如图ab是圆o的直径(以AB为直径的圆的方程)

圆是几何题的重要考点,在中考中几乎年年出现!但是得分率却不高,因为复杂、难。下面我们分享一下圆的6种解题场景。用例题的方式来让进行对比、归类,从而形成自己在某一章节的常规解题武器。这是我们揭示圆解题规律的一个初衷。好的分享及反思,配上你的坚持,我相信你一定有收获!

第一种场景:遇到弦。

轴对称性是圆的基本性质,垂径定理及其推论就是根据圆的轴对称性总结出来的,它们是证明线段相等、角相等、垂直关系、弧相等和一条弦是直径的重要依据.遇弦作弦心距是圆中常用的辅助线.当圆的题目中出现弦的知识点的时候,我们需要迅速联想到弦相关的定理和一些性质,比如垂径定理、弦心距、勾股定理等.

例1.如图,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB于点E,点P在⊙O上,且PD∥CB,弦PB与CD交于点F

(1)求证:FC=FB;

(2)若CD=24,BE=8,求⊙O的直径.

【分析】(1)根据两平行弦所夹的弧相等,得到弧PC=弧BD,然后由等弧所对的圆周角相等及等角对等边,可以证明FC=FB.(2)连接OC,在Rt△OCE中用勾股定理计算出半径,然后求出直径.

【解答】(1)证明:∵PD∥CB,∴弧PC=弧BD,∴∠FBC=∠FCB,∴FC=FB.

(2)解:如图:连接OC,设圆的半径为r,在Rt△OCE中,

OC=r,OE=r﹣8,CE=12,∴r²=(r﹣8)²+12²,

解方程得:r=13.所以⊙O的直径为26.

【点评】本题考查的是垂径定理,(1)题根据平行弦所夹的弧相等,等弧所对的圆周角相等,等角对等边,可以证明两条线段相等.(2)题根据垂径定理得到CE=12,然后在直角三角形中用勾股定理求出半径,再确定圆的直径.

第二种场景:遇到直径。

当出现直径的条件时,我们也要快速联想圆心角、圆周角等性质,进而构造等腰三角形、直角三角形等图形,从而求解后面的问题。

例2.如图,在⊙O中,将弧BC沿弦BC所在直线折叠,折叠后的弧与直径AB相交于点D,连接CD.

(1)若点D恰好与点O重合,则∠ABC=______ °;

(2)延长CD交⊙O于点M,连接BM.猜想∠ABC与∠ABM的数量关系,并说明理由.

【分析】(1)根据折叠的性质和圆周角定理解答即可;

(2)作点D关于BC的对称点D,利用对称的性质和圆周角定理解答即可.

【解答】(1)∵由折叠可知:∠OBC=∠CBD,

∵点D恰好与点O重合,

∴∠COD=60°,∴∠ABC=∠OBC=1/2∠COD=30°;

故答案为:30;

(2)∠ABM=2∠ABC,理由如下:

作点D关于BC的对称点D,连接CD,BD,

∵对称,∴∠DBC=∠DBC,DC=DC,连接CO,DO,AC,

∴∠AOC=2∠ABC,∠DOC=2∠DBC,

∴∠AOC=∠DOC,∴AC=DC,

∵DC=DC,∴AC=DC,∴∠CAD=∠CDA,

∵AB是直径,∴∠ACB=90°,∴∠CAD+∠ABC=90°,

设∠ABC=α,则∠CAD=∠CDA=90°﹣α,

∴∠ACD=180°﹣∠CAD﹣∠CDA=2α,即∠ACD=2∠ABC,

∵∠ABM=∠ACD,∴∠ABM=2∠ABC.

【点评】此题考查圆周角的定理,关键是根据折叠的性质和圆周角定理解答.

第三种场景:遇到切线。

切线的定义是:一直线若与一圆有且只有一个交点,那么这条直线就是圆的切线。一般如果题目给出有切线,那么我们可以考虑添加过切点的半径,进而连结圆心和切点,利用切线的性质和定理构造出直角或直角三角形,从而使用勾股定理解出一些边角关系。

例3.(2018秋•海淀区期末)如图,AB是⊙O的弦,半径OE⊥AB,P为AB的延长线上一点,PC与⊙O相切于点C,CE与AB交于点F.

