【類型一: 有公共點(diǎn):連半徑,證垂直】
【典例1】(2021秋?吉林期末)已知:如圖,△ABC中,AB=AC,以AB為直徑的⊙O交BC于點(diǎn)P,PD⊥AC于點(diǎn)D.
(1)求證:PD是⊙O的切線;
(2)若∠CAB=120°,AB=6,求BC的值.
【解答】(1)證明:∵AB=AC,
∴∠B=∠C,
∵OP=OB,
∴∠B=∠OPB,
∴∠OPB=∠C,
∴OP∥AC,
∵PD⊥AC,
∴OP⊥PD,
∴PD是⊙O的切線;
(2)解:連接AP,如圖,
∵AB為直徑,
∴∠APB=90°,
∴BP=CP,
∵∠CAB=120°,
∴∠BAP=60°,
在Rt△BAP中,AB=6,∠B=30°,
∴AP=AB=3,
∴BP=AP=3,
∴BC=2BP=6.
【變式1-1】(2021秋?西城區(qū)校級(jí)期中)如圖,在Rt△ABC中,∠C=90°,BD是角平分線,點(diǎn)O在AB上,以點(diǎn)O為圓心,OB為半徑的圓經(jīng)過點(diǎn)D,交BC于點(diǎn)E.
(1)求證:AC是⊙O的切線;
(2)若OB=10,CD=8,求CE的長(zhǎng).
【解答】(1)證明:連接OD,如圖,
∵BD為∠ABC平分線,
∴∠1=∠2,
∵OB=OD,
∴∠1=∠3,
∴∠2=∠3,
∴OD∥BC,
∵∠C=90°,
∴∠ODA=90°,
∴AC是⊙O的切線;
(2)解:過O作OG⊥BC,連接OE,
則四邊形ODCG為矩形,
∴GC=OD=OB=10,OG=CD=8,
在Rt△OBG中,利用勾股定理得:BG=6,
∵OG⊥BE,OB=OE,
∴BE=2BG=12.
解得:BE=12,
∵AC是⊙O的切線,
∴CD2=CE?CB,
即82=CE(CE+12),
解得:CE=4或CE=﹣16(舍去),
即CE的長(zhǎng)為4.
【變式1-2】(2021秋?溫嶺市期末)如圖,D為⊙O上一點(diǎn),點(diǎn)C在直徑BA的延長(zhǎng)線上,且∠CDA=∠CBD.
(1)求證:CD是⊙O的切線;
(2)若AC=8,CD=12,求半徑的長(zhǎng)度.
【解答】(1)證明:連接OD,
∵AB是⊙O的直徑,
∴∠ADB=90°,
∴∠DAB+∠DBA=90°,
∵∠CDA=∠CBD,
∴∠DAB+∠CDA=90°,
∵OD=OA,
∴∠DAB=∠ADO,
∴∠CDA+∠ADO=90°,
∴∠CDO=90°,
∵OD是⊙O的半徑,
∴CD是⊙O的切線;
(2)解:在Rt△CDO中,CD2+OD2=OC2,
∴122+r2=(8+r)2,
∴r=5,
∴半徑的長(zhǎng)度為5.
【典例2】(2020?中寧縣一模)如圖,△ABC內(nèi)接于⊙O,∠B=60°,CD是⊙O的直徑,點(diǎn)P是CD延長(zhǎng)線上一點(diǎn),且AP=AC.
(1)求證:PA是⊙O的切線;
(2)若PD=1,求⊙O的直徑.
【解答】(1)證明:連接OA,
∵∠B=60°,
∴∠AOC=2∠B=120°,
又∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA=30°,
又∵AP=AC,
∴∠P=∠ACP=30°,
∴∠OAP=∠AOC﹣∠P=90°,
∴OA⊥PA,
∴PA是⊙O的切線.
(2)設(shè)該圓的半徑為x.
