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专题10 选考内容
第1讲 几何证明选讲
一、填空题
1.(2011·广东理,15)如右图,过圆O外一点P分别作圆的切线和割线交圆于A,B,且PB=7,C是圆上一点使得BC=5,∠BAC=∠APB,则AB=________.
[答案]
[解析] 由圆的切线性质可知∠PAB=∠ACB,
又∠APB=∠BAC,所以△PAB∽△ACB,
所以=,而BC=5,PB=7,∴=,
∴AB2=35,AB=.
2.(2011·湖南理,11)如右图,A,E是半圆周上的两个三等分点,直径BC=4,AD⊥BC,垂足为D,BE与AD相交于点F,则AF的长为________.
[答案]
[解析] 如图,连结AE,OA,OE,∠AOB=60°,OA=2,∴AD=.
又∵△AFE∽△DFB,
∴=,AE=2,BD=1,
∴=2,∴AF=.
3.(2011·陕西理,15)如图,∠B=∠D,AE⊥BC,∠ACD=90°,且AB=6,AC=4,AD=12,则BE=________.
[答案] 4
[解析] ∠B=∠D,∠DCA=∠BEA=90°.
∴△DAC∽△BAE,∴=.
∴AE=2,∴BE==4.
4.(2010·北京理,12)如图,⊙O的弦ED,CB的延长线交于点A,若BD⊥AE,AB=4,BC=2,AD=3,则DE=______;CE=________.
[答案] 5 2
[解析] 首先由割线定理不难知道AB·AC=AD·AE,
于是AE=8,DE=5,又BD⊥AE,故BE为直径,
因此∠C=90°,由勾股定理可知
CE2=AE2-AC2=28,
故CE=2.
5.如图:PA与圆O相切于点A,PCB为圆O的割线,并且不过圆心O,已知∠BPA=30°,PA=2,PC=1,则圆O的半径等于________.
[答案] 7
[解析] 由已知可得,PA2=PC·PB,从而可得PB=12,连结OA并反向延长,交圆于点E,交BC于D,且∠BPA=30°,在直角三角形APD中可以求得PD=4,DA=2,故CD=3,DB=8,记圆的半径为R,由于ED·DA=CD·DB,因此,(2R-2)×2=3×8,解得R=7.
6.(2011·广东东莞)如下图,圆O是△ABC的外接圆,过点C的切线交AB的延长线于点D,CD=2,AB=3.则BD的长为________.
[答案] 4
[解析] 由切割线定理得:DB·DA=DC2,即DB·(DB+BA)=DC2,∴DB2+3DB-28=0,∴DB=4.
7.如图,AB是半圆O的直径,∠BAC=30°,BC为半圆的切线,且BC=4,则点O到AC的距离OD=________.
[答案] 3
[解析] 由已知得∠CBA=90°,因为BC=4,∠BAC=30,所以AB===12,故AO=6,由于∠ODA=90°,所以OD=3.
8.如图,已知在△ABC中,CD⊥AB于D,BC2=BD·AB,则∠ACB=________.
[答案] 90°
[解析] 在△ABC与△CBD中,
由BC2=BD·AB,得=,且∠B=∠B,
所以△ABC∽△CBD.则∠ACB=∠CDB=90°.
二、解答题
9.(2011·江苏,21)如图,圆O1与圆O2内切于点A,其半径分别为r1与r2(r1>r2).圆O1的弦AB交圆O2于点C(O1不在AB上).求证:ABAC为定值.
[证明] 连结AO1,并延长分别交两圆于点E和点D,连结BD,SE.
因为圆O1与圆O2内切于点A,所以点O2在AD上.故AD,AE分别为圆O1,圆O2的直径.
从而∠ABD=∠ACE=.
所以BD∥CE,
于是===.
所以ABAC为定值.
10.(2011·新课标理,22)如图,D、E分别为△ABC的边AB、AC上的点,且不与△ABC的顶点重合,已知AE的长为m,AC的长为n,AD,AB的长是关于x的方程x2-14x+mn=0的两个根.
(1)证明:C、B、D、E四点共圆;
(2)若∠A=90°,且m=4,n=6,求C、B、D、E所在圆的半径.
[解析] (1)证明:如图,
连接DE,在△ADE和△ACB中,AD·AB=mn=AE·AC,即=.又∠DAE=∠CAB,从而△ADE∽△ACB.
因此∠ADE=∠ACB.所以C,B,D,E四点共圆.
(2)解:m=4,n=6时,方程x2-14x+mn=0的两根为x1=2,x2=12.故AD=2,AB=12.
如图,取CE的中点G,DB的中点F,分别过G,F作AC,AB的垂直,两垂线相交于H点,连接DH.因为C,B,D,E四点共圆,所以C,B,D,E四点所在圆的圆心为H,半径为DH.由于∠A=90°,故GH∥AB,HF∥AC.
从而HF=AG=5,DF=(12-2)=5.
故C,B,D,E四点所在圆的半径为5.
11.(2011·辽宁理,22)如图,A,B,C,D四点在同一圆上,AD的延长线与BC的延长线交于E点,且EC=ED.
(1)证明:CD∥AB;
(2)延长CD到F,延长DC到G,使得EF=EG,证明:A,B,G,F四点共圆.
[解析] (1)因为EC=ED,所以∠EDC=∠ECD.
因为A,B,C,D四点在同一圆上,所以∠EDC=∠EBA.
故∠ECD=∠EBA.
所以CD∥AB.
(2)由(1)知,AE=BE.因为EF=EG,故∠EFD=∠EGC,从而∠FED=∠GEC.
连结AF,BG,则△EFA≌△EGB,故∠FAE=∠GBE.
又CD∥AB,∠EDC=∠ECD,所以∠FAB=∠GBA.
所以∠AFG+∠GBA=180°.
故A,B,G,F四点共圆.
12.如图,AE、AF分别为△ABC的内、外角平分线,O为EF的中点.
求证:OBOC=AB2AC2.
[分析] OBOC等于△ABO与△ACO的面积之比(高相等),自然想到证明△ABO∽△CAO.
[证明] ∵AE,AF为△ABC的内、外角平分线,∴AE⊥AF,
又∵O为EF的中点,∴∠OEA=∠OAE.
∵∠OAE=∠CAE+∠OAC,∠OEA=∠B+∠BAE,
而∠BAE=∠CAE,∴∠OAC=∠B.
∵∠AOB为公共角,∴△OAC∽△OBA.
∴S△OBAS△OAC=AB2AC2.
又∵△OAB与△OCA有一个公共边OA.
∴S△OBAS△OAC=OBOC,∴OBOC=AB2AC2.
[评析] 利用三角形相似的判定定理来证明三角形相似,然后由面积比等于相似比的平方这一性质来解题.所以并非见到内外角平分线,就用角平分线定理.
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