(1)求证:PC=PF;

(2)连接OB,BC,若OB∥PC,BC=3√2,tanP=3/4,求FB的长.

【分析】(1)连接OC,根据切线的性质以及OE⊥AB,可知∠E+∠EFA=∠OCE+∠FCP=90°,从而可知∠EFA=∠FCP,由对顶角的性质可知∠CFP=∠FCP,所以PC=PF;

(2)过点B作BG⊥PC于点G,由于OB∥PC,且OB=OC,BC=3√2,从而可知OB=3,易证四边形OBGC是正方形,所以OB=CG=BG=3,所以BG/PG=3/4,所以PG=4,由勾股定理可知:PB=5,所以FB=PF﹣PB=7﹣5=2.

【解答】(1)连接OC,∵PC是⊙O的切线,∴∠OCP=90°,

∵OE=OC,∴∠E=∠OCE,

∵OE⊥AB,∴∠E+∠EFA=∠OCE+∠FCP=90°,∴∠EFA=∠FCP,

∵∠EFA=CFP,∴∠CFP=∠FCP,∴PC=PF;

(2)过点B作BG⊥PC于点G,

∵OB∥PC,∴∠COB=90°,

∵OB=OC,BC=3√2,∴OB=3,

∵BG⊥PC,∴四边形OBGC是正方形,∴OB=CG=BG=3,

∵tanP=3/4,∴BG/PG=3/4,∴PG=4,

∴由勾股定理可知:PB=5,

∵PF=PC=7,∴FB=PF﹣PB=7﹣5=2.

【点评】本题考查圆的综合问题,涉及勾股定理,等腰三角形的判定,正方形的判定,锐角三角函数的定义等知识,需要学生灵活运用所学知识.

第四种场景:遇到相交切线(切线长定理),

这个和上面的切线有点类似,碰到这种特殊的情况,我们常常更多会考虑连结圆心和切点,或者连结圆心和圆外的一点,或者按需求连结两切点。通过这几个不同的操作,我们可以得出一些特殊的三角形和边角关系,比如全等、相似、垂直、边角关系等等,非常好用。

例4.如图所示,在梯形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,以AB为直径的⊙O与DC相切于E.已知AB=8,边BC比AD大6.

(1)求边AD、BC的长;

(2)在直径AB上是否存在一动点P,使以A、D、P为顶点的三角形与△BCP相似?若存在,求出AP的长;若不存在,请说明理由.

【分析】过D作DF⊥BC于F,设AD=x,则DE=AD=x,EC=BC=x+6,根据勾股定理就到一个关于x的方程,就可以解得AD的长;△ADP和△BCP相似,有△ADP∽△BCP和△ADP∽△BPC两种情况进行讨论,根据相似三角形的对应边的比相等,就可以求出AP的长.

【解答】(1)方法1:过D作DF⊥BC于F,

在Rt△DFC中,DF=AB=8,FC=BC﹣AD=6,

∴DC²=6 ²+8 ²=100,即DC=10.

设AD=x,则DE=AD=x,EC=BC=x+6,

∴x+(x+6)=10.

∴x=2.∴AD=2,BC=2+6=8.

方法2:连OD、OE、OC,

由切线长定理可知∠DOC=90°,AD=DE,CB=CE,

设AD=x,则BC=x+6,

由射影定理可得:OE2=DE•EC.即:x(x+6)=16,

解得x1=2,x2=﹣8,(舍去),∴AD=2,BC=2+6=8.

(2)存在符合条件的P点.

设AP=y,则BP=8﹣y,△ADP与△BCP相似,有两种情况:

①△ADP∽△BCP时,有AD/BC=AP/PB,即2/8=y/8-y,∴y=8/5;

②△ADP∽△BPC时,有AD/BP=AP/BC,即2/8-y=y/8,∴y=4.

故存在符合条件的点P,此时AP=8/5或4.

