AB《圆的证明与计算》专题研究圆的证明与计算是中考中的一类重要的问题,此题完成情况的好坏对解决后面问题的发挥有重要的影响,所以解决好此题比较关键。
一、考点分析:1.圆中的重要定理:(1)圆的定义:主要是用来证明四点共圆.(2)垂径定理:主要是用来证明——弧相等、线段相等、垂直关系等等.(3)三者之间的关系定理: 主要是用来证明——弧相等、线段相等、圆心角相等.(4)圆周角性质定理及其推轮: 主要是用来证明——直角、角相等、弧相等.(5)切线的性质定理:主要是用来证明——垂直关系.(6)切线的判定定理: 主要是用来证明直线是圆的切线.(7)切线长定理: 线段相等、垂直关系、角相等.2.圆中几个关键元素之间的相互转化:弧、弦、圆心角、圆周角等都可以通过相等来互相转化.这在圆中的证明和计算中经常用到.二、考题形式分析:主要以解答题的形式出现,第1问主要是判定切线;第2问主要是与圆有关的计算:①求线段长(或面积);②求线段比;③求角度的三角函数值(实质还是求线段比)。
三、解题秘笈:1、判定切线的方法:(1)若切点明确,则“连半径,证垂直”。
常见手法有:全等转化;平行转化;直径转化;中线转化等;有时可通过计算结合相似、勾股定理证垂直;(2)若切点不明确,则“作垂直,证半径”。
常见手法:角平分线定理;等腰三角形三线合一,隐藏角平分线;总而言之,要完成两个层次的证明:①直线所垂直的是圆的半径(过圆上一点);②直线与半径的关系是互相垂直。
在证明中的关键是要处理好弧、弦、角之间的相互转化,要善于进行由此及彼的联想、要总结常添加的辅助线.例:(1)如图,AB是⊙O的直径,BC⊥AB,AD∥OC交⊙O于D点,求证:CD为⊙O的切线;(2)如图,以Rt△ABC的直角边AB为直径作⊙O,交斜边AC于D,点E为BC的中点,连结DE,求证:DE是⊙O 的切线.(3)如图,以等腰△ABC的一腰为直径作⊙O,交底边BC于D,交另一腰于F,若DE⊥AC于E(或E为CF中点),求证:DE是⊙O的切线.(4)如图,AB是⊙O的直径,AE平分∠BAF,交⊙O于点E,过点E作直线ED⊥AF,交AF的延长线于点D,交AB 的延长线于点C,求证:CD是⊙O的切线.2、与圆有关的计算:计算圆中的线段长或线段比,通常与勾股定理、垂径定理与三角形的全等、相似等知识的结合,形式复杂,无规律性。
分析时要重点注意观察已知线段间的关系,选择定理进行线段或者角度的转化。
特别是要借助圆的相关定理进行弧、弦、角之间的相互转化,找出所求线段与已知线段的关系,从而化未知为已知,解决问题。
其中重要而常见的数学思想方法有:(1)构造思想:如:①构建矩形转化线段;②构建“射影定理”基本图研究线段(已知任意两条线段可求其它所有线段长);③构造垂径定理模型:弦长一半、弦心距、半径;④构造勾股定理模型;⑤构造三角函数.(2)方程思想:设出未知数表示关键线段,通过线段之间的关系,特别是发现其中的相等关系建立方程,解决问题。
(3)建模思想:借助基本图形的结论发现问题中的线段关系,把问题分解为若干基本图形的问题,通过基本图形的解题模型快速发现图形中的基本结论,进而找出隐藏的线段之间的数量关系。
3、典型基本图型:图形1:如图1:AB 是⊙O 的直径,点E 、C 是⊙O 上的两点,基本结论有:(1)在“AC 平分∠BAE ”;“AD ⊥CD ”;“DC 是⊙O 的切线”三个论断中,知二推一。
(2)如图2、3,DE 等于弓形BCE 的高;DC =AE 的弦心距OF (或弓形BCE 的半弦EF )。
(3)如图(4):若CK ⊥AB 于K ,则:①CK=CD ;BK=DE ;CK=21BE=DC ;AE+AB=2BK=2AD ;②⊿ADC ∽⊿ACB ⇒AC 2=AD•AB(4)在(1)中的条件①、②、③中任选两个条件,当BG ⊥CD于E 时(如图5),则:①DE=GB ;②DC=CG ;③AD+BG=AB ;④AD•BG=241DG =DC 2 图形2:如图:Rt ⊿ABC 中,∠ACB =90°。
