有关圆的经典例题1.在半径为的⊙中,弦、的长分别为和,求∠的度数。
132O AB AC BAC分析:根据题意,需要自己画出图形进行解答,在画图时要注意A B与AC 有不同的位置关系。
解:由题意画图,分AB 、AC 在圆心O 的同侧、异侧两种情况讨论, 当AB 、AC在圆心O 的异侧时,如下图所示,过O作OD ⊥AB 于D,过O 作OE ⊥AC 于E ,∵,,∴,AB AC AD AE ====323222 ∵,∴∠,OA OAD AD OA ===132cos cos ∠OAE AE OA ==22∴∠OAD=30°,∠OA E=45°,故∠BA C=75°,当A B、A C在圆心O同侧时,如下图所示,同理可知∠OAD=30°,∠OAE=45°, ∴∠BA C=15°点拨:本题易出现只画出一种情况,而出现漏解的错误。
例2. 如图:△ABC 的顶点A 、B 在⊙O 上,⊙O 的半径为R ,⊙O 与AC 交于D,如果点既是的中点,又是边的中点,D AB AC ⋂(1)求证:△ABC 是直角三角形;()22求的值AD BC分析:()1由为的中点,联想到垂径定理的推论,连结交于,D AB OD AB F ⋂则AF=FB,OD ⊥AB ,可证DF 是△A BC的中位线;(2)延长DO 交⊙O 于E,连接A E,由于∠DA E=90°,D E⊥AB ,∴△ADF∽△,可得·,而,,故可求DAE AD DF DE DF BC DE R AD BC22122===解:(1)证明,作直径DE 交AB 于F,交圆于E∵为的中点,∴⊥,D AB AB DE AF FB ⋂=又∵AD=DC ∴∥,DF BC DF BC =12∴AB ⊥BC ,∴△ABC 是直角三角形。
(2)解:连结AE ∵DE 是⊙O的直径 ∴∠DAE=90°而AB ⊥DE ,∴△ADF ∽△E DA∴,即·AD DE DFADAD DE DF ==2 ∵,DE R DF BC ==212∴·,故AD BC R AD BCR 22==例3. 如图,在⊙O 中,AB =2CD ,那么( )A AB CDB AB CD ..⋂>⋂⋂<⋂22 C AB CDD AB CD ..⋂=⋂⋂⋂22与的大小关系不确定 分析:要比较与的大小,可以用下面两种思路进行:AB CD ⋂⋂2()112把的一半作出来,然后比较与的大小。
AB AB CD ⋂⋂⋂()222把作出来,变成一段弧,然后比较与的大小。
CD CD AB ⋂⋂⋂解:解法(一),如图,过圆心O 作半径OF ⊥AB ,垂足为E,则AF FB AB ⋂=⋂=⋂12AE EB AB ==12∵,∴AB CD AE CD AB ===212∵AF FB AF FB ⋂=⋂=,∴在△AFB 中,有A F+F B>AB∴,∴,∴,∴2222AF AB AF ABAF CD AF CD >>>⋂>⋂∴AB CD ⋂>⋂2∴选A 。
解法(二),如图,作弦DE =CD ,连结C E则DE CD CE ⋂=⋂=⋂12在△C DE中,有C D+DE>CE ∴2CD>CE∵AB=2CD ,∴AB>CE∴,∴AB CE AB CD ⋂>⋂⋂>⋂2∴选A 。
例4. 如图,四边形内接于半径为的⊙,已知,ABCD 2O AB BC AD ===141 求C D的长。
分析:连结BD ,由AB=BC,可得DB 平分∠ADC,延长AB 、DC 交于E ,易得△EBC ∽△E DA,又可判定A D是⊙O的直径,得∠ABD=90°,可证得△ABD ≌△EBD ,得DE =AD,利用△E BC ∽△EDA ,可先求出CE 的长。
解:延长AB 、DC 交于E 点,连结BD ∵AB BC AD ===141--∴,,∴∠∠AB BC AD ADB EDB ⋂=⋂==4∵⊙O的半径为2,∴AD 是⊙O的直径 ∴∠A BD=∠EBD =90°,又∵BD=BD∴△ABD ≌△EBD ,∴AB=BE=1,AD=D E=4 ∵四边形AB CD 内接于⊙O,∴∠EBC =∠E DA ,∠ECB =∠EAD∴△∽△,∴EBC EDA BC AD CEAE=∴·CE BC AE AD BC AB BE AD ==+=+=()11412∴CD DE CE =-=-=41272例5. 如图,、分别是⊙的直径和弦,为劣弧上一点,⊥AB AC O D AC DE AB ⋂于H,交⊙O 于点E,交AC 于点F ,P 为E D的延长线上一点。
(1)当△PCF 满足什么条件时,PC 与⊙O 相切,为什么?()22当点在劣弧的什么位置时,才能使·,为什么?D AC AD DE DF ⋂=分析:由题意容易想到作辅助线OC, (1)要使PC 与⊙O相切,只要使∠PCO=90°,问题转化为使∠OCA+∠P CF =∠FAH+∠AFH 就可以了。
