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中考解读:
圆的综合是中考数学必考题,一般在第24或25题,分值5分 圆综一般有两小题
Ⅰ.第一小题占2分,一般需要证明切线或角的关系和线段关系
一般需要导角证明,求证相切的关系其实是导90°角,求证平行关系其实也是通过导角的关系来判定平行,这类问题通常都要用到圆的常见辅助线来解决; Ⅱ. 第二小题占3分,一般考查求线段的长度
主要应用圆的基本性质,同时结合相似、勾股定理以及锐角三角函数等知识。这一问是考生容易丢分的,是此题的难点,需要掌握核心方法和技巧。
解决圆综问题常用到的定理: (1)弧、弦、圆心角定理
弧、弦、圆心角定理:在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦也相等. 推论1:在同圆或等圆中,如果两条弧相等,那么它们所对的圆心角相等,所对的弦也相等. 推论2:在同圆或等圆中,如果两条弦相等,那么它们所对的圆心角相等,所对的弧也相等.
(2)圆周角定理
圆周角定理:一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半. 推论1:同弧或等弧所对的圆周角相等;
推论2:半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90°的圆周角所对的弦是直径.
(3)垂径定理
圆综解题技巧
垂径定理:垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧.
推论:平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧.
(4)切线定理
切线的判定定理:经过半径的外端,且垂直于这条半径的直线是圆的切线。
切线的性质定理:圆的切线垂直于过切点的半径。
(5)切线长定理
切线长定理:从圆外一点可以引圆的两条切线,它们的切线长相等,这一点和圆心的连线平分两条切线的夹角。
(6)圆的内接四边形:
圆内接四边形性质:圆内接四边形对角互补.
推论:圆的内接四边形的一个外角等于它的内对角。
要想熟练解决几何问题,一定要形成一种做辅助线和解题的条件反射,看到题中的某个条件、某个图形或是某种问法脑海中就会即刻呈现出可能的辅助线。这种条件反射像是饿了想吃饭,渴了想喝水一样。
(1)见到条件给出圆周角或者圆心角的度数或等量关系→找同弧或等弧所对的其他圆周角或者圆心角。
(2)见到直径→找直径所对的圆周角
(3)见到切线尤其是要证明相切关系→连过切点的半径
(4)若题目中有“弦的中点”和“弧的中点”条件时,一般连接中点和圆心,利用垂径定理的推论得出结果。
(5)圆心是直径的中点,考虑中位线
(6)同圆的半径相同,连接两条半径,考虑等腰三角形的性质,圆内的等腰三角形,计算线段长,考虑垂径定理
(7)角平分线,平行,等腰→知二得一
还有很多要形成条件反射的内容,例如出现平行线要怎么办等等,平时要多注意积累
像这些需要形成条件反射的辅助线,我们称之为必连线,即使题中可能用不到,在做题过程中也要先连起来。
圆综的解题步骤:
第一问一般需要证明切线或角的关系和线段关系
它们有一个共同的特点:通过导角来证明。
证切线→导直角;证角的关系等→导角;证线段相等→一般导等腰(有时需要全等);证线段平行→导角。
第二问一般需要求边,一种是求边的比例,另一种是求边的长度
※求边的比例大多数情况会用相似三角形来解决
※求边的长度则分3个步骤:
(1)把所求的边放到直角三角形中,利用勾股定理或者三角函数解决
(2)把所求的边放到合适的三角形中,利用相似三角形来解决
利用勾股定理,相似三角形或者锐角三角函数时,通常需要设未知数,然后列方程求解(3)若发现(1)和(2)行不通,则可以考虑等量代换或者求线段的和差,再回到(1)或(2)解决
圆中有非常多的直角三角形,所以相似一般是直角三角形的相似,包括:平行相似,错位相似,射影相似,共角相似,八字相似等
典题讲解:
1:如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,点D是边AB上一点,以BD为直径的⊙O与边AC相切于点E,连结DE并延长交BC的延长线于点F.
