李孝英中教一級教師,1998年畢業(yè)于山東師范大學,1998年至今在山東省棗莊市第二中學從事數(shù)學教學工作, 棗莊市骨干教師,曾獲得棗莊市優(yōu)質(zhì)課一等獎,師德標兵。
在歷年各地的中考試卷中,有關(guān)圓的證明與計算型問題中,多數(shù)都涉及圓的切線,總結(jié)起來主要有以下幾種題型.
題型1 直線與圓位置關(guān)系的判定
例1 已知平面內(nèi)有⊙O和點A,B,若⊙O半徑為2cm,線段OA=3cm,OB=2cm,則直線AB與⊙O的位置關(guān)系為()
(A)相離. (B)相交.
(C)相切.(D)相交或相切.
分析 根據(jù)點與圓的位置關(guān)系的判定方法進行判斷.
解 ⊙O的半徑為2cm,線段
OA=3cm,OB=2cm,
即點A到圓心O的距離大于圓的半徑,點B到圓心O的距離等于圓的半徑,
所以點A在⊙O外,點B在⊙O上,
所以直線AB與⊙O的位置關(guān)系為相交或相切,
故選(D).
題型2 利用切線的性質(zhì)進行計算或證明
例2 圖1
如圖1,在△ABC中,AB=6,以點A為圓心,3為半徑的圓與邊BC相切于點D,與AC,AB分別交于點E,G,點F是優(yōu)弧GE上一點,∠CDE=18°,則∠GFE的度數(shù)是()
(A)50°.(B)48°.
(C)45°.(D)36°.
分析 要求圓周角∠GFE,可先求圓心角∠GAE,可以連接AD, 這樣∠GAE=∠GAD=∠DAE,而∠GAD可在Rt△BAD中求得,∠DAE可在等腰三角形ADE中求得.
圖2
解 如圖2,連接AD,因為BC與⊙A相切于點D,
所以AD⊥BC,
所以∠ADB=∠ADC=90°,
因為AB=6,
AG=AD=3,
所以AD=12AB,
所以∠B=30°,
所以∠GAD=60°,
因為∠CDE=18°,
所以∠ADE=90°-18°=72°,
因為AD=AE,
所以∠AED=∠ADE=72°,
所以∠DAE=180°-∠ADE-∠AED
=180°-72°-72°
=36°,
所以∠GAE=∠BAD+∠DAE
=60°+36°
=96°,
所以∠GFE=12∠GAE=12×96°=48°,
故選(B).
題型3 利用添加輔助線來輔助證明圓的切線
例3 圖3
如圖3,O為線段PB上一點,以O(shè)為圓心,OB長為半徑的⊙O交PB于點A,點C在⊙O上,連接PC,滿足PC2=PA·PB.
(1)求證:PC是⊙O的切線;
(2)若AB=3PA,求ACBC的值.
分析 (1)已知條件PC2=PA·PB可轉(zhuǎn)化為
PAPC=PCPB,
能說明△PAC∽△PCB,
再根據(jù)相似三角形的對應(yīng)角相等以及直徑所對的圓周角是直角證明過點C的半徑OC⊥PC.
(2)由AB=3PA可得PB=4PA,OA=OC=1.5PA,根據(jù)勾股定理求出PC=2PA,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)即可得出ACBC的值.
圖4
解 (1)如圖4,連接OC.
因為PC2=PA·PB,
所以PAPC=PCPB,
因為∠P=∠P,
所以△PAC∽△PCB,
所以∠PCA=∠B,
因為∠ACB=90°,
所以∠CAB+∠B=90°,
因為OA=OC,
所以∠CAB=∠OCA,
所以∠PCA+∠OCA=90°,
所以O(shè)C⊥PC,
所以PC是⊙O的切線.
(2)因為AB=3PA,
所以PB=4PA,
OA=OC=1.5PA,
PO=2.5PA,
因為OC⊥PC,
所以PC=PO2-OC2=2PA,
因為△PAC∽△PCB,
所以ACBC=PCPB=2PA4PA=12.
題型4 切線的性質(zhì)和判定的綜合應(yīng)用
例4 圖5
如圖5,AB是⊙O的直徑,過點A作⊙O的切線AC,點P是射線AC上的動點,連接OP,過點B作BD∥OP,交⊙O于點D,連接PD.
(1)求證:PD是⊙O的切線;
(2)當四邊形POBD是平行四邊形時,求∠APO的度數(shù).
分析 (1)要證PD是⊙O的切線,應(yīng)證明OD⊥PD,而由已知得∠PAO=90°,可考慮證明△PAO≌△PDO.
(2)根據(jù)全等得出PA=PD,根據(jù)平行四邊形的性質(zhì)得出PD=OB,求出PA=OA,再求出答案即可.
圖6
解 (1)如圖6,連接OD,
因為PA切⊙O于點A,
所以PA⊥AB,
即∠PAO=90°,
因為OP∥BD,
所以∠DBO=∠AOP,
∠BDO=∠DOP,
因為OD=OB,
所以∠BDO=∠DBO,
所以∠DOP=∠AOP.
在△AOP和△DOP中,
AO=DO,∠AOP=∠DOP,PO=PO,
所以△AOP≌△DOP(SAS),
所以∠PDO=∠PAO,
因為∠PAO=90°,
所以∠PDO=90°,
即OD⊥PD,
所以PD是⊙O的切線;
圖7
(2)由(1)知:
△AOP≌△DOP,
所以PA=PD.
因為四邊形POBD是平行四邊形,
所以PD=OB,
因為OB=OA,
所以PA=OA,
因為∠PAO=90°,
所以∠APO=∠AOP=45°.
上述幾種題型答題的核心問題是:
1.切線的判定方法有三種:①利用切線的定義,即與圓只有一個公共點的直線是圓的切線;②到圓心距離等于半徑的直線是圓的切線;③經(jīng)過半徑的外端,并且垂直于這條半徑的直線是圓的切線.
2.證明一條直線為圓的切線時,必須兩個條件缺一不可:①過半徑外端點;②垂直于這條半徑.
3.常用輔助線的添加方法:①有切點連圓心,證垂直;②無切點作垂直,證相等.
4.利用切線的性質(zhì)構(gòu)造直角三角形,利用直角三角形的性質(zhì)(勾股定理、三角函數(shù)等)進行計算.