圆压轴题八大模型题(二)引言:与圆有关的证明与计算的综合解答题,往往位于许多省市中考题中的倒数第二题的位置上, 是试卷中综合性与难度都比较大的习题。
一般都会在固定习题模型的基础上变化与括展,本文结合近年来各省市中考题,整理了这些习题的常见的结论,破题的要点,常用技巧。
把握了这些方法与技巧,就能台阶性地帮助考生解决问题。
类型 2 切割线互垂在 Rt △ABC 中,点 E 是斜边 AB 上一点,以 EB 为直径的⊙ O 与 AC 相切于点 D ,与 BC 相交于点F.CCCDFDFDFAEOBAEOBAE OB图(1)图(2) 图(3)(1)AD=20,AE=10, 求 r;(3)AC=32 , AE=10,求 r. (5)DB 2=BCBE; (2)AB=40,BC=24, 求 r.(4) ∠ ABD=∠ CBD.(6)AD 2=AEAB.【分析】 (1) 在 Rt △ADO 中, (10+r) 2=r 2+202, 得 r=15.(2) 由 DO ∥BC,得DO AO ,∴ r 40 r得: r=15.BCAB 2440(3)在 Rt △ADO 中, AD= (10r )2 r 2 , DO=r , AO=10+r ,由 DO ∥ BC ,ADAO得, r=15.AC AB(4)连结 DO,DO=BO,∠ ODB=∠ OBD;由 DO ∥ BC 得∠ CBD=∠ ODB,∴∠ ABD=∠ CBD.(5) 由 Rt △BCD ∽ Rt △ BDE 得 BD 2=BCBE.2(6) 由△ ADE ∽△ ABD 得 AD=AEAB.CCCDFD FD F GAEGOBAE OBAE OB图 (4) 图(5) 图 (6)(7) △ DCF ≌△ DGE; (10)DC=12,CF=6,(11)DC=12,CF=6, 求 (8)DF 2=CFBE;求 r 和 BF.CO 上任意线段的长 .(9)AG:AC=1:2,BD=10. 求 r.【分析】(7)由∠ EBD=∠ FBD 得 DE=DF,∴ DE=DF,又∠ DFC=∠ DEG,∠C=∠ DGE=90°得△ DCF ≌△ DGE.(8)由△ CDF ∽△ DBE 得CFDE 2=CFBE.,且 DE=DF,∴ DF DF BE(9) 由△ ADG ∽△ ABC 得 AG:AC=DG:BC=1:2,设 DG=k,则 DC=DG=k,BC=2k,DB= 5 k=10, ∴ k=25 ,2 25 EB, ∴ EB=5 5 5 5 ∴BG=BC=2k=4 5 , 由 Rt △ DBG ∽ Rt △ EBD 得 DB=GBEB, ∴ 10 =4,r=.2(10) ∠ C=∠CFG=∠ CDG=90°得矩形 DGFC,∴ DG=CF=6,DC=GF=GE=12,2 2 2 222C∴在 Rt △ GEO 中, GO+EG=EO, ∴ (r-6)+12 =r .∴r=15.GO=15-6=9 ,由中位线定理得 BF=2GO=18.DF(11)如图,在 Rt △ DCO 中, CO= 122152=3 41 , GO=15-6=9,G PABOCF CP 69 41 E由 D0∥ CB 得 ,2 ,∴ PO=3 CO=.GO OP 9 3 5 5同理可得图中CO 上其它线段的长度 .图 a【典例】(2018 ·四川成都)如图,在 Rt △ABC 中,∠ C =90°,AD 平分∠ BAC 交 BC 于点 D ,O 为 AB 上一点,经过点 A , D 的⊙ O 分别交 AB , AC 于点 E ,F ,连接 OF 交 AD 于点 G.(1)求证: BC 是⊙ O 的切线;(2)设 AB = x , AF = y ,试用含 x, y 的代数式表示线段 AD 的长;( 3)若 BE = 8,sinB = 513,求 DG 的长 .AOG【分析】( 1)连接 OD ,由 AD 为角平分线得到一EF对角相等, 再由等边对等角得到一对角相等,等量BCD代换得到内错角相等,进而得到 OD 与 AC 平行,(图 2-1)得到 OD 与 BC 垂直,即可得证;(2)连接 DF ,由( 1)得到 BC 为圆 O 的切线,由弦切角等于夹弧所对的圆周角,进而得到三角形 ABD 与三角形 ADF 相似,由相似得比例,即可表示出 AD ;(3)连接 EF ,设圆的半径为 r ,由 sinB 的值,利用锐角三角函数定义求出 r 的值,由直径所对的圆周角为直角,得到EF 与 BC 平行,得到 sin ∠AEF =sinB ,进而求出 DG 的长即可.解:( 1)证明:如图,连接 OD ,∵AD 为∠ BAC 的角平分线,∴∠ BAD =∠ CAD ,∵OA =OD ,∴∠ ODA =∠ OAD ,∴∠ ODA =∠ CAD ,∴ OD ∥ AC ,∵∠ C = 90°,∴∠ ODC = 90°,∴ OD ⊥ BC ,图 b∴BC 为圆 O 的切线;(2)连接 DF,由( 1)知 BC为⊙ O 的切线,∴∠ FDC=∠ DAF,∴∠ CDA=∠ CFD,∴∠ AFD=∠ ADB,∵∠ BAD=∠ DAF,∴△ ABD∽△ ADF,∴ABAD ,AD AF即, AD2= AB·AF= xy,则 AD=xy(3)连接 EF,在 Rt△BOD 中, sinB=OD5,r5OB13设圆的半径为 r,可得,r 813解得: r= 5,∴ AE= 10,AB= 18,∵AE 是直径,∴∠AFE=∠ C=90°,∴E F∥ BC,∴∠ AEF=∠ B,∴sin∠ AEF=AF5,AE13∴AF=AE?sin∠ AEF= 10×550,131350∵AF∥OD,∴AG AF1310,即 DG=13DG OD513 AD,23∵AD=AB AF185030 13,1313则 DG=1330 133013. 