在Rt△OAP中,∵∠P=30°,
∴PO=2OA=OD+PD,又∵OA=OD,
∴1+x=2x,
解得:x=1
∴OA=PD=1,
所以⊙O的直徑為2
【變式2-1】(2021秋?甘井子區(qū)期末)如圖,△ABC中,AB=AC,以AB為直徑的⊙O與AC,BC分別交于點(diǎn)D和點(diǎn)E,過點(diǎn)E作EF⊥AC,垂足為F.
(1)求證:EF是⊙O的切線;
(2)若CD=4,EF=3,求⊙O半徑.
【解答】(1)證明:連接OE,
∵EF⊥AC,
∴∠EFD=∠EFC=90°,
∵AB=AC,
∴∠B=∠C,
∵OB=OE,
∴∠B=∠OEB,
∴∠OEB=∠C,
∴OE∥AC,
∴∠OEF=∠EFC=90°,
∵OE是⊙O的半徑,
∴EF是⊙O的切線;
(2)解:過點(diǎn)O作OG⊥AD,垂足為G,
∴∠OGF=90°,
∵∠OEF=∠EFG=90°,
∴四邊形OEFG是矩形,
∴OG=EF=3,
設(shè)⊙O的半徑為x,
∴AB=AC=2x,
∵CD=4,
∴AD=AC﹣CD=2x﹣4,
∵OG⊥AD,
∴AG=AD=x﹣2,
在Rt△OAG中,AG2+OG2=OA2,
∴(x﹣2)2+9=x2,
∴x=,
∴⊙O的半徑為.
【變式2-2】(2021秋?天津期末)如圖,已知AB是⊙O的直徑,AC是弦,∠BAC的角平分線交⊙O于點(diǎn)D,DE⊥AC
于E.
(1)求證:DE是⊙O的切線;
(2)若AB=10,AC=6,求ED的長(zhǎng).
【解答】(1)證明:連接OD,
∵DE⊥AE,
∴∠AED=90°,
∵AD平分∠BAE,
∴∠CAD=∠DAB,
∵OA=OD,
∴∠ADO=∠DAB,
∴∠CAD=∠ADO,
∴AC∥DO,
∴∠EDO=180°﹣∠E=90°,
∵OD是⊙O的半徑,
∴DE是⊙O的切線;
(2)解:連接BC,
∵AB是⊙O的直徑,
∴∠ACB=90°,
∴∠ECB=180°﹣∠ACB=90°,
∵∠E=∠EDO=90°,
∴四邊形ECFD是矩形,
∴DE=CF,∠CFD=90°,
∵AB=10,AC=6,
∴BC===8,
∵OD⊥BC,
∴CF=BC=4,
∴DE=CF=4,
∴ED的長(zhǎng)為4
【典例3】(2022?東明縣一模)已知,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,以AB為直徑的⊙O與BC相交于點(diǎn)E,在AC上取一點(diǎn)D,使得DE=AD,
(1)求證:DE是⊙O的切線.
(2)當(dāng)BC=10,AD=4時(shí),求⊙O的半徑.
【解答】(1)證明:連接OE、OD,
在△AOD和△EOD中,
,
∴△AOD≌△EOD(SSS),
∴∠OED=∠BAC=90°,
∴DE是⊙O的切線;
(2)解:∵△AOD≌△EOD,
∴∠AOD=∠EOD,
∵OB=OE,
∴∠B=∠OEB,
∵∠AOE=∠B+∠OEB,
∴∠BEO=∠EOD,
∴OD∥BC,又AO=BO,
∴OD=BC=5,
由勾股定理得,AO==3,
則⊙O的半徑為3.
【變式3-1】(2021秋?金湖縣期末)如圖,四邊形OAEC是平行四邊形,以O(shè)為圓心,OC為半徑的圓交CE于D,延長(zhǎng)CO交⊙O于B,連接AD、AB,AB是⊙O的切線.
(1)求證:AD是⊙O的切線.
(2)若⊙O的半徑為4,AB=8,求平行四邊形OAEC的面積.
