各位朋友,大家好!“数学视窗”继续给大家分享一道与圆有关的综合题,这道题目有3个小问,3小题难度都不大,属于学生应该掌握的综合能力题。当然,对于成绩一般的学生来说,如果没有掌握相关知识点,将仍然无法顺利解答出来。此题考查了切线的性质、等腰三角形的性质、垂径定理、菱形的判定、相似三角形的判定和性质等。下面,我们就一起来看这道例题吧!
例题:(初中数学综合题)如图,已知AB为⊙O的直径,点C是⊙O上一点.CD与⊙O相切于点C,过点A作AD⊥DC,交半圆O于点E.连接AC,BC.
(1)求证:AC是∠DAB的角平分线;
(2)若AD=2,AB=3,求AC的长;
(3)若AE=2DE.试判断以O,A,E,C为顶点的四边形的形状,并说明理由.
分析:大家想要正确解答一道数学题,必须先将思路大致弄清楚。下面就简单分析一下此题的思路:
(1)因为CD与⊙O相切于点C,所以连接OC,根据切线的性质即可得到OC⊥CD,根据同角的余角相等得到∠DAC=∠ACO,再根据等腰三角形的性质得到∠OAC=∠ACO,由等量代换即可得到∠BAC=∠DAC,由角平分线的定义即可证明结论;
(2)由∠BAC=∠DAC以及直角,可以证明△DAC∽△CAB,再根据相似三角形的性质得出线段比例式,代入数据计算,即得到答案;
(3)连接EC、OC,过点O作OF⊥AD于点F,根据垂径定理得到AF=FE=1/2AE,由AE=2DE进而证明AF=FE=DE,根据条件证明四边形OCEA为平行四边形,再由OA=OC和菱形的判定定理解答即可.
解答:(以下的过程仅供参考,部分过程进行了精简,并且可能还有其他不同的解题方法)
(1)证明:如图1,连接OC,
∵CD与⊙O相切于点C,
∴OC⊥CD,(切线的性质)
∴∠ACD+∠ACO=90°,
∵AD⊥DC,
∴∠ACD+∠DAC=90°,(在Rt△ACD中)
∴∠DAC=∠ACO,(等量代换)
∵OA=OC,(两者都是圆的半径)
∴∠BAC=∠ACO,
∴∠BAC=∠DAC,
即AC是∠DAB的角平分线;
(2)解:∵AB为⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,(直径所对的圆周角)
∴∠ADC=∠ACB,
又∵∠CAD=∠BAC,
∴△DAC∽△CAB,
∴AD/AC=AC/AB,
∵AD=2,AB=3,
∴2/AC=AC/3,
解得AC=√6;
(3)解:如图2,连接EC、OC,过点O作OF⊥AD于点F,
则AF=FE=1/2AE,(垂径定理)
∵AE=2DE,
∴AF=FE=DE,
∵∠OCD=∠D=∠OFD=90°,(矩形的判定)
∴四边形OCDF为矩形,
∴OC=DF=DE+EF=AF+EF=AE,
又∵OC∥AE,
(一组对边平行且相等)
∴四边形OCEA为平行四边形,
∵OA=OC,
∴平行四边形OCEA为菱形.
故以O,A,E,C为顶点的四边形的形状为菱形.
(完毕)
这道题主要考查了圆的切线的性质、垂径定理、等腰三角形的性质、矩形和菱形的判定、相似三角形的判定和性质等,题目具有较强的综合性,熟练掌握相似三角形的判定与性质,以及“圆的切线垂直于过切点的半径”是解题的关键。