中考数学圆的综合-经典压轴题附答案
一、圆的综合
1．如图1，已知扇形MON 的半径为2，∠MON=90°，点B 在弧MN 上移动，联结BM ，作OD ⊥BM ，垂足为点D ，C 为线段OD 上一点，且OC=BM ，联结BC 并延长交半径OM 于点A ，设OA=x ，∠COM 的正切值为y. （1）如图2，当AB ⊥OM 时，求证：AM=AC ； （2）求y 关于x 的函数关系式，并写出定义域； （3）当△OAC 为等腰三角形时，求x 的值.
【答案】 (1)证明见解析;(2) 2=+y x 02<≤x 142
2
=x . 【解析】
分析：（1）先判断出∠ABM =∠DOM ，进而判断出△OAC ≌△BAM ，即可得出结论； （2）先判断出BD =DM ，进而得出
DM ME BD AE =，进而得出AE =1
22
x （），再判断出2OA OC DM
OE OD OD
==，即可得出结论； （3）分三种情况利用勾股定理或判断出不存在，即可得出结论． 详解：（1）∵OD ⊥BM ，AB ⊥OM ，∴∠ODM =∠BAM =90°． ∵∠ABM +∠M =∠DOM +∠M ，∴∠ABM =∠DOM ． ∵∠OAC =∠BAM ，OC =BM ，∴△OAC ≌△BAM ， ∴AC =AM ．
（2）如图2，过点D 作DE ∥AB ，交OM 于点E ． ∵OB =OM ，OD ⊥BM ，∴BD =DM ． ∵DE ∥AB ，∴DM ME BD AE =，∴AE =EM ．∵OM 2，∴AE =1
22x （）． ∵DE ∥AB ，∴2OA OC DM OE OD OD
==， ∴
22
DM OA y OD OE x =∴=+，02x ≤＜
（3）（i）当OA=OC时．∵
111
222
DM BM OC x
===．在Rt△ODM
中，
222
1
2
4
OD OM DM x
=-=-．
∵
2
1
2
12
2
4
x
DM x
y
OD x
x
=∴=
+
-
，．解得142
2
x
-
=，或
142
2
x
--
=（舍）．
（ii）当AO=AC时，则∠AOC=∠ACO．∵∠ACO＞∠COB，∠COB=∠AOC，∴∠ACO＞
∠AOC，∴此种情况不存在．
（ⅲ）当CO=CA时，则∠COA=∠CAO=α．∵∠CAO＞∠M，∠M=90°﹣α，∴α＞90°﹣α，∴α＞45°，∴∠BOA=2α＞90°．∵∠BOA≤90°，∴此种情况不存在．
即：当△OAC为等腰三角形时，x的值为
142
2
-
．
点睛：本题是圆的综合题，主要考查了相似三角形的判定和性质，圆的有关性质，勾股定理，等腰三角形的性质，建立y关于x的函数关系式是解答本题的关键．
2．如图，已知在△ABC中，AB=15，AC=20，tanA=
1
2
，点P在AB边上，⊙P的半径为定长.当点P与点B重合时，⊙P恰好与AC边相切；当点P与点B不重合时，⊙P与AC边相交于点M和点N．
（1）求⊙P的半径；
（2）当AP=5△APM与△PCN是否相似，并说明理由．
【答案】（1）半径为52）相似，理由见解析.
【解析】
【分析】（1）如图，作BD⊥AC，垂足为点D，⊙P与边AC相切，则BD就是⊙P的半
径，利用解直角三角形得出BD 与AD 的关系，再利用勾股定理可求得BD 的长； （2）如图，过点P 作PH ⊥AC 于点H ，作BD ⊥AC ，垂足为点D ，根据垂径定理得出MN=2MH ，PM=PN ，再利用勾股定理求出PH 、AH 、MH 、MN 的长，从而求出AM 、NC 的
长，然后求出
AM MP 、PN NC 的值，得出AM MP =PN
NC
，利用两边对应成比例且夹角相等的两
三角形相似即可证明.
