圆压轴题八大模型题(二)泸州市七中佳德学校 易建洪引言: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 .【分析】(1)在Rt △ADO 中,(10+r)2=r 2+202,得r=15. (2)由DO ∥BC,得DO AO BC AB =,∴402440r r-=得:r=15. (3)在Rt △ADO中,DO=r ,AO=10+r ,由DO ∥BC ,AD AOAC AB=得,r=15. (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=BC?BE. (6)由△ADE ∽△ABD 得AD 2=AE?AB.(1)AD=20,AE=10,求r; (2)AB=40,BC=24,求r. O F E D C B A (3)AC=32,AE=10,求r. (4)∠ABD=∠CBD. (5)DB 2=BC?BE; (6)AD 2=AE?AB. (7)△DCF ≌△DGE; (8)DF 2=CF?BE; (9)AG:AC=1:2,BD=10.求r. (10)DC=12,CF=6, 求r 和BF. O F E D C B A (11)DC=12,CF=6,求CO上任意线段的长. 图(1) 图(2) 图(3)图(4) 图(5) 图(6) A B C GE OF D【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CF DEDF BE=,且DE=DF,∴DF 2=CF?BE. (9)由△ADG ∽△ABC 得AG:AC=DG:BC=1:2,设DG=k,则DC=DG=k,BC=2k,DB=5k=10,∴k=25,∴BG=BC=2k=45,由Rt △DBG ∽Rt △EBD 得DB 2=GB?EB,∴102=45?EB, ∴EB=55,r=55. (10)∠C=∠CFG=∠CDG=90°得矩形DGFC,∴DG=CF=6,DC=GF=GE=12, ∴在Rt △GEO 中,GO 2+EG 2=EO 2,∴(r-6)2+122=r 2. ∴r=15.GO=15-6=9,由中位线定理得BF=2GO=18.(11)如图,在Rt △DCO 中,CO=221215+=341,GO=15-6=9,由D0∥CB 得,6293CF CP GO OP ===,∴PO=35CO=941. 同理可得图中CO 上其它线段的长度.【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,sin B =513,求DG 的长.【分析】(1)连接OD ,由AD 为角平分线得到一对角相等,再由等边对等角得到一对角相等,等量代换得到内错角相等,进而得到OD 与AC 平行,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sin B 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 =sin B ,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2-1)A OGF EDCB图bPAB C G EO FD 图a∴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 ,∴AB ADAD AF=, 即,AD 2=AB ·AF =xy ,则AD(3)连接EF ,在Rt △BOD 中,sin B =513OD OB =, 设圆的半径为r ,可得5813r r =+, 解得:r =5,∴AE =10,AB =18, ∵AE 是直径,∴∠AFE =∠C =90°, ∴EF ∥BC ,∴∠AEF =∠B ,∴sin ∠AEF =513AF AE =, ∴AF =AE ?sin ∠AEF =10×5501313=,∵AF ∥OD ,∴501013513AG AF DG OD ===,即DG =1323AD ,∵AD==, 则DG=1323=【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C 作⊙O 的切线交AB 的延长线于点P ,⊙O 的弦DE 交AB 于点F ,且DF =EF .(1)求证:CO 2=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°, ∵∠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 . 在Rt △POC 中,∵PC 2+OC 2=PO 2, ∴(4)2+r 2=(r +4)2,∴r =2,∵CM ==,∵DC 是直径,∴∠CEF =∠EFM =∠CMF =90°, ∴四边形EFMC 是矩形, ∴EF =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 c(图2-2)(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,∴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O C.(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,∴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,∴∠ACB=90°,∵CE⊥AB,∴∠ACE=∠B,∵∠B=∠F,∴∠F=∠ACE=∠DCA=∠ECG,∵∠D=90°,∴∠DCF+∠F=90°,∴∠F=∠DCA=∠ACE=∠ECG=22.5°,(图2-4)图e图d∴∠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.。