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四弦切角的性質(zhì)
課標(biāo)解讀
1.掌握弦切角定理,并能利用它解決有關(guān)問題.
2.體會(huì)分類思想,運(yùn)動(dòng)變化思想和化歸思想.
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(yǔ)言敘述:
弦切角等于它所夾的弧所對(duì)的圓周角.
(2)圖形語(yǔ)言敘述:
如圖2-4-1,AB與⊙O切于A點(diǎn),則∠BAC=∠D.
圖2-4-1
1.怎樣正確理解弦切角的定義?
【提示】 弦切角的特點(diǎn):(1)頂點(diǎn)在圓上;(2)一邊與圓相交;(3)一邊與圓相切.
弦切角定義中的三個(gè)條件缺一不
2、可.如圖(1)(2)(3)(4)中的角都不是弦切角.圖(1)中,缺少“頂點(diǎn)在圓上”的條件;圖(2)中,缺少“一邊和圓相交”的條件;圖(3)中,缺少“一邊和圓相切”的條件;圖(4)中,缺少“頂點(diǎn)在圓上”和“一邊和圓相切”兩個(gè)條件.
2.弦切角、圓周角、圓心角與它們所對(duì)應(yīng)的弧有什么關(guān)系?
【提示】 弦切角的度數(shù)等于它所夾弧度數(shù)的一半,圓周角的度數(shù)等于它所對(duì)的弧的度數(shù)的一半,圓心角的度數(shù)等于它所對(duì)弧的度數(shù).
3.運(yùn)用弦切角定理解題時(shí),一般怎樣添加輔助線?
【提示】 添加輔助線構(gòu)成弦切角所夾的弧對(duì)應(yīng)合適的圓周角,為解題提供條件.
利用弦切角定理解決與角有關(guān)
的問題
3、
圖2-4-2
如圖2-4-2,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.
【思路探究】 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(zhǎng)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∠CBE=
4、∠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(duì)的圓周角,有時(shí)與圓的直徑所對(duì)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.
如圖2-4-3,AB是⊙O的直徑,CD是⊙O的切線,C為切點(diǎn),AC平分∠BAD.求證:AD⊥CD.
圖2-4-3
【證明】 如圖,連接BC.
∵CD為⊙O的切線,
∴∠ACD=∠ABC.
又AC為∠BAD的平分線,
故∠BAC=∠CAD,
∴△ACD∽△ABC.
∴∠ADC=∠ACB.
又∵AB為
5、⊙O的直徑,∴∠ACB=90.
∴∠ADC=90,即AD⊥CD.
利用弦切角定理證明比例式或
乘積式
如圖2-4-4,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,求證:CD2=CECF.
圖2-4-4
【思路探究】
連接CA、CB,∠CAP=
∠CBA、∠CBP=∠CAB→
Rt△CAE∽R(shí)t△CBD
Rt△CBF∽R(shí)t△CAD→=→結(jié)論
【自主解答】 連接CA、CB.
∵PA、PB是⊙O的切線.
∴∠CAP=∠CBA,∠CBP=∠CAB.
又CD⊥AB,CE⊥PA,CF⊥PB,
∴Rt△CA
6、E∽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似之處,通常都作為輔助工具出現(xiàn).
圖2-4-9
如圖2-4-5,已知圓上的?。?,過C點(diǎn)的圓的切線與BA的延長(zhǎng)線交于E點(diǎn),證明:
(1)∠ACE=
7、∠BCD;
(2)BC2=BECD.
【證明】 (1)∵=,
∴∠BCD=∠ABC.
又∵EC與圓相切于點(diǎn)C,
∴∠ACE=∠ABC.∴∠ACE=∠BCD.
(2)∵∠ECB=∠CDB,∠EBC=∠BCD,
∴△BDC∽△ECB,∴=,
即BC2=BECD.
(教材第34頁(yè)習(xí)題2.4第2題)如圖2-4-6,⊙O和⊙O′都經(jīng)過A、B兩點(diǎn),AC是⊙O′的切線,交⊙O于點(diǎn)C,AD是⊙O的切線,交⊙O′于點(diǎn)D,求證:AB2=BCBD.
圖2-4-6
(2013課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)
圖2-4-7
如圖2-4-7,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
8、BE交圓于點(diǎn)E,DB垂直BE交圓于點(diǎn)D.
(1)證明:DB=DC;
(2)設(shè)圓的半徑為1,BC=,延長(zhǎng)CE交AB于點(diǎn)F,求△BCF外接圓的半徑.
【命題意圖】 考查圓的幾何性質(zhì)、勾股定理及直角三角形的性質(zhì).結(jié)合圖形和圓的幾何性質(zhì)求解,考查了數(shù)形結(jié)合能力和邏輯推理能力.
【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.
由勾股定理可得DB=DC.
(2)由(1)知,∠CDE=∠BDE,DB=DC,
故DG是BC邊的中
9、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外接圓的半徑等于.
