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四 弦切角的性質(zhì)
1.掌握弦切角定理,并能利用它解決有關(guān)問題.(重點(diǎn))
2.體會(huì)分類思想,運(yùn)動(dòng)變化思想和化歸思想.(難點(diǎn))
[基礎(chǔ)初探]
教材整理 弦切角定理
閱讀教材P33~P34,完成下列問題.
1.弦切角
頂點(diǎn)在圓上,一邊和圓相交、另一邊和圓相切的角叫做弦切角.
2.弦切角定理
(1)文字語言敘述:
弦切角等于它所夾的弧所對的圓周角.
(2)圖形語言敘述:
如圖241,AB與⊙O切于A點(diǎn),則∠BAC=∠D.
圖241
1.P在⊙O外,PM切⊙O于C,PAB交⊙O于A,B,則( )
A.∠M
2、CB=∠B B.∠PAC=∠P
C.∠PCA=∠B D.∠PAC=∠BCA
【解析】 由弦切角定理知∠PCA=∠B.
【答案】 C
2.如圖242所示,MN與⊙O相切于點(diǎn)M,Q和P是⊙O上兩點(diǎn),∠PQM=70,則∠NMP等于( )
圖242
A.20 B.70
C.110 D.160
【解析】 根據(jù)弦切角定理:∠NMP=∠PQM=70.
【答案】 B
[質(zhì)疑手記]
預(yù)習(xí)完成后,請將你的疑問記錄,并與“小伙伴們”探討交流:
疑問1:
解惑:
疑問2:
解惑:
疑問3:
解惑:
[小組合作型]
利用弦切角定理解決與角
3、
有關(guān)的問題
如圖243,AB是半圓O的直徑,C是圓周上一點(diǎn)(異于A,B),過C作圓O的切線l,過A作直線l的垂線AD,垂足為D,AD交半圓于點(diǎn)E,求證:CB=CE.
圖243
【精彩點(diǎn)撥】 解答本題的關(guān)鍵是運(yùn)用弦切角定理與圓周角定理的有關(guān)知識(shí),進(jìn)行角度的等量替換.
【自主解答】 連接AC,BE,在DC延長線上取一點(diǎn)F,因?yàn)锳B是半圓O的直徑,C為圓周上一點(diǎn),
所以∠ACB=90,即∠BCF+∠ACD=90.
又因?yàn)锳D⊥l,所以∠DAC+∠ACD=90,
所以∠BCF=∠DAC.
又因?yàn)橹本€l是圓O的切線,所以∠CEB=∠BCF,
又∠DAC=∠CBE,所以∠C
4、BE=∠CEB,∴CB=CE.
則∠CEB=∠DAC,由圓周角定理知∠DAC=∠CBE,∴∠CBE=∠CEB,∴CB=CE.
1.把證明線段相等轉(zhuǎn)化為證明角的相等是弦切角定理應(yīng)用的常見題目.
2.利用弦切角定理進(jìn)行計(jì)算、證明,要特別注意弦切角所夾弧所對的圓周角,有時(shí)與圓的直徑所對的圓周角結(jié)合運(yùn)用,同時(shí)要注意根據(jù)題目的需要可添加輔助線構(gòu)成所需要的弦切角.
[再練一題]
1.如圖244,已知AB是⊙O的直徑,直線CD與⊙O相切于點(diǎn)C,過A作AD⊥CD,D為垂足.
圖244
(1)求證:∠DAC=∠BAC;
(2)若AC=8,cos∠BAC=,求⊙O的直徑.
【解】
5、 (1)證明:連接BC,OC,
因?yàn)锳B是⊙O的直徑,所以∠ACB=90,
所以∠B+∠BAC=90.
因?yàn)橹本€CD與⊙O相切于點(diǎn)C,
所以∠ACD=∠B,∠OCD=90.
因?yàn)锳D⊥CD,
所以∠DAC+∠ACD=90.
所以∠DAC=∠BAC.
(2)因?yàn)閏os∠BAC=,所以=,
因?yàn)锳C=8,所以AB=10,
故⊙O的直徑為10.
利用弦切角定理證明比例式
或乘積式
如圖245,PA,PB是⊙O的切線,點(diǎn)C在上,CD⊥AB,CE⊥PA,CF⊥PB,垂足分別為D,E,F(xiàn),求證:CD2=CECF.
