足AH?AP=k
連接CP,
∵AB⊥CD,
∴=
∴∠P=∠ACH(或利用∠P=∠ABC=∠ACO),
又∵∠CAH=∠PAC,
∴△ACH∽△APC,
=,
∴即AC2=AH?AP,
在Rt△AOC中,AC2=AO2+OC2=()2+(3)2=12,
∴AH?AP=k=12;
(也可以證明△AOH∽△APB,可得AH?AP=AO?AB,由此即可解決問(wèn)題)
聲明
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這是一份中考數(shù)學(xué)解題大招復(fù)習(xí)講義(全國(guó)通用)模型06射影定理模型(原卷版+解析),共31頁(yè)。試卷主要包含了射影定理定義等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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