中考数学二轮复习压轴专题:圆(含解析)学案
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这是一份中考数学二轮复习压轴专题:圆(含解析)学案,共38页。
《圆》
1.如图1,△ABD内接于⊙O,AD是直径,∠BAD的平分线交BD于H,交⊙O于点C,连接DC并延长,交AB的延长线于点E,
(1)求证:AE=AD;
(2)若=,求的值;
(3)如图2,连接CB并延长,交DA的延长线于点F,若AH=HC,AF=6,求△BEC的面积.
解:(1)∵AD是直径,
∴∠ACD=90°,即AC⊥ED,
BD是∠BAD的平分线,
故AE=AD;
(2)=,则设BE=3a,AB=2a,AD=AE=5a,
O交BD于点G,
BD是∠BAD的平分线,则,
则OC⊥BD,
故OC∥AB,则OC是△ADE的中位线,
则OG=AB=a,OC=AD=,
则CG=OC﹣OG=,
∵CG∥AB,则=;
(3)设:OG=m,则AB=2m,
当AH=HC时,由(2)知,△AHB≌△CHG(AAS),
则AB=CG=2m,则OC=3m,即圆的半径为3m,
∵AB∥CO,则,即,
解得:m=1,
故AB=2,AD=6,BE=4,
则BD==4,
∵EC=DC,
则△BEC的面积=S△EBD=×BE×BD=×4×4=4.
2.如图,AB是⊙O的直径,M是OA的中点,弦CD⊥AB于点M,过点D作DE⊥CA交CA的延长线于点E.
(1)连接AD,求∠OAD;
(2)点F在上,∠CDF=45°,DF交AB于点N.若DE=,求FN的长.
解:(1)如图1,连接OD,
∵是⊙的直径,于点
∴AB垂直平分CD,
∵M是OA的中点,
∴,
∴,
∴∠DOM=60°,
∵AO=OD,
∴△OAD是等边三角形,
∴∠OAD=60°;
(2)如图2,连接CF,CN,
∵OA⊥CD于点M,
∴点M是CD的中点,
∴AB垂直平分CD,
∴NC=ND,
∵∠CDF=45°,
∴∠NCD=∠NDC=45°,
∴∠CND=90°,
∴∠CNF=90°,
由(1)可知,∠AOD=60°,
∴∠ACD=30°,
又∵DE⊥CA交CA的延长线于点E,
∴∠E=90°,
∵∠ACD=30°,DE=.
∴CD=2DE=2,
∴CN=CD•sin45°=2,
由(1)可知,∠CAD=2∠OAD=120°,
∴∠F=180°﹣120°=60°,
在Rt△CFN中,FN=.
3.如图1,锐角△ABC,AB=AC,⊙O是△ABC的外接圆,连接BO并延长交AC于点D,
(1)若∠BDC=30°,求∠BAC的度数;
(2)如图2,当0°<∠BAC<60°时,作点C关于BD的对称点E,连接AE、DE,DE交AB于F.
①点E在⊙O 上 (选填“内”、“上”、“外”);
②证明:∠AEF=∠EAB;
③若△BDC为等腰三角形,AD=2,求AE的长.
解:(1)延长BD交圆O于点G,连结CG,如图:
∵,
∴∠A=∠G,
∵直径BG,
∴∠BCG=90°,
∵AB=AC,
∴∠BCA=∠CBA,
设∠BCA=∠CBA=α,则∠A=∠G=180°﹣2α,∠DCG=90°﹣α,
∴∠BDC=∠G+∠DCG=180°﹣2α+90°﹣α=30°,
∴α=80°,
∴∠BAC=∠G=180°﹣2×80°=20°;
(2)连结OC、OE,延长BD交圆O于点M,连结CM,如图:
①∵C、E是关于BD的对称点,
∴OC=OE,
∴点E在⊙O上,
故答案为:上;
②证明:∵C、E是关于BD的对称点,
∴,∠2=∠3,
∴∠4=∠5=∠M,
设∠1=∠ABC=x,则∠4=∠5=∠M=180°﹣2x,∠6=90°﹣x,
∴∠2=∠3=∠M+∠6=270°﹣3x,
∴∠AEF=∠EDC﹣∠EAD=2∠3﹣2∠4=2(270°﹣3x)﹣2(180°﹣2x)=180°﹣2x,
∴∠AEF=∠5=180°﹣2x,
即∠AEF=∠EAB;
③∵∠1=∠ABC>∠DBC,
∴BD>DC,
∵△BDC为等腰三角形,
∴分两种情况讨论:
(Ⅰ)当BD=BC时,∠1=∠2,即x=270°﹣3x,
解得:x=67.5°,
∴∠4=45°<60°,满足题意,此时△AED为等腰直角三角形,AE=AD=2,
∴AE=2;
(Ⅱ)当DC=BC时,∠2=∠DBC,即270°﹣3x=180°﹣2x,
解得:x=90°,
∴∠4=0°,不满足0°<∠BAC<60°;
综上所述:AE=2.
