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三圓的切線的性質(zhì)及判定定理
[對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P25]
1.切線的性質(zhì)
(1)性質(zhì)定理:圓的切線垂直于經(jīng)過(guò)切點(diǎn)的半徑.
如圖,已知AB切⊙O于A點(diǎn),則OA⊥AB.
(2)推論1:經(jīng)過(guò)圓心且垂直于切線的直線必經(jīng)過(guò)切點(diǎn).
(3)推論2:經(jīng)過(guò)切點(diǎn)且垂直于切線的直線必經(jīng)過(guò)圓心.
2.圓的切線的判定方法
(1)定義:和圓只有一個(gè)公共點(diǎn)的直線是圓的切線.
(2)數(shù)量關(guān)系:到圓心距離等于半徑的直線是圓的切線.
(3)定理:過(guò)半徑外端點(diǎn)且與這條半徑垂直的直線是圓的切線.
其中(2)和(3)是由(1)推出的,(2)是用數(shù)量關(guān)系來(lái)判定,而(3)
2、是用位置關(guān)系加以判定的.
[說(shuō)明] 在切線的判定定理中要分清定理的題設(shè)和結(jié)論,“經(jīng)過(guò)半徑的外端”和“垂直于這條半徑”這兩個(gè)條件缺一不可,否則該直線就不是圓的切線.
[對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P25]
圓的切線的性質(zhì)
[例1] 如圖,已知∠C=90°,點(diǎn)O在AC上,CD為⊙O的直徑,⊙O切AB于E,若BC=5,AC=12.求⊙O的半徑.
[思路點(diǎn)撥] ⊙O切AB于點(diǎn)E,由圓的切線的性質(zhì),易聯(lián)想到連接OE構(gòu)造Rt△OAE,再利用相似三角形的性質(zhì),求出⊙O的半徑.
[解] 連接OE,
∵AB與⊙O切于點(diǎn)E,
∴OE⊥AB,即∠OEA=90°.
∵∠C=90
3、76;,∠A=∠A,
∴Rt△ACB∽R(shí)t△AEO,
∴=.
∵BC=5,AC=12,∴AB=13,
∴=,
∴OE=.
即⊙O的半徑為.
利用圓的切線的性質(zhì)來(lái)證明或進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算有時(shí)需添加輔助線,其中連接圓心和切點(diǎn)的半徑是常用輔助線,從而可以構(gòu)造直角三角形,利用直角三角形邊角關(guān)系求解,或利用勾股定理求解,或利用三角形相似求解等.
1.如圖,AB切⊙O于點(diǎn)B,延長(zhǎng)AO交⊙O于點(diǎn)C,連接BC.若∠A=40°,則∠C=( )
A.20° B.25°
C.40° D.50°
解析:連接OB
4、,因?yàn)锳B切⊙O于點(diǎn)B,所以O(shè)B⊥AB,即∠ABO=90°,所以∠AOB=50°.
又因?yàn)辄c(diǎn)C在AO的延長(zhǎng)線上,且在⊙O上,
所以∠C=∠AOB=25°.
答案:B
2.如圖,已知PAB是⊙O的割線,AB為⊙O的直徑.PC為⊙O的切線,C為切點(diǎn),BD⊥PC于點(diǎn)D,交⊙O于點(diǎn)E,PA=AO=OB=1.
(1)求∠P的度數(shù);
(2)求DE的長(zhǎng).
解:(1)連接OC.
∵C為切點(diǎn),∴OC⊥PC,△POC為直角三角形.
∵OC=OA=1,PO=PA+AO=2,
∴sin ∠P==.∴∠P=30°.
(2)∵BD⊥PD,∴在Rt△PBD中,
5、
由∠P=30°,PB=PA+AO+OB=3,
得BD=.
連接AE.則∠AEB=90°,∴AE∥PD.
