22.与圆有关的角
知识考点:
1、掌握与圆有关的角,如圆心角、圆周角、弦切角等概念; 2、掌握圆心角的度数等于它所对弧的度数; 3、掌握圆周角定理及其推论;
4、掌握弦切角定理及其推论;
5、掌握各角之间的转化及其综合运用。
精典例题:
【例1】如图,在等腰△ABC中,AC=BC,∠C=1000,点P在△ABC的外部,并且PC=BC,求∠APB的度数。
分析:注意条件AC=BC=PC,联想到圆的定义,画出以点C为圆心,AC为半径的圆,问题则得以解决。
解:∵AC=BC,PC=BC
∴A、B、P三点在以C为圆心,AC为半径的圆上
若P、C在AB的同侧,则∠APB=
0
0
C?PB12∠ACB
A∵∠ACB=100,∴∠APB=50
若P、C在AB的异侧,则∠APB=1800-50=1300
0
P?例1图 【例2】如图,在△ABC中,∠B=90,O是AB上一点,以O为圆心,OB为半径的圆与AB交于E,与AC切于点D,直线ED交BC的延长线于F,若AD∶AE=2∶1,求cot∠F的值。
分析:由AD∶AE=2∶1和△ADE∽△ABD有DE∶DB=1∶2,而∠F=∠EBD,则cot∠F=cot∠EBD=
BDDE,故结论得证。
F解:连结BD
∵AC为⊙O的切线,∴∠1=∠2
∵∠A=∠A,∴△ADE∽△ABD ∴∴
ADAEDBDE??BDDE21CD1AEO?,即
ADAE?21
2B?2
0
∵BE为⊙O的直径,∴∠BDE=90
∴∠2+∠BEF=900,∵∠F+∠BEF=900,∴∠2=∠F ∴cot∠F=cot∠2=
BDDE例2图 =2
【例3】如图,由矩形ABCD的顶点D引一条直线分别交BC及AB的延长线于F、G,连结AF并延长交△BGF的外接圆于H,连结GH、BH。
(1)求证:△DFA∽△HBG;
(2)过A点引圆的切线AE,E为切点,AE=33,CF∶FB=1∶2,求AB的长; (3)在(2)的条件下,又知AD=6,求tan∠HBG的值。 分析:(1)证∠DAF=∠AFB=∠BGH,∠DFA=∠HFG=∠HBG即可;
(2)由DC∥AG,得CF∶FB=CD∶BG=1∶2,则AB∶AG=1∶3,由切割线定理得AB=3;
(3)由(2)知AB=3,AG=9,过A作AQ⊥DG于Q。由DG?AQ?2112AD?AB得AQ?181313。
所以DF=
13DG=13。由ADAQFQ2?DQ?DG得DQ?121313,所以QF?1313。故tan∠HBG=tan∠HFG
=tan∠QFA==18。
DQFCHPCDABGEAO?B例3图
问题一图
探索与创新:
【问题一】如图,已知,半圆的直径AB=6cm,CD是半圆上长为2cm的弦,问:当弦CD在半圆上滑动时,AC和BD延长线的夹角是定值吗?若是,试求出这个定角的正弦值;若不是,请说明理由。 分析:本题有一定难度,连结BC(或AD)可构成直角三角形,这是遇直径常用的辅助线。 解;连结BC
?∵CD为定长,虽CD滑动,但CD的度数不变,∴∠PBC为定值 ∴∠P=∠ACP-∠PBC=900-∠PBC为定值 ∵∠PCD=∠PBA,∴△PCD∽△PBA ∴
PCPB?CDBA?26?13
PCPB1在Rt△PBC中,cos∠P=?1222,∴sin∠P=1?()?
333评注:本题是在变中寻不变,有一定的难度,但考虑到常用的辅助线――直径,问题便迎刃而解了。
变式:如图,BC与AD交于E,其它条件与上题一致,问∠P与∠DEB的大小关系? 分析:∵AB为直径,则∠PCB=∠ADB=900,而cos∠P=
PCPB?CDAB,又∵△CED∽△AEB,∴
CDAB?DEEB=cos∠DEB。∴cos∠P=cos∠DEB,故∠P与∠DEB的大小相等。
PCDEAO?P?CP?AOBBD问题一变式图
问题二图
【问题二】如图,AB是⊙O的直径,弦(非直径)CD⊥AB,P是⊙O上不同于C、D的任一点。 (1)当点P在劣弧CD上运动时,∠APC与∠APD的关系如何?请证明你的结论;
(2)当点P在优弧CD上运动时,∠APC与∠APD的关系如何?并证明你的结论(不讨论P与A重合的情形)。
分析:(1)P在劣弧CD上运动时,∠APC=∠APD,利用垂径定理及圆周角定理易证;(2)P在优弧CD上运动时,∠APC+∠APD=180,∠APC所对的弧是ADC,∠APD所对的弧是AD,而AD?AC,
????0
????ADC?AD的度数和等于ADC?AC的度数和,等于360,由圆周角定理易证明得到结论。
0
跟踪训练:
一、选择题:
1、下列命题中,正确的命题个数是( ) ①顶点在圆周上的角是圆周角;
②圆周角度数等于圆心角度数的一半;
③90的圆周角所对的弦是直径;
④圆周角相等,则它们所对的弧也相等。
A、1个 B、2个 C、3个 D、4个 2、已知AB、AC与⊙O相切于B、C,∠A=500,点P是⊙O上异于B、C的一动点,则∠BPC的度数是( ) A、650 B、1150 C、650或1150 D、1300或500
3、O为锐角△ABC的外心,OD⊥BC,OE⊥AC,OF⊥AB,垂足分别为D、E、F,则OD∶OE∶OF为( ) A、a∶b∶c B、
1a0
∶
1b∶
1c
0
C、cosA∶cosB∶cosC D、sinA∶sinB∶sinC
4、如图,AB是⊙O的直径,DB、DC分别切⊙O于B、C,若∠ACE=25,则∠D为( ) A、500 B、550 C、600 D、650
ABO?AO?OCAECD1O??DxBCDB700
第4题图
第5题图
第6题图
5、如图,⊙O经过⊙O1的圆心O1,∠ADB=?,∠ACD=?,则?与?之间的关系是( ) A、?=? B、??1800?2? C、??12(900??) D、??12(1800??)
