與三角形、四邊形等圖形一樣,圓也是基本的平面圖形,而圓中弧、弦、弦心距、圓心角之間的關(guān)系以及“垂徑定理”一直是中考考查重點(diǎn). 下面我就帶著大家去看看各地中考是如何讓這些重點(diǎn)在“中心對(duì)稱圖形(圓)”主題下演繹“百變”角色的!
例1 (2012·四川自貢)如圖1,AB是⊙O的直徑,AP是⊙O的切線,A是切點(diǎn),BP與⊙O交于點(diǎn)C.
(1) 若AB=2,∠P=30°,求AP的長(zhǎng);
(2) 若D為AP的中點(diǎn),求證:直線CD是⊙O的切線.
【解析】(1) 由AP是切線,得△APB是直角三角形,再利用三角函數(shù)得AP=2■.
(2) 如圖2,連接AC構(gòu)造直角三角形△ABC、△ACP,再連接OC,得∠OCA=∠OAC,易得∠OCD=∠OAP=90°,∴直線CD是⊙O的切線.
【點(diǎn)評(píng)】遇到直徑,常構(gòu)造直角三角形進(jìn)行推理.
例2 (2012·江蘇鎮(zhèn)江)如圖3,AB是⊙O的直徑,DF⊥AB于點(diǎn)D,交AC于點(diǎn)E,F(xiàn)C=FE.
(1) 求證:FC是⊙O的切線;
(2) 若⊙O的半徑為5,cos∠FCE=■,求弦AC的長(zhǎng).
【解析】(1) 連接OC. 易得∠OCF=∠OCA+∠ACF=∠OAC+∠AED=90°,∴FC是⊙O的切線;
(2) 方法1:如圖4,過(guò)點(diǎn)O作OM⊥AC,垂足為M,∴OM=OA·cos∠AOM=OA·cos∠FCE=2. ∴AC=2AM=2■=2■.
方法2:如圖5,連接BC. ∴BC=AB·cos∠ABC=AB·cos∠FCE=4.
∴AC=■=2■.
【點(diǎn)評(píng)】(1) 有關(guān)圓的切線,常連接圓心和切點(diǎn)(半徑);
(2) 方法1:涉及弦的問(wèn)題時(shí),常作半徑和弦心距,構(gòu)造直角△AMO,再利用勾股定理進(jìn)行計(jì)算.
方法2:遇到直徑先構(gòu)造直角△ACB,再利用勾股定理進(jìn)行計(jì)算.
例3 (2012·湖北黃岡)如圖6,在△ABC中,BA=BC,以AB為直徑作半圓⊙O,交AC于點(diǎn)D. 連接DB,過(guò)點(diǎn)D作DE⊥BC,垂足為點(diǎn)E.
(1) 求證:DE為⊙O的切線;
(2) 求證:DB2=AB·BE.
【解析】(1) 連接OD. 如圖7,易得DB⊥AC,利用“三線合一”得D為AC中點(diǎn),∴OD∥BC,∠ODE=∠CED=90°. ∴DE為⊙O的切線.
(2) 易得△BDE∽△BCD,DB2=AB·BE.
【點(diǎn)評(píng)】遇到圓的切線,常連接圓心和切點(diǎn)(半徑).
例4 (2012·浙江溫州)如圖8,△ABC中,∠ACB=90°,D是邊AB上的一點(diǎn),且∠A=2∠DCB. E是BC上的一點(diǎn),以EC為直徑的⊙O經(jīng)過(guò)點(diǎn)D.
(1) 求證:AB是⊙O的切線;
(2) 若CD的弦心距為1,BE=EO,求BD的長(zhǎng).
【解析】(1) 連接OD,易得∠ADO=∠DOB+∠B =∠A+∠B=90°,∴OD⊥AB,∴AB是⊙O的切線.
(2) 方法1:如圖9,過(guò)點(diǎn)O作OM⊥CD于點(diǎn)M,易得∠DCB=■∠DOB=30°,∴OD=OE=OC=2,∴BD=2■.
方法2:如圖10,過(guò)點(diǎn)O作OM⊥CD于點(diǎn)M,連接DE,易得DE=2OM=2.
∴OD=OE=2,∴BD=2■.
【點(diǎn)評(píng)】(1) 有關(guān)圓的切線,常連接圓心和切點(diǎn)(半徑);
(2) 方法1:有關(guān)弦的問(wèn)題,作半徑和弦心距,構(gòu)造直角△CMO,再利用三角函數(shù)進(jìn)行計(jì)算.方法2:遇到直徑,也可以構(gòu)造直角△CDE,再利用三角函數(shù)進(jìn)行計(jì)算.
例5 (2012·江蘇泰州)如圖11,已知直線l與⊙O相離,OA⊥l于點(diǎn)A,OA=5,OA與⊙O相交于點(diǎn)P,AB與⊙O相切于點(diǎn)B,BP的延長(zhǎng)線交直線l于點(diǎn)C.
(1) 試判斷線段AB與AC的數(shù)量關(guān)系,并說(shuō)明理由;
(2) 若PC=2■,求⊙O的半徑和線段PB的長(zhǎng);
(3) 若在⊙O上存在點(diǎn)Q,使△QAC是以AC為底邊的等腰三角形,求⊙O的半徑r的取值范圍.
【解析】(1) AB=AC. 連接OB,如圖12,∵∠OBP+∠PBA=90°,∠APC+∠ACP=90°,易得∠PBA=∠ACP,∴AB=AC.
(2) 設(shè)⊙O的半徑為r,易得AB2=AO2-BO2=25-r2,AC2=PC2-PA2=20-(5-r)2,∴r=3,∴cos∠ACP=■=■=■,過(guò)點(diǎn)A作AD⊥BC于點(diǎn)D(如圖12),∴CD=AC×cos∠ACP=4×■=■,∴PB=BC-PC=2CD-PC=■-2■=■.
(3) 如圖13,作AC的垂直平分線m,垂足為E,過(guò)點(diǎn)O作OF⊥直線m于點(diǎn)F,則OF=AE=■AC=■,∵OF≤r,即■≤r,∴r2≥5,∵r>0,∴r≥■,∴■≤r≤5.
【點(diǎn)評(píng)】(1) 有關(guān)圓的切線,常常連接圓心和切點(diǎn);(2) 遇到類似“弦”(圓外的)的問(wèn)題,也常作垂直(類似“弦心距”)構(gòu)造直角三角形,再利用勾股定理和三角函數(shù)進(jìn)行計(jì)算;(3) 直線與圓有交點(diǎn)?圳d≤r.
圓是初中幾何中比較重要的內(nèi)容之一.隨著新課程的實(shí)施,對(duì)于圓的考查不會(huì)出現(xiàn)太復(fù)雜的證明題,取而代之的是填空、選擇和簡(jiǎn)單的計(jì)算題. 在解決這些問(wèn)題時(shí),添加適當(dāng)?shù)妮o助線是解決問(wèn)題的關(guān)鍵. 圓中常見(jiàn)的輔助線就有:(1) 已知圓的切線時(shí),常連接圓心和切點(diǎn)(半徑);(2) 涉及弦的問(wèn)題,常作半徑和弦心距構(gòu)造直角三角形,再利用勾股定理或三角函數(shù)進(jìn)行計(jì)算;(3) 遇到直徑,常利用直徑所對(duì)圓周角為90°的性質(zhì)構(gòu)造直角三角形進(jìn)行計(jì)算.