∴∠EAB=∠P=30°,∴BE=ABsin 30°=1,
∴DE=BD-BE=.
圓的切線的判定
[例2] 已知D是△ABC的邊AC上的一點(diǎn),AD∶DC=2∶1,∠C=45°,∠ADB=60°,求證:AB是△BCD的外接圓的切線.
[思路點(diǎn)撥]
→→
→→.
[證明] 如圖,連接OB,OC,OD,OD交BC于E.
∵∠DCB是所對(duì)的圓周角,
∠BOD是所對(duì)的圓心角,
∠BCD=45°
6、;,
∴∠BOD=90°.
∵∠ADB是△BCD的一個(gè)外角,
∴∠DBC=∠ADB-∠ACB
=60°-45°=15°,
∴∠DOC=2∠DBC=30°,
從而∠BOC=120°,
∵OB=OC,∴∠OBC=∠OCB=30°.
在△OEC中,因?yàn)椤螮OC=∠ECO=30°,
∴OE=EC,
在△BOE中,因?yàn)椤螧OE=90°,∠EBO=30°.
∴BE=2OE=2EC,
∴==,
∴AB∥OD,∴∠ABO=90°,
故AB是△BCD的外接圓的切線.
要
7、證明某直線是圓的切線,主要是運(yùn)用切線的判定定理,除此以外,還有圓心到直線的距離等于半徑等判定方法,但有時(shí)需添加輔助線構(gòu)造判定條件,其中過(guò)圓心作直線的垂線是常用輔助線.
3.本例中,若將已知改為“∠ABD=∠C”,怎樣證明:AB是△BCD的外接圓的切線.
證明:作直徑BE,連接DE,
∵BE是⊙O的直徑,
∴∠BDE=90°,
∴∠E+∠DBE=90°.
∵∠C=∠E,∠ABD=∠C,
∴∠ABD+∠DBE=90°.
即∠ABE=90°.
∴AB是△BCD的外接圓的切線.
4.如圖,△ABC內(nèi)接于⊙O,點(diǎn)D在OC的延長(zhǎng)線上,si
8、n B=,∠D=30°.
(1)求證:AD是⊙O的切線.
(2)若AC=6,求AD的長(zhǎng).
解:(1)證明:如圖,連接OA,
∵sin B=,∴∠B=30°,
∵∠AOC=2∠B,∴∠AOC=60°,
∵∠D=30°,
∴∠OAD=180°-∠D-∠AOC=90°,
∴AD是⊙O的切線.
(2)∵OA=OC,∠AOC=60°,
∴△AOC是等邊三角形,∴OA=AC=6,
∵∠OAD=90°,∠D=30°,
∴AD=AO=6.
圓的切線的性質(zhì)和判定的綜合考查
[例3] 如圖
9、,AB為⊙O的直徑,D是的中點(diǎn),DE⊥AC交AC的延長(zhǎng)線于E,⊙O的切線BF交AD的延長(zhǎng)線于點(diǎn)F.
(1)求證:DE是⊙O的切線;
(2)若DE=3,⊙O的半徑為5,求BF的長(zhǎng).
[思路點(diǎn)撥] (1)連接OD,證明OD⊥DE;
(2)作DG⊥AB.
[證明] (1)連接OD,
∵D是中點(diǎn),
∴∠1=∠2.
∵OA=OD,
∴∠2=∠3.
∴∠1=∠3.
∴OD∥AE.
∵DE⊥AE,∴DE⊥OD,即DE是⊙O的切線.
(2)過(guò)D作DG⊥AB,
∵∠1=∠2,∴DG=DE=3.
在Rt△ODG中,OG==4,
∴AG=4+5=9.
∵DG⊥AB,F(xiàn)B⊥AB,∴D
10、G∥FB.
∴△ADG∽△AFB.
∴=.
∴=.∴BF=.
