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压轴专练四 圆与三角函数、相似相结合
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1. 如图,在Rt△ACD中,∠ACD=90°,点O在CD上,作⊙O,使⊙O与AD相切于点B,⊙O与CD交于点E,过点D作DF∥AC,交AO延长线于点F,且∠OAB=∠F.
(1)求证:AC是⊙O的切线;
证明:∵DF∥AC,
∴∠F=∠OAC.
∵∠OAB=∠F,
∴∠OAB=∠OAC.
∴AO是∠BAC的平分线.
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∵⊙O与AD相切于点B,
∴OB是⊙O的半径,OB⊥AD.
∵∠ACD=90°,
∴OC⊥AC.
∴OB=OC.
∴点C在⊙O上.
∵OC⊥AC,
∴AC是⊙O的切线.
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(2)若OC=3,DE=2,求tan F的值.
解:由(1)知:OB=OC=3, OC是⊙O的半径,
∴CE是⊙O的直径.
∴CE=2OC=6.
∴CD=CE+DE=6+2=8,
OD=OE+DE=OC+DE=3+2=5.
在Rt△OBD中,由勾股定理得:
BD=
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∵∠OBD=∠ACD=90°,∠ODB=∠ADC,
∴△ODB∽△ADC.
∵∠F=∠OAC,
∴
∴AC=
∴tan F=tan ∠OAC=
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2. (2023兰州)如图,△ABC内接于⊙O,AB是⊙O的直径, ,DE⊥AC于点E,DE交BF于点F,交AB于点G,∠BOD=2∠F,连接BD.
(1)求证:BF是⊙O的切线;
证明:如图,连接CO,
∴∠BOD=∠BOC=2∠BAC.
∵∠BOD=2∠F,
∴∠F=∠BAC.
∵
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∵DE⊥AC,
∴∠AEG=90°.
∵∠AGE=∠FGB,
∴∠FBG=∠AEG=90°,
即AB⊥BF.
又∵AB是⊙O的直径,
∴BF是⊙O的切线;
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(2)判断△DGB的形状,并说明理由;
解:△DGB是等腰三角形. 理由如下:
∴∠ABD=∠ABC.
∵DE⊥AC,BC⊥AC,
∴EF∥BC.
∴∠ABC=∠FGB,
∴∠FGB=∠ABD.
∴△DGB是等腰三角形;
∵ AB是⊙O的直径,
∴ BC⊥AC.
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(3)当BD=2时,求FG的长.
设∠FGB=∠ABD=α,
则∠DBF=∠F=90°-α,
∴DB=DF.
∴FG=2DG=2DB=4.
解:∵∠FGB=∠ABD,AB⊥BF,
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3. (2023张家界)如图,⊙O是△ABC的外接圆,AD是⊙O的直径,F是AD延长线上一点,连接CD,CF,且∠DCF=∠CAD.
(1)求证:CF是⊙O的切线;
证明:如图,连接OC,
∵AD是⊙O的直径,
∴∠ACD=90°.
∴∠ADC+∠CAD=90°.
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∴∠ADC=∠OCD.
又∵∠DCF=∠CAD,
∴∠DCF+∠OCD=90°,
即OC⊥FC.
∴CF是⊙O的切线;
又∵OC=OD,
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(2)若直径AD=10,cos B= ,求FD的长.
解:∵∠B=∠ADC,cos B=
∵在Rt△ACD中,
∴cos ∠ADC=
cos ∠ADC= AD=10,
∴CD=AD·cos ∠ADC=10×
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∴AC=
∵∠FCD=∠FAC,∠F=∠F,
∴△FCD∽△FAC.
∴
∴
设FD=3x,
则FC=4x,AF=3x+10,
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又∵FC2=FD·FA,
即(4x)2=3x(3x+10),
解得x=
∴FD=3x=
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4. (2023随州)如图,AB是⊙O的直径,点E,C在⊙O上,C是 的中点,AE垂直于过点C的直线DC,垂足为D,AB的延长线交直线DC于点F.
(1)求证:DC是⊙O的切线;
证明:如图,连接OC,
∵C是
∴
∴∠CAE=∠CAB.
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∴∠CAB=∠ACO.
∴∠CAE=∠ACO.
∴AD∥OC.
∵AD⊥DC,
∴OC⊥DC.
∵OC是⊙O的半径,
∴DC是⊙O的切线;
∵OA=OC,
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(2)若AE=2,sin ∠AFD= .①求⊙O的半径;
∵AB是直径,
∴∠AEB=90°.
∴BE⊥AD.
∵AD⊥DF,
∴BE∥DF.
解:①如图,连接BE,
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∵AE=2,
∴AB=6.
∴⊙O的半径为3;
∴∠AFD=∠ABE.
∵sin ∠AFD=
∴sin ∠ABE=
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②求线段DE的长.
∵OC=3,OF=OB+BF=3+BF,
∴BF=6.
∴AF=AB+BF=6+6=12.
∴sin ∠AFD=
∴
解:②由(1)可知,OC⊥DF,
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∴AD=4.
∵AE=2,
∴DE=AD-AE=4-2=2.
∵AD⊥DF,
∴sin ∠AFD=
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5.(2023永州)如图,以AB为直径的⊙O是△ABC的外接圆,延长BC到点D.使得∠BAC=∠BDA,点E在DA的延长线上,点M在线段AC上,CE交BM于点N,CE交AB于点G.
(1)求证:ED是⊙O的切线;
证明:∵AB