【详解】（1）如图，作BD ⊥AC ，垂足为点D ，
∵⊙P 与边AC 相切， ∴BD 就是⊙P 的半径， 在Rt △ABD 中，tanA= 1BD 2AD
=， 设BD=x ，则AD=2x ， ∴x 2+(2x)2=152， 解得：5 ∴半径为5 （2）相似，理由见解析，
如图，过点P 作PH ⊥AC 于点H ，作BD ⊥AC ，垂足为点D ， ∴PH 垂直平分MN ， ∴PM=PN ， 在Rt △AHP 中，tanA=12PH AH
=， 设PH=y ，AH=2y ， y 2+（2y ）2=（52 解得：y=6（取正数）， ∴PH=6，AH=12， 在Rt △MPH 中， ()
2
2356-，
∴MN=2MH=6， ∴AM=AH-MH=12-3=9， NC=AC-MN-AM=20-6-9=5， ∴
3535AM MP ==，35
PN NC =
，
∴
AM MP =PN
NC ， 又∵PM=PN ，
∴∠PMN=∠PNM ， ∴∠AMP=∠PNC ， ∴△AMP ∽△PNC.
【点睛】本题考查了解直角三角形、垂径定理、相似三角形的判定与性质等，综合性较强，有一定的难度，正确添加辅助线、灵活应用相关的性质与定理是解题的关键.
3．在⊙O 中，点C 是AB u u u r
上的一个动点(不与点A ，B 重合)，∠ACB=120°，点I 是∠ABC 的内心，CI 的延长线交⊙O 于点D ，连结AD,BD ．
（1）求证：AD=BD ．
（2）猜想线段AB 与DI 的数量关系，并说明理由．
（3）若⊙O 的半径为2，点E ，F 是?AB 的三等分点，当点C 从点E 运动到点F 时，求点I 随之运动形成的路径长．
【答案】（1）证明见解析；（2）AB=DI ，理由见解析（323
【解析】
分析：（1）根据内心的定义可得CI 平分∠ACB ，可得出角相等，再根据圆周角定理，可证得结论；
（2）根据∠ACB=120°，∠ACD=∠BCD ，可求出∠BAD 的度数，再根据AD=BD ，可证得△ABD 是等边三角形，再根据内心的定义及三角形的外角性质，证明∠BID=∠IBD ，得出ID=BD ，再根据AB=BD ，即可证得结论；
（3）连接DO ，延长DO 根据题意可知点I 随之运动形成的图形式以D 为圆心，DI 1为半径的弧，根据已知及圆周角定理、解直角三角形，可求出AD 的长，再根据点E ，F 是 弧AB ?的三等分点，△ABD 是等边三角形，可证得∠DAI 1=∠AI 1D ，然后利用弧长的公式可求出点I
随之运动形成的路径长.
详解：（1）证明：∵点I是∠ABC的内心
∴CI平分∠ACB
∴∠ACD=∠BCD
∴弧AD=弧BD
∴AD=BD
（2）AB=DI
理由：∵∠ACB=120°，∠ACD=∠BCD
∴∠BCD=×120°=60°
∵弧BD=弧BD
∴∠DAB=∠BCD=60°
∵AD=BD
∴△ABD是等边三角形，
∴AB=BD，∠ABD=∠C
∵I是△ABC的内心
∴BI平分∠ABC
∴∠CBI=∠ABI
∵∠BID=∠C+∠CBI，∠IBD=∠ABI+∠ABD
∴∠BID=∠IBD
∴ID=BD
∵AB=BD
∴AB=DI
（3）解：如图，连接DO，延长DO根据题意可知点I随之运动形成的图形式以D为圆心，DI1为半径的弧
∵∠ACB=120°，弧AD=弧BD
∴∠AED=∠ACB=×120°=60°
∵圆的半径为2，DE是直径
∴DE=4，∠EAD=90°
∴AD=sin∠AED×DE=×4=2
∵点E，F是弧AB ?的三等分点，△ABD是等边三角形，
∴∠ADB=60°
∴弧AB的度数为120°，
∴弧AM、弧BF的度数都为为40°
∴∠ADM=20°=∠FAB
∴∠DAI1=∠FAB+∠DAB=80°
∴∠AI1D=180°-∠ADM-∠DAI1=180°-20°-80°=80°
∴∠DAI1=∠AI1D
∴AD=I1D=2
∴弧I1I2的长为：
点睛：此题是一道圆的综合题，有一定的难度，熟记圆的相关性质与定理，并对圆中的弦、弧、圆心角、圆周角等进行灵活转化是解题关键，注意数形结合思想的渗透.