對(duì)圓的切線的性質(zhì)與判定的綜合考查往往是熱點(diǎn),其解答思路常常是先證明某直線是圓的切線,再利用切線的性質(zhì)來(lái)求解相關(guān)結(jié)果.
5.如圖,已知兩個(gè)同心圓O,大圓的直徑AB交小圓于C、D,大圓的弦EF切小圓于C,ED交小圓于G,若小圓的半徑為2,EF=4,試求EG的長(zhǎng).
解:連接GC,則GC⊥ED.
∵EF和小圓切于C,
∴EF⊥CD,EC=EF=2.
又CD=4,∴在Rt△ECD中,
有ED=
= =2.
由射影定理可知EC2=EG·ED,
∴EG===.
6.如圖,以Rt△ABC直角邊A
11、C上一點(diǎn)O為圓心,OC為半徑的⊙O與AC的另一個(gè)交點(diǎn)為E,D為斜邊AB上一點(diǎn)且在⊙O上,AD2=AE·AC.
(1)證明:AB是⊙O的切線;
(2)若DE·OB=8,求⊙O的半徑.
解:(1)證明:連接OD,CD,
∵AD2=AE·AC,
∴=.又∵∠DAE=∠DAC,
∴△DAE∽△CAD,∴∠ADE=∠ACD.
∵OD=OC,∴∠ACD=∠ODC,
又∵CE是⊙O的直徑,
∴∠ODE+∠CDO=90°,∴∠ODA=90°,
∴AB是⊙O的切線.
(2)∵AB,BC是⊙O的切線,
∴OB⊥DC,∴DE∥OB,∴∠CED
12、=∠COB,
∵∠EDC=∠OCB,∴△CDE∽△BCO,
∴=,DE·OB=2R2=8,
∴⊙O的半徑為2.
[對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P27]
一、選擇題
1.下列說(shuō)法:①與圓有公共點(diǎn)的直線是圓的切線;②垂直于圓的半徑的直線是圓的切線;③與圓心的距離等于半徑的直線是圓的切線;④過(guò)直徑的端點(diǎn),垂直于此直徑的直線是圓的切線.其中正確的有( )
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
答案:C
2.如圖,AB是⊙O的直徑,BC是⊙O的切線,AC交⊙O于D.AB=6,BC=8,則BD等于( )
A.4 B.4.8
C.5.2 D.6
解析
13、:∵AB是⊙O的直徑,∴BD⊥AC.
∵BC是⊙O的切線,∴AB⊥BC.
∵AB=6,BC=8,∴AC=10.
∴BD==4.8.
答案:B
3.如圖,CD切⊙O于B,CO的延長(zhǎng)線交⊙O于A,若∠C=36°,則∠ABD的度數(shù)是( )
A.72° B.63°
C.54° D.36°
解析:連接OB.
∵CD為⊙O的切線,∴∠OBC=90°.
∵∠C=36°,∴∠BOC=54°.
又∵∠BOC=2∠A,∴∠A=27°,
∴∠ABD=∠A+∠C=27°+36°
14、;=63°.
答案:B
4.如圖,在⊙O中,AB為直徑,AD為弦,過(guò)B點(diǎn)的切線與AD的延長(zhǎng)線交于C,若AD=DC,則sin ∠ACO等于( )
A. B.
C. D.
解析:連接BD,則BD⊥AC.
∵AD=DC,∴BA=BC,
∴∠BCA=45°.
∵BC是⊙O的切線,切點(diǎn)為B,
∴∠OBC=90°.
∴sin ∠BCO===,
cos ∠BCO===.
∴sin ∠ACO=sin(45°-∠BCO)
=sin 45°cos ∠BCO-cos 45°sin ∠BCO
=×-×
15、=.
答案:A
二、填空題
5.如圖,已知∠AOB=30°,M為OB邊上一點(diǎn),以M為圓心、2為半徑作⊙M.若點(diǎn)M在OB邊上運(yùn)動(dòng),則當(dāng)OM=________時(shí),⊙M與OA相切.