点O 是AC 上一点,以OC 为半径作⊙O 交AC 于点E ,基本结论有:(1BO ∥;“(2)①G 是⊿BCD 的内心;②;③⊿BCO ∽⊿CDE ⇒BO•DE=CO•CE=21CE 2; (3)在图(1)中的线段BC 、CE 、AE 、AD 中,知二求四。
(4)如图(3),若①BC=CE ,则:②AD AE =21=tan∠ADE ;③BC :AC :AB =3:4:5 ;(在①、②、③中知一推二)④设BE 、CD 交于点H ,,则BH=2EH图形3:如图:Rt ⊿ABC 中,∠ABC =90°,以AB 为直径作⊙O 交AC 于D ,基本结论有:如右图:(1)DE 切⊙O ⇔E 是BC 的中点; 图2C 图1图1A 图2A 图3A 图4A 图5ACG=GD(2)若DE 切⊙O ,则:①DE=BE=CE ;②D 、O 、B 、E 四点共圆⇒∠CED =2∠A③CD·CA=4BE 2, BABC BD CD R DE ==图形特殊化:在(1)的条件下如图1:DE ∥AB ⇔⊿ABC 、⊿CDE 是等腰直角三角形;如图2:若DE 的延长线交AB 的延长线于点F ,若AB=BF ,则:①31=EF DE ;②=R BE图形4:如图,⊿ABC 中,AB=AC ,以AB为直径作⊙O ,交BC 于点D ,交AC 于点F ,基本结论有:(1)DE ⊥AC ⇔DE 切⊙O ;(2)在DE ⊥AC 或DE切⊙O 下,有:①⊿DFC 是等腰三角形;②EF=EC ;③D 是基本图形1的结论重合。
⑤连AD ,产生母子三角形。
图形5::以直角梯形ABCD 的直腰为直径的圆切斜腰于E,(1)如图1:①AD+BC =CD ; ②∠COD =∠AEB =90°; ③OD 平分∠ADC (或OC 平分∠BCD );(注:在①、②、③及④“CD 是⊙O 的切线”四个论断中,知一推三)④AD·BC =AB 412=R 2; (2)如图2,连AE 、CO ,则有:CO ∥AE ,CO •AE =2R 2(与基本图形2重合) (3)如图3,若EF ⊥AB 于F ,交AC 于G ,则:EG =FG .图形6:如图:直线PR ⊥⊙O 的半径OB 于E ,PQ 切⊙O 于Q ,BQ 交直线PQ 于R 。
基本结论有:图1图2A BF 图1图2图3(1)PQ=PR (⊿PQR 是等腰三角形); (2)在“PR ⊥OB ”、“PQ 切⊙O ”、“PQ=PR ”中,知二推一(3)2PR·RE=BR·RQ=BE·2R=AB2图形7:如图,⊿ABC 内接于⊙O ,I 为△ABC 的内心。
基本结论有:(1)如图1,①BD=CD=ID ;②DI 2=DE·DA;③∠AIB =90°+21∠ACB ; (2)如图2,若∠BAC =60°,则:BD+CE=BC.图形8:已知,AB 是⊙O 的直径,C 是中点,CD ⊥AB 于D 。
BG 交CD 、AC于E 、F 。
基本结论有:(1)CD =21BG ;BE=EF=CE ;GF=2DE(反之,由CD =21BG 或BE=EF 可得:C 是 中点) (2)OE=21AF ,OE ∥AC ;⊿ODE ∽⊿AGF(3)BE·BG=BD·BA(4)若D 是OB 的中点,则:①⊿CEF 是等边三角形;② 四、范例讲解: ABC=CG=AG BGBG 图1图2O C F E D B A 1.△ABP 中,∠ABP =90°,以AB 为直径作⊙O 交AP 于C 点,弧⋂CF =⋂CB ,过C 作AF 的垂线,垂足为M ,MC 的延长线交BP 于D.(1)求证:CD 为⊙O 的切线; (2)连BF 交AP 于E ,若BE =6,EF =2,求AFEF的值。
