内容正文:
第13招
与圆的切线有关的计算与证明的常见类型
九年级数学(上)极速提分法
如图,已知BC是⊙O的直径,AC切⊙O于点C,AB交⊙O于点D,E为AC的中点,连接DE.
(1)若AD=DB,OC=5,求AC的长;
(2)求证:DE是⊙O的切线.
例
解题方法:看到切线,就想作过切点的半径;看到直径,就想直径所对的圆周角是直角;看到判定切线,就想:
(1)若已知直线与圆有公共点,则采用判定定理法,其基本思路是:当已知点在圆上时,连接这点与圆心,证明这条半径与直线垂直即可,可简述为:连半径,证垂直;
(2)若未知直线与圆有公共点,则采用数量关系法,其基本思路是:过圆心作直线的垂线段,证明垂线段的长等于圆的半径,可简述为:作垂直,证半径.
(1)解:连接CD,如图.
∵BC是⊙O的直径,∴∠BDC=90°,
即CD⊥AB.
∵AD=DB,∴AC=BC=2OC=10.
类型 1 证线段平行
1.如图,PA,PB是⊙O的切线,A,B为切点,连接AO并延长,交PB的延长线于点C,连接PO,交⊙O于点D.
(1)求证:PO平分∠APC;
证明:如图,连接OB.
∵PA,PB是⊙O的切线,
∴OA⊥AP,OB⊥BP.
又∵OA=OB,OP=OP,
∴Rt△AOP≌Rt△BOP,
∴∠APO=∠BPO,∴PO平分∠APC.
【点拨】
连接OB,根据切线的性质和角平分线的定义可证明;
(2)连接DB,若∠C=30°,求证:DB∥AC.
证明:∵OA⊥AP,OB⊥BP,
∴∠CAP=∠OBP=90°.
∵∠C=30°,
∴∠APC=90°-∠C=90°-30°=60°.
∵∠APO=∠BPO,
【点拨】
先证△OBD是等边三角形,再通过计算得∠DBP=∠C,最后根据平行线的判定可证明.
2. 【2023·株洲】中国元代数学家朱世杰所著《四元玉鉴》记载有“锁套吞容”之“方田圆池结角池图”.“方田一段,一角圆池占之”.意思是说:“一块正方形田地,在其一角有一个圆形的水池(其中圆与正方形一角的两边均相切)”,如图所示.
类型2 求线段长度
问题:此图中,正方形一条对角线AB与⊙O相交于点M,N(点N在点M的右上方),若AB的长度为10丈,⊙O的半径为2丈,则BN的长度为________丈.
【点拨】
3.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,以AC为直径作⊙O交AB于点D,E为BC的中点,连接DE并延长交AC的延长线于点F.
类型3 求圆的直径(方程思想)
(1)求证:DE是⊙O的切线;
(2)若CF=2,DF=4,求⊙O的直径的长.
解:设⊙O的半径长为x.
在Rt△ODF中,OD2+DF2=OF2,
即x2+42=(x+2)2,解得x=3.
∴⊙O的直径的长为6.
类型4 求角的大小
4.如图,在⊙O中,AB切⊙O于点A,连接OB交⊙O于点C,过点A作AD∥OB交⊙O于点D,连接CD.若∠B=50°,则∠OCD为( )
A.15° B.20°
C.25° D.30°
B
【点拨】
5. 【2023·新疆节选】如图,⊙O是△ABC的外接圆,AB是⊙O的直径,点D在⊙O上,AC=CD,连接AD,延长DB交过点C的切线于点E.
类型5 证明线段垂直
(1)求证:∠ABC=∠CAD.
证明:∵AC=CD,∴∠CAD=∠ADC.
∵∠ABC=∠ADC,∴∠ABC=∠CAD.
(2)求证:BE⊥CE.
证明:如图,连接OC.
∵CE与⊙O相切于C,∴∠OCE=90°.
∵四边形ADBC是圆内接四边形,
∴∠CAD+∠DBC=180°.
∵∠DBC+∠CBE=180°,∴∠CAD=∠CBE.
∵∠ABC=∠CAD,∴∠CBE=∠ABC.
∵OB=OC,∴∠OCB=∠ABC.
∴∠OCB=∠CBE.∴OC∥BE.
∴∠E=180°-∠OCE=90°.
∴BE⊥CE.
(2)证明:连接OD,如图.
∵∠ADC=90°,E为AC的中点,
∴DE=EC=AC.∴∠1=∠2.
∵OD=OC,∴∠3=∠4.
∵AC切⊙O于点C,∴AC⊥OC.
∴∠1+∠3=∠2+∠4=90°,
即DE⊥OD.∴DE是⊙O的切线.
∴∠BPO=∠APC=×60°=30°,
∴∠POB=90°-∠BPO=90°-30°=60°.
又∵OD=OB,
∴△ODB是等边三角形,∴∠OBD=60°,
∴∠DBP=∠OBP-∠OBD=90°-60°=30°,
∴∠DBP=∠C,∴DB∥AC.
(8-2)
如图,设正方形的一边与⊙O的切点为C,连接OC,则OC⊥AC.
∵AB是正方形的一条对角线,
∴∠OAC=45°.∴AC=OC=2丈.
∴OA==2(丈).
∴BN=AB-OA-ON=