4.如图,AB是⊙O的直径,点C、D在⊙O上,AD与BC相交于点E.连接BD,作∠BDF=∠BAD,DF与AB的延长线相交于点F.
(1)求证:DF是⊙O的切线;
(2)若DF∥BC,求证:AD平分∠BAC;
(3)在(2)的条件下,若AB=10,BD=6,求CE的长.
解:(1)连接OD,CD,
∵AB是直径,
∴∠ADB=90°,
∴∠ADO+∠ODB=90°,
∵OA=OD,
∴∠BAD=∠ADO,
∵∠BDF=∠BAD,
∴∠BDF+∠ODB=90°,
∴∠ODF=90°,
∴OD⊥DF,
∴DF是⊙O的切线;
(2)∵DF∥BC,
∴∠FDB=∠CBD,
∵=,
∴∠CAD=∠CBD,且∠BDF=∠BAD,
∴∠CAD=∠BAD=∠CBD=∠BDF,
∴AD平分∠BAC;
(3)∵AB=10,BD=6,
∴AD===8,
∵∠CBD=∠BAD,∠ADB=∠BDE=90°,
∴△BDE∽△ADB,
∴,
∴,
∴DE=,
∴AE=AD﹣DE=,
∵∠CAD=∠BAD,
∴sin∠CAD=sin∠BAD
∴
∴
∴CE=
5.如图1,在平面直角坐标系中,⊙O1与x轴相切于点A(﹣3,0),与y轴相交于B、C两点,且BC=8,连接AB.
(1)求证:∠ABO1=∠ABO;
(2)求AB的长;
(3)如图2,⊙O2经过A、B两点,与y轴的正半轴交于点M,与O1B的延长线交于点N,求出BM﹣BN的值.
(1)证明:如图1﹣1,连接AO1,
∵⊙O1与x轴相切于点A,
∴∠OAO1=90°,
又∠AOB=90°,
∴∠OAO1+∠AOB=180°,
∴AO1∥OB,
∴∠ABO=∠O1AB,
∵O1A=O1B,
∴∠O1AB=∠ABO1,
∴∠ABO1=∠ABO;
(2)解:如图1﹣2,过点O1作O1H⊥BC于H,
则CH=BH=BC=4,
∴∠O1HO=∠HOA=∠OAO1=90°,
∴四边形AO1HO是矩形,
∴AO1=AO=3,
∴在Rt△O1HB中,
O1B==5,
∴HO=O1A=O1B=5,
∴OB=HO﹣BH=1,
∴在Rt△AOB中,
AB===;
(3)解:如图2,作点B关于x轴的对称点B',则点OB'=OB=1,AB=AB',
∴BB'=2,∠AB'O=∠ABO
∴由(1)知,∠ABO=∠ABO1,
∴∠ABO1=∠AB'O,
∴180°﹣∠ABO1=180°﹣∠AB'O,
即∠ABN=∠AB'M,
又∵,
∴∠AMB'=∠N,
∴△AMB'≌△ANB(AAS),
∴MB'=NB,
∴BM﹣BN=BM﹣B'M=BB'=2,
∴BM﹣BN的值为2.
6.如图,P是直径AB上的一点,AB=6,CP⊥AB交半圆于点C,以BC为直角边构造等腰Rt△BCD,∠BCD=90°,连接OD.
小明根据学习函数的经验,对线段AP,BC,OD的长度之间的关系进行了探究.
下面是小明的探究过程,请补充完整:
(1)对于点P在AB上的不同位置,画图、测量,得到了线段AP,BC,OD的长度的几组值,如下表:
位置1
位置2
位置3
位置4
位置5
位置6
位置…
AP
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
…
BC
6.00
5.48
4.90
4.24
3.46
2.45
…
OD
6.71
7.24
7.07
6.71
6.16
5.33
…
在AP,BC,OD的长度这三个量中确定 AP 的长度是自变量, BC 的长度和 OD 的长度都是这个自变量的函数;
(2)在同一平面直角坐标系xOy中,画出(1)中所确定的函数的图象;
(3)结合函数图象,推断:当OD=2BC时,线段AP的长度约为 4.5 .