【解答】(1)證明:連接OD,
∵AB與⊙O相切于點(diǎn)B,
∴∠OBA=90°,
∵四邊形OAEC是平行四邊形,
∴AO∥EC,
∴∠AOD=∠ODC,∠AOB=∠OCD,
∵OD=OC,
∴∠ODC=∠OCD,
∴∠AOB=∠AOD,
又∵OA=OA,OD=OB,
∴△AOB≌△AOD(SAS),
∴∠OBA=∠ODA,
∴∠ODA=90°,
∵OD是⊙O的半徑,
∴AD為⊙O的切線;
(2)解:∵OB=4,AB=8,
∴S△ABO=AB?OB=×4×8=16,
∵△AOB≌△AOD,
∴S△AOD=16,
∴平行四邊形OAEC的面積=2S△AOD=32.
【類型一: 沒有公共點(diǎn):作垂直,證半徑】
【典例4】(2020?八步區(qū)一模)如圖,在Rt△ABC中,∠BAC的角平分線交BC于點(diǎn)D,E為AB上一點(diǎn),DE=DC,以D為圓心,DB的長(zhǎng)為半徑作⊙D,AB=5,BE=3.
(1)求證:AC是⊙D的切線;
(2)求線段AC的長(zhǎng).
【解答】(1)證明:過點(diǎn)D作DF⊥AC于F;
∵AB為⊙D的切線,
∴∠B=90°,
∴AB⊥BC,
∵AD平分∠BAC,DF⊥AC,
∴BD=DF,
∴AC與⊙D相切;
(2)解:在△BDE和△DCF中;
,
∴Rt△BDE≌Rt△DCF(HL),
∴EB=FC.
∵AB=AF,
∴AB+EB=AF+FC,
即AB+EB=AC,
∴AC=5+3=8.
【變式4-1】(2021秋?莆田期末)如圖,半圓O的直徑是AB,AD、BC是兩條切線,切點(diǎn)分別為A、B,CO平分∠BCD.
(1)求證:CD是半圓O的切線.
(2)若AD=20,CD=50,求BC和AB的長(zhǎng).
【解答】(1)證明:過點(diǎn)O作OE⊥CD,垂足為點(diǎn)E,
∵BC是半圓O的切線,B為切點(diǎn),
∴OB⊥BC,
∵CO平分∠BCD,
∴OE=OB,
∵OB是半圓O的半徑,
∴CD是半圓O的切線;
(2)解:過點(diǎn)D作DF⊥BC,垂足為點(diǎn)F,
∴∠DFB=90°,
∵AD是半圓O的切線,切點(diǎn)為A,
∴∠DAO=90°,
∵OB⊥BC,
∴∠OBC=90°,
∴四邊形ADFB是矩形,
∴AD=BF=20,DF=AB,
∵AD,CD,BC是半圓O的切線,切點(diǎn)分別為A、E、B,
∴DE=AD=20,EC=BC,
∵CD=50,
∴EC=CD﹣DE=50﹣20=30,
∴BC=30,
∴CF=BC﹣BF=10,
在Rt△CDF中,由勾股定理得:
DF===20,
∴AB=DF=20,
∴BC的長(zhǎng)為30,AB的長(zhǎng)為20.
1.(2021秋?龍沙區(qū)期末)如圖,以點(diǎn)O為圓心,AB長(zhǎng)為直徑作圓,在⊙O上取一點(diǎn)C,延長(zhǎng)AB至點(diǎn)D,連接DC,∠DCB=∠DAC,過點(diǎn)A作AE⊥AD交DC的延長(zhǎng)線于點(diǎn)E.
(1)求證:CD是⊙O的切線;
(2)若CD=4,DB=2,求AE的長(zhǎng).
