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专题2 圆的证明与计算
2023宁夏数学
与圆的性质有关的证明及计算
类型1
示例1 (2017·宁夏)将一副三角板Rt△ABD与Rt△ACB(其中∠ABD=90°,∠D=60°,∠ACB=90°,∠ABC=45°)如图摆放,Rt△ABD中∠D所对直角边与Rt△ACB斜边恰好重合.以AB为直径的圆经过点C,且与AD交于点E,分别连接EB,EC.
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(1)求证:EC平分∠AEB;
(2)求的值.
[分析] (1)由Rt△ACB中∠ABC=45°,得出∠BAC=∠ABC=45°,根据圆周角定理得出∠AEC=∠ABC,∠BEC=∠BAC,等量代换得出∠AEC=∠BEC,即EC平分∠AEB;
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(2)过点C作CM⊥AE于点M,CN⊥BE于点N,由角平分线的性质得出CM=CN,由直径所对的圆周角是直角得出∠AEB=90°,在Rt△ABE易得∠ABE=60°,那么==tan 60°,即可得出结论.
[解答] (1)证明:∵在Rt△ACB中,
∠ACB=90°,∠ABC=45°,
∴∠BAC=∠ABC=45°.
∵∠AEC=∠ABC,∠BEC=∠BAC,
∴∠AEC=∠BEC,即EC平分∠AEB.
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(2)解:过点C作CM⊥AE于点M,CN⊥EB于点N.
∵EC平分∠AEB,∴CM=CN.
∵AB为圆的直径,∠D=60°
∴∠AEB=90°,∠ABE=60°.
∴===tan∠ABE=tan 60°=.
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变式训练
1.(2016·宁夏)如图,已知△ABC,以AB为直径的☉O分别交AC于D,BC于E,连接ED.若ED=EC.
(1)求证:AB=AC;
(2)若AB=4,BC=2,求CD的长.
(1)证明:∵ED=EC,∴∠EDC=∠C.
∵四边形ABED是☉O的内接四边形,
∴∠EDC=∠B.
∴∠B=∠C.∴AB=AC.
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(2)解:连接AE.
∵AB为直径,∴∠AEB=90°.∴AE⊥BC.
由(1)知,AB=AC.
∴BE=EC=BC=×2==ED.
∵∠C=∠C,∠EDC=∠B,
∴△ABC∽△EDC.
∴=,即=.∴CD=.
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2.(2022·呼和浩特)如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的☉O交BC于点D,交线段CA的延长线于点E,连接BE.
(1)求证:BD=CD;
(2)若tan C=,BD=4,求AE.
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(1)证明:连接AD.
∵AB是☉O的直径,∴∠ADB=90°.
∵AB=AC,∴BD=CD.
(2)解:∵BD=CD=4,
∴BC=DB+CD=8.
在Rt△ADC中,tan C=,
∴AD=CD·tan C=4×=2.
∴AC===2.
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∵AB是☉O的直径,
∴∠AEB=90°.
∵∠AEB=∠ADC=90°,∠C=∠C,
∴△CEB∽△CDA.
∴=,即=,∴CE=.
∴AE=CE-AC=-2=.
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与切线判定有关的证明及计算
类型2
示例2 (2022·宁夏)如图,以线段AB为直径作☉O,交射线AC于点C,AD平分∠CAB交☉O于点D,过点D作直线DE⊥AC于点E,交AB的延长线于点F.连接BD并延长交AC于点M.
(1)求证:直线DE是☉O的切线;
(2)求证:AB=AM;
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(3)若ME=1,∠F=30°,求BF的长.
[分析] (1)连接OD,由∠ODA=∠OAD=∠DAC证明OD∥AC,得出∠ODF=∠AED=90°,即可证明直线DE是☉O的切线;
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(2)由线段AB是☉O的直径证明∠ADB=90°,再根据等角的余角相等证明∠M=∠ABM,则AB=AM;
(3)由∠AEF=90°,∠F=30°证明∠BAM=60°,则△ABM是等边三角形,所以∠M=60°,则∠EDM=30°,所以BD=MD=2ME=2,再证明∠BDF=∠F,得BF=BD=2.
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[解答] (1)证明:连接OD,则OD=OA,
∴∠ODA=∠OAD.
∵AD平分∠CAB,∴∠OAD=∠DAC.
∴∠ODA=∠DAC,∴OD∥AC.
∵DE⊥AC