1.如圖2-4-8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2-4-8
A.20 B.70
C.110 D.160
【解析】 根據(jù)弦切角定理:∠NMP=∠PQM=70.
【答案】 B
圖2-4-9
2.如圖2-4-9,四邊形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=( )
A.32 B
10、.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
圖2-4-10
3.如圖2-4-10,A、B是⊙O上的兩點(diǎn),AC是⊙O的切線,∠B=65,則∠BAC=________.
【解析】 ∵OA=OB,
∠B=65,
∴∠OAB=65.
∴∠O=50.
∴∠BAC=∠O=25.
【答案】 25
圖2-4-11
4.已知如圖2-4-11,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______
11、__cm.
【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】
一、選擇題
1.如圖2-4-12所示,AB是⊙O的直徑,MN與⊙O切于點(diǎn)C,AC=BC,則sin∠MCA=( )
圖2-4-12
A. B. C. D.
【解析】 由弦切角定理,得
∠MCA=∠ABC.∵sin∠ABC====,故選D.
【答案】 D
圖2-4-13
2.如圖2-4-1
12、3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(zhǎng)為( )
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
3.如圖2-4-14,PC與⊙O相切于C點(diǎn),割線PAB過圓心O,∠P=40,則∠ACP等于( )
圖2-4-14
A.20 B.25 C.30 D.40
【解析】 如圖,連接OC,
∵PC切⊙O于C點(diǎn),
∴OC⊥PC
13、,∵∠P=40,
∴∠POC=50,
連接BC,∵OC=OB,
∴∠B=∠POC=25,
∴∠ACP=∠B=25.
【答案】 B
圖2-4-15
4.如圖2-4-15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( )
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=50,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
5.(2012廣東高
14、考)
圖2-4-16
如圖2-4-16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=________.
【解析】 利用弦切角定理及相似三角形求解.
∵PB切⊙O于點(diǎn)B,
∴∠PBA=∠ACB.
又∠PBA=∠DBA,
∴∠DBA=∠ACB,
∴△ABD∽△ACB.
∴=,
∴AB2=ADAC=mn,
∴AB=.
【答案】
6.
圖2-4-17
如圖2-4-17,點(diǎn)P在圓O直徑AB的延長(zhǎng)線上,且PB=OB=2,PC切圓O于C點(diǎn),CD⊥AB于D點(diǎn),則CD=__________.
【解析】 連接O
15、C,∵PC切⊙O于點(diǎn)C,
∴OC⊥PC,
∵PB=OB=2,OC=2,
∴PC=2,∵OCPC=OPCD,
∴CD==.
【答案】
三、解答題
圖2-4-18
7.如圖2-4-18所示,△ABT內(nèi)接于⊙O,過點(diǎn)T的切線交AB的延長(zhǎng)線于點(diǎn)P,∠APT的平分線交BT、AT于C、D.
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.
8.(2012遼寧高考)如圖2
16、-4-19,⊙O和⊙O′相交于A,B兩點(diǎn),過A作兩圓的切線分別交兩圓于C,D兩點(diǎn),連接DB并延長(zhǎng)交⊙O于點(diǎn)E.證明:
圖2-4-19
(1)ACBD=ADAB;
(2)AC=AE.
【證明】 (1)由AC與⊙O′相切于A,得∠CAB=∠ADB,同理∠ACB=∠DAB,所以△ACB∽△DAB.
從而=,即ACBD=ADAB.
(2)由AD與⊙O相切于A,得∠AED=∠BAD.
又∠ADE=∠BDA,得△EAD∽△ABD.
從而=,即AEBD=ADAB.
綜合(1)的結(jié)論知,AC=AE.
9.(2013遼寧高考)如圖2-4-20,AB為⊙O的直徑,直線CD與⊙O相切于E
17、,AD垂直CD于D,BC垂直CD于C,EF垂直AB于F,連接AE,BE.
圖2-4-20
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=
18、AFBF,
所以EF2=ADBC.
10.如圖,△ABC內(nèi)接于圓O,AB=AC,直線MN切圓O于點(diǎn)C,弦BD∥MN,AC與BD相交于點(diǎn)E.
(1)求證:△ABE≌△ACD;
(2)若AB=6,BC=4,求AE.
【解】 (1)證明:由已知得∠ABE=∠ACD,∠BAE=∠EDC,
又∵BD∥MN,∴∠DCN=∠EDC,
∴∠BAE=∠DCN.
又直線MN切圓O于點(diǎn)C,
∴∠CAD=∠DCN.
∴∠CAD=∠BAE.
又AB=AC,∴△ABE≌△ACD.
(2)由于△ABE≌△ACD,則BE=CD,
由(1)得∠CAD=∠BAE,
∴BC=CD.∴BE=CD=4.
在△ABE和△CDE中,
∠BAE=∠EDC,∠EBA=∠ECD,
∴△ABE∽△DCE.∴=.
∴=.
∴=,
解得AE=.
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