解:(1)由图表观察,可看出随着AP的变化,BC和OD都在发生变化,且都有唯一确定的值和其对应,所以AP的长度是自变量,BC和OD的长度都是这个自变量的函数,
故答案分别为:AP,BC,OD;
(2)如右图,可先描点,再画出如图所示图象;
(3)由图象可推断:当OD=2BC时,线段AP的长度约为4.5,
故答案为:4.5.
7.如图,以△ABC的BC边上一点O为圆心的圆,经过A、B两点,且与BC边交于点E,D为BE的下半圆弧的中点,连接AD交BC于F,若AC=FC.
(1)求证:AC是⊙O的切线;
(2)若BF=8,DF=,求⊙O的半径.
(3)过点B作⊙O的切线交CA的延长线于G,如果连接AE,将线段AC以直线AE为对称轴作对称线段AH,点H正好落在⊙O上,连接BH,求证:四边形AHBG为菱形.
(1)证明:如图1,连接OA,OD,
则∠OAF=∠D,
∵D为BE的下半圆弧的中点,
∴,
∴∠EOD=∠BOD=×180°=90°,
∴∠OFD+∠D=90°,
∵CA=CF,
∴∠CAF=∠CFA=∠OFD,
∴∠CAF+∠∠OAF=90°,
即∠CAO=90°,
∴OA⊥CA,
∴AC是⊙O的切线;
(2)如图1,设半径为r,
则OF=BF﹣OB=8﹣r,
∵在Rt△OFD中,OF2+OD2=DF2,
∴(8﹣r)2+r2=()2,
解得,r1=6,r2=2(舍去),
∴⊙O的半径为6;
(3)如图2,连接EH,
由对称性可知AC=AH,∠CAE=∠HAE,
又∵AE=AE,
∴△CAE≌△HAE(SAS),
∴∠C=∠EHA,
∵,
∴∠EHA=∠ABE,
∴∠C=∠ABE,
∵OA=OB,
∴∠OAB=∠OBA,
∵BE为⊙O的直径,
∴∠EAB=90°,
∴∠OAB+∠OAE=90°,
又∵∠CAE∠+∠OAE=90°,
∴∠CAE=∠OAB,
∴∠C=∠OBA=∠∠OAB=∠CAE,
∴AC=AB,
∴△CAE≌△BAO(ASA),
∴AE=AO=OE,
∴△AEO是等边三角形,
∴∠AEO=60°,
∴∠ABE=90°﹣∠AEO=30°,∠AHB=∠AEO=60°,
∴∠ABG=90°﹣∠ABE=60°,
∵CA=AH,CA=AB,
∴AH=AB,
又AHB=60°,
∴△ABH是等边三角形,
∴AB=BH=AH,
∵GB,GA是⊙O的切线,
∴GB=GA,
又∠ABG=60°,
∴△ABG是等边三角形,
∴AB=BG=AG,
∴BH=AH=BG=AG,
∴四边形AHBG是菱形.
8.已知:△ABC是⊙O的内接三角形,AB为直径,AC=BC,D、E是⊙O上两点,连接AD、DE、AE.
(1)如图1,求证:∠AED﹣∠CAD=45°;
(2)如图2,若DE⊥AB于点H,过点D作DG⊥AC于点G,过点E作EK⊥AD于点K,交AC于点F,求证:AF=2DG;
(3)如图3,在(2)的条件下,连接DF、CD,若∠CDF=∠GAD,DK=3,求⊙O的半径.
