競賽講座09-圓
基礎知識
如果沒有圓,平面幾何將黯然失色.
圓是一種特殊的幾何圖形,應當掌握圓的基本性質,垂線定理,直線與圓的位置關係,和圓有關的角,切線長定理,圓冪定理,圓和圓的位置關係,多邊形與圓的位置關係.
圓的幾何問題不是獨立的,它與直線形結合起來,將構成許多豐富多彩的、漂亮的幾何問題,「三角形的心」,「幾何著名的幾何定理」,「共圓、共線、共點」,「直線形」 將構成圓的綜合問題的基礎.
本部分著重研究下面幾個問題:
1.角的相等及其和、差、倍、分;
2.線段的相等及其和、差、倍、分;
3.二直線的平行、垂直;
4.線段的比例式或等積式;
5.直線與圓相切;
6.競賽數學中幾何命題的等價性.
命題分析
例1.已知為平面上兩個半徑不等的⊙和⊙的乙個交點,兩圓的外公切線分別為,、分別為、的中點,求證:.
例2.證明:唯一存在三邊長為連續整數且有乙個角為另乙個角的兩倍的三角形.
例3.延長至,以為直徑作半圓,圓心為,是半圓上一點,為銳角.**段上,在半圓上,∥,且,∥.求證:.
例4.求證:若乙個圓外切四邊形有兩條對邊相等,則圓心到另外兩邊的距離相等.
例5.設是△中最小的內角,點和將這個三角形的外接圓分成兩段弧,是落在不含的那段弧上且不等於與的乙個點,線段和的垂直平分線分別交線段於和,直線和相交於.證明:.
例6.菱形的內切圓與各邊分別切於,在與上分別作⊙切線交於,交於,交於,交於,求證:∥.
例7.⊙和⊙與△的三邊所在直線都相切,為切點,並且的延長線交於點.求證:直線與垂直.
例8.在圓中,兩條弦相交於點,為弦上嚴格在、之間的點.過的圓在點的切線分別交直線、於.已知,求(用表示).
例9.設點和是△的邊上的兩點,使得.又設和分別是△、△的內切圓與的切點.求證:.
例10.設△滿足,,過作△外接圓的切線,交直線於,設關於直線的對稱點為,由到所作垂線的垂足為,的中點為,交於點,證明直線為△外接圓的切線.
例11.兩個圓和被包含在圓內,且分別現圓相切於兩個不同的點和.經過的圓心.經過和的兩個交點的直線與相交於點和,直線和直線分別與相交於點和.求證:與相切.
例12.已知兩個半徑不相等的⊙和⊙相交於、兩點,且⊙、⊙分別與⊙內切於、兩點.求證:的充要條件是、、三點共線.
例13.在凸四邊形中,與不平行,⊙過、且與邊相切於點,⊙過、且與邊相切於點.⊙和⊙相交於、,求證:平分線段的充要條件是∥.
例14.設凸四邊形的兩條對角線與互相垂直,且兩對邊與不平行.點為線段與的垂直平分線的交點,且在四邊形的內部.求證:、、、四點共圓的充要條件為.
訓練題1.△內接於⊙,,過、兩點⊙的切線交於,為的中點,求證:(1);(2).
2.已知分別是△外接圓上不包含的弧的中點,分別和、相交於、兩點,分別和、相交於、兩點,分別和、相交於、兩點.求證:的充要條件是△為等邊三角形.
3.以△的邊為直徑作半圓,與、分別交於點和,過、作的垂線,垂足分別為、.線段、交於點.求證:.
4.在△中,已知內的旁切圓與相切於,內的旁切圓與相切於,過和的中點和作一直線,求證:直線平分△的周長,且與的平分線平行.
5.在△中,已知,過該三角形的內心作直線平行於交於.在邊上取點使得.求證:.
6.半圓圓心為,直徑為,一直線交半圓於,交於().設是△與△的外接圓除點外之另一交點.求證:為直角 .
7.已知,是銳角△的角平分線,,,且.求證:.
8.為△的邊上任一點,分別為△、△、△的內切圓半徑;分別為這三個三角形的旁切圓半徑(在內部).
求證:.
9.設是△的邊上的乙個內點,交△外接圓於,、是分別到和的垂足,是直徑為的圓.證明:與⊙相切當且僅當.
10.若是圓的弦,是的中點,過任意作弦和,連分別交於,則.
11.設為△的垂心,為該三角形外接圓上的一點,是高的垂足,並設與都是平行四邊形,與交於.證明:∥.
12.在△中,的平分線分別交及三角形的外接圓於和,是內切圓圓心.證明:(1);(2).
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