圆中三角函数综合例题及练习
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圆中的三角函数
解决几何图形的三角函数求值问题,关键在于,找到相关的直角三角形.若没有现成的
直角三角形,则需根据所给的条件,合理构造直角三角形,或把角进行转化。圆中有关此类
问题的解决也不例外,现就解题策略分析如下:
一、用圆周角的性质把角转化到直角三角形中
例1(成都市)如图1,已知AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB, 22AC,
BC=1,那么sin∠ABD的值是 .
解析:在⊙O中,∠ACD=∠ABD;
又由于AB为⊙O的直径,CD⊥AB,则∠ACD=∠ABC.
Rt△ABC中,AB=22BCAC=221)22(=3,
从而sin∠ABD=ABAC=322.
评注:借用“同弧所对圆周角相等”,把要求函数值的角予以转化,充分本现了转化思想
的巧妙运用。
二、用直径与所对圆周角构造直角三角形
例2(烟台市)已知AB是半圆O的直径,弦AD、BC相交于点P,若∠DPB=α,那么
CD
AB
等于
A.sinα B.COSα C.tanα D.1tan
解析: 连结BD,由于AB为直径,则∠ADB=90°,
于是,在Rt△PBD中,有COSα=PBPD,
而点C和点A在圆周上,所以∠A=∠C,
又∠APB=∠CPD,则△APB∽△CPD,
从而CDAB=PBPD,所以CDAB=COSα,故选B。
评注:直径所对的圆周角是直角。由此,可以得到一个直角三
角形,从而为使用三角函数创造条件,因此,在解题中,要倍加关
注直径所对圆周角。
三、转化条件中的垂直关系构造直角三角形
例3(武汉市)如图4,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sin∠E的值。
解析:(1)证明:如图5,连结OD、CD,
因为BC是直径,所以CD⊥AB,
而AC=BC,则D是AB的中点
又因为O是CB的中点,所以OD//AC
由于DF⊥AC,则OD⊥EF,于是EF是⊙O的切线.
(2)连结BG,因为BC是直径,所以∠BGC=90°
图
A
B D C E
F
G
O
图4
A
C
B
D
O
图1
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E
D
O
A
B
C
D
E
O
A
B
C
在Rt△BCD中,CD=22ADAC=22610=8
而AB·CD=2ABCS= AC·BG ,
则有BG=ACCDAB=10812=548.
在Rt△BCG中,CG=22BGBC=22)548(10=514;
又因为BG⊥AC, DF⊥AC,所以BG//EF,
则∠E=∠CBG,从而sin∠E=sin∠CBG=BCCG=10514=257
评注:挖掘图形中的隐含关系,把已知条件中的垂直关系进行转化,从而构造直角三角
形,为求角的函数值提供便利.
例4.如图,Rt △ABC中, ∠ACB=90°,AC=4, BC=2,
以AB上的一点0为圆心作⊙O分别与AC.BC相切于点D,E。
(1)求⊙O的半径。
(2)求sin ∠BOC的值。
证:(1):连OE,OD,证四边形OECD为正方形,设半径为R,2R=44R, R=34;
(2)10103,作CM⊥AB于M,易求AB=25.AB· CM=BC·AC,
∴CM=554,易求OC=R2=324,∴sin ∠BOC=OCCM=10103
例5.如图,等腰△ABC中,AB=A C,以AB为直径作⊙O,
交BC于点D,DE⊥AC于点E。
(1)求证:DE为⊙O的切线:
(2)若BC=45,AE=1,求cos ∠AEO的值。
图5
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O
A
E
C
B
D
F
E
D
B
A
C
O
解:(1)连OD, ∠C=∠ABC=∠ODB. OD//AC,∴ ∠ODE=∠DEC =90°
(2) ∠AEO=∠DOE, cos∠AEO= cos∠DOE=OEOD,连DA.证CD=BD =25,
证△CDE∽△CDA,CD2=CE·CA=CE· (CE+1)
∴CE =4,
DE=22CECD=2, OD=21AC=25,OE=22ODDE=241,
∴cos ∠AEO== cos∠DOE=OEOD=41415
●专练
1.如图,已知Rt△ABC和Rt△EBC,∠B=90°.以边AC上的点D为圆心, OA为半径的⊙O
与EC相切于点D,AD∥BC.
(l)求证: ∠E=∠ACB:
(2)若AD=1, tan∠DAC=22,求BC的长.
2.如图,已知点0是Rt△ABC的直角边AC上一动点,以D为圆心,OA为半径的⊙O交AB
于D点, DB的垂直平分线交BC于F,交BD于E。
(l)连结DF,请你判断直线DF与⊙O的位置关系,并证明你的结论
(2)当点D运动到OA=2OC时,恰好有点D是AE的中点,求tan∠B。
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F
E
D
O
B
A
C
F
E
M
O
D
A
B
C
D
M
P
C
O
A
B
F
3.如图,在△ABC中.AB=BC,以AB为直径的⊙O交AC于点D.过D
作DF⊥BC,交AB的延长线于点E,垂足为F .
(1)求证;直线DE是⊙O的切线;
(2) 当AB=5,AC=8时,求cos∠E的值.
4.如图,Rt△ABC中, ∠C=90°,BD平分 ∠ABC,以AB上一点0为圆心,
过B、D两点作⊙O,⊙O交AB于点E EF⊥AC于点F。
(1)求证:⊙O与AC相切:
(2)若EF=2,BC =4,求tan∠A的值。
5.如图, △ABP中,∠ABP=90°,以AB为直径作⊙O交AP于点C,在弧AC上取一点F,
使弧CF=弧CB,过C作AF的垂线,垂足为M,MC的延长线交BP于D。
(1)求证:CD为⊙O的切线。
(2)连BF交AP于B若BE=6,EF=2.求tan ∠FAE。
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6.如图,AB是⊙O的直径,AC是弦,点D是BC的中点,DPAC,垂足为点P.
(1)求证:PD是⊙O的切线.
(2)若AC=6, cosA=35,求PD的长.
7.如图,⊙O的直径AB交弦CD于点M,且M是CD的中点.过点B作BE∥ CD,交AC的延
长线于点E.连接BC.
(1)求证:BE为⊙O的切线;
(2)如果CD=6,tan∠BCD=21,求⊙O的直径的长.
8.如图,△DEC内接于⊙
O,
AC经过圆心O交O于点B,且AC⊥DE,垂足为F,
连结AD、BE,若1sin2A,∠BED=30°.
(1)求证:AD是⊙O的切线;
(2)DCE△是否是等边三角形?请说明理由;
(3)若O的半径2R,试求CE的长.
D
BOCA
P
E
B
M
D
C
O
A
A
B
C
D
E
O
F
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9.如图,AB为⊙O的直径,弦CD⊥AB,垂足为点E,CF⊥AF,且CF=CE.
(1)求证:CF是⊙O的切线;
(2)若sin∠BAC=,求的值.