4．如图，⊙M与菱形ABCD在平面直角坐标系中，点M的坐标为（3，﹣1），点A的坐标为（﹣23B的坐标为（﹣3，0），点C在x轴上，且点D在点A的左侧．（1）求菱形ABCD的周长；
（2）若⊙M沿x轴向右以每秒2个单位长度的速度平移，同时菱形ABCD沿x轴向右以每秒3个单位长度的速度平移，设菱形移动的时间为t（秒），当⊙M与BC相切，且切点为BC的中点时，连接BD，求：
①t的值；
②∠MBD的度数；
（3）在（2）的条件下，当点M 与BD 所在的直线的距离为1时，求t 的值．
【答案】（1）8；（2）①7；②105°；（3）t=636+33
． 【解析】
分析：（1）根据勾股定理求菱形的边长为2，所以可得周长为8；
（2）①如图2，先根据坐标求EF 的长，由EE '﹣FE '=EF =7，列式得：3t ﹣2t =7，可得t 的值；
②先求∠EBA =60°，则∠FBA =120°，再得∠MBF =45°，相加可得：∠MBD =∠MBF +∠FBD =45°+60°=105°；
（3）分两种情况讨论：作出距离MN 和ME ，第一种情况：如图5由距离为1可知：BD 为⊙M 的切线，由BC 是⊙M 的切线，得∠MBE =30°，列式为3t 3=2t +6，解出即可； 第二种情况：如图6，同理可得t 的值． 详解：（1）如图1，过A 作AE ⊥BC 于E ．
∵点A 的坐标为（﹣23），点B 的坐标为（﹣3，0），∴AE 3，BE =3﹣2=1，∴AB 22AE BE +2
231+（）
=2． ∵四边形ABCD 是菱形，∴AB =BC =CD =AD =2，∴菱形ABCD 的周长=2×4=8； （2）①如图2，⊙M 与x 轴的切点为F ，BC 的中点为E ． ∵M （3，﹣1），∴F （3，0）．
∵BC =2，且E 为BC 的中点，∴E （﹣4，0），∴EF =7，即EE '﹣FE '=EF ，∴3t ﹣2t =7，t =7；
②由（1）可知：BE =1，AE 3 ∴tan ∠EBA =
AE BE =3
3，∴∠EBA =60°，如图4，∴∠FBA =120°． ∵四边形ABCD 是菱形，∴∠FBD =12∠FBA =1
1202
??=60°． ∵BC 是⊙M 的切线，∴MF ⊥BC ．
∵F 是BC 的中点，∴BF =MF =1，∴△BFM 是等腰直角三角形， ∴∠MBF =45°，∴∠MBD =∠MBF +∠FBD =45°+60°=105°；
（3）连接BM ，过M 作MN ⊥BD ，垂足为N ，作ME ⊥BC 于E ，分两种情况： 第一种情况：如图5．
∵四边形ABCD 是菱形，∠ABC =120°，∴∠CBD =60°，∴∠NBE =60°． ∵点M 与BD 所在的直线的距离为1，∴MN =1，∴BD 为⊙M 的切线． ∵BC 是⊙M 的切线，∴∠MBE =30°．
∵ME=1，∴EB=3，∴3t+3=2t+6，t=6﹣3；
第二种情况：如图6．
