圓的證明與計算題專題研究

2022-01-03 17:01:10 字數 5006 閱讀 9894

圓的證明與計算是中考中的一類重要的問題,此題完成情況的好壞對解決後面問題的發揮有重要的影響,所以解決好此題比較關鍵。

一、考點分析:

1.圓中的重要定理:

(1)圓的定義:主要是用來證明四點共圓.

(2)垂徑定理:主要是用來證明——弧相等、線段相等、垂直關係等等.

(3)三者之間的關係定理: 主要是用來證明——弧相等、線段相等、圓心角相等.

(4)圓周角性質定理及其推輪: 主要是用來證明——直角、角相等、弧相等.

(5)切線的性質定理:主要是用來證明——垂直關係.

(6)切線的判定定理: 主要是用來證明直線是圓的切線.

(7)切線長定理: 線段相等、垂直關係、角相等.

2.圓中幾個關鍵元素之間的相互轉化:弧、弦、圓心角、圓周角等都可以通過相等來互相轉化.這在圓中的證明和計算中經常用到.

二、考題形式分析:

主要以解答題的形式出現,第1問主要是判定切線;第2問主要是與圓有關的計算:①求線段長(或面積);②求線段比;③求角度的三角函式值(實質還是求線段比)。

三、解題秘笈:

1、判定切線的方法:

(1)若切點明確,則「連半徑,證垂直」。

常見手法有:全等轉化;平行轉化;直徑轉化;中線轉化等;有時可通過計算結合相似、勾股定理證垂直;

(2)若切點不明確,則「作垂直,證半徑」。

常見手法:角平分線定理;等腰三角形三線合一,隱藏角平分線;

總而言之,要完成兩個層次的證明:①直線所垂直的是圓的半徑(過圓上一點);②直線與半徑的關係是互相垂直。在證明中的關鍵是要處理好弧、弦、角之間的相互轉化,要善於進行由此及彼的聯想、要總結常新增的輔助線.

例:(1)如圖,ab是⊙o的直徑,bc⊥ab,ad∥oc交⊙o於d點,求證:cd為⊙o的切線;

(2)如圖,以rt△abc的直角邊ab為直徑作⊙o,交斜邊ac於d,點e為bc的中點,鏈結de,求證:de是⊙o的切線.

(3)如圖,以等腰△abc的一腰為直徑作⊙o,交底邊bc於d,交另一腰於f,若de⊥ac於e(或e為cf中點),求證:de是⊙o的切線.

(4)如圖,ab是⊙o的直徑,ae平分∠baf,交⊙o於點e,過點e作直線ed⊥af,交af的延長線於點d,交ab的延長線於點c,求證:cd是⊙o的切線.

2、與圓有關的計算:

計算圓中的線段長或線段比,通常與勾股定理、垂徑定理與三角形的全等、相似等知識的結合,形式複雜,無規律性。分析時要重點注意觀察已知線段間的關係,選擇定理進行線段或者角度的轉化。特別是要借助圓的相關定理進行弧、弦、角之間的相互轉化,找出所求線段與已知線段的關係,從而化未知為已知,解決問題。

其中重要而常見的數學思想方法有:

(1)構造思想:如:①構建矩形轉化線段;②構建「射影定理」基本圖研究線段(已知任意兩條線段可求其它所有線段長);③構造垂徑定理模型:

弦長一半、弦心距、半徑;④構造勾股定理模型;⑤構造三角函式.

(2)方程思想:設出未知數表示關鍵線段,通過線段之間的關係,特別是發現其中的相等關係建立方程,解決問題。

(3)建模思想:借助基本圖形的結論發現問題中的線段關係,把問題分解為若干基本圖形的問題,通過基本圖形的解題模型快速發現圖形中的基本結論,進而找出隱藏的線段之間的數量關係。

3、典型基本圖型:

圖形1:如圖1:ab是⊙o的直徑,點e、c是⊙o上的兩點,基本結論有:

(1)在「ac平分∠bae」;「ad⊥cd」;「dc是⊙o的切線」三個論斷中,知二推一。

(2)如圖2、3,de等於弓形bce的高;dc=ae的弦心距of(或弓形bce的半弦ef)。

(3)如圖(4):若ck⊥ab於k,則:

①ck=cd;bk=de;ck=be=dc;ae+ab=2bk=2ad;

②⊿adc∽⊿acbac2=adab

(4)在(1)中的條件①、②、③中任選兩個條件,當bg⊥cd

於e時(如圖5),則:

①de=gb;②dc=cg;③ad+bg=ab;④adbg==dc2

圖形2:如圖:rt⊿abc中,∠acb=90°。點o是ac上一點,以oc為半徑作⊙o交ac於點e,基本結論有:

(1)在「bo平分∠cba」;「bo∥de」;「ab是⊙o的切線」;「bd=bc」。四個論斷中,知一推三。

(2)①g是⊿bcd的內心bco∽⊿cdebode=coce=ce2;

(3)在圖(1)中的線段bc、ce、ae、ad中,知二求四。

(4)如圖(3),若①bc=ce,則:②==tan∠ade;③bc:ac:ab=3:4:5 ;(在①、②、③中知一推二)④設be、cd交於點h,,則bh=2eh

圖形3:如圖:rt⊿abc中,∠abc=90°,以ab為直徑作⊙o交ac於d,基本結論有:

如右圖:(1)de切⊙oe是bc的中點;

(2)若de切⊙o,則:①de=be=ce;

②d、o、b、e四點共圓∠ced=2∠a

③cd·ca=4be2,

圖形特殊化:在(1)的條件下

如圖1:de∥ab⊿abc、⊿cde是等腰直角三角形;