解析:若⊙M與OA相切,則圓心M到直線OA的距離等于圓的半徑2.
過(guò)M作MN⊥OA于點(diǎn)N,
則MN=2.
在Rt△MON中,∵∠MON=30°,
∴OM=2MN=2×2=4.
答案:4
6.已知PA是圓O的切線,切點(diǎn)為A,PA=2,AC是圓O的直徑,PC與圓O交于B點(diǎn),PB=1.則圓O的半徑R=________.
解析:AB==.
由AB2=PB·B
16、C,
∴BC=3,Rt△ABC中,
AC==2.
∴R=.
答案:
7.圓O的直徑AB=6,C為圓周上一點(diǎn),BC=3,過(guò)C作圓的切線l,過(guò)A作l的垂線AD,AD分別與直線l、圓交于點(diǎn)D、E,則∠DAC=________,DC=________.
解析:連接OC,
∵OC=OB,∴∠OCB=∠OBC.
又∠DCA+∠ACO=90°,
∠ACO+∠OCB=90°,
∴∠DCA=∠OCB,
∵OC=3,BC=3,
∴△OCB是正三角形.
∴∠OBC=60°,即∠DCA=60°.
∴∠DAC=30°.
在Rt△ACB中,A
17、C==3,
DC=ACsin 30°=.
答案:30°
三、解答題
8.如圖所示,D是⊙O的直徑AB的延長(zhǎng)線上一點(diǎn),PD是⊙O的切線,P是切點(diǎn),∠D=30 °.
求證:PA=PD.
證明:如圖,連接OP,
∵PD是⊙O的切線,P為切點(diǎn).
∴PO⊥PD.
∵∠D=30°,∴∠POD=60°.
又∵OA=OP,
∴∠A=∠APO=30°.
∴∠A=∠D.∴PA=PD.
9.如圖,已知在△ABC中,AB=AC,以AB為直徑的⊙O交BC于D,過(guò)D點(diǎn)作⊙O的切線交AC于E.
求證:(1)DE⊥AC;
(2)BD2
18、=CE·CA.
證明:(1)連接OD,AD.
∵DE是⊙O的切線,D為切點(diǎn),
∴OD⊥DE.
∵AB是⊙O的直徑,
∴AD⊥BC.又AB=AC,
∴BD=DC.
∴OD∥AC.∴DE⊥AC.
(2)∵AD⊥BC,DE⊥AC,
∴△CDE∽△CAD.
∴=.∴CD2=CE·CA.
∴BD=DC.∴BD2=CE·CA.
10.如圖,四邊形ABCD內(nèi)接于⊙O,BD是⊙O的直徑,AE⊥CD,垂足為E,DA平分∠BDE.
(1)求證:AE是⊙O的切線;
(2)若∠DBC=30°,DE=1 cm,求BD的長(zhǎng).
解:(1)證明:連接OA.
19、
∵DA平分∠BDE,
∴∠BDA=∠EDA.
∵OA=OD,
∴∠ODA=∠OAD.
∴∠OAD=∠EDA.
∴OA∥CE.
∵AE⊥DE,∴∠AED=90°,
∴∠OAE=∠DEA=90°.
∴AE⊥OA.
∴AE是⊙O的切線.
(2)∵BD是直徑,
∴∠BCD=∠BAD=90°.
∵∠DBC=30°,∴∠BDC=60°.
∴∠BDE=120°.
∵DA平分∠BDE,
∴∠BDA=∠EDA=60°.
∴∠ABD=∠EAD=30°.
在Rt△AED中,∠AED=90°,∠EAD=30°,
∴AD=2DE.
在Rt△ABD中,∠BAD=90°,∠ABD=30°,
∴BD=2AD=4DE.
∵DE的長(zhǎng)是1 cm,
∴BD的長(zhǎng)是4 cm.
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