内容正文:
专题02 圆中的重要模型-圆中的全等三角形模型
知识储备:垂径定理及推理、圆周角、圆心角、弧、弦、弦心距的关系等。
圆中常见全等模型:切线长模型、燕尾模型、蝴蝶模型、手拉手(旋转)模型、对角互补模型、半角模型。
模型1、切线长模型
图1 图2
1)切线长模型(标准类)
条件:如图1,P为外一点,PA,PB是的切线,切点分别为A,B。
结论:①△OAP≌△OBP;②∠AOB+∠APB=180°;③OP垂直平分AB;
2)切线长模型(拓展类)
条件:如图2,AD,CD,BC是的切线,切点分别为A,E,B。
结论:①△AOD≌△EOD;②△BOC≌△EOC;③AD+BC=DC;④∠DOC=90°;
例1.(2023·河北衡水·校联考二模)如图,将直尺、含的直角三角尺和量角器按如图摆放,角的顶点A在直尺上读数为4,量角器与直尺的接触点B在直尺上的读数为7,量角器与直角三角尺的接触点为点C,则该量角器的直径是( ).
A.3 B. C.6 D.
例2.(2023秋·福建莆田·九年级统考期末)如图,已知,是圆的两条切线,,为切点,线段交圆于点.下列说法不正确的是( )
A. B. C.平分 D.
例3.(2023·广东汕头·校考一模)如图,为的切线,A为切点,过点A作,垂足为点C,交于点B,延长与的延长线交于点D.(1)求证:是的切线;(2)若,,求的长.
模型2. 燕尾模型
条件:OA,OB是的半径,OC=OD。 结论:①△AOC≌△BOD;②△PAD≌△PBC;
例1.(2023·重庆九年级课时练习)如图,以O为圆心的两个圆中,大圆的半径分别交小圆于点C,D,连结,下列选项中不一定正确的是( )
A. B. C. D.
例2.(2023秋·福建龙岩·九年级统考期末)阅读下列材料,并回答问题.
[材料]自从《义务教育数学课程标准(2022年版)》实施以来,九年级的龙老师增加了一个习惯,就是在每个新章节备课时都会查阅新课标,了解该章知识的新旧课标的变化,并在上课时告诉学生.他通过查阅新课标获悉:切线长定理由“选学”改为“必学”,并新增“会过圆外的一个点作圆的切线”.在学习完《切线的性质与判定》后,龙老师布置了一道课外思考题:“已知:如图,及外一点.求作:直线,使与相切于点”.班上小岩同学所在的学习小组经过探索,给出了如下的一种作图方法:(1)连接,以为圆心,长为半径作大圆;(2)若交小圆于点,过点作小圆的切线与大圆交于两点(点在点的上方);(3)连接交小圆于,连接,则是小圆的切线.
[问题](1)请问小岩同学所在的学习小组提供的作图方法是否正确?请你按照步骤完成作图(尺规作图,保留作图痕迹),并说明理由.(2)延长交大圆于,连接,若,,求的长.
例3.(2023秋·湖北·九年级统考期末)请仅用无刻度的直尺完成下列作图,不写作法,保留作图痕迹:
(1)如图1,与是圆内接三角形,,,画出圆的一条直径.
(2)如图2,,是圆的两条弦,且不相互平行,画出圆的一条直径.
模型3. 蝴蝶模型
条件:OA,OE是的半径,AD⊥OE,EB⊥OA。
结论:①△AOD≌△EOB;②△ABD≌△EDB;
例1.(2023秋·江苏南京·九年级校联考期末)在以为圆心的两个同心圆中,大圆的弦交小圆于,两点.(1)如图①,若大圆、小圆的半径分别为13和7,,则的长为______.
(2)如图②,大圆的另一条弦交小圆于,两点,若,求证.
例2.(2023·河南洛阳·统考一模)概念引入
在一个圆中,圆心到该圆的任意一条弦的距离,叫做这条弦的弦心距.
概念理解
(1)如图1,在中,半径是5,弦,则这条弦的弦心距长为 .
(2)通过大量的做题探究;小明发现:在同一个圆中,如果两条弦相等,那么这两条弦的弦心距也相等.但是小明想证明时却遇到了麻烦.请结合图2帮助小明完成证明过程如图2,在中,,,,求证:.
概念应用如图3,在中,的直径为20,且弦垂直于弦于,请应用上面得出的结论求的长.
例3.(2022·江西·九年级统考期中)用无刻度的直尺作图,保留作图痕迹,分别作出图中的平分线:
(1)如图1,的两边与一圆切于点,点是优弧的三等分点;
(2)如图2,的两边与一圆交于,且.
模型4. 手拉手(旋转)模型
注意:圆中的手拉手模型一般是需要辅助线构造出来的(常用旋转或截长补短法)。
条件:是△ABD的外接圆,且AD=BD,∠ADB=,C为圆O上一点。
结论:①△ADC≌△BDC’;②△DCC’是等腰三角形;
特别地,当=60°时,CD=CA+CB; 当=90°时,CD=CA+CB;
例1.(2023春·浙江·九年级阶段练习)如图