文方智娟
(作者單位:安徽省合肥市北城力高學(xué)校)
圓的對(duì)稱性給人以美的感受,而與圓相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)卻比較多,對(duì)初學(xué)者來說易產(chǎn)生困惑。有關(guān)圓的求解問題一般可轉(zhuǎn)化為求角、邊(或線段)以及最值問題,下面以幾組經(jīng)典題目幫助同學(xué)們有效學(xué)習(xí)與掌握。
例1 如圖1,菱形ABOC的邊AB、AC分別與⊙O相切于點(diǎn)D、E,若點(diǎn)D是AB中點(diǎn),則∠DOE= 。
【分析】由切線性質(zhì)可知OD⊥AB,OE⊥AC,又結(jié)合中點(diǎn)得OD為AB的中垂線,再根據(jù)題意,可得OA=OB=AB=AC=OC,得到兩個(gè)等邊三角形。
解:連接OA,如圖2,
圖2
∵AB、AC分別與⊙O相切于點(diǎn)D、E,
∴OD⊥AB,OE⊥AC。
又點(diǎn)D為AB的中點(diǎn),
∴OA=OB=AB=AC=OC,
∴△AOB與△AOC都是等邊三角形,
∴∠BAO=∠CAO=60°,
∴∠BAC=∠BAO+∠CAO=120°,
∴∠DOE=180°-∠BAC=60°。
故答案為60°。
【點(diǎn)評(píng)】本題巧妙地將特殊的平行四邊形與圓相結(jié)合,考查基本圖形、基本概念及相關(guān)性質(zhì)。理解切線的性質(zhì),厘清垂直平分線、等腰三角形“三線合一”以及等邊三角形的知識(shí)點(diǎn)是解決問題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。
例2 如圖3,⊙A過點(diǎn)O(0,0),C( 3,0),D(0,1),點(diǎn)B是x軸下方⊙A上的一點(diǎn),連接BO、BD,則∠OBD=( )。
圖3
A.15° B.30° C.45° D.60°
【分析】如果連接CD,根據(jù)在同一圓中,同弧所對(duì)的圓周角相等,得∠OBD=∠OCD,由DO⊥OC,結(jié)合平面直角坐標(biāo)系和解直角三角形知識(shí)得到解決。
解:連接CD,如圖4,易得∠OBD=∠OCD。
圖4
∵DO⊥OC,OC=3,OD=1,
∴在Rt△COD中,
∴∠OCD=30°,∴∠OBD=30°。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】解題的核心與關(guān)鍵是“轉(zhuǎn)化思想”的運(yùn)用,一是將∠OBD轉(zhuǎn)化為與它相等的角(圖中的∠OCD),二是將∠OBD所在的非直角三角形轉(zhuǎn)化為直角三角形(構(gòu)造直角三角形)。通過連接CD,有效利用同一圓中同弧所對(duì)的圓周角相等、直角所對(duì)的弦是直徑以及銳角三角函數(shù)進(jìn)行解題。
例3 如圖5,AB是⊙O的直徑,AB⊥CD于點(diǎn)E,AB=10,CD=8,則BE的長為( )。
A.2 B.3 C.4 D.3.5
圖5
【分析】連接OC,如圖6,根據(jù)勾股定理,求出OE。
圖6
解:連接OC,
∵AB=10,AB為⊙O的直徑,
∴OB=OC=5,
∵AB⊥CD,CD=8,
在Rt△OCE中,
∴BE=OB-OE=2。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題是根據(jù)垂徑定理構(gòu)造直角三角形。垂徑定理、勾股定理等是解決很多問題的有效途徑和方法。
例4 如圖7,在△ABC中,∠ABC=90°,以BC為直徑作⊙O,交AC于點(diǎn)D,E為?CD的中點(diǎn),連接CE、BE,BE交AC于點(diǎn)F。若AB=3,BC=4,求CE的長。
圖7
【分析】可以通過證明∠ABE=∠AFB得AB=AF,接下來通過△BEC∽△CEF,得到BE=2CE,然后再利用勾股定理即可。
解:∵∠ABC=90°,
∴∠ABE+∠CBE=90°,
∵BC為⊙O直徑,∴∠BEC=90°,
∴∠EFC+∠ECF=90°。
又∠EFC=∠AFB,
∴∠AF?B+∠ECF=90°。
∵E為CD的中點(diǎn),
∴∠CBE=∠ECF,
∴∠ABE=∠AFB,∴AB=AF。
在Rt△ABC中,AB=3,BC=4,
∴AC=5,由AF=AB=3,
∴CF=AC-AF=2,
∵∠CBE=∠ECF,∠BEC=∠CEF=90°,
∴△BEC∽△CEF,
∴BE=2CE,
又BE2+CE2=BC2,
【點(diǎn)評(píng)】本題方法不唯一,還可以通過連接BD來解決,同學(xué)們可自己嘗試。
例5 如圖8,在△ABC中,∠ABC=90°,∠A=30°,BC=2,點(diǎn)Q是AC的中點(diǎn),則點(diǎn)Q到以AB為直徑的圓上任意一點(diǎn)的距離中,最大值為_____ ,最小值為_____。
圖8
【分析】題目條件將本來已經(jīng)存在的圖“隱”起來了。如果有了圖9,不僅看起來直觀了,而且解決問題的思路也明了了。
解:如圖9,以AB為直徑作⊙O,過點(diǎn)O、Q作直徑與⊙O交于點(diǎn)P1,P2,
圖9
在Rt△ABC中,∠A=30°,BC=2,
【點(diǎn)評(píng)】讓“隱圓”顯現(xiàn)出來,問題迎刃而解。分析問題,添加輔助線,應(yīng)朝著有助于解決問題的方向努力。