(1)求证:∠BDF=∠F;
(2)如果CF=1,sinA=
3
5
,求⊙O的半径.
(2014北京丰台一模)解题思路:
1:遇到相切:连半径得垂直;
2:遇到直径:联想所对圆周角为90°;
3:三角函数:直角三角形、相似;
解:(1)证明:连接O E,
∵AC与圆O相切,
∴OE⊥AC,…………………1分
∵BC⊥AC,
∴OE∥BC,
∴∠1=∠F
又∵OE=OD,∴∠1=∠2 ∴∠BDF=∠F;……………2分(2)解:设BC=3x,根据题意得:AB=5x,
又∵CF=1,∴BF=3x+1,
由(1)得:∠BDF=∠F ,∴BD=BF,
∴BD=3x+1,
∴OE=OB=,…………………3分
AO=AB﹣OB=5x ﹣=,
∵sinA=,∴
=,即=,………………4分
解得:x=,则O 的半径为=.……………5分
2:如图,CA、CB为⊙O的切线,切点分别为A、B.延长直径AD与CB的延长线交于点E.AB、CO交于点M,连接OB.
(1)求证:∠ABO=1
2
∠ACB;
(2)若sin∠EAB
,CB=12,求⊙O 的半径及
BE
AE
的值.
A
(2014朝阳一模)解题思路:
1、题中过一个点有两条切线,可联想:
1)切线长定理:切线长相等,角平分线;
2)垂直:连接圆心和切点,垂直于切线;
3)圆外一点和圆心连线垂直平分“切点弦”——如:OC^AB且OC平分AB
2、三角函数
1)构造直角三角形或通过导角,转换为直角三角形的三角函数问题;
2)利用直角三角形的相似,解决问题。
解:(1)证明:∵CA、CB为⊙O的切线,
∴CA=CB,∠BCO=1
2
∠ACB,∴∠CBO=90°.………………1分
∴CO⊥AB.
∴∠ABO +∠CBM=∠BCO +∠CBM=90°.∴∠ABO =∠BCO.
∴∠ABO=1
2
∠ACB.…………………2分
(2)∵OA=OB,∴∠EAB=∠ABO.∴∠BCO=∠EAB.
∵sin∠BCO =sin∠EAB
.…………………3分
∴OB
CB
=
1
3
.
∵CB=12,
∴OB=4.……………………………………………4分即⊙O 的半径为4.
∴∠OBE=∠CAE=90°,∠E=∠E,
∴△OBE∽△CAE.
∴BE
AE
=
OB
CA
.
∵CA=CB=12,
∴BE
AE
=
1
3
.…………………………………………5分
A
3:如图AB是⊙O的直径,PA,PC与⊙O分别相切于点A,C,PC交AB的延长线于点D,DE PO
⊥交PO的延长线于点E.
(1)求证:EPD EDO
∠=∠;
(2)若6
PC=,
3
tan
4
PDA
∠=,求OE的长.
A
O
B
C
D E
P
(2013年北京中考)
解题思路:
1、题中过一个点有两条切线,可联想:
1)切线长定理:切线长相等,角平分线;
2)垂直:连接圆心和切点,垂直于切线;
3)圆外一点和圆心连线垂直平分“切点弦”——如:OC^AB且OC平分AB 过一点有两条切线:
2、圆内相似
1)半径相等
2)三角函数——确定直角三角形的三边比例关系
解:(1)证明:PA,PC与⊙O分别相切于点A,C,∴∠APO=∠EPD且PA⊥AO,
∴∠PAO=90°,
∵∠AOP=∠EOD,∠PAO=∠E=90°,
∴∠APO=∠EDO,
∴∠EPD=∠EDO;
(2)解:连接OC,
∴PA=PC=6,
∵tan∠PDA=,
∴在Rt△PAD中,AD=8,PD=10,
∴CD=4,
∵tan∠PDA=,
∴在Rt△OCD中,OC=OA=3,OD=5,
∵∠EPD=∠ODE,
∴△OED∽△DEP,
∴,
在Rt△OED中,OE2+DE2=52,
∴OE=.