231323【点拨】利用直角三角形、相似三角形的边与边之间的和差倍分关系,勾股定理的关系,比例线段的关系等设元建方程求线段的长度;因此善于分解图形,由线与角之间关系,构建基本图形模型,如母子型相似,共边角相似, 8 字型相似, A 字型相似等。
当出现求线段的一部分,还要考虑用局部占总体的比例来求解。
【变式运用】1.(2018 泸州)如图,已知 AB ,CD 是⊙ O 的直径,过点⊙O 的弦 DE 交 AB 于点 F ,且 DF = EF.C 作⊙ O的切线交AB的延长线于点P,(1)求证:CO2= OF?OP;(2)连接 EB 交 CD于点 G,过点 G 作 GH⊥ AB 于点 H,若 PC=4,PB=4,求GH的长.解:( 1)证明:∵ PC 是⊙ O 的切线,∴OC ⊥ PC ,∴∠ PCO =90°,∵AB 是直径, EF = FD ,∴AB ⊥ ED ,∴∠ OFD =∠ OCP =90°,(图 2-2)∵∠ FOD =∠ COP ,∴△ OFD ∽△ OCP ,∴=,∵ OD = OC ,∴OC 2= OF?OP .(2)解:如图作CM ⊥ OP 于 M ,连接 EC 、EO .设 OC = OB = r .2 2 2,在 Rt △ POC 中,∵ PC + OC = PO∴( 4 ) 2+r 2=( r + 4) 2,∴ r = 2, ∵CM ==,∵DC 是直径,∴∠ CEF =∠ EFM =∠ CMF =90°, 图 c∴四边形 EFMC 是矩形,∴ E F = CM =,在 Rt △ OEF 中, OF == ,∴EC = 2OF = ,∵ EC ∥ OB ,∴ == ,∵ GH ∥ CM ,∴= = , ∴GH = .2. ( 2018·云南昆明)如图, AB 是⊙ O 的直径, ED 切⊙ O 于点 C ,AD 交⊙ O 于点 F ,∠ AC 平分∠ BAD ,连接 BF .(1)求证: AD ⊥ ED ;(2)若 CD =4, AF = 2,求⊙ O 的半径.解:( 1)证明:连接 OC ,如图,∵ AC 平分∠ BAD ,∴∠ 1=∠ 2,∵ OA = OC ,∴∠ 1=∠ 3,∴∠ 2=∠ 3,∴ OC ∥ AD ,∵ED 切⊙ O 于点 C ,∴ OC ⊥ DE ,(图 2-3)∴AD ⊥ ED ;(2)解: OC 交 BF 于 H,如图,∵AB 为直径,∴∠AFB=90°,易得四边形 CDFH为矩形,∴FH= CD= 4,∠ CHF=90°,∴OH⊥BF,∴ BH= FH= 4,图 d∴BF= 8,在 Rt△ ABF 中, AB=== 2,∴⊙ O 的半径为.3.( 2018·江苏苏州)如图, AB 是⊙ O 的直径,点 C 在⊙ O 上, AD 垂直于过点 C 的切线,垂足为 D,CE垂直 AB,垂足为 E.延长 DA 交⊙ O 于点 F,连接 FC,FC 与 AB 相交于点 G,连接 OC.(1)求证: CD= CE;(2)若 AE= GE,求证:△ CEO是等腰直角三角形.证明:( 1)连接 AC,∵ CD 是⊙ O 的切线,(图 2-4)∴OC⊥CD,∵ AD⊥CD,∴∠ DCO=∠ D= 90°,∴AD∥ OC,∴∠ DAC=∠ ACO,∵ OC= OA,∴∠ CAO=∠ ACO,∴∠ DAC=∠ CAO,∵CE⊥ AB,∴∠ CEA= 90°,在△ CDA和△ CEA中,∵,∴△ CDA≌△ CEA( AAS),∴ CD= CE;(2)证法一:连接BC,∵△ CDA≌△ CEA,∴∠ DCA=∠ ECA,∵CE⊥ AG,AE= EG,∴ CA= CG,∴∠ ECA=∠ ECG,∵ AB 是⊙ O 的直径,图 e∴∠ ACB= 90°,∵ CE⊥ AB,∴∠ ACE=∠ B,∵∠ B=∠ F,∴∠ F=∠ ACE=∠ DCA=∠ ECG,∵∠ D= 90°,∴∠ DCF+∠ F= 90°,∴∠ F=∠ DCA=∠ ACE=∠ ECG= 22. 5°,∴∠ AOC= 2∠ F=45°,∴△ CEO是等腰直角三角形;证法二:设∠ F= x,则∠ AOC= 2∠ F= 2x,∵AD∥ OC,∴∠ OAF=∠ AOC= 2x,∴∠ CGA=∠ OAF+∠ F= 3x,∵ CE⊥ AG, AE= EG,∴CA= CG,∴∠ EAC=∠ CGA,∵CE⊥ AG,AE= EG,∴ CA= CG,∴∠ EAC=∠ CGA,∴∠ DAC=∠ EAC=∠ CGA=3x,∵∠ DAC+∠ EAC+∠ OAF= 180°,∴3x+3x+2x=180,x=22. 5°,∴∠ AOC= 2x= 45°,∴△ CEO是等腰直角三角形.。