∵四边形ABCD是菱形，∠ABC=120°，∴∠DBC=60°，∴∠NBE=120°．∵点M与BD所在的直线的距离为1，∴MN=1，∴BD为⊙M的切线．∵BC是⊙M的切线，∴∠MBE=60°．
∵ME=MN=1，∴Rt△BEM中，tan60°=ME
BE
，EB=
1
60
tan
=
3
，
∴3t=2t+6+3
3，t=6+
3
3
；
综上所述：当点M与BD所在的直线的距离为1时，t=6﹣3或6+3
．
点睛：本题是四边形和圆的综合题，考查了菱形的性质、圆的切线的性质和判定、特殊的三角函数值、等腰直角三角形的性质、动点运动问题，此类问题比较复杂，弄清动点运动方向、速度、时间和路程的关系，并与方程相结合，找等量关系，求出时间t的值．
5．函数是描述客观世界运动变化的重要模型，理解函数的本质是重要的任务。
（1）如图1，在平面直角坐标系中，已知点A、B的坐标分别为A（6，0）、B（0，2），点C（x，y）在线段AB上，计算（x+y）的最大值。小明的想法是：这里有两个变量x、y，若最大值存在，设最大值为m，则有函数关系式y=-x+m，由一次函数的图像可知，当
该直线与y轴交点最高时，就是m的最大值，（x+y）的最大值为；
（2）请你用（1）中小明的想法解决下面问题：
如图2，以（1）中的AB为斜边在右上方作Rt△ABM.设点M坐标为（x，y），求（x+y）的最大值是多少？
【答案】（1）6（2）4+25
【解析】
分析：（1）根据一次函数的性质即可得到结论；
（2）根据以AB为斜边在右上方作Rt△ABC，可知点C在以AB为直径的⊙D上运动，根据点C坐标为（x，y），可构造新的函数x+y=m，则函数与y轴交点最高处即为x+y的最大值，此时，直线y=﹣x+m与⊙D相切，再根据圆心点D的坐标，可得C的坐标为
（3+5，1+5），代入直线y=﹣x+m，可得m=4+25，即可得出x+y的最大值为
4+25．
详解：（1）6；
（2）由题可得，点C在以AB为直径的⊙D上运动，点C坐标为（x，y），可构造新的函数x+y=m，则函数与y轴交点最高处即为x+y的最大值，此时，直线y=﹣x+m与⊙D相切，交x轴与E，如图所示，连接OD，CD．
∵A（6，0）、B（0，2），∴D（3，1），∴OD=22
=10，∴CD=10．
13
根据CD⊥EF可得，C、D之间水平方向的距离为5，铅垂方向的距离为5，∴C
（3+5，1+5），代入直线y=﹣x+m，可得：1+5=﹣（3+5）+m，解得：
m=4+25，∴x+y的最大值为4+25．故答案为：4+25．
点睛：本题主要考查了切线的性质，待定系数法求一次函数解析式以及等腰直角三角形的性质的综合应用，解决问题的关键是构造一次函数图象，根据圆的切线垂直于经过切点的半径进行求解．
6．如图，Rt ABC ?内接于⊙O ，AC BC =，BAC ∠的平分线AD 与⊙O 交于点D ，与
BC 交于点E ，延长BD ，与AC 的延长线交于点F ，连接CD ，G 是CD 的中点，连接OG .
(1)判断OG 与CD 的位置关系，写出你的结论并证明; (2)求证:AE BF =;
(3)若3(22)OG DE =-g ，求⊙O 的面积.