圖245
【精彩點(diǎn)撥】
→
→→
【自主解
6、答】 連接CA,CB.
∵PA,PB是⊙O的切線.
∴∠CAP=∠CBA,∠CBP=∠CA B.
又CD⊥AB,CE⊥PA,
CF⊥PB,
∴Rt△CAE∽R(shí)t△CBD,
Rt△CBF∽R(shí)t△CAD,
∴=,=,
∴=,即CD2=CECF.
1.解答本題的難點(diǎn)在于乘積式中的線段不在兩個(gè)相似三角形中,需用中間量過渡.
2.弦切角定理經(jīng)常作為工具,進(jìn)行三角形相似的證明,然后利用三角形相似進(jìn)一步確定相應(yīng)邊之間的關(guān)系,在圓中證明比例式或等積式,常常需要借助于三角形相似處理.
3.弦切角定理有時(shí)還需與圓周角定理等知識(shí)綜合運(yùn)用,它們不但在證明方法上相似,在解題功能上也有相
7、似之處,通常都作為輔助工具出現(xiàn).
[再練一題]
2.如圖246,已知AB是⊙O的直徑,AB=AC,BC交⊙O于點(diǎn)D,DE⊥AC,E為垂足.
圖246
(1)求證:∠ADE=∠B;
(2)過點(diǎn)O作OF∥AD,與ED的延長線相交于點(diǎn)F,求證:FDDA=FODE.
【證明】 (1)連接OD,
因?yàn)镺A=OD,
所以∠OAD=∠ODA.
因?yàn)锳B是⊙O的直徑,
所以∠ADB=90,即AD⊥BC.
又因?yàn)锳B=AC,
所以AD平分∠BAC,
即∠OAD=∠CAD,
所以∠ODA=∠DAE=∠OAD.
因?yàn)椤螦DE+∠DAE=90,
所以∠ADE+∠ODA=90,即
8、∠ODE=90,OD⊥EF.
因?yàn)镺D是⊙O的半徑,所以EF是⊙O的切線.
所以∠ADE=∠B.
(2)因?yàn)镺F∥AD,所以∠F=∠ADE.
又因?yàn)椤螪EA=∠FDO(已證),所以△FDO∽△DEA.
所以FD∶DE=FO∶DA,即FDDA=FODE.
[構(gòu)建體系]
1.如圖247,AB是半圓O的直徑,C,D是半圓上的兩點(diǎn),半圓O的切線PC交AB的延長線于點(diǎn)P,∠PCB=25,則∠ADC為( )
圖247
A.105 B.115
C.120 D.125
【解析】 連接AC,構(gòu)造出夾圓周角∠ADC所對弧的弦切角,即∠PCA,而∠PCA顯然等于∠PCB加
9、上一個(gè)直角,由此即得結(jié)果.
【答案】 B
2.如圖248,四邊形ABCD是圓的內(nèi)接四邊形,AB是直徑,MN是切圓于C點(diǎn)的切線,若∠BCM=38,則∠B=( )
圖248
A.32 B.42
C.52 D.48
【解析】 如圖,連接AC.
∵∠BCM=38,MN是⊙O的切線,
∴∠BAC=38.
∵AB為⊙O的直徑,∴∠B=90-38=52.
【答案】 C
3.如圖249,A,B是⊙O上的兩點(diǎn),AC是⊙O的切線,∠B=65,則∠BAC=________.
圖249
【解析】 ∵OA=OB,
∠B=65,
∴∠OAB=65,
∴∠O=50,
10、
∴∠BAC=∠O=25.
【答案】 25
4.如圖2410,已知AB為圓的直徑,弦AC與AB成30角,DC切圓于點(diǎn)C,AB=5 cm,則BD等于________cm.
圖2410
【解析】 如圖,連接BC,
∵AB是⊙O的直徑,
∴∠ACB=90.
∵∠A=30,AB=5 cm,
∴BC= cm,∠CBA=60.
∵CD切⊙O于C,
∴∠DCB=∠A=30,
∴∠D=30,
∴BD=BC= cm.
【答案】
5.如圖2411,直線AB為圓的切線,切點(diǎn)為B,點(diǎn)C在圓上,∠ABC的角平分線BE交圓于點(diǎn)E,DB垂直BE交圓于點(diǎn)D.
圖2411
(1)
11、證明:DB=DC;
(2)設(shè)圓的半徑為1,BC=,延長CE交AB于點(diǎn)F,求△BCF外接圓的半徑.