()22要使·,即使,也就是使△∽△AD DE DF AD DE DFADDAF DEA == 解:(1)当PC =P F,(或∠PC F=∠P FC)时,PC 与⊙O 相切, 下面对满足条件P C=PF 进行证明, 连结O C,则∠OCA=∠FAH ,∵PC =PF,∴∠P CF=∠PF C=∠AFH,∵DE ⊥AB 于H,∴∠OC A+∠PCF=∠FA H+∠AFH=90° 即O C⊥PC ,∴PC 与⊙O相切。
()22当点是劣弧的中点时,·,理由如下:D AC AD DE DF ⋂=连结,∵,∴∠∠AE AD CD DAF DEA ⋂=⋂= 又∵∠∠,ADF EDA =∴△∽△,∴DAF DEA AD DE DFAD=即AD 2=D E·DF点拨:本题是一道条件探索问题,第(1)问是要探求△PCF 满足什么条件时,PC与⊙O 相切,可以反过来,把PC 与⊙O 相切作为条件,探索△PCF 的形状,显然有多个答案;第(2)问也可将AD 2=DE·DF 作为条件,寻找两个三角形相似,探索出点D 的位置。
例6. 如图,四边形是矩形,以为直径作半圆,过点ABCD ()AB BC BC O >12D 作半圆的切线交AB 于E ,切点为F,若AE :B E=2:1,求tan ∠ADE 的值。
分析:要求tan ∠ADE,在Rt △AED 中,若能求出AE 、AD ,根据正切的定义就可以得到。
ED=EF+FD,而EF =EB ,F D=CD ,结合矩形的性质,可以得到ED 和AE 的关系,进一步可求出AE :AD 。
解:∵四边形ABC D为矩形,∴BC ⊥AB,BC ⊥DC ∴AB 、DC 切⊙O 于点B 和点C ,∵DE 切⊙O 于F,∴DF=DC ,EF=EB,即D E=DC +EB, 又∵AE :EB =2:1,设B E=x,则AE =2x,DC=AB=3x , DE=D C+EB=4x ,在Rt △A ED中,AE=2x ,DE=4x, ∴AD x =23 则∠tan ADE AE AD x x ===22333点拨:本题中,通过观察图形,两条切线有公共点,根据切线长定理,得到相等线段。
例7. 已知⊙O 1与⊙O 2相交于A、B 两点,且点O 2在⊙O 1上,(1)如下图,AD 是⊙O 2的直径,连结DB 并延长交⊙O 1于C,求证C O2⊥A D;(2)如下图,如果AD 是⊙O2的一条弦,连结D B并延长交⊙O1于C ,那么CO 2所在直线是否与A D垂直?证明你的结论。
分析:(1)要证CO 2⊥AD ,只需证∠CO 2D=90°,即需证∠D+∠C=90°,考虑到AD 是⊙O2的直径,连结公共弦AB,则∠A=∠C,∠DB A=90°,问题就可以得证。
(2)问题②是一道探索性的问题,好像难以下手,不妨连结AC,直观上看,A C等于CD,到底AC 与CD 是否相等呢?考虑到O 2在⊙O1上,连结AO 2、D O2、B O2,可得∠1=∠2,且有△AO 2C≌△DO 2C ,故CA=CD ,可得结论CO2⊥AD 。
解:(1)证明,连结AB,A D为直径,则∠A BD=90° ∴∠D +∠BA D=90°又∵∠BAD =∠C,∴∠D+∠C=90° ∴∠CO2D =90°,∴CO 2⊥AD (2)C O2所在直线与AD 垂直, 证明:连结O 2A 、O 2B 、O2D 、AC 在△AO 2C与△DO 2C 中∵,∴,∴∠∠O A O B AO BO 222212=⋂=⋂=∵∠O2BD=∠O 2AC ,又∠O 2B D=∠O 2DB,∴∠O 2A C=∠O 2DB ∵O2C=O2C,∴△AO 2C ≌△DO 2C,∴C A=C D, ∴△C AD为等腰三角形,∵CO 2为顶角平分线,∴CO 2⊥AD 。
例8. 如下图,已知正三角形A BC 的边长为a,分别为A 、B 、C 为圆心,以为半径的圆相切于点、、,求、、围成的图形面aO O O O O O O O O 2123122331⋂⋂⋂ 积S 。
(图中阴影部分)分析:阴影部分面积等于三角形面积减去3个扇形面积。
解:S a S a a ABC △扇,×·===3433628222ππ() ∴阴S a a a =-=-348238222ππ 此题可变式为如下图所示,⊙、⊙、⊙两两不相交,且它们的半径都A B C为,求图中三个扇形阴影部分的面积之和。
a2()分析:因三个扇形的半径相等,把三个扇形拼成一个扇形来求,因为∠A+∠B+∠C=180°,因而三个扇形拼起来正好是一个半圆,故所求图形面积为,π82a原题可在上一题基础上进一步变形:⊙A1、⊙A 2、⊙A 3…⊙A n 相外离,它们的半径都是1,顺次连结n 个圆心得到的n 边形A 1A 2A 3…An ,求n 个扇形的面积之和。
解题思路同上。
解:()n -22π一、填空题(10×4=40分)1. 已知:一个圆的弦切角是50°,那么这个弦切角所夹的弧所对的圆心角的度数为___________。
2. 圆内接四边形A BCD 中,如果∠A:∠B:∠C=2:3:4,那么∠D =___________度。
3. 若⊙O的半径为3,圆外一点P 到圆心O的距离为6,则点P到⊙O 的切线长为___________。