【答案】（1）OG ⊥CD （2）证明见解析（3）6π 【解析】
试题分析：（1）根据G 是CD 的中点，利用垂径定理证明即可； （2）先证明△ACE 与△BCF 全等，再利用全等三角形的性质即可证明； （3）构造等弦的弦心距，运用相似三角形以及勾股定理进行求解． 试题解析：（1）解：猜想OG ⊥CD ．证明如下：
如图1，连接OC 、OD ．∵OC =OD ，G 是CD 的中点，∴由等腰三角形的性质，有OG ⊥CD ．
（2）证明：∵AB 是⊙O 的直径，∴∠ACB =90°，而∠CAE =∠CBF （同弧所对的圆周角相等）．在Rt △ACE 和Rt △BCF 中，∵∠ACE =∠BCF =90°，AC =BC ，∠CAE =∠CBF ，∴Rt △ACE ≌Rt △BCF （ASA ），∴AE =BF ．
（3）解：如图2，过点O 作BD 的垂线，垂足为H ，则H 为BD 的中点，∴OH =1
2
AD ，即AD =2OH ，又∠CAD =∠BAD ?CD =BD ，∴OH =OG ．在Rt △BDE 和Rt △ADB 中，∵∠DBE =∠DAC =∠BAD ，∴Rt △BDE ∽Rt △ADB ，∴
BD DE
AD DB
=，即BD 2=AD ?DE ，∴22622BD AD DE OG DE =?=?=（）
．又BD =FD ，∴BF =2BD ，∴2242422BF BD ==（）①，设AC =x ，则BC =x ，AB 2x ．∵AD 是∠BAC 的平分线，∴∠FAD =∠BAD ．在Rt △ABD 和Rt △AFD 中，∵∠ADB =∠ADF =90°，AD =AD ，∠FAD =∠BAD ，∴Rt △ABD ≌Rt △AFD （ASA ），∴AF =AB 2x ，BD =FD ，∴CF =AF ﹣AC 221x x x -=（）．在Rt △BCF 中，由勾股定理，得：
222222[21]222BF BC CF x x x =+=+-=-（）（）②，由①、②，得
22222422x -=-（）（），∴x 2=12，解得：23x =或23-（舍去），∴222326AB x =
=?=，∴⊙O 的半径长为6，∴S ⊙O =π?（6）2=6π．
点睛：本题是圆的综合题．解题的关键是熟练运用垂径定理、勾股定理、相似三角形的判定与性质．
7．已知：如图，AB 是⊙O 的直径，PB 切⊙O 于点B ，PA 交⊙O 于点C ，∠APB 是平分线分别交BC ，AB 于点D 、E ，交⊙O 于点F ，∠A=60°，并且线段AE 、BD 的长是一元二次方程 x 2﹣kx+23 =0的两根（k 为常数）． （1）求证：PA?BD=PB?AE ； （2）求证：⊙O 的直径长为常数k ； （3）求tan ∠FPA 的值．
【答案】(1)见解析；（2）见解析；（3）tan ∠FPA=2﹣3 . 【解析】 试题分析：
（1）由PB 切⊙O 于点B ，根据弦切角定理，可得∠PBD=∠A ，又由PF 平分∠APB ，可证得△PBD ∽△PAE ，然后由相似三角形的对应边成比例，证得PA?BD=PB?AE ； （2）易证得BE=BD ，又由线段AE 、BD 的长是一元二次方程 x 2﹣kx+2=0的两根（k 为常
数），即可得AE+BD=k ，继而求得AB=k ，即：⊙O 的直径长为常数k ； （3）由∠A=60°，并且线段AE 、BC 的长是一元二次方程 x 2﹣kx+2=0的两根（k 为常
数），可求得AE 与BD 的长，继而求得tan ∠FPB 的值，则可得tan ∠FPA 的值．
试题解析： （1）证明：如图， ∵PB 切⊙O 于点B ， ∴∠PBD=∠A ，
∵PF平分∠APB，
∴∠APE=∠BPD，
∴△PBD∽△PAE，
∴PB：PA=BD：AE，
∴PA?BD=PB?AE；
（2）证明：如图，
∵∠BED=∠A+∠EPA，∠BDE=∠PBD+∠BPD．
又∵∠PBD=∠A，∠EPA=∠BPD，
∴∠BED=∠BDE．
∴BE=BD．
