内容正文:
教材回归专题(十) 切线问题的辅助线
一 切线的判定
【教材母题1】 (教材P40作业题第4题)
已知:如图,AB是⊙O的直径,BC⊥AB,弦AD∥OC.求证:DC是⊙O的切线.
教材母题1图
教材母题1答图
证明:如答图,连结OD.
∵BC⊥AB,∴∠CBO=90°.
∵AD∥OC,
∴∠COB=∠A,∠ADO=∠DOC.
∵OA=OD,
∴∠A=∠ADO,
∴∠COB=∠COD.
又∵OC=OC,OD=OB,
∴△CDO≌△CBO(SAS),
∴∠CDO=∠CBO=90°,
∴DC是⊙O的切线.
【思想方法】 证明某直线为圆的切线时,(1)如果已知直线与圆有公共点,则可作经过该点的半径,证明直线垂直于该半径,即“连半径,证垂直”;(2)如果直线与圆的公共点不确定,则过圆心作直线的垂线,证明圆心到直线的距离等于半径,即“作垂直,证半径”.
【变式1】 (连半径,证垂直)
1.如图,△ABC中,AB=AC,D为AC边上一点,以CD为直径的⊙O与AB相切于点E,交BC于点F,FG⊥AB,垂足为G.求证:FG是⊙O的切线.
第1题图
第1题答图
证明:如答图,连结OF.
∵AB=AC,∴∠B=∠C.
∵OF=OC,∴∠C=∠OFC,
∴∠OFC=∠B,∴OF∥AB.
又∵FG⊥AB,∴FG⊥OF.
又∵OF是半径,∴GF是⊙O的切线.
【变式2】 (作垂直,证半径)
2.如图,△ABC为等腰三角形,O是底边BC的中点,腰AB与⊙O相切于点D.求证:AC是⊙O的切线.
第2题图
第2题答图
证明:如答图,过点O作OE⊥AC于点E,连结OD,OA.
∵AB与⊙O相切于点D,∴AB⊥OD.
∵△ABC为等腰三角形,O是底边BC的中点,
∴AO是∠BAC的平分线,
∴OE=OD,即OE是⊙O的半径,
∴AC是⊙O的切线.
二 切线的性质
【教材母题2】 (教材P44作业题第5题)
如图,AB为半圆O的直径,C为BA延长线上一点,CD切半圆于点D,BE⊥CE于点E,交半圆于点F,已知CE=12,BE=9.求CO的长.
教材母题2图
教材母题2答图
解:如答图,连结OD,则OD⊥CE.
∵BE⊥CE,∴∠CDO=∠CEB=90°.
又∵∠C=∠C,∴△CDO∽△CEB,
∴=.
在Rt△CEB中,
CB==15,
∴CO=CB-OB=CB-OD=15-OD,
∴=,∴OD=,
∴CO=CB-OD=15-=.
【思想方法】 圆的切线垂直于过切点的半径,所以作过切点的半径是常用的辅助线.
【变式3】 (增加一条垂线)
3.如图,已知在Rt△ABC中,∠C=Rt∠,D是AB边上一点,以BD为直径的半圆O与边AC相切,切点为E,过点O作OF⊥BC,垂足为F.
(1)求证:OF=EC.
(2)若∠A=30°,BD=2,求AD的长.
第3题图
解:(1)如答图,连结OE.
第3题答图
∵AC切半圆O于点E,∴OE⊥AC.
又∵OF⊥BC,∠C=90°,
∴四边形OFCE是矩形,
∴OF=EC.
(2)∵BD=2,∴OE=OD=1.
又∵∠A=30°,OE⊥AC,
∴AO=2OE=2,
∴AD=AO-OD=1.
1. 如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O交BC于点D,过点D作DE⊥AC,垂足为E.
(1)求证:△ABD≌△ACD.
(2)判断直线DE与⊙O的位置关系,并说明理由.
第1题图
第1题答图
解:(1)∵AB为⊙O的直径,
∴∠ADB=∠ADC=90°.
在Rt△ADB和Rt△ADC中,
∵
∴△ABD≌△ACD(HL).
(2)直线DE与⊙O相切.理由如下:
如答图,连结OD.
由△ABD≌△ACD,得BD=DC.
又∵OA=OB,∴OD为△ABC的中位线,
∴OD∥AC.
又∵DE⊥AC,∴OD⊥DE.
又∵OD为⊙O的半径,
∴DE与⊙O相切.
2. 如图,△ABC为等腰三角形,O是底边BC的中点,腰AB与⊙O相切于点D,OB与⊙O相交于点E.
(1)求证:AC是⊙O的切线.
(2)若BD=,BE=1,求阴影部分的面积.
第2题图
第2题答图
解:(1)如答图,过点O作OF⊥AC,垂足为F,连结OD,OA.
∵△ABC是等腰三角形,O是底边BC的中点,
∴OA是∠BAC的平分线.
∵AB是⊙O的切线,∴OD⊥AB.
又∵OF⊥AC,∴OF=OD,
即OF是⊙O的半径,
∴AC是⊙O的切线.
(2)在Rt△BOD中,设OD=OE=x,则OB=x+1.
由勾股定理,得(x+1)2=x2+()2,
解得x=1,即OD=OE=1,
∴OB=2.
∵sin ∠BOD==,
∴∠BOD=60°.
易知∠AOB=90°,
∴∠AOD=90°-∠BOD=30°,
∴AD=OD·t