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与三角形、四边形等图形一样,圆也是基本的平面图形,而圆中弧、弦、弦心距、圆心角之间的关系以及“垂径定理”一直是中考考查重点. 下面我就带着大家去看看各地中考是如何让这些重点在“中心对称图形(圆)”主题下演绎“百变”角色的!
例1 (2012·四川自贡)如图1,AB是⊙O的直径,AP是⊙O的切线,A是切点,BP与⊙O交于点C.
(1) 若AB=2,∠P=30°,求AP的长;
(2) 若D为AP的中点,求证:直线CD是⊙O的切线.
【解析】(1) 由AP是切线,得△APB是直角三角形,再利用三角函数得AP=2■.
(2) 如图2,连接AC构造直角三角形△ABC、△ACP,再连接OC,得∠OCA=∠OAC,易得∠OCD=∠OAP=90°,∴直线CD是⊙O的切线.
【点评】遇到直径,常构造直角三角形进行推理.
例2 (2012·江苏镇江)如图3,AB是⊙O的直径,DF⊥AB于点D,交AC于点E,FC=FE.
(1) 求证:FC是⊙O的切线;
(2) 若⊙O的半径为5,cos∠FCE=■,求弦AC的长.
【解析】(1) 连接OC. 易得∠OCF=∠OCA+∠ACF=∠OAC+∠AED=90°,∴FC是⊙O的切线;
(2) 方法1:如图4,过点O作OM⊥AC,垂足为M,∴OM=OA·cos∠AOM=OA·cos∠FCE=2. ∴AC=2AM=2■=2■.
方法2:如图5,连接BC. ∴BC=AB·cos∠ABC=AB·cos∠FCE=4.
∴AC=■=2■.
【点评】(1) 有关圆的切线,常连接圆心和切点(半径);
(2) 方法1:涉及弦的问题时,常作半径和弦心距,构造直角△AMO,再利用勾股定理进行计算.
方法2:遇到直径先构造直角△ACB,再利用勾股定理进行计算.
例3 (2012·湖北黄冈)如图6,在△ABC中,BA=BC,以AB为直径作半圆⊙O,交AC于点D. 连接DB,过点D作DE⊥BC,垂足为点E.
(1) 求证:DE为⊙O的切线;
(2) 求证:DB2=AB·BE.
【解析】(1) 连接OD. 如图7,易得DB⊥AC,利用“三线合一”得D为AC中点,∴OD∥BC,∠ODE=∠CED=90°. ∴DE为⊙O的切线.
(2) 易得△BDE∽△BCD,DB2=AB·BE.
【点评】遇到圆的切线,常连接圆心和切点(半径).
例4 (2012·浙江温州)如图8,△ABC中,∠ACB=90°,D是边AB上的一点,且∠A=2∠DCB. E是BC上的一点,以EC为直径的⊙O经过点D.
(1) 求证:AB是⊙O的切线;
(2) 若CD的弦心距为1,BE=EO,求BD的长.
【解析】(1) 连接OD,易得∠ADO=∠DOB+∠B =∠A+∠B=90°,∴OD⊥AB,∴AB是⊙O的切线.
(2) 方法1:如图9,过点O作OM⊥CD于点M,易得∠DCB=■∠DOB=30°,∴OD=OE=OC=2,∴BD=2■.
方法2:如图10,过点O作OM⊥CD于点M,连接DE,易得DE=2OM=2.
∴OD=OE=2,∴BD=2■.
【点评】(1) 有关圆的切线,常连接圆心和切点(半径);
(2) 方法1:有关弦的问题,作半径和弦心距,构造直角△CMO,再利用三角函数进行计算.方法2:遇到直径,也可以构造直角△CDE,再利用三角函数进行计算.
例5 (2012·江苏泰州)如图11,已知直线l与⊙O相离,OA⊥l于点A,OA=5,OA与⊙O相交于点P,AB与⊙O相切于点B,BP的延长线交直线l于点C.
(1) 试判断线段AB与AC的数量关系,并说明理由;
(2) 若PC=2■,求⊙O的半径和线段PB的长;
(3) 若在⊙O上存在点Q,使△QAC是以AC为底边的等腰三角形,求⊙O的半径r的取值范围.
【解析】(1) AB=AC. 连接OB,如图12,∵∠OBP+∠PBA=90°,∠APC+∠ACP=90°,易得∠PBA=∠ACP,∴AB=AC.
(2) 设⊙O的半径为r,易得AB2=AO2-BO2=25-r2,AC2=PC2-PA2=20-(5-r)2,∴r=3,∴cos∠ACP=■=■=■,过点A作AD⊥BC于点D(如图12),∴CD=AC×cos∠ACP=4×■=■,∴PB=BC-PC=2CD-PC=■-2■=■.
(3) 如图13,作AC的垂直平分线m,垂足为E,过点O作OF⊥直线m于点F,则OF=AE=■AC=■,∵OF≤r,即■≤r,∴r2≥5,∵r>0,∴r≥■,∴■≤r≤5.
【点评】(1) 有关圆的切线,常常连接圆心和切点;(2) 遇到类似“弦”(圆外的)的问题,也常作垂直(类似“弦心距”)构造直角三角形,再利用勾股定理和三角函数进行计算;(3) 直线与圆有交点?圳d≤r.
圆是初中几何中比较重要的内容之一.随着新课程的实施,对于圆的考查不会出现太复杂的证明题,取而代之的是填空、选择和简单的计算题. 在解决这些问题时,添加适当的辅助线是解决问题的关键. 圆中常见的辅助线就有:(1) 已知圆的切线时,常连接圆心和切点(半径);(2) 涉及弦的问题,常作半径和弦心距构造直角三角形,再利用勾股定理或三角函数进行计算;(3) 遇到直径,常利用直径所对圆周角为90°的性质构造直角三角形进行计算.