∵线段AE、BD的长是一元二次方程 x2﹣kx+2=0的两根（k为常数），
∴AE+BD=k，
∴AE+BD=AE+BE=AB=k，
即⊙O直径为常数k．
（3）∵PB切⊙O于B点，AB为直径．
∴∠PBA=90°．
∵∠A=60°．
∴PB=PA?sin60°=PA，
又∵PA?BD=PB?AE，
∴BD=AE，
∵线段AE、BD的长是一元二次方程 x2﹣kx+2=0的两根（k为常数）．
∴AE?BD=2，
即AE2=2，
解得：AE=2，BD=，
∴AB=k=AE+BD=2+，BE=BD=，
在Rt△PBA中，PB=AB?tan60°=（2+）×=3+2．
在Rt△PBE中，tan∠BPF===2﹣，
∵∠FPA=∠BPF，
∴tan∠FPA=2﹣．
【点睛】此题考查了切线的性质、等腰三角形的判定与性质、相似三角形的判定与性质以及根与系数的关系等知识．此题难度较大，注意掌握数形结合思想与方程思想的应用．
8．如图，⊙O是△ABC的外接圆，AB是直径，过点O作OD⊥CB，垂足为点D，延长DO 交⊙O于点E，过点E作PE⊥AB，垂足为点P，作射线DP交CA的延长线于F点，连接EF，
（1）求证：OD ＝OP ；（2）求证：FE 是⊙O 的切线． 【答案】（1）证明见解析；（2）证明见解析． 【解析】
试题分析：（2）证明△POE ≌△ADO 可得DO=EO ； （3）连接AE ，BE ，证出△APE ≌△AFE 即可得出结论． 试题解析：（1）∵∠EPO=∠BDO=90° ∠EOP=∠BOD OE=OB
∴△OPE ≌△ODB ∴OD="OP" （2）连接EA ，EB ∴∠1=∠EBC ∵AB 是直径 ∴∠AEB=∠C=90° ∴∠2+∠3=90° ∵∠3=∠DEB ∵∠BDE=90° ∴∠EBC+∠DEB=90° ∴∠2=∠EBC=∠1 ∵∠C=90° ∠BDE=90° ∴CF ∥OE ∴∠ODP=∠AFP ∵OD=OP ∴∠ODP=∠OPD ∵∠OPD=∠APF ∴∠AFP=∠APF ∴AF=AP 又AE=AE ∴△APE ≌△AFE ∴∠AFE=∠APE=90° ∴∠FED=90° ∴FE 是⊙O 的切线 考点：切线的判定．
9．如图，AB 为O e 的直径，C 、D 为O e 上异于A 、B 的两点，连接CD ，过点C 作
CE DB ⊥，交CD 的延长线于点E ，垂足为点E ，直径AB 与CE 的延长线相交于点F .
（1）连接AC 、AD ，求证：180DAC ACF ∠+∠=?. （2）若2ABD BDC ∠=∠. ①求证：CF 是O e 的切线. ②当6BD =，3
tan 4
F =
时，求CF 的长. 【答案】（1）详见解析；（2）①详见解析；② 203
CF =. 【解析】 【分析】
（1）根据圆周角定理证得∠ADB=90°，即AD ⊥BD ，由CE ⊥DB 证得AD ∥CF ，根据平行线的性质即可证得结论；
（2）①连接OC ．先根据等边对等角及三角形外角的性质得出∠3=2∠1，由已知∠4=2∠1，得到∠4=∠3，则OC ∥DB ，再由CE ⊥DB ，得到OC ⊥CF ，根据切线的判定即可证明CF 为⊙O 的切线；
②由CF ∥AD ，证出∠BAD=∠F ，得出tan ∠BAD=tan ∠F=BD AD =34，求出AD=4
3
BD=8，利用勾股定理求得AB=10，得出OB=OC=，5，再由tanF=OC CF =3
4
，即可求出CF ． 【详解】
解：（1）AB 是O e 的直径，且D 为O e 上一点，
90ADB ∴∠=?， CE DB ⊥Q ， 90DEC ∴∠=?， //CF AD ∴，
180DAC ACF ∴∠+∠=?. （2）①如图，连接OC . OA OC =Q ，12∴∠=∠. 312∠=∠+∠Q ， 321∴∠=∠.
42BDC Q ∠=∠，1BDC ∠=∠， 421∴∠=∠， 43∴∠=∠，
//OC DB ∴. CE DB ⊥Q ， OC CF ∴⊥.
又OC Q 为O e 的半径， CF ∴为O e 的切线.
