内容正文:
数 学
第一部分 教材梳理
第六章 圆
第23讲 与圆有关的位置关系
与圆有关的位置关系
与圆有关的位置关系
与圆有关的位置关系
与圆有关的位置关系
命题点1 切线的性质与判定
证明一条直线是圆的切线时,有两种方法:
(1)定义法.
(2)利用判定定理:①当已知条件中给出圆与直线有公共点时,只要证明圆心与公共点的连线与这条直线垂直即可,即“连半径,证垂直”;
②在已知条件中未给出直线与圆有公共点时,那么就自圆心向这条直线作垂线,再证明垂线段的长度与半径相等即可,即“作垂直,证半径”.
【例1】(2023·天门中考)如图所示,等腰三角形ABC内接于☉O,AB=AC,BD是边AC上的中线,过点C作AB的平行线交BD的延长线于点E,BE交☉O于点F,连接AE,FC.
(1)求证:AE为☉O的切线.
【思路分析】(1)证明△ABD≌△CED(AAS),得出AB=CE,则四边形ABCE是平行四边形,AE∥BC,作AH⊥BC于点H.得出AH为BC的垂直平分线,则OA⊥AE,又点A在☉O上,即可得证.
【自主解答】
解:(1)证明:∵AB∥CE,∴∠ABD=∠CED,∠BAD=∠ECD.又∵AD=CD,∴△ABD≌△CED(AAS),∴AB=CE,∴四边形ABCE是平行四边形,∴AE∥BC.作AH⊥BC于点H,如图所示.∵AB=AC,∴AH为BC的垂直平分线,∴点O在AH上,∴AH⊥AE,即OA⊥AE.又点A在☉O上,∴AE为☉O的切线.
(2)若☉O的半径为5,BC=6,求FC的长.
【思路分析】(2)过点D作DM⊥BC于点M,连接OB,由垂径定理得出BH=HC=BC=3,由勾股定理得OH=4,进而可得AH,由勾股定理求得AB,证明DM∥AH,可得△CMD∽△CHA,根据相似三角形的性质得出MH,DM,然后求得BM,由勾股定理求得BD,证明△FCD∽△ABD,根据相似三角形的性质即可求解.
(2)过点D作DM⊥BC于点M,连接OB,如图所示.∵AH为BC的垂直平分线,∴BH=HC=BC=3,∴OH===4,∴AH=OA+OH=5+4=9,∴AB=AC===3,∴CD=AC=.∵AH⊥BC,DM⊥BC,∴DM∥AH,∴△CMD∽△CHA.又AD=CD,∴===,∴MH=HC=,DM=AH=,∴BM=BH+MH=3+=,∴BD===.
∵∠CFD=∠BAD,∠FDC=∠ADB,
【自主解答】
∴△FCD∽△ABD,∴=,∴=,∴FC=5.
【变式训练1】(2023·福建中考)如图所示,已知△ABC内接于☉O,CO的延长线交AB于点D,交☉O于点E,交☉O的切线AF于点F,且AF∥BC.
(1)求证:AO∥BE.
证明:(1)∵AF是☉O的切线,
∴AF⊥OA,即∠OAF=90°.
∵CE是☉O的直径,∴∠CBE=90°,∴∠OAF=∠CBE.∵AF∥BC,∴∠BAF=∠ABC,∴∠OAF-∠BAF=∠CBE-∠ABC,即∠OAB=∠ABE,
∴AO∥BE.
(2)求证:AO平分∠BAC.
证明:(2)∵∠ABE与∠ACE都是所对的圆周角,∴∠ABE=∠ACE.∵OA=OC,∴∠ACE=∠OAC,∴∠ABE=∠OAC,由(1)知,∠OAB=∠ABE,∴∠OAB=∠OAC,∴AO平分∠BAC.
命题点2 三角形的外接圆与内切圆
解决外接圆与内切圆问题的常用方法:
(1)利用外心或内心的性质构造直角三角形.
(2)等角代换,即在已有的直角三角形中找到与所求角相等的角.
(1)求CE的长.
【例2】 推理能力 如图所示,在△ABC中,AD是边BC上的中线,∠BAD=∠CAD,CE∥AD,CE交BA的延长线于点E,BC=8,AD=3.
【思路分析】(1)证明AD为△BCE的中位线. 即可.
【自主解答】
解:(1)∵AD是边BC上的中线,∴BD=CD.∵CE∥AD,∴AD为△BCE的中位线.∴CE=2AD=6.
(2)求证:△ABC为等腰三角形.
【思路分析】(2)通过证明AC=AE得到AB=AC.
【自主解答】
(2)证明:∵CE∥AD,∴∠BAD=∠E,∠CAD=∠ACE.∵∠BAD=∠CAD,∴∠ACE=∠E.∴AE=AC.∵AB=AE,∴AB=AC.
∴△ABC为等腰三角形.
(3)求△ABC的外接圆圆心P与内切圆圆心Q之间的距离.
【思路分析】(3)先画出△ABC的外接圆☉P和内切圆☉Q,连接BP,BQ,CQ,DP,利用勾股定理计算出AB的值.设☉P的半径为R,☉Q的半径为r,在Rt△PBD中利用勾股定理求得R与PD的值,再利用面积法求出r,即QD的值,然后计算PD+QD即可.
(3)如图所示,作△ABC的外接圆☉P,内切圆☉Q,连接BP,BQ,CQ,DP.由题意,可知AD⊥BC,∴A,D,P三点共线.在Rt△ABD