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圆压轴题八大模型题(一)
泸州市七中佳德学校 易建洪
引言:与圆有关的证明与计算的综合解答题,往往位于许多省市中考题中的倒数第二题的位置上,是试卷中综合性与难度都比较大的习题。一般都会在固定习题模型的基础上变化与括展,本文结合近年来各省市中考题,整理了这些习题的常见的结论,破题的要点,常用技巧。把握了这些方法与技巧,就能台阶性地帮助考生解决问题。
类型1 弧中点的运用
在⊙O中,点C是 EQ \o\ac(\S\UP7(⌒),AD)的中点,CE⊥AB于点E.
(1)在图1中,你会发现这些结论吗?
①AP=CP=FP;
②CH=AD;
②AC2=AP·AD=CF·CB=AE·AB.
(图1)(2)在图2中,你能找出所有与△ABC相似的三角形吗?
(图1)
【分析】
(1)①由等弧所对的圆周角相等及同角或等角的余角相等得:∠CAD=∠B=∠ACE;∠PCF=∠PFC,所以AP=CP=FP.
(图2)(1)②由垂径定理和弧中点的性质得, EQ \o\ac(\S\UP7(⌒),DC)= EQ \o\ac(\S\UP7(⌒),AC)= EQ \o\ac(\S\UP7(⌒),AH),再由弧叠加得: EQ \o\ac(\S\UP7(⌒),CH)= EQ \o\ac(\S\UP7(⌒),AD),所以CH=AD.
(图2)
(1)③由共边角相似易证:△ACE∽△ABC,△ACP∽△ADC,△ACF∽△BCA,进而得AC2=AE?AB;AC2=AP?AD;AC2=CF?CB;
(2)垂径定理的推论得:C0⊥AD,易证:Rt△ABC∽Rt△ACE∽Rt△CBE∽Rt△ACF∽Rt△BDF∽ Rt△ACG∽Rt△CGF.
此外还有Rt△APE∽Rt△AOG∽Rt△ABD∽Rt△CPG.运用这些相似三角形可以解决相关的计算与证明题.
建议:将下列所有例题与习题转化到图1或图2上观察、比较、思考和总结。
【典例】
(2018·湖南永州)如图,线段AB为⊙O的直径,点C,E在⊙O上,=,CD⊥AB,垂足为点D,连接BE,弦BE与线段CD相交于点F.
(1)求证:CF=BF;
(2)若cos∠ABE=,在AB的延长线上取一点M,使BM=4,⊙O的半径为6.求证:直线CM是⊙O的切线.
(图1-1)【分析】(1)延长CD与圆相交,由垂径定理得到=,再由=得到==,等弧所对的角相等,等角对等边。(2)由垂径定理的推论得OC⊥
(图1-1)
BE,再由锐角三角函数得到边BH、OH的长度,由对应边成比例得BE∥CM,由∠MCO=∠BHO=90°证得结论。
证明:(1)延长CD交⊙O于G,如图,
∵CD⊥AB,∴=,
∵=,∴=,
∴∠CBE=∠GCB,∴CF=BF;
(图4)(2)连接OC交BE于
(图4)
∵=,∴OC⊥BE,
在Rt△OBH中,cos∠OBH==,
∴BH=×6=,OH==,
∵==,==,
∴=,而∠HOB=∠COM,
∴△OHB∽△OCM,∴∠OCM=∠OHB=90°,
∴OC⊥CM,∴直线CM是⊙O的切线.
【点拔】
弧中点得到弧等、弦等、圆周角等,进一步引出角平分线、垂径定理、相似三角形。再结合勾股定理、同角或等角的余角相等、中位线定理,垂径定理、相似三角形的性质定理。可以组合出综合性比较强的有关的习题组。抓边等角等是关键,要善于分解图形。
【变式运用】
(图1-2)1.(2018·四川宜宾)如图,AB是半圆的直径,AC是一条弦,D是AC的中点,DE⊥AB于点E且DE交AC于点F,DB交AC于点G,若=,则= .()
(图1-2)
2.(2010·泸州)如图,在平行四边形ABCD中,E为BC边上的一点,且AE与DE分别平分∠BAD和∠ADC。(1)求证:AE⊥DE;(2)设以AD为直径的半圆交AB于F,连接DF交AE于G,已知CD=5,AE=8,求值。
证明:在?ABCD中,
∵AB∥CD,∴∠BAD+∠ADC=180°
∵AE与DE平分∠BAD和∠ADC
(图1-3)∴∠EAD=∠BAD,∠EDA=∠ADC
(图1-3)
∴∠AED=180°-(∠EAD+∠EDA)
=180°-(∠BAD+∠ADC)
=180°-(∠BAD+∠ADC)
=180°-90°=90°
∴AE⊥DE
(2)解:在?ABCD中,∵AD∥BC
∴∠EAD=∠AEB,且∠BAE=∠DAE
∴∠BAE=∠AEB,∴AB=BE,
同理:DC=EC=5
又∵AB=DC,∴AB=BE= DC=EC=5,
∴BC=AD=10
在Rt△AED中,由勾股定理可得:
DE=
∵∠BAE=∠EAD,∠AFD=∠AED=90°
∴△AFG∽△AED,
∴
3. (2012·泸州)如图,△ABC内接于⊙O,AB是⊙O的直径,C是的中点,弦CE⊥AB于
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