②由（1）知//CF AD ，
BAD F ∴∠=∠，
3tan tan 4
BAD F ∴∠==， 3
4
BD AD ∴
=. 6BD =Q
4
83
AD BD ∴=
=， 226810AB ∴=+=，5OB OC ==. OC CF Q ⊥， 90OCF ∴∠=?，
3
tan 4OC F CF ∴==，
解得203
CF =. 【点睛】
本题考查了切线的判定、解直角三角形、圆周角定理等知识；本题综合性强，有一定难度，特别是（2）中，需要运用三角函数、勾股定理和由平行线得出比例式才能得出结果．
10．已知AC ＝DC ，AC ⊥DC ，直线MN 经过点A ，作DB ⊥MN ，垂足为B ，连结CB ．
[感知]如图①，点A、B在CD同侧，且点B在AC右侧，在射线AM上截取AE＝BD，连结CE，可证△BCD≌△ECA，从而得出EC＝BC，∠ECB＝90°，进而得出∠ABC＝度；[探究]如图②，当点A、B在CD异侧时，[感知]得出的∠ABC的大小是否改变？若不改变，给出证明；若改变，请求出∠ABC的大小．
[应用]在直线MN绕点A旋转的过程中，当∠BCD＝30°，BD＝时，直接写出BC的长．【答案】【感知】：45；【探究】：不改变，理由详见解析；【拓展】：BC的长为+1或﹣1．
【解析】
【分析】
[感知]证明△BCD≌△ECA（SAS）即可解决问题；
[探究]结论不变，证明△BCD≌△ECA（SAS）即可解决问题；
[应用]分两种情形分别求解即可解决问题．
【详解】
解：【感知】，如图①中，在射线AM上截取AE＝BD，连结CE．
∵AC⊥DC，DB⊥MN，
∴∠ACD＝∠DBA＝90°．
∴∠CDB+∠CAB＝180°，
∵∠CAB+∠CAE＝180°
∴∠D＝∠CAE，∵CD＝AC，AE＝BD，
∴△BCD≌△ECA（SAS），
∴BC＝EC，∠BCD＝∠ECA，
∵∠ACE+∠ECD＝90°，
∴∠ECD+∠DCB＝90°，
即∠ECB＝90°，
∴∠ABC＝45°．
故答案为45
【探究】
不改变．理由如下：
如图，如图②中，在射线AN上截取AE＝BD，连接CE，设MN与CD交于点O．
∵AC⊥DC，DB⊥MN，
∴∠ACD＝∠DBA＝90°，
∵∠AOC＝∠DOB，
∴∠D＝∠EAC，CD＝AC，
∴△BCD≌△ECA（SAS），
∴BC＝EC，∠BCD＝∠ECA，
∵∠ACE+∠ECD＝90°，
∴∠ECD+∠DCB＝90°，
即∠ECB＝90°，
∴∠ABC＝45°．
【拓展】
如图①﹣1中，连接AD．
∴∠ACD+∠ABD＝180°，
∴A，C，D，B四点共圆，
∴∠DAB＝∠DCB＝30°，
∴AB＝BD＝，
∴EB ＝AE+AB＝+，
∵△ECB是等腰直角三角形，
如图②中，同法可得BC＝﹣1．
综上所述，BC的长为+1或﹣1．
【点睛】
本题属于几何变换综合题，考查了等腰直角三角形的判定和性质，全等三角形的判定和性质，勾股定理等知识，解题的关键是学会添加常用辅助线，构造全等三角形解决问题，属于中考压轴题．
11．如图，已知△ABC，AB=2，3
BC=，∠B=45°，点D在边BC上，联结AD，以点A 为圆心，AD为半径画圆，与边AC交于点E，点F在圆A上，且AF⊥AD．
（1）设BD为x，点D、F之间的距离为y，求y关于x的函数解析式，并写出定义域；（2）如果E是?DF的中点，求:
BD CD的值；
（3）联结CF，如果四边形ADCF是梯形，求BD的长．
【答案】(1) 2
442
y x x
=-+) 4
5
; (3) BD的长是1
1+5
.
