内容正文:
专题五 几何综合题
类型一 圆综合题
典例1 如图,AB与☉O相切于点A,半径OC∥AB,BC与☉O相交于点D,连接AD,AC.
(1) 求证:∠OCA=∠ADC;
解:(1) 如图,连接OA交BC于点F.∵ AB是☉O的切线,∴ OA⊥OB.∴ ∠OAB=90°.
∵ OC∥AB,∴ ∠AOC=∠OAB=90°.∵ OC=OA,∴ ∠OCA=∠OAC=45°.∵ ∠ADC=∠AOC=45°,∴ ∠OCA=∠ADC.
(2) 若AD=2,tanB=,求OC的长.
解:(2) 如图,过点A作AE⊥BC于点E,则∠AEB=90°.在Rt△ADE中,∵ ∠ADE=45°,∴ AE=AD·sin∠ADE=2×=,DE=AD·cos∠ADE=2×=.在Rt△ABE中,∵ tanB==,∴ BE=3AE=3.
在Rt△ABE中,由勾股定理,得AB===2.在Rt△ABF中,∵ tanB==,∴ AF=AB=.∵ OC∥AB,∴ ∠OCF=∠B. ∴ tan∠OCF=tanB.∴ 在Rt△COF中,tan∠OCF==.∴ OC=3OF.设OC=r,则OF=OA-AF=r-.∴ r=3 (r-),解得r=.∴ OC=.
跟踪训练
1. (2023·泉州惠安模拟)已知四边形ABCD内接于☉O,对角线AC,BD交于点E,且OA⊥BD.
(1) 如图①,求证:CA平分∠BCD.
解:(1) ∵ OA⊥BD,∴ =.
∴ ∠ACB=∠ACD,即CA平分∠BCD.
(2) 如图②,BD为☉O的直径.
① 求证:BD2=2AC·AE;
解:(2) ① ∵ BD为☉O的直径,∴ ∠BAD=90°.
∵ OA⊥BD,OB=OD,∴ OA垂直平分BD.
∴ AB=AD.∴ ∠ABD=∠ADB=45°.∴ 在Rt△ABD中,
AD=BD·sin∠ABD=BD.∵ ∠ACD=∠ABD,
∴ ∠ACD=∠ADB.又∵ ∠CAD=∠DAE,
∴ △ADE∽△ACD.∴ =,即AD2=AC·AE.=AC·AE.
∴ BD2=2AC·AE.
② 若AD=3,AE=2,求CD的长.
解:② 由①,得AD2=AC·AE,AB=AD.
∵ AD=3,AE=2,
∴ AC===3,AB=3.
∴ CE=AC-AE=.
∵ AD=BD,∴ BD=AD=6.
∵ ∠ACD=∠ABD,∠AEB=∠DEC,
∴ △BAE∽△CDE.
∴ ==.
∴ =.
∴ BE=3+或BE=3-(不合题意,舍去).
又∵ =.∴ =.∴ CD=.
典例2 (2023·宁德模拟)如图①,OM为☉O的半径,G为OM的中点,过点G作AB⊥OM交☉O于点A,B,点D在优弧AB上运动,将AB沿AD方向平移得到DC,连接BD,BC.
(1) 求∠ADB的度数;
解:(1) 如图①,连接OA,OB.∵ G为OM的中点,∴ OG=OM.
∵ OA=OM,∴ OG=OA.∵ AB⊥OM,∴ 在Rt△AOG中,sin∠OAG==.∴ ∠OAG=30°.∵ OA=OB,∴ ∠OAG=∠OBG=30°.∴ ∠AOB=180°-∠OAG-∠OBG=120°.∴ ∠ADB=∠AOB=60°.
(2) 如图②,当点D在MO的延长线上时,求证:BC是☉O的切线.
解:(2) 如图②,连接OA,OB.由平移,得AD∥BC,∴ ∠BAD+∠ABC=180°.∵ OM⊥AB,∴ =.∴ AD=BD.∵ ∠ADB=60°,∴ △ABD是等边三角形.∴ ∠BAD=60°.∴ ∠ABC=180°-∠BAD=120°.∴ ∠OBC=∠ABC-∠OBG=90°.∴ OB⊥BC.又∵ OB是☉O的半径,∴ BC是☉O的切线.
跟踪训练
2. (2023·厦门思明模拟)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,以BC为直径作☉O,☉O交AB于点D,P是上的一个点.
(1) 如图①,若P是的中点,PE⊥AB,垂足为E,求证:直线PE是☉O的切线;
解:(1) 如图①,连接OP,CD交于点F.∵ BC是☉O的直径,
∴ ∠BDC=90°.∵ P是的中点,∴ OP⊥CD.∴ ∠OFC=∠BDC=90°.
∴ OP∥AB.∵ PE⊥AB,∴ ∠AEP=90°.∵ OP∥AB,∴ ∠OPE=∠AEP=90°.∴ OP⊥PE.又∵ OP是☉O的半径,∴ 直线PE是☉O的切线.
(2) 如图②,连接AP,CP,若tan∠ACP=,求∠APC的度数.
解:(2) 如图②,连接PB,过点A作AH⊥CP,交CP的延长线于点H.∵ BC是☉O的直径,AH⊥CP,∴ ∠H=∠BPC=90°.∴ ∠ACH+∠CAH=90°.∵ ∠ACB=90°,∴ ∠ACH+∠BCP=90°.∴ ∠CAH=∠BCP.又∵ AC=CB,∴ △ACH≌△CBP.∴ AH=CP.
∵ 在Rt