2.直角梯形ABCD 中,∠BCD =90°,AB=AD+BC ,AB 为直径的圆交BC 于E ,连OC 、BD 交于F. ⑴求证:CD 为⊙O 的切线 ⑵若53=ABBE ,求DFBF 的值3.如图,AB 为直径,PB 为切线,点C 在⊙O 上,AC ∥OP 。
(1)求证:PC 为⊙O 的切线。
(2)过D 点作DE ⊥AB ,E 为垂足,连AD 交BC 于G ,CG =3,DE =4,求DBDG的值。
4。
如图,已知△ABC 中,以边BC 为直径的⊙O 与边AB 交于点D ,点E 为 的中点,AF 为△ABC 的角平分线,且AF ⊥EC 。
(1)求证:AC 与⊙O 相切;(2)若AC =6,BC =8,求EC 的长5.如图,Rt △ABC ,以AB 为直径作⊙O 交AC 于点D , ,过D 作AE 的垂线,F 为垂足.(1)求证:DF 为⊙O 的切线;(2)若DF =3,⊙O 的半径为5,求tan BAC ∠的值. FOE CDBAO F H EDC BDAC6.如图,AB 为⊙O 的直径,C 、D 为⊙O上的两点, ,过D 作直线BC 的垂线交直线AB 于点E ,F 为垂足. (1)求证:EF 为⊙O 的切线;(2)若AC =6,BD =5,求sin E 的值.7.如图,AB 为⊙O 的直径,半径OC ⊥AB ,D 为AB 延长线上一点,过D 作⊙O 的切线,E 为切点,连结CE 交AB 于点F . (1)求证:DE=DF ; (2)连结AE ,若OF =1,BF =3,求tan A ∠的值.8.如图,Rt△ABC 中,∠C =90°,BD 平分∠ABC ,以AB 上一点O 为圆心过B 、D 两点作⊙O ,⊙O 交AB 于点一点E ,EF ⊥AC 于点F.(1)求证:⊙O 与AC 相切;(2)若EF =3,BC =4,求tan A ∠的值.9.如图,等腰△ABC 中,AB=AC ,以AB 为直径作⊙O 交BC 于点D ,DE ⊥AC 于E.(1)求证:DE 为⊙O 的切线;(2)若BC =AE =1,求cos AEO ∠的值.10.如图,BD 为⊙O 的直径,A 为的中点,AD 交BC 于点E ,F 为BC 延长线上一点,且FD=FE. (1)求证:DF 为⊙O 的切线;(2)若AE =2,DE =4,△BDF 的面积为tan EDF ∠的值.AD=DC BCAFB11、如图,AB 是⊙O 的直径,M 是线段OA 上一点,过M 作AB 的垂线交AC 于点N ,交BC 的延长线于点E ,直线CF 交EN 于点F ,且∠ECF =∠E . (1)求证:CF 是⊙O 的切线;(2)设⊙O 的半径为1,且AC =CE AM 的长.12、如图,AB 是⊙O 的直径,BC ⊥AB ,过点C 作⊙O 的切线CE ,点D 是CE 延长线上一点,连结AD ,且AD+BC=CD .(1)求证:AD 是⊙O 的切线;(2)设OE 交AC 于F ,若OF =3,EF =2,求线段BC 的长.13、如图,△ABC 中,AB=BC ,以AB 为直径的⊙O 交AC 于点D ,且CD=BD . (1)求证:BC 是⊙O 的切线;(2)已知点M 、N 分别是AD 、CD 的中点,BM 延长线交⊙O 于E ,EF ∥AC ,分别交BD 、BN 的延长线于H 、F ,若DH =2,求EF 的长.14、如图,AB 是半⊙O 上的直径,E 是 ⌒BC 的中点,OE 交弦BC 于点D ,过点C 作交AD 的平行线交OE 的延长线于点F . 且 ∠ADO =∠B.(1)求证:CF 为⊙O 的⊙O 切线;(2)求sin ∠BAD 的值.11、如图,⊿ABC 中,AB =AC ,以AC 为直径的⊙O 与AB 相交于点E ,点F 是BE 的中点. (1)求证:DF 是⊙O 的切线. (2)若AE =14,BC =12,求BF 的长。