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专题02 圆中的重要模型-圆弧的中点模型
当圆中出现弧的中点时,我们要注意考虑几个方面:三角形的中位线,垂径定理,圆周角定理,弦,弧,圆心角,圆周角的关系等等。其关系复杂,在理解其做辅助线的方法和分析技巧的基础之上,还要注意各知识点之间的联系,才是形成稳固的解题思路以及推导模式的最佳选择,以便于最后才能突破复杂的综合题型以及压轴题型。
当圆中出现弦的中点或弧的中点时,我们联想到的是利用垂径定理以及圆周角定理进行思路的突破,这样的解决方式比较直接,而且能够提高大家解题的效率
模型1、与垂径定理相关的中点模型
图1 图2 图3
1)如图1,已知点P是中点,连接OP,则OP⊥AB.
2)如图2,已知过点P作MN∥AB,则MN是圆O的切线.
3)如图3,变换条件:连接BP、AP,若∠BPN=∠A,则MN是圆O切线.
例1.(2023·山东·九年级专题练习)如图,是的直径,、是的两条弦,交于点G,点C是的中点,点B是的中点,若,,则的长为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
例2.(2022秋·山东济宁·九年级校考期末)如图,是的直径,C,D是上两点,C是的中点,过点C作的垂线,分别交与的延长线于点E和点F.
(1)求证:是的切线;(2)若, ,求的长.
例3.(2023·浙江温州·校联考三模)如图,在中,为上一点,以为直径的半圆与相切于点,与相交于点,且为的中点,连接,过点作交于点.
(1)求证:四边形为平行四边形.(2)若为中点,,求半圆的半径.
例4.(2023·北京昌平·统考二模)如图,是直径,是上一点,过点作直线,使.
(1)求证:是的切线;(2)点是弧中点,连接并延长,分别交于点,若,,求线段的长.
模型2、与圆周角定理相关的中点模型(母子型)
图1 图2 图3
1)如图1,已知点P是中点,点C是圆上一点,则∠PCA=∠PCB.
2)如图2,已知点P是半圆中点,则∠PCA=∠PCB=45°.
3)如图3,已知点P是中点,则∠PBA=∠PCA=∠PCB=∠PAB.可得:△PDA∽△PAC;△PDB∽△PBC.
可得:△CAP∽△CDB;△CAD∽△CPB.
例1.(2023·浙江杭州·统考二模)如图,是半圆O的直径,点D是弧的中点,若.则等于( )
A. B. C. D.
例2.(2023·广东佛山·校考三模)如图,为的直径,点是弧的中点,交于点,,.(1)求证:;(2)求线段的长;(3)延长至,连接,使的面积等于,求的度数.
例3.(2023·湖北恩施·统考一模)如图,是的直径,是圆上的一点,为的中点,过点作的切线与的延长线交于点,与的延长线交于点,弦、交于点.
(1)求证:;(2)求证:;(3)若,,求的长.
例4.(2023·广东东莞·统考三模)如图,是的直径,D是的中点,于E,过点D作的平行线,连接并延长与相交于点G.
(1)求证:是的切线;(2)求证:;(3)若,,求的值.
模型3、垂径定理与圆周角定理结合的中点模型
如图,AB是直径,点P是中点,过点P作PH⊥AB交AB于点H,则△ADP∽△APC.
以上作图可证明:∠PAC=∠APH,即可得△PAD是等腰三角形.
例1.(2023·四川内江·统考中考真题)如图,正六边形内接于,点在上,是的中点,则的度数为( )
A. B. C. D.
例2.(2023春·浙江台州·九年级校考阶段练习)如图,四边形内接于,为直径,,过D作于点E,交于点F,连接,,.当点P为下面半圆弧的中点时,连接交于H,则的长为( )
A. B. C. D.12
例3.(2023·天津河西·校考三模)如图,为的直径,点,为直径同侧圆上的点,且点为的中点,过点作于点,延长,交于点,与交于点.
(1)如图①,若点为的中点,求的度数;(2)如图②,若,,求的半径.
例4.(2023·江苏·模拟预测)如图,以为直径的经过的顶点C,D是的中点,连接、分别交于点E、F. (1)求证:;(2)若,求的面积.
模型4、与托勒密定理相关的中点模型
图1 图2
1)同侧型:
条件:如图5,A为弧BC中点,D为圆上等腰三角形底边下方一点,结论:BD+CD= 2AD×cosθ;
特别地:1)当三角形为等边三角形时(即θ=60°); 结论:BD+CD= AD
2)当三角形为等腰