四点共圆分析破解(二)
如果同一平面内的四个点在同一个圆上,则称之为四个点共圆·一般简称为”四点共
圆”.四点共圆常用的判定方法有:
1.若四个点到一个定点的距离相等,则这四个点共圆.
如图,若OA=OB=OC=OD,则A,B,C,D四点在以点O为圆心、OA为半径的
圆上.
【答案】(1)略;(2)AB,CD相交成90°时,MN取最大值,最大值是2.
【提示】(1)如图,连结OP,取其中点O',显然点M,N在以OP为直径的⊙O'上,连结NO'并延长,交⊙O'于点Q,连结QM,则∠QMN=90°,QN=OP=2,而∠MQN=180°-∠BOC=60°,所以可求得MN的长为定值.
(2)由(1)知,四边形PMON内接于⊙O',且直径OP=2,而MN为⊙O'的一条弦,故MN为⊙O'的直径时,其长取最大值,最大值为2,此时∠MON=90°.
2.若一个四边形的一组对角互补,则这个四边形的四个顶点共圆.
如图,在四边形ABCD中, 若∠A+∠C=180°(或∠B+∠D=180°)则A,B,C,D四点在同一个圆上.
3.若一个四边形的外角等于它的内对角,则这个四边形的四个顶点共圆.
如图,在四边形ABCD中,∠CDE为外角,若∠B=∠CDE,则A,B,C,D四点在同一个圆上.
【答案】略
4.若两个点在一条线段的同旁,并且和这条线段的两端连线所夹的角相等,那么这两个点和这条线段的两个端点共圆.【来源:21·世纪·教育·网】
如图,点A,D在线段BC的同侧,若∠A=∠D,则A,B,C,D四点在同一个圆上.
【答案】略.
诸多几何问题,若以四点共圆作桥梁,就能与圆内的等量关系有机地结合起来.利用四点共圆,可证线段相等、角相等、两线平行或垂直,还可以证线段成比例,求定值等.
【典型例题】已知⊙O的半径为2,AB,CD是⊙O的直径,P是BC上任意一点,过点P分别作AB,CD的垂线,垂足分别为N,M.
(1)如图1,若直径AB与CD相交成120°角,当点P(不与B,C重合)从B运动到C的过程中,证明MN的长为定值;
(2)如图2,求当直径AB与CD相交成多少度角时,MN的长取最大值,并写出其最大值.
答案:(1)略
(2)AB,CD相交成90°时,MN取最大值,最大值为2.
【简要分析】(1)如图,连接OP,取其中点O′,显然点M.,N在以OP为直径的⊙O′上.连结NO′并延长,交⊙O′于点Q,连结QM,则∠QMN=90°,QN=OP=2.而∠MQN=180°-∠BOC=60°,所以可求得MN的长为定值.
(2)由(1)知,四边形PMON内接于⊙O′,且直径OP=2.而MN为⊙O′的一条弦,故MN为⊙O′的直径时,其长取最大值,最大值为2,此时∠QMN=90°.
【典型例题4】在Rt△ABC中,∠BAC=90°,过点B的直线MN∥AC,D为BC边上一点,连结AD,作DE⊥AD交MN于点E,连结AE.
(1)如图1,当∠ABC=45°时,求证:AD=DE;
(2)如图2,当∠ABC=30°时,线段AD与DE有何数量关系?请说明理由;
(3)当∠ABC=α时,请直接写出线段AD与DE的数量关系(用含α的三角函数表示).
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