如圖2:若de的延長線交ab的延長線於點f,若ab=bf,則:

① ;②

圖形4:如圖,⊿abc中,ab=ac,以ab為直徑作⊙o,交bc於點d,交ac於點f,

基本結論有:

(1)de⊥acde切⊙o;

(2)在de⊥ac或de切⊙o下,有:①⊿dfc是等腰三角形;

②ef=ec;③d是的中點。④與基本圖形1的結論重合。

⑤連ad,產生母子三角形。

圖形5::以直角梯形abcd的直腰為直徑的圓切斜腰於e, 基本結論有:

(1)如圖1:①ad+bc=cd; ②∠cod=∠aeb=90°; ③od平分∠adc(或oc平分∠bcd);(注:在①、②、③及④「cd是⊙o的切線」四個論斷中,知一推三)

④ad·bc=2=r2;

(2)如圖2,連ae、co,則有:co∥ae,coae=2r2(與基本圖形2重合)

(3)如圖3,若ef⊥ab於f,交ac於g,則:eg=fg.

圖形6:如圖:直線pr⊥⊙o的半徑ob於e,pq切⊙o於q,bq交直線pq於r。

基本結論有:

(1)pq=pr (⊿pqr是等腰三角形);

(2)在「pr⊥ob」、「pq切⊙o」、「pq=pr」中,知二推一

(3)2pr·re=br·rq=be·2r=ab2

圖形7:如圖,⊿abc內接於⊙o,i為△abc的內心。基本結論有:

(1)如圖1,①bd=cd=id;②di2=de·da;

③∠aib=90°+∠acb;

(2)如圖2,若∠bac=60°,則:bd+ce=bc.

圖形8:已知,ab是⊙o的直徑,c是中點,cd⊥ab於d。bg交cd、ac

於e、f。基本結論有:

(1)cd=bg;be=ef=ce;gf=2de

(反之,由cd=bg或be=ef可得:c是中點)

(2)oe=af,oe∥ac;⊿ode∽⊿agf

(3)be·bg=bd·ba

(4)若d是ob的中點,則:①⊿cef是等邊三角形

四、範例講解:

例題1:△abp中,∠abp=90°,以ab為直徑作⊙o交ap於c點,弧=,過c作af的垂線,垂足為m,mc的延長線交bp於d.

(1)求證:cd為⊙o的切線;

(2)連bf交ap於e,若be=6,ef=2,求的值。

例題2:直角梯形abcd中,∠bcd=90°,ab=ad+bc,ab為直徑的圓交bc於e,連oc、bd交於f.

⑴求證:cd為⊙o的切線

⑵若,求的值

例題3:如圖,ab為直徑,pb為切線,點c在⊙o上,ac∥op。

(1)求證:pc為⊙o的切線。

(2)過d點作de⊥ab,e為垂足,連ad交bc於g,cg=3,de=4,求的值。

例題4(2009調考):如圖,已知△abc中,以邊bc為直徑的⊙o與邊ab交於點d,點e為的中點,af為△abc的角平分線,且af⊥ec。

(1)求證:ac與⊙o相切;

(2)若ac=6,bc=8,求ec的長

五、練習:

1.如圖,rt△abc,以ab為直徑作⊙o交ac於點d, ,過d作ae的垂線,f為垂足.

(1)求證:df為⊙o的切線;

(2)若df=3,⊙o的半徑為5,求的值.

2.如圖,ab為⊙o的直徑,c、d為⊙o上的兩點, ,過d作直線bc的垂線交直線ab於點e,f為垂足.

(1)求證:ef為⊙o的切線;

(2)若ac=6,bd=5,求的值.

3.如圖,ab為⊙o的直徑,半徑oc⊥ab,d為ab延長線上一點,過d作⊙o的切線,e為切點,鏈結ce交ab於點f.

(1)求證:de=df;

(2)鏈結ae,若of=1,bf=3,求的值.

4.如圖,rt△abc中,∠c=90°,bd平分∠abc,以ab上一點o為圓心過b、d兩點作⊙o,⊙o交ab於點一點e,ef⊥ac於點f.

(1)求證:⊙o與ac相切;

(2)若ef=3,bc=4,求的值.

5.如圖,等腰△abc中,ab=ac,以ab為直徑作⊙o交bc於點d,de⊥ac於e.

(1)求證:de為⊙o的切線;

(2)若bc=,ae=1,求的值.

6.如圖,bd為⊙o的直徑,a為的中點,ad交bc於點e,f為bc延長線上一點,且fd=fe.

(1)求證:df為⊙o的切線;

(2)若ae=2,de=4,△bdf的面積為,求的值.

7、如圖,ab是⊙o的直徑,m是線段oa上一點,過m作ab的垂線交ac於點n,交bc的延長線於點e,直線cf交en於點f,且∠ecf=∠e.

(1)求證:cf是⊙o的切線;

(2)設⊙o的半徑為1,且ac=ce,求的長.

8、如圖,ab是⊙o的直徑,bc⊥ab,過點c作⊙o的切線ce,點d是ce延長線上一點,鏈結ad,且ad+bc=cd.

(1)求證:ad是⊙o的切線;

(2)設oe交ac於f,若of=3,ef=2,求線段bc的長.

9、如圖,△abc中,ab=bc,以ab為直徑的⊙o交ac於點d,且cd=bd.

(1)求證:bc是⊙o的切線;

(2)已知點m、n分別是ad、cd的中點,bm延長線交⊙o於e,ef∥ac,分別交bd、bn的延長線於h、f,若dh=2,求ef的長.

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