【解答】(1)證明:連接OC,OE,如圖,
∵AB為直徑,
∴∠ACB=90°,即∠BCO+∠1=90°,
又∵∠DCB=∠CAD,
∵∠CAD=∠OCA,
∴∠OCA=∠DCB,
∴∠DCB+∠BCO=90°,
即∠DCO=90°,
∵OC是⊙O的半徑,
∴CD是⊙O的切線;
(2)解:∵∠DCO=90°,OC=OB,
∴OC2+CD2=OD2,
∴OB2+42=(OB+2)2,
∴OB=3,
∴AB=6,
∵AE⊥AD,AB是⊙O的直徑,
∴AE是⊙O的切線,
∵CD是⊙O的切線;
∴AE=CE,
∵AD2+AE2=DE2,
∴(6+2)2+AE2=(4+AE)2,
解得AE=6.
2.(2021秋?聊城期末)如圖,點(diǎn)C在以AB為直徑的⊙O上,AC平分∠BAD,且AD⊥CD于點(diǎn)D.
(1)求證:DC是⊙O的切線;
(2)若AD=4,CD=2,求⊙O的半徑.
【解答】(1)證明:如圖中,連接OC.
∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA,
∵AC平分∠DAB,
∴∠DAC=∠CAB=∠ACO,
∴AD∥OC,
∵AD⊥CD,
∴OC⊥DC,
∵OC是⊙O的半徑,
∴CD是⊙O的切線;
(2)解:如圖,過點(diǎn)O作OE⊥AD于點(diǎn)E,
得矩形OEDC,
∴OE=CD=2,DE=OC,
∴AE=AD﹣DE=4﹣OC=4﹣OA,
在Rt△AEO中,根據(jù)勾股定理,得
OA2=AE2+OE2,
∴OA2=(4﹣OA)2+22,
解得OA=.
∴⊙O的半徑為.
3.(2022春?長(zhǎng)興縣月考)如圖,已知等邊△ABC的邊長(zhǎng)為6,點(diǎn)O是AB邊上的一點(diǎn),以O(shè)A為半徑的⊙O與邊AC,AB分別交于點(diǎn)D,E,過點(diǎn)D作DF⊥BC于點(diǎn)F.
(1)求證:DF是⊙O的切線;
(2)連結(jié)EF,當(dāng)EF是⊙O的切線時(shí),求⊙O的半徑.
【解答】(1)證明:連結(jié)OD,如圖所示:
∵△ABC是等邊三角形,
∴∠BAC=∠C=∠B=60°,
∵∠DAO=60°,OD=OA,
∴△DOA是等邊三角形,
∴∠ODA=∠C=60°,
∴OD∥BC,
又∵∠DFC=90°,
∴∠ODF=90°,
∴OD⊥DF,
∵OD是⊙O的半徑,
∴DF是⊙O的切線;
(2)解:設(shè)半徑為r,等邊△ABC的邊長(zhǎng)為6,
由(1)可知:AD=r,則CD=6﹣r,BE=6﹣2r
在Rt△CFD中,∠C=60°,CD=6﹣r,
∴CF=(6﹣r),
∴BF=a﹣(6﹣r),
又∵EF是⊙O的切線,
∴△FEB是直角三角形,且∠B=60°,∠EFB=30°,
∴BF=2BE,
∴6﹣(6﹣r)=2(6﹣2r),
解得:r=2,
∴⊙O的半徑為2.
4.(2022?西湖區(qū)校級(jí)開學(xué))如圖,已知AB是⊙O的直徑,⊙O過BC的中點(diǎn)D,且DE⊥AC.
(1)求證:DE是⊙O的切線.
(2)若∠C=30°,CD=10cm,求⊙O的半徑.
【解答】(1)證明:連接OD.
∵D是BC的中點(diǎn),O是AB的中點(diǎn),
∴OD∥AC,
∴∠CED=∠ODE,
∵DE⊥AC,
∴∠CED=∠ODE=90°,
∴OD⊥DE,
∵OD是圓的半徑,
∴DE是⊙O的切線;
(2)解:∵AB是⊙O的直徑,
∴∠ADB=90°,
∵D是BC的中點(diǎn),
∴AB=AC,
∵∠C=30°,
∴∠B=30°,
∴AB=2AD,
∵CD=10cm,
∴BD=10cm,
設(shè)AD=xcm,則AB=2xcm,
∴x2+102=4x2,
∴x=或x=﹣(舍去),
∴AD=(cm),AB=(cm),
∴⊙O的半徑為cm.