【解析】
【分析】
（1）过点A作AH⊥BC，垂足为点H．构造直角三角形，利用解直角三角形和勾股定理求得AD的长度．联结DF，点D、F之间的距离y即为DF的长度，在Rt△ADF中，利用锐角三角形函数的定义求得DF的长度，易得函数关系式．
（2）由勾股定理求得：22
AH DH
+．设DF与AE相交于点Q，通过解Rt△DCQ和
Rt△AHC推知
1
2
DQ
CQ
=．故设DQ=k，CQ=2k，AQ=DQ=k，所以再次利用勾股定理推知DC
的长度，结合图形求得线段BD的长度，易得答案．
（3）如果四边形ADCF是梯形，则需要分类讨论：①当AF∥DC、②当AD∥FC．根据相似三角形的判定与性质，结合图形解答．
【详解】
（1）过点A作AH⊥BC，垂足为点H．
∵∠B =45°，AB 2∴·cos 1BH AH AB B ===． ∵BD 为x ，∴1DH x =-．
在Rt △ADH 中，90AHD ∠=?，∴22222AD AH DH x x =
+=-+．
联结DF ，点D 、F 之间的距离y 即为DF 的长度．
∵点F 在圆A 上，且AF ⊥AD ，∴AD AF =，45ADF ∠=?． 在Rt △ADF 中，90DAF ∠=?，∴2442cos AD
DF x x ADF
==-+∠
∴2442y x x =-+．()03x ≤≤ ;
（2）∵E 是DF 的中点，∴AE DF ⊥，AE 平分DF ． ∵BC=3，∴312HC =-=．∴225AC AH HC +=．
设DF 与AE 相交于点Q ，在Rt △DCQ 中，90DQC ∠=?，tan DQ
DCQ CQ
∠=． 在Rt △AHC 中，90AHC ∠=?，1
tan 2
AH ACH HC ∠==． ∵DCQ ACH ∠=∠，∴
1
2
DQ CQ =． 设,2DQ k CQ k ==，AQ DQ k ==， ∵35k =5k =
，∴22
53DC DQ CQ =+=．
∵43BD BC DC =-=
，∴4
:5
BD CD =． （3）如果四边形ADCF 是梯形
则①当AF ∥DC 时，45AFD FDC ∠=∠=?．
∵45ADF ∠=?，∴AD BC ⊥，即点D 与点H 重合． ∴1BD =． ②当AD ∥FC 时，45ADF CFD ∠=∠=?． ∵45B ∠=?，∴B CFD ∠=∠．
∵B BAD ADF FDC ∠+∠=∠+∠，∴BAD FDC ∠=∠． ∴ABD ?∽DFC ?．∴AB AD
DF DC
=． ∵2DF AD =
，DC BC BD =-．
∴2
AD BC BD =-．即
(
)
2
2
2-23x x
x +=-,
整理得 210x x --=，解得 15
2
x ±=
（负数舍去）． 综上所述，如果四边形ADCF 是梯形，BD 的长是1或1+5
． 【点睛】
此题属于圆的综合题，涉及了平行四边形的性质、相似三角形的判定与性质、三角函数值以及勾股定理等知识，综合性较强，解答本题需要我们熟练各部分的内容，对学生的综合能力要求较高，一定要注意将所学知识贯穿起来．
12．如图，已知AB 是⊙O 的直径，BC 是弦，弦BD 平分∠ABC 交AC 于F ，弦DE ⊥AB 于H ，交AC 于G ． ①求证：AG ＝GD ；
②当∠ABC 满足什么条件时，△DFG 是等边三角形？ ③若AB ＝10，sin ∠ABD ＝
3
5
，求BC 的长．
【答案】（1）证明见解析；（2）当∠ABC ＝60°时，△DFG 是等边三角形．理由见解析；（3）BC 的长为14
5
． 【解析】 【分析】
（1）首先连接AD ，由DE ⊥AB ，AB 是O e 的直径，根据垂径定理，即可得到??AD AE =，然后根据在同圆或等圆中，同弧或等弧所对的圆周角相等，证得∠ADE ＝∠ABD ，又由弦BD 平分∠ABC ，可得∠DBC ＝∠ABD ，根据等角对等边的性质，即可证得AG=GD ； （2）当∠ABC=60°时，△DFG 是等边三角形，根据半圆（或直径）所对的圆周角是直角与三角形的外角的性质，易求得∠DGF=∠DFG=60°，即可证得结论； （3）利用三角函数先求出tan ∠ABD 34=，cos ∠ABD ＝4
5
，再求出DF 、BF ，然后即可求出BC. 【详解】
（1）证明：连接AD ， ∵DE ⊥AB ，AB 是⊙O 的直径， ∴??AD AE =，