(1)证明:如图1,连接CO,CE,
∵AB是直径,
∴∠ACB=90°,
∵AC=BC,
∴∠B=∠CAB=45°,
∴∠COA=2∠B=90°,
∵,
∴∠CAD=∠CED,
∴∠AED﹣∠CAD=∠AED﹣∠CED=∠AEC=∠COA=45°,
即∠AED﹣∠CAD=45°;
(2)如图2,连接CO并延长,交⊙O于点N,连接AN,过点E作EM⊥AC于M,
则∠CAN=90°,
∵AC=BC,AO=BO,
∴CN⊥AB,
∴AB垂直平分CN,
∴AN=AC,
∴∠NAB=∠CAB,
∵AB垂直平分DE,
∴AD=AE,
∴∠DAB=∠EAB,
∴∠NAB﹣∠EAB=∠CAB﹣∠DAB,
即∠GAD=∠NAE,
∵∠CAN=∠CME=90°,
∴AN∥EM,
∴∠NAE=∠MEA,
∴∠GAD=∠MEA,
又∵∠G=∠AME=90°,AD=EA,
∴△ADG≌△EAM(AAS),
∴AG=EM,AM=DG,
又∵∠MEF+∠MFE=90°,∠MFE+∠GAD=90°,
∴∠MEF=∠GAD,
又∵∠G=∠FME=90°,
∴△ADG≌△EFM(ASA),
∴DG=MF,
∵DG=AM,
∴AF=AM+MF=2DG;
(3)∵∠CDF=∠GAD,∠FCD=∠DCA,
∴△FCD∽△DCA,
∴∠CFD=∠CDA=∠CBA,
∵AC=BC,AB为直径,
∴△ABC为等腰直角三角形,
∴∠CFD=∠CDA=∠CBA=45°,
∴△GFD为等腰直角三角形,
设GF=GD=a,则FD=a,AF=2a,
∴==,
∵∠FAK=∠DAG,∠AKF=∠G=90°,
∴△AFK∽△ADG,
∴==,
在Rt△AFK中,
设FK=x,则AK=3x,
∵FK2+AK2=AF2,
∴x2+(3x)2=(2a)2,
解得,x=a(取正值),
∴FK=a,
在Rt△FKD中,FK2+DK2=FD2,
∴(a)2+32=(a)2,
解得,a=(取正值),
∴GF=GD=,AF=,
∵△FCD∽△DCA,
∴=,
∴CD2=CA•FC,
∵CD2=CG2+GD2,
∴CG2+GD2=CA•FC,
设FC=n,
则(﹣n)2+()2=(+n)n,
解得,n=,
∴AC=AF+CF=+=,
∴AB=AC=,
⊙O的半径为.
9.如图,在▱ABCD中,AB=4,BC=8,∠ABC=60°.点P是边BC上一动点,作△PAB的外接圆⊙O交BD于E.
(1)如图1,当PB=3时,求PA的长以及⊙O的半径;
(2)如图2,当∠APB=2∠PBE时,求证:AE平分∠PAD;
(3)当AE与△ABD的某一条边垂直时,求所有满足条件的⊙O的半径.
解:(1)如图1,过点A作BP的垂线,垂足为H,作直径AM,连接MP,
在Rt△ABH中,∠ABH=60°,
∴∠BAH=30°,
∴BH=AB=2,AH=AB•sin60°=2,
∴HP=BP﹣BH=1,
∴在Rt△AHP中,
AP==,
∵AB是直径,
∴∠APM=90°,
在Rt△AMP中,∠M=∠ABP=60°,
∴AM===,
∴⊙O的半径为,
即PA的长为,⊙O的半径为;
(2)当∠APB=2∠PBE时,
∵∠PBE=∠PAE,
∴∠APB=2∠PAE,
在平行四边形ABCD中,AD∥BC,
∴∠APB=∠PAD,
∴∠PAD=2∠PAE,
∴∠PAE=∠DAE,
∴AE平分∠PAD;
(3)①如图3﹣1,当AE⊥BD时,∠AEB=90°,
∴AB是⊙O的直径,
∴r=AB=2;
②如图3﹣2,当AE⊥AD时,连接OB,OE,延长AE交BC于F,
∵AD∥BC,
∴AF⊥BC,△BFE∽△DAE,
∴=,
在Rt△ABF中,∠ABF=60°,
∴AF=AB•sin60°=2,BF=AB=2,
∴=,
∴EF=,
在Rt△BFE中,
BE===,
∵∠BOE=2∠BAE=60°,OB=OE,
∴△OBE是等边三角形,
∴r=;
③当AE⊥AB时,∠BAE=90°,
∴AE为⊙O的直径,
∴∠BPE=90°,
如图3﹣3,过点D作BC的垂线,交BC的延长线于点N,延开PE交AD于点Q,
在Rt△DCN中,∠DCN=60°,DC=4,
∴DN=DC•sin60°=2,CN=CD=2,
∴PQ=DN=2,
设QE=x,则PE=2﹣x,
在Rt△AEQ中,∠QAE=∠BAD﹣BAE=30°,
∴AE=2QE=2x,
∵PE∥DN,
∴△BPE∽△BND,
∴=,
∴=,
∴BP=10﹣x,
在Rt△ABE与Rt△BPE中,
AB2+AE2=BP2+PE2,
∴16+4x2=(10﹣x)2+(2﹣x)2,
解得,x1=6(舍),x2=,
∴AE=2,
∴BE===2,
∴r=,
∴⊙O的半径为2或或.