5.(2021秋?曲靖期末)如圖,在Rt△ABC中,∠C=90°,點(diǎn)D是AC上一點(diǎn),DQ⊥AB,DQ=DC,點(diǎn)O在AB上,以點(diǎn)O為圓心,OB長(zhǎng)為半徑的圓經(jīng)過點(diǎn)D,交BC于點(diǎn)E、交AB于點(diǎn)F.
(1)求證:AC是⊙O的切線;
(2)若⊙O的半徑為5,CD=4,求CE的長(zhǎng).
【解答】(1)證明:如圖,連接OD,
∵OD=OB,
∴∠ODB=∠OBD,
∵∠C=90°,DQ⊥AB,DQ=DC,
∴BD是△ABC的角平分線,
∴∠OBD=∠DBC,
∴∠ODB=∠DBC,
∴OD∥BC,
∴∠ODA=∠C=90°,
∵AC經(jīng)過⊙為的半徑OD的端點(diǎn)D,且AC⊥OD,
∴AC是⊙O的切線;
(2)解:如圖,
作OG⊥BE于點(diǎn)G,則BG=EG,∠OGB=90°,
∵∠ODC=∠C=∠OGC=90°,
∴四邊形ODCG是矩形,
∵CD=4,OB=OD=5,
∴OG=CD=4,GC=OD=5,
在Rt△BOG中,
OB2=OG2+BG2,
∴BG===3,
∴EG=3,
∴CE=GC﹣EG=5﹣3=2.
6.(2021秋?海淀區(qū)期末)如圖,AB為⊙O的直徑,弦CD⊥AB于E,連接AC,過A作AF⊥AC,交⊙O于點(diǎn)F,連接DF,過B作BG⊥DF,交DF的延長(zhǎng)線于點(diǎn)G.
(1)求證:BG是⊙O的切線;
(2)若∠DFA=30°,DF=4,求FG的長(zhǎng).
【解答】(1)證明:∵C,A,D,F(xiàn)在⊙O上,∠CAF=90°,
∴∠D=∠CAF=90°.
∵AB⊥CE,BG⊥DF,
∴∠BED=∠G=90°.
∴四邊形BEDG中,∠ABG=90°.
∴半徑OB⊥BG.
∴BG是⊙O的切線.
(2)解:連接CF,
∵∠CAF=90°,
∴CF是⊙O的直徑.
∴OC=OF.
∵直徑AB⊥CD于E,
∴CE=DE.
∴OE是△CDF的中位線.
∴OE==2.
∵=,∠AFD=30°,
∴∠ACD=∠AFD=30°.
∴∠CAE=90°﹣∠ACE=60°.
∵OA=OC,
∴△AOC是等邊三角形.
∵CE⊥AB,
∴E為AO的中點(diǎn),
∴OA=2OE=4,OB=4.
∴BE=OB+OE=6.
∵∠BED=∠D=∠G=90°,
∴四邊形BEDG是矩形.
∴DG=BE=6.
∴FG=DG﹣DF=2.
7.(2021秋?淮安區(qū)期末)如圖,在△ABC中,AB=AC,以AB為直徑的⊙O與BC相交于點(diǎn)D,過點(diǎn)D作DE⊥AC,交AC于點(diǎn)E.
(1)求證:DE是⊙O的切線;
(2)若⊙O的直徑為5,BC=8,求DE的長(zhǎng).