4:如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O与边BC、AC分别交于D、E两点,DF⊥AC 于F.
(1)求证:DF为⊙O的切线;
(2)若
3
cos
5
C=,CF=9,求AE的长.
(2014海淀一模)
解题思路:
1.证切线,连半径,导90°或垂直
1)遇线段相等,得角相等,联想“三线合一”
2)遇直径,联想所对圆周角是90°
3)看到垂直,联想到平行
4)圆心是中点,三线合一出中点,利用中位线
2.求线段长
1)有锐角三角函数,找直角三角形
2)三角函数遇所求线段不在同一三角形,想勾股定理或者相似解:(1)连接,
OD AD.
∵AB 是⊙O 的直径,
∴90ADB ∠=. 又∵AB AC =, ∴D 为BC 的中点. 又∵O 为AB 的中点, ∴OD //AC . ∵DF ⊥AC , ∴DF ⊥OD .
又∵OD 为⊙O 的半径,
∴DF 为⊙O 的切线.…………………………………………2分 (2)∵DF ⊥AC ,9CF =,
∴cos CF
C C
D =. ∴3
915cos 5
CF CD C =
=÷=.…………………3分 ∵90ADB ∠=, ∴90ADC ∠=. ∴cos CD
C AC =
. ∴3
1525cos 5
CD AC C =
=÷=………………………4分 连接BE .
∵AB 是⊙O 的直径, ∴90AEB ∠=. 又∵DF ⊥AC , ∴DF //BE . ∴
1CF CD EF BD
==. ∴9EF CF ==.
∴25997AE AC EF CF =--=--=. ……………………………………5分
5:如图,AB 是⊙O 的直径,点E 是BD 上一点,∠DAC =∠AED .
(1)求证:AC是⊙O的切线;
(2)若点E是BD的中点,连结AE交BC于点F,当BD=5,CD=4时,求DF的值.
(2014东城一模)
解题思路:
1:证切线,导直角
1)题中出现相等的角,找相等的圆周角
2)直径所对的圆周角是90°
2:求线段长
1)已知BD,CD,射影相似
2)利用线段和差
解:(1)∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=∠ADC=90°.
∵∠B =∠AED =∠CAD ,∠C =∠C ,
90.
C CA
D C B ?∴∠+∠=∠+∠= ∴∠BAC =∠ADC =90°.
∴AC 是⊙O 的切线.………………2分 (2)可证△ADC ∽△BAC . ∴
AC CD
BC AC =
.即AC 2=BC ×CD =36. 解得 AC =6.
∵点E 是BD 的中点, ∴∠DAE =∠BAE .
∵∠CAF =∠CAD +∠DAE =∠ABF +∠BAE =∠AFD , ∴CA =CF =6,
∴DF =CA ﹣CD =2.………………5分
6:如图,在△ABC 中,AB 是圆O 的直径,AC 与圆O 交于点D .点E 在BD 上,连接DE ,
AE ,连接CE 并延长交AB 于点F ,AED ACF ∠=∠.
(1)求证:CF AB ⊥;
(2)若4CD =
,CB =4
cos 5
ACF ∠=
,求EF 的长.
