这是一道关于圆的经典题,第三问难度很大,属于试卷中的拉分题
例题:(初中数学综合题)如图,已知AB是⊙O的直径,CD⊥AB于点E,交⊙O于C、D两点,F是弧BD上一点,过点F作一条直线,交CD的延长线于点G,交AB的延长线于点M.连结AF,交CD于点H,且GF=GH.
(1)求证:MG是⊙O的切线;
(2)若弧AF=弧CF,求证:HC=AC;
(3)在(2)的条件下,若tan∠G=3/4,AE=6,求GM的值.
知识回顾
切割线定理:从圆外一点引圆的切线和割线,切线长是这点到割线与圆交点的两条线段长的比例中项。切割线定理的推论:从圆外一点引圆的两条割线,这一点到每条割线与圆的交点的两条线段长的积相等。
分析:(1)证明切线必定要连半径,连接OF.利用角之间的等量代换得出直角,证明OF⊥GM即可.
(2)由圆的对称性可知,OF为对称轴,由垂直可以证明AC∥GM,再推出∠CAH=∠CHA即可.
(3)通过tan∠G=3/4,AE=6,解直角三角形求出EC,AC,再设GF=GH=x,推出CG=CH+GH=AC+GH=10+x,利用切割线定理构建方程求出x,在Rt△EGM中,求出EG和EM,即可解决问题.这一问的难度比较大,大多数学生可能做不出来.
请大家注意,想要正确解答一道数学题,必须先将大体思路弄清楚。下面,我们就按照以上思路来解答此题吧!
解答:(以下过程可以部分调整,并且还有其他解题方法)
(1)证明:连接OF.
∴AB⊥CD,
∴∠AEH=90°,
∴∠EAH+∠AHE=90°,
∵GF=GH,
∴∠GFH=∠GHF=∠AHE,
∵OA=OF,
∴∠OAF=∠OFA,
∴∠OFG=∠OFA+∠GFH=90°,
∴OF⊥GM,
∴MG是⊙O的切线.
(2)证明:∵弧AF=弧CF,
(由圆的对称性可知,OF为对称轴)
∴OF垂直平分线段AC,即OF⊥AC,
∵OF⊥MG,
∴AC∥GM,
∴∠CAH=∠GFH,
∵∠CHA=∠GHF,∠HFG=∠GHF,
∴∠CAH=∠CHA,
∴CA=CH.
(3)解:∵AC∥GM,
∴∠G=∠ACE,
∴tan∠ACE=AE/EC=tan∠G=3/4,
∵AE=6,
∴EC=8,AC=10,
设GF=GH=x,
则CG=CH+GH=AC+GH=10+x,
∵CD⊥AB于点E,
∴CD=2EC=16,
∴GD=10+x-16=x-6,
∵GF^2=GD·GC,
(运用切割线定理或者利用相似证明)
∴x^2=(x-6)(x+10),
解得x=15,
∴EG=CG-CE=25-8=17,
∵tan∠G=EM/EG=3/4,
∴EM=51/4,
∵在Rt△EGM中,EG=17,EM=51/4,
(计算格式不好写出,此处省略掉)
∴GM=85/4.
(完毕)
这道题属于圆的综合题,考查了切线的判定,解直角三角形,等腰三角形的判定和性质,切割线定理等知识,解题的关键是利用参数构建方程解决问题。温馨提示:朋友们如果有不明白之处或者有更好的解题方法,欢迎大家留言讨论。