【解答】(1)證明:如圖1,
∵OB=OD,
∴∠B=∠ODB,
∵AB=AC,
∴∠B=∠C,
∴∠ODB=∠C,
∴OD∥AC,
∵DE⊥AC,
∴DE⊥半徑OD,
∴DE是⊙O的切線;
(2)解:如圖2,
連接AD,
∵AB是⊙O的直徑,
∴∠ADB=90°,
∵AB=AC,
∴BD=CD==4,
∴AD==3,
∵DE⊥AC,
∴S△ACD=,
∴5?DE=3×4,
∴DE=,
∴DE的長(zhǎng)是.
8.(2021秋?平羅縣期末)如圖,AB是⊙O的直徑,點(diǎn)C是⊙O上一點(diǎn),∠CAB的平分線AD交于點(diǎn)D,過點(diǎn)D作DE∥BC交AC的延長(zhǎng)線于點(diǎn)E.
(1)求證:DE是⊙O的切線;
(2)若DE=2,CE=1,求BD的長(zhǎng)度.
【解答】(1)證明:如圖,連接OD,CD,
則∠OAD=∠ODA.
∵AD平分∠CAB,
∴∠OAD=∠EAD.
∴∠ODA=∠EAD.
∴OD∥AE,
∵AB為直徑,
∴∠ACB=90°.
∵DE∥BC,
∴∠E=90°,
∴∠ODE=90°,
∵OD是⊙O的半徑,
∴DE是⊙O的切線;
(2)解:∵AD平分∠CAB,
∴∠BAD=∠CAD.
∴=,
∴CD=BD,
在Rt△CDE中,DE=2,CE=1,根據(jù)勾股定理,得
CD===,
∴BD=.
9.(2021秋?博白縣期末)如圖,在△ABC中,AB=AC,以AC邊為直徑作⊙O交BC邊于點(diǎn)D,過點(diǎn)D作DE⊥AB于點(diǎn)E,ED、AC的延長(zhǎng)線交于點(diǎn)F.
(1)求證:EF是⊙O的切線;
(2)若AC=10,CD=6,求DE的長(zhǎng).
【解答】(1)證明:連接OD,如圖所示:
∵AB=AC,
∴∠B=∠ACD,
∵OC=OD,
∴∠ODC=∠OCD,
∴∠B=∠ODC,
∴OD∥AB,
∵DE⊥AB,
∴EF⊥OD,
又∵OD是⊙O的半徑,
∴EF是⊙O的切線;
(2)解:連接AD,
∵AC為⊙O的直徑,
∴∠ADC=90°,
∴AD⊥BC,
∵AB=AC,
∴BD=CD=6.
在Rt△ACD中,AC=10,CD=6,
∴AD===8,
又∵DE⊥AB,AB=AC=10,
∴S△ABD=AB?DE=AD?BD,
即 ×10×DE=×8×6,
∴DE=4.8.
10.(2022?任城區(qū)三模)如圖,△ABC內(nèi)接于⊙O,AB是直徑,⊙O的切線PC交BA的延長(zhǎng)線于點(diǎn)P,OF∥BC交AC于點(diǎn)E,交PC于點(diǎn)F,連接AF;
(1)判斷AF與⊙O的位置關(guān)系并說明理由.
(2)若⊙O的半徑為4,AF=3,求AC的長(zhǎng).
【解答】(1)解:AF是⊙O的切線,理由如下:
連接OC,如圖所示:
∵AB是⊙O直徑,
∴∠BCA=90°,
∵OF∥BC,
∴∠AEO=90°,∠1=∠2,∠B=∠3,
∴OF⊥AC,
∵OC=OB,
∴∠B=∠1,
∴∠3=∠2,
在△OAF和△OCF中,
,
∴△OAF≌△OCF(SAS),
∴∠OAF=∠OCF,
∵PC是⊙O的切線,
∴∠OCF=90°,
∴∠OAF=90°,
∴FA⊥OA,
∴AF是⊙O的切線;
(2)∵⊙O的半徑為4,AF=3,∠OAF=90°,
∴OF===5
∵FA⊥OA,OF⊥AC,
∴AC=2AE,△OAF的面積=AF?OA=OF?AE,
∴3×4=5×AE,
解得:AE=,
∴AC=2AE=.

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