例1 (2012·四川自贡)如图1,AB是⊙O的直径,AP是⊙O的切线,A是切点,BP与⊙O交于点C.
(1) 若AB=2,∠P=30°,求AP的长;
(2) 若D为AP的中点,求证:直线CD是⊙O的切线.
【解析】(1) 由AP是切线,得△APB是直角三角形,再利用三角函数得AP=2■.
(2) 如图2,连接AC构造直角三角形△ABC、△ACP,再连接OC,得∠OCA=∠OAC,易得∠OCD=∠OAP=90°,∴直线CD是⊙O的切线.
【点评】遇到直径,常构造直角三角形进行推理.
例2 (2012·江苏镇江)如图3,AB是⊙O的直径,DF⊥AB于点D,交AC于点E,FC=FE.
(1) 求证:FC是⊙O的切线;
(2) 若⊙O的半径为5,cos∠FCE=■,求弦AC的长.
【解析】(1) 连接OC. 易得∠OCF=∠OCA+∠ACF=∠OAC+∠AED=90°,∴FC是⊙O的切线;
(2) 方法1:如图4,过点O作OM⊥AC,垂足为M,∴OM=OA·cos∠AOM=OA·cos∠FCE=2. ∴AC=2AM=2■=2■.
方法2:如图5,连接BC. ∴BC=AB·cos∠ABC=AB·cos∠FCE=4.
∴AC=■=2■.
【点评】(1) 有关圆的切线,常连接圆心和切点(半径);
(2) 方法1:涉及弦的问题时,常作半径和弦心距,构造直角△AMO,再利用勾股定理进行计算.
方法2:遇到直径先构造直角△ACB,再利用勾股定理进行计算.
例3 (2012·湖北黄冈)如图6,在△ABC中,BA=BC,以AB为直径作半圆⊙O,交AC于点D. 连接DB,过点D作DE⊥BC,垂足为点E.
(1) 求证:DE为⊙O的切线;
(2) 求证:DB2=AB·BE.
【解析】(1) 连接OD. 如图7,易得DB⊥AC,利用“三线合一”得D为AC中点,∴OD∥BC,∠ODE=∠CED=90°. ∴DE为⊙O的切线.
(2) 易得△BDE∽△BCD,DB2=AB·BE.
【点评】遇到圆的切线,常连接圆心和切点(半径).
例4 (2012·浙江温州)如图8,△ABC中,∠ACB=90°,D是边AB上的一点,且∠A=2∠DCB. E是BC上的一点,以EC为直径的⊙O经过点D.
(1) 求证:AB是⊙O的切线;
(2) 若CD的弦心距为1,BE=EO,求BD的长.
【解析】(1) 连接OD,易得∠ADO=∠DOB+∠B =∠A+∠B=90°,∴OD⊥AB,∴AB是⊙O的切线.
(2) 方法1:如图9,过点O作OM⊥CD于点M,易得∠DCB=■∠DOB=30°,∴OD=OE=OC=2,∴BD=2■.
方法2:如图10,过点O作OM⊥CD于点M,连接DE,易得DE=2OM=2.
∴OD=OE=2,∴BD=2■.
【点评】(1) 有关圆的切线,常连接圆心和切点(半径);
(2) 方法1:有关弦的问题,作半径和弦心距,构造直角△CMO,再利用三角函数进行计算.方法2:遇到直径,也可以构造直角△CDE,再利用三角函数进行计算.
例5 (2012·江苏泰州)如图11,已知直线l与⊙O相离,OA⊥l于点A,OA=5,OA与⊙O相交于点P,AB与⊙O相切于点B,BP的延长线交直线l于点C.
(1) 试判断线段AB与AC的数量关系,并说明理由;
(2) 若PC=2■,求⊙O的半径和线段PB的长;
(3) 若在⊙O上存在点Q,使△QAC是以AC为底边的等腰三角形,求⊙O的半径r的取值范围.
【解析】(1) AB=AC. 连接OB,如图12,∵∠OBP+∠PBA=90°,∠APC+∠ACP=90°,易得∠PBA=∠ACP,∴AB=AC.
(2) 设⊙O的半径为r,易得AB2=AO2-BO2=25-r2,AC2=PC2-PA2=20-(5-r)2,∴r=3,∴cos∠ACP=■=■=■,过点A作AD⊥BC于点D(如图12),∴CD=AC×cos∠ACP=4×■=■,∴PB=BC-PC=2CD-PC=■-2■=■.
(3) 如图13,作AC的垂直平分线m,垂足为E,过点O作OF⊥直线m于点F,则OF=AE=■AC=■,∵OF≤r,即■≤r,∴r2≥5,∵r>0,∴r≥■,∴■≤r≤5.
【点评】(1) 有关圆的切线,常常连接圆心和切点;(2) 遇到类似“弦”(圆外的)的问题,也常作垂直(类似“弦心距”)构造直角三角形,再利用勾股定理和三角函数进行计算;(3) 直线与圆有交点?圳d≤r.
圆是初中几何中比较重要的内容之一.随着新课程的实施,对于圆的考查不会出现太复杂的证明题,取而代之的是填空、选择和简单的计算题. 在解决这些问题时,添加适当的辅助线是解决问题的关键. 圆中常见的辅助线就有:(1) 已知圆的切线时,常连接圆心和切点(半径);(2) 涉及弦的问题,常作半径和弦心距构造直角三角形,再利用勾股定理或三角函数进行计算;(3) 遇到直径,常利用直径所对圆周角为90°的性质构造直角三角形进行计算.