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专题(十) 与切线有关的计算与证明
数学 九年级下册 人教版
100分闯关
2.如图,已知⊙O的直径AB=10,弦AC=6,∠BAC的平分线交⊙O于点D,过点D作DE⊥AC交AC的延长线于点E.
(1)求证:DE是⊙O的切线;
(2)求DE的长.
5.(河南中考)如图,AB是⊙O的直径,DO⊥AB于点O,连结DA交⊙O于点C,过点C作⊙O的切线交DO于点E,连结BC交DO于点F.
(1)求证:CE=EF;
(2)连结AF并延长,交⊙O于点G.填空:
①当∠D的度数为 _______ 时,四边形ECFG为菱形;
②当∠D的度数为 _______ 时,四边形ECOG为正方形.
30°
22.5°
证明:(1)连结OC,∵CE为切线,∴OC⊥CE,∴∠OCE=90°,即∠ECB+∠OCB=90°,∵DO⊥AB,∴∠OFB+∠B=90°,又∵∠OFB=∠CFE,∴∠CFE+∠B=90°,∵OB=OC,∴∠OCB=∠B,∴∠ECB=∠CFE,∴CE=EF
6.如图,AB为⊙O的直径,过圆上一点D作⊙O的切线CD交BA的延长线于点C,过点O作OE∥AD交CD于点E,连结BE.
(1)直线BE与⊙O相切吗?并说明理由;
(2)若CA=2,CD=4,求DE的长.
1.(2023·安徽)已知四边形ABCD内接于⊙O,对角线BD是⊙O的直径.
(1)如图①,连结OA,CA,若OA⊥BD,求证:CA平分∠BCD;
(2)如图②,E为⊙O内一点,满足AE⊥BC,CE⊥AB.若BD=3 eq \r(3) ,AE=3,求弦BC的长.
解:(1)∵OA⊥BD,∴ eq \x\to(AB) = eq \x\to(AD) ,∴∠ACB=∠ACD,即CA平分∠BCD
(2)延长AE交BC于M,延长CE交AB于N,∵AE⊥BC,CE⊥AB,∴∠AMB=∠CNB=90°,∵BD是⊙O的直径,∴∠BAD=∠BCD=90°,∴∠BAD=∠CNB,∠BCD=∠AMB,∴AD∥NC,CD∥AM,∴四边形AECD是平行四边形,∴AE=CD=3,∴BC= eq \r(BD2-CD2) = eq \r((3\r(3))2-32) =3 eq \r(2)
解:(1)连结OD.∵AD平分∠BAC,∴∠DAE= ∠DAB.∵OA=OD,∴∠ODA=∠DAO,∴∠ODA=∠DAE,∴OD∥AE,∵DE⊥AC,∴OD⊥DE,又∵OD是⊙O的半径,∴DE是⊙O的切线
(2)过点O作OF⊥AC于点F,∴AF=CF=3,∴OF= eq \r(AO2-AF2) = eq \r(52-32) =4,∵∠OFE=∠DEF=∠ODE=90°.∴四边形OFED是矩形.∴DE=OF=4
3.如图,AB是⊙O的直径,点E为⊙O上一点,点D是 eq \x\to(AE) 上一点,连结AE并延长至点C.使∠CBE=∠BDE,BD与AE交于点F.
(1)求证:BC是⊙O的切线;
(2)若BD平分∠ABE,求证:AD2=DF·DB.
证明:(1)∵∠BDE=∠EAB,∠CBE=∠BDE,∴∠CBE=∠EAB.∵AB是⊙O的直径,∴∠AEB=90°.∴∠EAB+∠EBA=90°.∴∠CBE+∠EBA=90°,即∠CBA=90°,∴CB⊥AB,又∵OB是⊙O的半径,∴BC是⊙O的切线 (2)∵BD平分∠ABE,∴∠EBD=∠DBA,∵∠EBD=∠DAF,∴∠DBA=∠DAF,又∵∠ADF=∠BDA,∴△ADF∽△BDA,∴ eq \f(DF,AD) = eq \f(AD,DB) ,∴AD2=DF·DB
4.(2023·扬州)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,点D是AB上一点,且∠BCD= eq \f(1,2) ∠A,点O在BC上,以点O为圆心的圆经过C,D两点.
