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- 2021-05-13 发布
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专题-------圆的切线证明
我们学习了直线和圆的位置关系,就出现了新的一类习题,就是证明一直线是圆的切线.在我们所学的知识范围内,证明圆的切线常用的方法有:
一、若直线l过⊙O上某一点A,证明l是⊙O的切线,只需连OA,证明OA⊥l就行了,简称“连半径,证垂直”,难点在于如何证明两线垂直.
例1 如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O交BC于D,交AC于E,B为切点的切线交OD延长线于F.
求证:EF与⊙O相切.
证明:连结OE,AD.
∵AB是⊙O的直径,
∴AD⊥BC.
又∵AB=BC,
⌒
⌒
∴∠3=∠4.
∴BD=DE,∠1=∠2.
又∵OB=OE,OF=OF,
∴△BOF≌△EOF(SAS).
∴∠OBF=∠OEF.
∵BF与⊙O相切,
∴OB⊥BF.
∴∠OEF=900.
∴EF与⊙O相切.
说明:此题是通过证明三角形全等证明垂直的
例2 如图,AD是∠BAC的平分线,P为BC延长线上一点,且PA=PD.
求证:PA与⊙O相切.
证明一:作直径AE,连结EC.
∵AD是∠BAC的平分线,
∴∠DAB=∠DAC.
∵PA=PD,
∴∠2=∠1+∠DAC.
∵∠2=∠B+∠DAB,
∴∠1=∠B.
又∵∠B=∠E,
∴∠1=∠E
∵AE是⊙O的直径,
∴AC⊥EC,∠E+∠EAC=900.
∴∠1+∠EAC=900.
即OA⊥PA.
∴PA与⊙O相切.
证明二:延长AD交⊙O于E,连结OA,OE.
⌒
⌒
∵AD是∠BAC的平分线,
∴BE=CE,
∴OE⊥BC.
∴∠E+∠BDE=900.
∵OA=OE,
∴∠E=∠1.
∵PA=PD,
∴∠PAD=∠PDA.
又∵∠PDA=∠BDE,
∴∠1+∠PAD=900
即OA⊥PA.
∴PA与⊙O相切
说明:此题是通过证明两角互余,证明垂直的,解题中要注意知识的综合运用.
例3 如图,AB=AC,AB是⊙O的直径,⊙O交BC于D,DM⊥AC于M
求证:DM与⊙O相切.
证明一:连结OD.
∵AB=AC,
∴∠B=∠C.
∵OB=OD,
∴∠1=∠B.
∴∠1=∠C.
∴OD∥AC.
D
∵DM⊥AC,
∴DM⊥OD.
∴DM与⊙O相切
证明二:连结OD,AD.
∵AB是⊙O的直径,
∴AD⊥BC.
又∵AB=AC,
∴∠1=∠2.
∵DM⊥AC,
∴∠2+∠4=900
C
∵OA=OD,
∴∠1=∠3.
∴∠3+∠4=900.
即OD⊥DM.
∴DM是⊙O的切线
说明:证明一是通过证平行来证明垂直的.证明二是通过证两角互余证明垂直的,解题中注意充分利用已知及图上已知.
例4 如图,已知:AB是⊙O的直径,点C在⊙O上,且∠CAB=300,BD=OB,D在AB的延长线上.
求证:DC是⊙O的切线
证明:连结OC、BC.
∵OA=OC,
∴∠A=∠1=∠300.
∴∠BOC=∠A+∠1=600.
又∵OC=OB,
∴△OBC是等边三角形.
D
∴OB=BC.
∵OB=BD,
∴OB=BC=BD.
∴OC⊥CD.
∴DC是⊙O的切线.
说明:此题是根据圆周角定理的推论3证明垂直的,此题解法颇多,但这种方法较好.
例5 如图,AB是⊙O的直径,CD⊥AB,且OA2=OD·OP.
求证:PC是⊙O的切线.
证明:连结OC
∵OA2=OD·OP,OA=OC,
∴OC2=OD·OP,
.
又∵∠1=∠1,
∴△OCP∽△ODC.
∴∠OCP=∠ODC.
∵CD⊥AB,
∴∠OCP=900.
∴PC是⊙O的切线.
说明:此题是通过证三角形相似证明垂直的
例6 如图,ABCD是正方形,G是BC延长线上一点,AG交BD于E,交CD于F.
求证:CE与△CFG的外接圆相切.
分析:此题图上没有画出△CFG的外接圆,但△CFG是直角三角形,圆心在斜边FG的中点,为此我们取FG的中点O,连结OC,证明CE⊥OC即可得解.
证明:取FG中点O,连结OC.
∵ABCD是正方形,
∴BC⊥CD,△CFG是Rt△
∵O是FG的中点,
∴O是Rt△CFG的外心.
∵OC=OG,
∴∠3=∠G,
∵AD∥BC,
∴∠G=∠4.
∵AD=CD,DE=DE,
∠ADE=∠CDE=450,
∴△ADE≌△CDE(SAS)
∴∠4=∠1,∠1=∠3.