二、填空题:
6、如图,四边形ABCD内接于⊙O,则x= 。
7、如图,A、B、C是⊙O上的三个点,当BC平分∠ABO时,能得出结论 (任写一个)。 8、如图,AB是⊙O的直径,C、D、E都是⊙O上的点,则∠1+∠2= 。
EDOAC?A1O?B2DBO?CPABC第9题图
9、如图,PA切⊙O于点A,PO交⊙O于C,延长PO交⊙O于点B,PA=AB,PD平分∠APB交AB于点D,则∠ADP= 。
第7题图 第8题图 10、如图,已知直径AB⊥CD于E,∠COB=?,则
ABBEsin2?2= 。
11、如图,⊙O1与⊙O2为两个等圆,O1在⊙O2上,O2在⊙O1上,⊙O1与⊙O2交于A、B两点,过B的直
线交⊙O1于C,交⊙O2于D,过C作⊙O1的切线CE与过D作⊙O2的切线DE交于E,则∠E= 。 三、计算题或证明题:
?12、如图,已知P为⊙O外一点,PA、PB分别切⊙O于A、B,OP与AB相交于点M,C为AB上一点。求证:∠OPC=∠OCM。
ACAO1AOEB??O2MPD?BCOCBDE
第10题图
第11题图
第12题图
13、如图,⊙O1与⊙O2交于A、B两点,点O1在⊙O2上,⊙O2的弦O1C交AB、⊙O1于D、E。求证: (1)AO1?O1D?O1C; (2)E为△ABC的内心。
CAEA?2FECO1?DOO2B?AGCDPO?BBD第13题图
第14题图 第15题图
14、如图,已知AD是△ABC外角∠EAC的平分线,交BC的延长线于点D,延长DA交△ABC的外接圆于点F,连结FB、FC。
(1)求证:FB=FC; (2)FB2?FA?FD;
(3)若AB是△ABC的外接圆的直径,∠EAC=1200,BC=6cm,求AD的长。
15、如图,⊙O的直径AB=6,P为AB上一点,过P作⊙O的弦CD,连结AC、BC,设∠BCD=m∠ACD,当
BPAP?7?43时,是否存在正实数m,使弦CD最短?若存在,请求出m的值;若不存在,请
说明理由。
16、如图,在△ABC中,AD为∠BAC的平分线,以C为圆心,CD为半径的半圆交BC的延长线于点E,交AD于F,交AE于点M,且∠B=∠CAE,EF∶FD=4∶3。
(1)求证:AF=DF;
(2)求∠AED的余弦值;
(3)如果BD=10,求△ABC的面积。
AFM?BDCE第16题图
跟踪训练参考答案
一、选择题:ACCAD 二、填空题:
6、1400;7、OC∥AB等;8、900;9、450;10、1;11、1200 三、计算题或证明题:
12、提示:连结OA,OA22?OM?OP?OC,∴
OCOM?OPOC,又∠O是公共角,△OCM∽△OPC。
13、略证:(1)连结,O1B,由O1A=O1B可得∠O1AD=∠O1CA,∠AO1D是公共角,∴△O1AD∽△O1CA;(2)连结AE、BE,由∠ABE=
12∠AO1C=
12∠ABC,∠BAE=
12∠BO1E=
12∠BAC。
14、(1)(2)略;(3)43cm。
15、解:连结OD,设存在正实数m,则在⊙O中过P点的所有弦中,只有垂直于直径的弦最短。∴CP⊥AB于P。
∵
BPAP?7?43,设AP=k,则BP=(7?43)k,又AB=6
∴(7?43?1)k?6,解得k?6?332332
∴OP=OA-AP=3?6?332=
在Rt△POD中,cos∠POD=
OPOD?0
32,∴∠POD=30,∠ACD=15
00
∵AB为⊙O的直径,∴∠ACB=90 ∴∠BCD=900-150=750 ∵∠BCD=m∠ACD
∴m=5,即存在正实数m,使CD弦最短。
16、(1)先证∠ADE=∠DAE;(2)作AN⊥BE于N,设FE=4x,FD=3x,可求DE=5x,由
AD?EF?DE?AN得:AN=4.8x,可得EN=1.4x,cos∠AED=
725;(3)△CAE∽△ABE,S?ABC?72。
15、解:连结OD,设存在正实数m,则在⊙O中过P点的所有弦中,只有垂直于直径的弦最短。∴CP⊥AB于P。
∵
BPAP?7?43,设AP=k,则BP=(7?43)k,又AB=6
∴(7?43?1)k?6,解得k?6?332332
∴OP=OA-AP=3?6?332=
在Rt△POD中,cos∠POD=
OPOD?0
32,∴∠POD=30,∠ACD=15
00
∵AB为⊙O的直径,∴∠ACB=90 ∴∠BCD=900-150=750 ∵∠BCD=m∠ACD
∴m=5,即存在正实数m,使CD弦最短。
16、(1)先证∠ADE=∠DAE;(2)作AN⊥BE于N,设FE=4x,FD=3x,可求DE=5x,由
AD?EF?DE?AN得:AN=4.8x,可得EN=1.4x,cos∠AED=
725;(3)△CAE∽△ABE,S?ABC?72。
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