【解】 (1)證明:如圖,連接DE,交BC于點(diǎn)G.
由弦切角定理,得∠ABE=∠BCE,
而∠ABE=∠CBE,故∠CBE=∠BCE,所以BE=CE.
又因?yàn)镈B⊥BE,所以DE為圓的直徑,∠DCE=90.
又因?yàn)镈E=DE,所以△DBE≌△DCE,
所以DB=DC.
(2)由(1)知,∠CDE=∠BDE,DB=DC,
故DG是BC邊的中垂線,所以BG=.
設(shè)DE的中點(diǎn)為O,連接BO,則∠BOG=60,從而∠ABE=∠BCE=∠CBE=30,所以CF⊥BF,故Rt△BCF外
12、接圓的半徑等于.
我還有這些不足:
(1)
(2)
我的課下提升方案:
(1)
(2)
學(xué)業(yè)分層測評(九)
(建議用時(shí):45分鐘)
[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]
一、選擇題
1.如圖2412所示,AB是⊙O的直徑,MN與⊙O切于點(diǎn)C,AC=BC,則sin∠MCA=( )
圖2412
A. B.
C. D.
【解析】 由弦切角定理,得∠MCA=∠ABC.
∵sin∠ABC====,故選D.
【答案】 D
2.如圖2413,在圓的內(nèi)接四邊形ABCD中,AC平分∠BAD,EF切⊙O于C點(diǎn),那么圖中與∠DCF相等的角的個(gè)數(shù)是( )
13、
圖2413
A.4 B.5
C.6 D.7
【解析】 ∠DCF=∠DAC,∠DCF=∠BAC,∠DCF=∠BCE,
∠DCF=∠BDC,∠DCF=∠DBC.
【答案】 B
3.如圖2414所示,AB是⊙O的直徑,EF切⊙O于C,AD⊥EF于D,AD=2,AB=6,則AC的長為( )
圖2414
A.2 B.3
C.2 D.4
【解析】 連接BC.∵AB是⊙O的直徑,
∴AC⊥BC,由弦切角定理可知,
∠ACD=∠ABC,∴△ABC∽△ACD,
∴=,
∴AC2=ABAD=62=12,
∴AC=2,故選C.
【答案】 C
4.如圖2415,PC與
14、⊙O相切于C點(diǎn),割線PAB過圓心O,∠P=40,則∠ACP等于( )
圖2415
A.20 B.25
C.30 D.40
【解析】 如圖,連接OC,BC,
∵PC切⊙O于C點(diǎn),
∴OC⊥PC,∵∠P=40,∴∠POC=50.
∵OC=OB,
∴∠B=∠POC=25,
∴∠ACP=∠B=25.
【答案】 B
5.如圖2416所示,已知AB,AC與⊙O相切于B,C,∠A=50,點(diǎn)P是⊙O上異于B,C的一動(dòng)點(diǎn),則∠BPC的度數(shù)是( )
圖2416
A.65
B.115
C.65或115
D.130或50
【解析】 當(dāng)點(diǎn)P在優(yōu)弧上時(shí),
由∠A=5
15、0,得∠ABC=∠ACB=65.
∵AB是⊙O的切線,∴∠ABC=∠BPC=65.
當(dāng)P點(diǎn)在劣弧上時(shí),∠BPC=115.
故選C.
【答案】 C
二、填空題
6.如圖2417所示,直線PB與圓O相切于點(diǎn)B,D是弦AC上的點(diǎn),∠PBA=∠DBA.若AD=m,AC=n,則AB=________.
圖2417
【解析】 ∵PB切⊙O于點(diǎn)B,∴∠PBA=∠ACB.
又∠PBA=∠DBA,∴∠DBA=∠ACB,
∴△ABD∽△ACB.
∴=,∴AB2=ADAC=mn,
∴AB=.
【答案】
7.如圖2418,已知△ABC內(nèi)接于圓O,點(diǎn)D在OC的延長線上.AD是⊙O的切
16、線,若∠B=30,AC=2,則OD的長為__________.
圖2418
【解析】 連接OA,
則∠COA=2∠CBA=60,
且由OC=OA知△COA為正三角形,所以O(shè)A=2.
又因?yàn)锳D是⊙O的切線,即OA⊥AD,
所以O(shè)D=2OA=4.