∵∠2+∠3=900,
∴∠1+∠2=900.
即CE⊥OC.
∴CE与△CFG的外接圆相切
二、若直线l与⊙O没有已知的公共点,又要证明l是⊙O的切线,只需作OA⊥l,A为垂足,证明OA是⊙O的半径就行了,简称:“作垂直;证半径”
例7 如图,AB=AC,D为BC中点,⊙D与AB切于E点.
求证:AC与⊙D相切.
证明一:连结DE,作DF⊥AC,F是垂足.
∵AB是⊙D的切线,
∴DE⊥AB.
∵DF⊥AC,
∴∠DEB=∠DFC=900.
∵AB=AC,
∴∠B=∠C.
又∵BD=CD,
∴△BDE≌△CDF(AAS)
∴DF=DE.
∴F在⊙D上.
∴AC是⊙D的切线
证明二:连结DE,AD,作DF⊥AC,F是垂足.
∵AB与⊙D相切,
∴DE⊥AB.
∵AB=AC,BD=CD,
∴∠1=∠2.
∵DE⊥AB,DF⊥AC,
∴DE=DF.
∴F在⊙D上.
∴AC与⊙D相切.
说明:证明一是通过证明三角形全等证明DF=DE的,证明二是利用角平分线的性质证明DF=DE的,这类习题多数与角平分线有关.
例8 已知:如图,AC,BD与⊙O切于A、B,且AC∥BD,若∠COD=900.
求证:CD是⊙O的切线.
证明一:连结OA,OB,作OE⊥CD,E为垂足.
∵AC,BD与⊙O相切,
∴AC⊥OA,BD⊥OB.
∵AC∥BD,
∴∠1+∠2+∠3+∠4=1800.
O
∵∠COD=900,
∴∠2+∠3=900,∠1+∠4=900.
∵∠4+∠5=900.
∴∠1=∠5.
∴Rt△AOC∽Rt△BDO.
∴.
∵OA=OB,
∴.
又∵∠CAO=∠COD=900,
∴△AOC∽△ODC,
∴∠1=∠2.
又∵OA⊥AC,OE⊥CD,
∴OE=OA.
∴E点在⊙O上.
∴CD是⊙O的切线.
证明二:连结OA,OB,作OE⊥CD于E,延长DO交CA延长线于F.
∵AC,BD与⊙O相切,
∴AC⊥OA,BD⊥OB.
∵AC∥BD,
∴∠F=∠BDO.
又∵OA=OB,
∴△AOF≌△BOD(AAS)
∴OF=OD.
∵∠COD=900,
∴CF=CD,∠1=∠2.
又∵OA⊥AC,OE⊥CD,
∴OE=OA.
∴E点在⊙O上.
∴CD是⊙O的切线.
证明三:连结AO并延长,作OE⊥CD于E,取CD中点F,连结OF.
∵AC与⊙O相切,
∴AC⊥AO.
∵AC∥BD,
∴AO⊥BD.
∵BD与⊙O相切于B,
∴AO的延长线必经过点B.
∴AB是⊙O的直径.
∵AC∥BD,OA=OB,CF=DF,
∴OF∥AC,
∴∠1=∠COF.
∵∠COD=900,CF=DF,
∴.
∴∠2=∠COF.
∴∠1=∠2.
∵OA⊥AC,OE⊥CD,
∴OE=OA.
∴E点在⊙O上.
∴CD是⊙O的切线
说明:证明一是利用相似三角形证明∠1=∠2,证明二是利用等腰三角形三线合一证明∠1=∠2.证明三是利用梯形的性质证明∠1=∠2,这种方法必需先证明A、O、B三点共线.
此题较难,需要同学们利用所学过的知识综合求解.
以上介绍的是证明圆的切线常用的两种方法供同学们参考.
以下是武汉市2007----2010中考题汇编:
A
B
D
C
E
F
G
O
(第22题图)
(2007中考)22.(本题8分)如图,等腰三角形ABC中,AC=BC=10,AB=12。以BC为直径作⊙O交AB于点D,交AC于点G,DF⊥AC,垂足为F,交CB的延长线于点E。
(1)求证:直线EF是⊙O的切线;
(2)求CF:CE的值。
(2008中考)22.(本题8分)如图,AB是⊙O的直径,AC是弦,∠BAC的平分线AD交⊙O于点D,DE⊥AC,交AC的延长线于点E,OE交AD于点F.⑴求证:DE是⊙O的切线;⑵若,求的值。
F
E
D
C
B
A
O
(2009中考)22.(本题满分8分)
C
E
B
A
O
F
D
如图,中,,以为直径作交边于点,是边的中点,连接.
(1)求证:直线是的切线;
(2)连接交于点,若,求的值.
(2010中考)22.如图,点O在∠APB的平分线上,⊙O与PA相切于点C.
(1) 求证:直线PB与⊙O相切;
(2) PO的延长线与⊙O交于点E.若⊙O的半径为3,PC=4.求弦CE的长.