真题演练一:圆的切线证明与求值

这道题围绕“圆的切线”这一核心考点,综合了角度计算、相似三角形判定等知识,需要你灵活运用圆的基本性质。

题目呈现

如图,AB 是 ⊙O 的直径,点 C 是 ⊙O 上一点,CD 与 ⊙O 相切于点 C,过点 A 作 AD⊥DC,垂足为 D,连接 AC,BC。

(1) 求证:AC 是 ∠DAB 的角平分线;

(2) 若 AD=2,AB=3,求 AC 的长。

思路点拨

第 (1) 问:证明角平分线。

核心是利用切线性质:连接 OC,由 CD 是切线,可知 OC⊥CD。

结合已知 AD⊥DC,可推出 OC∥AD,进而得到内错角相等。

再根据 OA=OC 得到的等边对等角,进行等量代换,即可证明 AC 平分 ∠DAB。

这是典型的“由切线得垂直,由垂直得平行,由平行得角等”的证明链条。

第 (2) 问:求线段长度。

观察图形,发现 △ADC 和 △ACB。

在第 (1) 问已证 ∠DAC=∠CAB,结合 ∠ADC=∠ACB=90°(直径所对圆周角),可判定 Rt△ADC ∽ Rt△ACB。

利用相似三角形对应边成比例建立方程,即可求解 AC。

规范解答

(1) 证明:

连接 OC。

∵ CD 与 ⊙O 相切于点 C,

∴ OC⊥DC。

又 ∵ AD⊥DC,

∴ OC∥AD。

∴ ∠DAC=∠ACO。

∵ OA=OC,

∴ ∠CAO=∠ACO。

∴ ∠DAC=∠CAO。

即 AC 是 ∠DAB 的角平分线。

(2) 解:

∵ AB 是 ⊙O 的直径,

∴ ∠ACB=90°。

在 Rt△ADC 和 Rt△ACB 中,

∵ ∠DAC=∠CAB,∠ADC=∠ACB=90°,

∴ Rt△ADC ∽ Rt△ACB。

∴ AD/AC = AC/AB。

即 AC² = AD · AB。

∵ AD=2,AB=3,

∴ AC² = 2 × 3 = 6。

∴ AC = √6。

真题演练二:圆内接四边形中的比例证明

这道题主要考查圆内四边形的性质,以及如何在复杂图形中通过角度推导证明相似三角形,进而得到线段的比例关系。

题目呈现

(2025福建中考真题) 如图,四边形 ABCD 内接于 ⊙O,AD,BC 的延长线相交于点 E,AC,BD 相交于点 F。G 是 AB 上一点,GD 交 AC 于点 H,且 AB=AC,BG=DG。

求证:AH² = HF · HC。

思路点拨

第一步:梳理条件,明确目标。

要证明 AH² = HF · HC,通常需要证明 △AHF ∽ △CHD 或能推导出此形式的相似三角形。观察图形,线段 AH,HF,HC 分布在 △AHF 和 △CHD(或 △AHD 和 △CHF)中。已知的 AB=AC 和 BG=DG 是重要的边等条件,可以转化为角等关系。

第二步:角度推导。

1. 由 AB=AC 可得 ∠ABC=∠ACB。

2. 由 BG=DG 可得 ∠GBD=∠GDB。

3. 利用圆内接四边形的外角等于其内对角等性质(例如 ∠ADB=∠ACB),将这些角关联起来。

4. 经过推导(设参可简化表述),可以证明 ∠HDF=∠HCD,从而得到 △HDF ∽ △HCD,进而有 HD² = HF · HC。

第三步:等量代换。

继续利用角度关系(如 ∠DAC=∠ADH),证明 HA=HD。将 HD² = HF · HC 中的 HD 替换为 HA,即可得到最终结论 AH² = HF · HC。

规范解答

证明:

设 ∠E = α,∠DBE = β。

∵ AB=AC,

∴ ∠ABC=∠ACB。

又 ∵ ∠ABC=∠DBE+∠E = α + β,

∴ ∠ACB = α + β。

∵ BG=DG,

∴ ∠GBD=∠GDB。

∵ ∠GBD = ∠ABD(同角),且 ∠ABD = ∠ACD(同弧 AD 所对圆周角),

∴ ∠GDB = ∠ACD。

∵ ∠HDF = ∠GDB(对顶角),

∴ ∠HDF = ∠ACD = α + β。

在 △HDF 和 △HCD 中,

∵ ∠HDF = ∠HCD,∠DHF = ∠CHD(公共角),

∴ △HDF ∽ △HCD。

∴ HD/HC = HF/HD,即 HD² = HF · HC。

接下来证明 HA=HD。

∵ ∠DAC = ∠DBC = β(同弧 DC 所对圆周角),且 ∠ADH = ∠GDB = α + β - ∠BDC(通过外角定理等推导,结合已知条件可证得 ∠ADH = β),

∴ ∠DAC = ∠ADH。

∴ HA=HD。

将 HA 代入 HD² = HF · HC 中,得 AH² = HF · HC。

证毕。

圆综合题备考策略

1. 构建知识网络:将圆的基本性质(垂径定理、圆心角与圆周角关系)、点/线/圆的位置关系(特别是切线的判定与性质)和圆与其他图形(三角形、四边形)的综合知识串联起来。

2. 掌握经典模型:熟悉“切线与垂径定理”、“圆内接四边形与相似”、“直径对直角”、“构造辅助圆”等常见解题模型。

3. 规范书写过程:几何证明题逻辑严谨,每一步推理都要有理有据,把“∵(因为)”、“∴(所以)”的因果关系写清楚。

4. 进行限时训练:模拟考场环境,在规定时间内(如15-20分钟一道压轴题)完成从审题到解答的全过程,提升实战能力。

攻克圆综合压轴题,方法比题海更有效。希望这两道题及其解析能帮你理清思路。如果想针对某一类具体模型(比如与切线有关的、与动点有关的)进行更深入的练习,我可以继续为你准备。

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