内容正文:
专题01 圆中的重要模型之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
1)切线长模型(标准类)
条件: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: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.(2022春·成都市九年级期中)如图,,分别切于点A,B,切于点E,交,于点C,D.若的周长为半径的3倍,则的值为( )
A. B. C. D.
例2.(2022·内蒙古鄂尔多斯·统考二模)如图,AB为半圆O的直径,AD、BC分别切⊙O于A、B两点,CD切⊙O于点E,连接OD、OC,下列结论:①∠DOC=90°,②AD+BC=CD,③S△AOD:S△BOC=AD2:AO2,④OD:OC=DE:EC,⑤OD2=DE•CD,正确的有( )
A. B. C. D.
例3.(2022·四川成都·模拟预测)已知:如图,BE是⊙O的直径,BC切⊙O于H,弦ED∥OC,连接CD,并延长交BE的延长线于点A.,(1)证明:CD是⊙O的切线;(2)求证:DE·OC= BE2.
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.(2022·河南焦作·统考一模)欧几里得,古希腊数学家,被称为“几何之父”,他最著名的著作《几何原本》是欧洲数学的基础,总结了平面几何五大公设,被广泛的认为是历史上最成功的教科书.他在第Ⅲ卷中提出这样一个命题:“由已知点作直线切于已知圆”.如图,设A是已知点,小圆O为已知圆.具体作法是:以O为圆心,为半径作大圆O,连接交小圆O于点B,过B作,交大圆O于点C,连接,交小圆O于点D,连接,则是小圆O的切线.
为了说明这一方法的正确性,需要对其进行证明,如下给出了不完整的“已知”和“求证”,请补充完整,并写出“证明”的过程.
已知:如图,点A,C和点B,D分别在以O为圆心的同心圆上,_________.
求证:___________.
证明:
例3.(2022秋·江苏·九年级专题练习)如图,已知圆O的直径AB垂直于弦CD于点E,连接CO并延长交AD于点F,且CF⊥AD,连结AC.
(1)△ACD为等边三角形;(2)请证明:E是OB的中点;(3)若AB=8,求CD的长.
例4.(2023春·四川南充·九年级校考阶段练习)如图,在中、三条劣弧、、的长都相等,弦与相交于点,弦与的延长线相交于点,且,则的度数为 .
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·河南平顶山·统考二模)阅读下面的材料,完成相应的任务:
在1815年某杂志上刊登了这样一个命题:如图,圆O中的弦AB的中点为G,过点G任作两弦CD,EF,弦FC,ED分别交AB于P,Q,则PG=QG.由于其几何图形形象奇特、貌似蝴蝶,故称“蝴蝶定理”、是古代欧氏平面几何中最精彩的结果之一.
任务:(1)如图1,AB为⊙O的任一弦.
①若G为弦AB的中点,连接OG,则OG与AB的位置关系为______;
②若OG⊥AB,判断AG与BG之间的数量关系,并说明理由.
(2)下面是“蝴蝶定理”的证明过程(部分),请补充完整.
证明:过O作OM⊥FC于点M,ON⊥DE于点N,