(1)试判断直线AB与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若sin B= eq \f(3,5) ,⊙O的半径为3,求AC的长.
解:(1)直线AB与⊙O相切,理由:连结OD,∵OC=OD,∴∠OCD=∠ODC,∴∠DOB=∠OCD+∠ODC=2∠BCD,∴∠BCD= eq \f(1,2) ∠BOD,∵∠BCD= eq \f(1,2) ∠A,∴∠BOD=∠A,∵∠ACB=90°,∴∠A+∠B=90°,∴∠BOD+∠B=90°,∴∠BDO=90°,∵OD是⊙O的半径,∴直线AB与⊙O相切 (2)∵sin B= eq \f(OD,OB) = eq \f(3,5) ,OD=3,∴OB=5,∴BC=OB+OC=8,在Rt△ACB中,sin B= eq \f(AC,AB) = eq \f(3,5) ,∴设AC=3x,AB=5x,∴BC= eq \r(AB2-AC2) =4x=8,∴x=2,∴AC=3x=6
解:(1)直线BE与⊙O相切,理由:连结OD,∵CD与⊙O相切于点D,∴∠ODE=90°,∵AD∥OE,∴∠ADO=∠DOE,∠DAO=∠EOB,∵OD=OA,∴∠ADO=∠DAO,∴∠DOE=∠EOB,∵OD=OB,OE=OE,∴△DOE≌△BOE(SAS),∴∠OBE=∠ODE=90°,∵OB是⊙O的半径,∴直线BE与⊙O相切 (2)设⊙O的半径为r,在Rt△ODC中,OD2+DC2=OC2,即r2+42=(r+2)2,∴r=3,∴AB=2r=6,∴BC=AC+AB=2+6=8,由(1)得△DOE≌△BOE,∴DE=BE,在Rt△BCE中,BC2+BE2=CE2,∴82+BE2=(4+DE)2,∴64+DE2=(4+DE)2,∴DE=6,∴DE的长为6
7.(2023·随州)如图,AB是⊙O的直径,点E,C在⊙O上,点C是 eq \x\to(BE) 的中点,AE垂直于过C点的直线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;
(2)若AE=2,sin ∠AFD= eq \f(1,3) ,
①求⊙O的半径;
②求线段DE的长.
解:(1)连结OC,∵AD⊥DF,∴∠D=90°,∵点C是 eq \x\to(BE) 的中点,∴ eq \x\to(CE) = eq \x\to(CB) ,∴∠DAC=∠CAB,∵OA=OC,∴∠CAB=∠OCA,∴∠DAC=∠OCA,∴AD∥OC,∴∠OCF=∠D=90°,∵OC是⊙O的半径,∴DC是⊙O的切线
(2)①过点O作OG⊥AE,垂足为G,∴AG=EG= eq \f(1,2) AE=1,∵OG⊥AD,∴∠AGO=∠DGO=90°,∵∠D=∠AGO=90°,∴OG∥DF,∴∠AFD=∠AOG,∵sin ∠AFD= eq \f(1,3) ,∴sin ∠AOG=sin ∠AFD= eq \f(1,3) ,在Rt△AGO中,AO= eq \f(AG,sin ∠AOG) = eq \f(1,\f(1,3)) =3,∴⊙O的半径为3 ②∵∠OCF=90°,∴∠OCD=180°-∠OCF=90°,∵∠OGE=∠D=90°,∴四边形OGDC是矩形,∴OC=DG=3,∵GE=1,∴DE=DG-GE=3-1=2,∴线段DE的长为2
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