【答案】 4
8.如圖2419,點(diǎn)P在圓O直徑AB的延長線上,且PB=OB=2,PC切圓O于C點(diǎn),CD⊥AB于D點(diǎn),則CD=________.
圖2419
【解析】 連接OC,∵PC切⊙O于點(diǎn)C,
∴OC⊥PC,
∵PB=OB=2,OC=2,
∴PC=2,∵OCPC=OPCD,
∴CD==.
【答案】
三、
17、解答題
9.如圖2420所示,△ABT內(nèi)接于⊙O,過點(diǎn)T的切線交AB的延長線于點(diǎn)P,∠APT的平分線交BT,AT于C,D.
圖2420
求證:△CTD為等腰三角形.
【證明】 ∵PD是∠APT的平分線,∴∠APD=∠DPT.
又∵PT是圓的切線,∴∠BTP=∠A.
又∵∠TDC=∠A+∠APD,
∠TCD=∠BTP+∠DPT,
∴∠TDC=∠TCD,∴△CTD為等腰三角形.
10.如圖2421,AB是⊙O的弦,M是上任一點(diǎn),過點(diǎn)M的切線與分別以A,B為垂足的直線AD,BC交于D,C兩點(diǎn),過M點(diǎn)作NM⊥CD交AB于點(diǎn)N,求證:MN2=ADBC.
圖2421
【證明】
18、 連接AM,MB,
因?yàn)镈A⊥AB,MN⊥CD,
所以∠MDA+∠MNA=180.
又因?yàn)椤螹NA+∠MNB=180,
所以∠MDA=∠MNB,
又因?yàn)镃D為⊙O的切線,所以∠1=∠2,
所以△ADM∽△MNB,
所以=,同理=,
所以=,即有MN2=ADBC.
[能力提升]
1.在圓O的直徑CB的延長線上取一點(diǎn)A,AP與圓O切于點(diǎn)P,且∠APB=30,AP=,則CP=( )
A. B.2
C.2-1 D.2+1
【解析】 如圖,連接OP,則OP⊥PA,
又∠APB=30,
∴∠POB=60,
在Rt△OPA中,由AP=,
易知,PB=OP=1,
19、在Rt△PCB中,
由PB=1,∠PBC=60,得PC=.
【答案】 A
2.如圖2422,AB是⊙O直徑,P在AB的延長線上,PD切⊙O于C點(diǎn),連接AC,若AC=PC,PB=1,則⊙O的半徑為( )
圖2422
A.1 B.2
C.3 D.4
【解析】 連接BC.
∵AC=PC,∴∠A=∠P.
∵∠BCP=∠A,∴∠BCP=∠P,
∴BC=BP=1.
由△BCP∽△CAP,得
PC2=PBPA,
即AC2=PBPA.
而AC2=AB2-BC2,
設(shè)⊙O半徑為r,
則4r2-12=1(1+2r),解得r=1.
【答案】 A
3.如圖2423,過圓O
20、外一點(diǎn)P分別作圓的切線和割線交圓于A,B,且PB=7,C是圓上一點(diǎn)使得BC=5,∠BAC=∠APB,則AB=__________.
圖2423
【解析】 由PA為⊙O的切線,BA為弦,
得∠PAB=∠BCA.
又∠BAC=∠APB,
于是△APB∽△CAB,
所以=.
而PB=7,BC=5,
故AB2=PBBC=75=35,即AB=.
【答案】
4.如圖2424,AB為⊙O的直徑,直線CD與⊙O相切于E,AD垂直CD于D,BC垂直CD于C,EF垂直AB于F,連接AE,BE.
圖2424
證明:
(1)∠FEB=∠CEB;
(2)EF2=ADBC.
【證明】 (1)由直線CD與⊙O相切,得∠CEB=∠EAB.
由AB為⊙O的直徑,得AE⊥EB,從而∠EAB+∠EBF=.
又EF⊥AB,得∠FEB+∠EBF=.
從而∠FEB=∠EAB,故∠FEB=∠CEB.
(2)由BC⊥CE,EF⊥AB,∠FEB=∠CEB,BE是公共邊,得Rt△BCE≌Rt△BFE,所以BC=BF.
類似可證Rt△ADE≌Rt△AFE,得AD=AF.
又在Rt△AEB中,EF⊥AB,故EF2=AFBF,
所以EF2=ADBC.
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