10.已知:四边形ABCD内接于⊙O,连接AC,AB=AD
(1)如图1,求证:CA平分∠BCD;
(2)如图2,连接BD交AC于点E,若BD为⊙O直径,求证:tan∠CAD=;
(3)如图3,在(2)的条件下,点F为BC中点,连接AF并延长交⊙O于G,若FG=2,tan∠GAD=,求DE的长
.
(1)证明:∵AB=AD,
∴=,
∴∠ACB=∠ACD,
∴CA平分∠BCD;
(2)证明:如图2,过点D作AC的平行线交BC延长线于Q,
∵=,
∴∠CAD=∠CBD,
∵BD为直径,
∴∠BCD=90°,
∴tan∠CAD=tan∠CBD=,
∵DQ∥AC
∴∠Q=∠ACB,∠ACD=∠CDQ,
由(1)得∠ACB=∠ACD,
∴∠Q=∠CDQ,
∴CD=CQ,
∵CE∥DQ,
∴DE:EB=CQ:BC,
即DE:EB=CD:CB,
∴tan∠CAD=;
(3)如图3,过点D、B分别作DH⊥AG于H,BN⊥AG于N,过O作OM⊥AG于M,
∵tan∠GAD=,
∴设AH=3k,DH=4k,
∵∠BAN+∠NAD=90°,∠NAD+∠ADH=90°,
∴∠BAN=∠ADH,
又∵∠BNA=∠AHD=90°,AB=AD,
∴△ADH≌△BAN(AAS),
∴BN=AH=3k,AN=DH=4k,
∵DH∥OM∥BN,且OB=OD,
∴MH=MN,NH=AN﹣AH=k,
∵OM⊥AG,
∴MA=MG,
∴AH=NG=3k,
∴FN=3k﹣2,
连接CG,过点C作CP∥AB,
则∠ABF=∠PCF,∠BAF=∠P,
又BF=CF,
∴△ABF≌△PCF(AAS),
∴FA=FP,
∵=,
∴∠BAF=∠GCB,
∴∠GCF=∠P,
∴△FCG∽△FPC,
∴CF2=FG•FP,CF=BF,
即BN2+FN2=FG•FA,
∴(3k)2+(3k﹣2)2=2(4k+3k﹣2),
解得k=1 或k=(∵FN>0∴舍去),
∴在Rt△AHD中,
AH=3,DH=4,
∴AD==5,
∴BD=AB=5,
∴BF2=BN2+FN2=(3k)2+(3k﹣2)2=10,
∴BF=,
∴BC=2,
∴在Rt△BCD中,
CD==,
∴tan∠CBD===,
∴DE=BD=.
11.已知:AB、AC是⊙O中的两条弦,连接OC交AB于点D,点E在AC上,连接OE,∠AEO=∠BDO.
(1)如图1,若∠CAD=∠COE,求证:=;
(2)如图2,连接OA,若∠OAB=∠COE,求证:AE=CD;
(3)如图3,在第(2)问的条件下,延长AO交⊙O于点F,点G在AB上,连接GF,若∠ADC=2∠BGF,AE=5,DG=1,求线段BG的长.