A
(2016西城一模)
解题思路:
1:证线段垂直,导直角
1)看到直径,联想直径所对的圆周角是90° 2)看到相等的角,找相等的圆周角 2:求线段长
1)有三角函数,找直角三角形 2)利用相似或勾股定理求线段长
解:(1)连接BD ,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∴∠DAB+∠1=90°,
∵∠1=∠2,∠2=∠3,
∴∠1=∠3,
∴∠DAB+∠3=90°,
∴∠CFA=180°﹣(DAB+∠3)=90°,∴CF⊥AB;
(2)连接OE,
∵∠ADB=90°,
∴∠CDB=180°﹣∠ADB=90°,
∵在Rt△CDB中,CD=4,CB=4,∴DB==8,
∵∠1=∠3,
∴cos∠1=cos∠3==,
∴AB=10,
∴OA=OE=5,AD==6,∵CD=4,∴AC=AD+CD=10,
∵CF=AC?cos∠3=8,
∴AF==6,
∴OF=AF﹣OA=1,
∴EF==2.
练习:
1:如图,AB为⊙O直径,C、D为⊙O上不同于A、B的两点,∠ABD=2∠BAC,连接CD. 过点作CE⊥DB,垂足为E,直线AB与CE相交于F点.
(1)求证:CF为⊙O的切线;
(2)当BF=5,
3
sin
5
F=时,求BD的长.
A
2.如图,在△ABC中,AB = AC,以AB为直径的⊙O分别交AC,BC于点D,E,过点B作⊙O的切线,交AC的延长线于点F.
(1)求证:
1
2
CBF CAB ∠=∠;
(2)连接BD,AE交于点H,若AB = 5,
1
tan
2
CBF
∠=,求BH的长.
3.如图,AB为⊙O的直径,PD切⊙O于点C,与BA的延长线交于点D,DE⊥PO交PO
延长线于点E,连接PB,∠EDB=∠EPB.
(1)求证:PB是⊙O的切线.
(2)若PB=3,DB=4,求DE的长.
4.如图1,以△ABC的边AB为直径的⊙O交边BC于点E,过点E作⊙O的切线交AC于点D,且ED⊥AC.
(1)试判断△ABC的形状,并说明理由;
(2)如图2,若线段AB、DE的延长线交于点F,∠C=75°,CD=2﹣,求⊙O的半径和BF 的长.
5:如图, Rt △ABC 中,∠ABC=90°,以AB 为直径的⊙O 交AC 于点D ,E 为BC 边的中点,连接DE.
(1)求证:DE 与⊙O 相切.
(2)若tanC=2
5
,DE=2,求AD 的长.
方法总结
(1)证切线,角的关系,线段关系
证切线→导直角;证角的关系等→导角;证线段相等→一般导等腰(有时需要全等);证线段平行→导角。 (2)求线段
勾股定理,三角函数,相似三角形,线段和差或等量代换
A
课后练习
1:如图,AB ,AD 是⊙O 的弦,AO 平分BAD ∠.过点B 作⊙O 的切线交AO 的延长线于点C ,连接CD ,BO .延长BO 交⊙O 于点E ,交AD 于点F ,连接AE ,DE . (1)求证:CD 是⊙O 的切线; (2)若3AE DE ==,求AF 的长.
2:如图,在△ABC 中,∠C =90°,点E 在AB 上,以AE 为直径的⊙O 切BC 于点D ,连接AD . (1)求证:AD 平分∠BAC ; (2)若⊙
O 的半径为5,sin ∠DAC BD 的长.
3:如图,AB 是⊙O 的直径,PA ,PC 分别与⊙
O 相切于点A 、C ,PC 交AB 的延长线于点D ,
DE PO ⊥交PO 的延长线于点E .
(1)求证:EPD EDO ∠=∠; (2)如果6PC =,3
tan 4
PDA ∠=,求OE 的长.
4:如图,以△ABC 的边AB 为直径作⊙O ,与BC 交于点D ,点E 是弧BD 的中点,连接AE 交BC 于点F ,2ACB BAE ∠=∠. (1)求证:AC 是⊙O 的切线;
(2)若2
sin 3
B =,BD=5,求BF 的长.
5:如图,四边形ABCD 内接于⊙O ,点E 在CB 的延长线上,连接AC ,AE ,∠ACD =∠BAE =45°