第五种场景:三角形内切圆。

一般碰到这个场景我们会作以下辅助线:过圆心作三角形各边的垂线段或者连结圆心到各三角形顶点,思路同样是构造特殊的边角关系和三角形。这里有两个非常重要的性质必须清楚记得:1、圆心到三角形顶点的连线是角平分线;2、圆心到三角形三边的距离相等。

例5.(2019•武汉模拟)如图,AB=AC,CD⊥AB于点D,点O是∠BAC的平分线上一点,⊙O与AB相切于点M,与CD相切于点N

(1)∠AOC=______;

(2)若NC=3,BC=2√5,求DM的长.

【分析】(1)只要证明OC平分∠ACD,即可解决问题;

(2)由切线长定理可知:AM=AE,DM=DN,CN=CE=3,设DM=DN=x,AM=AE=y,在Rt△BDC中,根据BC²=BD²+CD²,构建方程即可解决问题;

【解答】(1)如图,作OE⊥AC于E,连接OM,ON.

∵⊙O与AB相切于点M,与CD相切于点N,∴OM⊥AB,ON⊥CD,

∵OA平分∠BAC,OE⊥AC,∴OM=OE,∴AC是⊙O的切线,

∵ON=OE,ON⊥CD,OE⊥AC,∴OC平分∠ACD,

∵CD⊥AB,∴∠ADC=∠BDC=90°,

∴∠AOC=180°﹣1/2(∠DAC+∠ACD)=180°﹣45°=135°.

(2)∵AD,CD,AC是⊙O的切线,M,N,E是切点,

∴AM=AE,DM=DN,CN=CE=3,设DM=DN=x,AM=AE=y,

∵AB=AC,∴BD=3﹣x,

在Rt△BDC中,∵BC²=BD²+CD²,

∴20=(3﹣x)²+(3+x)²,∴x=1或﹣1(舍弃),∴DM=1.

【点评】本题考查相似三角形的判定和性质,切线的性质等知识,解题的关键是熟练掌握基本知识,学会利用参数构建方程解决问题.

第六种场景:三角形外接圆。如果是这种情况,一般我们会先构造一条直径,然后再根据题目的一些已知条件构造特殊的三角形和边角关系,从而求解。

例6.(2018秋•中山区期末)如图,⊙O是△ABC的外接圆,PA是⊙O切线,PC交⊙O于点D.

(1)求证:∠PAC=∠ABC;

(2)若∠BAC=2∠ACB,∠BCD=90°,AB=2√3,CD=2,求⊙O的半径.

【分析】(1)连接AO延长AO交⊙O于点E,连接EC.想办法证明:∠B+∠EAC=90°,∠PAC+∠EAC=90°即可解决问题;

(2)连接BD,作OM⊥BC于M交⊙O于F,连接OC,CF.设⊙O的半径为x.求出OM,根据CM2=OC2﹣OM2=CF2﹣FM2构建方程即可解决问题;

【解答】(1)证明:连接AO并延长交⊙O于点E,连接EC.

∵AE是直径,∴∠ACE=90°,∴∠EAC+∠E=90°,

∵∠B=∠E,∴∠B+∠EAC=90°,

∵PA是切线,∴∠PAO=90°,∴∠PAC+∠EAC=90°,∴∠PAC=∠ABC.

(2)解:连接BD,作OM⊥BC于M交⊙O于F,连接OC,CF.设⊙O的半径为x.

∵∠BCD=90°,∴BD是⊙O的直径,

∵OM⊥BC,∴BM=MC,弧BF=弧CF,∵OB=OD,∴OM=1/2CD=1,

∵∠BAC=∠BDC=2∠ACB,弧BF=弧CF,

∴∠BDF=∠CDF,∴∠ACB=∠CDF,

∴弧AB=弧CF,∴AB=CF=2√3,

∵CM²=OC²﹣OM²=CF²﹣FM²,

∴x²﹣1²=(2√3)²﹣(x﹣1)²,

∴x=3或﹣2(舍弃),∴⊙O的半径为3.

【点评】本题考查切线的性质,垂径定理,圆周角定理,勾股定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题,学会用转化的思想思考问题,属于中考压轴题.

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