(1)证明:设OE与AB交于点H,
∵∠CAD=∠COE,∠EHA=∠DHO,
∴∠AEO=∠ODA,
∵∠AEO=∠BDO,
∴∠BDO+∠ADO=180°,
∴∠ADO=∠BDO=90°,
∴OD⊥AB,
∴;
(2)证明:∵∠AEO+∠CEO=180°,∠BDO+∠ADO=180°,
∴∠AEO=∠BDO,
∴∠CEO=∠ADO,
在△CEO和ODA中,
∵∠COE=∠OAD,∠CEO=∠ADO,OC=OA,
∴△CEO≌△ODA(AAS),
∴CE=OD,∠ECO=∠AOD,
∴OA=AC=OC,
∴△AOC为等边三角形,
∵AE=AC﹣CE,CD=OC﹣OD,
∴AE=CD;
(3)证明:延长FG交OC于点S,延长CO到点T,使OT=OS,连接AT,BF,
设∠BGF=α,则∠BGF=∠SGD=α,
∵∠ADC=2∠BGF=2α,∠ADC=∠GSD+∠SGD
∴∠DSG=∠DGS=α
∴SD=DG=1
∵AE=CD=5
∴CS=CD﹣SD=4
在△FOS和△AOT中,
∵OS=OT,∠SOF=∠AOT,OF=OA,
∴△FOS≌△AOT(SAS)
∴∠ATO=∠FSO=α,
∵∠ADC=2α,
∴∠DAT=∠DTA=α,
∴AD=DT,
设OA=OC=AC=r,
∴OT=OS=r﹣4,OD=r﹣5,AD=DT=2r﹣9,
在△ADC中,CD=5,AC=r,AD=2r﹣9,∠ACD=60°,
解△ADC得,r=8,AD=7,
过点D作DK⊥OA,在△DOK中,
∵OD=3,∠DOK=60°,
∴OK=,AK=,cos∠DAK==,
在△ABF中,AB=AF×cos∠DAK=,
∴BG=AB﹣AG=.
12.已知四边形ABCD为⊙O的内接四边形,直径AC与对角线BD相交于点E,作CH⊥BD于H,CH与过A点的直线相交于点F,∠FAD=∠ABD.
(1)求证:AF为⊙O的切线;
(2)若BD平分∠ABC,求证:DA=DC;
(3)在(2)的条件下,N为AF的中点,连接EN,若∠AED+∠AEN=135°,⊙O的半径为2,求EN的长.
(1)证明:如图1,∵AC为⊙O的直径,
∴∠ADC=90°,
∴∠DAC+∠DCA=90°.
∵=,
∴∠ABD=∠DCA,
∵∠FAD=∠ABD,
∴∠FAD=∠DCA,
∴∠FAD+∠DCA=90°,
∴CA⊥AF,
∴AF为⊙O的切线.
(2)证明:如图2,连接OD,∵=,
∴∠ABD=∠AOD,
∵=,
∴∠DBC=∠DOC,
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠DBC,
∴∠DOA=∠DOC,
∴DA=DC.
(3)如图3,连接OD交CF于M,作EP⊥AD于P,
∵AC为⊙O的直径,
∴∠ADC=90°.
∵DA=DC,
∴DO⊥AC,
∴∠FAC=∠DOC=90°,
∴AF∥OM,
∵AO=OC,
∴OM=AF.
∵∠ODE+∠DEO=90°,∠OCM+∠DEO=90°.
∴∠ODE=∠OCM.
∵∠DOE=∠COM,OD=OC,
∴∴△ODE≌△OCM,
∴OE=OM,
设OM=m,
∴AE=2﹣m,AP=PE=2﹣m,DP=2+m,
∵∠AED+∠AEN=135°,∠AED+∠ADE=135°,
∴∠AEN=∠ADE,
∵∠EAN=∠DPE,
∴△EAN∽△DPE,
∴=,
∴=,
∴m=,
∴AN=,AE=,
∴勾股定理得NE=.
13.MN是⊙O上的一条不经过圆心的弦,MN=4,在劣弧MN和优弧MN上分别有点A,B(不与M,N重合),且,连接AM,BM.
(1)如图1,AB是直径,AB交MN于点C,∠ABM=30°,求∠CMO的度数;
(2)如图2,连接OM,AB,过点O作OD∥AB交MN于点D,求证:∠MOD+2∠DMO=90°;
(3)如图3,连接AN,BN,试猜想AM•MB+AN•NB的值是否为定值,若是,请求出这个值;若不是,请说明理由.
解:(1)如图1,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠AMB=90°.
∵,
∴∠AMN=∠BMN=45°.
∵OM=OB,
∴∠OMB=∠OBM=30°,
∴∠CMO=45°﹣30°=15°;
(2)如图2,连接OA,OB,ON.
∵,
∴∠AON=∠BON.
又∵OA=OB,
∴ON⊥AB.
∵OD∥AB,
∴∠DON=90°.
∵OM=ON,
∴∠OMN=∠ONM.
∵∠OMN+∠ONM+∠MOD+∠DON=180°,
∴∠MOD+2∠DMO=90°;
(3)如图3,延长MB至点M′,使BM′=AM,连接NM′,作NE⊥MM′于点E.
设AM=a,BM=b.
∵四边形AMBN是圆内接四边形,
∴∠A+∠MBN=180°.
∵∠NBM′+∠MBN=180°,
∴∠A=∠NBM′.
∵,
∴AN=BN,
∴△AMN≌△BM′N(SAS),
∴MN=NM′,BM′=AM=a.
∵NE⊥MM′于点E.
∴.
∵ME2+(BN2﹣BE2)=MN2,
∴.
化简得ab+NB2=16,
∴AM•MB+AN•NB=16.
14.已知,在△PAB中,PA=PB,经过A、B作⊙O.
(1)如图1,连接PO,求证:PO平分∠APB;
(2)如图2,点P在⊙O上,PA:AB=:2,E是⊙O上一点,连接AE、BE.求tan∠AEB的值;
(3)如图3,在(2)的条件下,AE经过圆心O,AE交PB于点F,过F作FG⊥BE于点G,EF+BG=14,求线段OF的长度.
(1)证明:连接OA,OB,
则OA=OB,
又∵PA=PB,
∴PO垂直平分AB,
∴∴PO平分∠APB;
(2)解:延长PO,交AB于H,过点A作AM⊥PB于M,
由(1)知PH垂直平分AB,
∵PA:AB=:2,
∴设AB=2,则AP=BP=,AH=BH=1,
∴在Rt△PAH中,
PH==3,
∵S△PAB=AB•PH=PB•AM,
∴2×3=×AM,
∴AM=,
在Rt△PAM中,
PM==,
∴tan∠APM==:=,
∵∠AEB=∠APM,
∴tan∠AEB=;
(3)连接PO并延长,交AB于点H,由(1)知,PH垂直平分AB,
∵AE为直径,
在Rt△EFG中,tan∠FEG=,
∴设FG=3x,则EG=4x,EF=5x,
∵EF+BG=14,
∴BG=14﹣5x,
∴∠ABE=90°=∠AHP=∠PHB,
∴PH∥EB,
∴∠HPB=∠GBF,
∴△HPB∽△GBF,
∴==,
∴=,
解得,x=1,
∴EF=5,BE=BG+EG=9+4=13,
∴AB=BE=,
∴AE==,
∴OE=AE=,
∴OF=OE﹣EF=﹣5=,
∴线段OF的长度为.
15.如图1,在⊙O中,点A为的中点,点D在⊙O上.
(1)求证:∠BAC+2∠ADB=180°;
(2)如图2,点G为⊙O上一点,DG与BC的延长线交于点K,若∠CBD=2∠ABC,BC=CK,求证:BG=KG;
(3)如图3,在(2)的条件下,AC与BG的延长线交于点E,CE=3AC=15,BE=10,求线段BD的长.
(1)证明:如图1,连接DC,
∵点A为的中点,
∴,
∴∠ADB=∠ADC,
∴∠BDC=2∠ADB,
∵四边形ABCD是圆内接四边形,
∴∠BAC+∠BDC=180°,
∴∠BAC+2∠ADB=180°;
(2)如图2,连接CG,
∵∠ABC=∠ADC=∠ADB,
∴∠BDC=2∠ABC,
∵∠CBD=2∠ABC,
∴∠BDC=∠CDB,
∴CB=CD,
∵BC=CK,
∴CD=CK,
∴∠CDK=∠K,
∵∠CBD+∠CDB+∠CDK+∠K=180°,
∴∠CBD+∠K=90°,
∴∠BDK=90°,
∴BG为⊙O的直径,
∴BCG=90°,
∴GC⊥BK,
又∵BC=CK,
∴BG=KG;
(3)∵CE=3AC=15,
∴AC=AB=5,
∵四边形ABGC是圆内接四边形,
∴∠BAC+∠BGC=180°,
∵∠CGE+∠BGC=180°,
∴∠BAC=∠CGE,
又∵∠E=∠E,
∴△ECG∽△EBA,
∴==,
即==,
∴GE=6,CG=,
∴BG=BE﹣GE=4,
由(2)知,BG=KG,
∴KG=4,
在Rt△BCG中,
BC===5,
∴BK=BC+CK=10,
∵∠BDG=∠GCK=90°,∠K=∠K,
∴△KCG∽△KDB,
∴=,
即=,
∴DB=,
∴线段BD的长为.
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