中考数学圆中基本图形及结论

第1页共12页《圆的证明与计算》专题研究圆的证明与计算是中考中的一类重要的问题，此题完成情况的好坏对解决后面问题的发挥有重要的影响，所以解决好此题比较关键。一、考点分析：1.圆中的重要定理:(1)圆的定义:主要是用来证明四点共圆.(2)垂径定理:主要是用来证明——弧相等、线段相等、垂直关系等等.(3)三者之间的关系定理:主要是用来证明——弧相等、线段相等、圆心角相等.(4)圆周角性质定理及其推轮:主要是用来证明——直角、角相等、弧相等.(5)切线的性质定理:主要是用来证明——垂直关系.(6)切线的判定定理:主要是用来证明直线是圆的切线.(7)切线长定理:线段相等、垂直关系、角相等.2.圆中几个关键元素之间的相互转化:弧、弦、圆心角、圆周角等都可以通过相等来互相转化.这在圆中的证明和计算中经常用到.二、考题形式分析：主要以解答题的形式出现,第1问主要是判定切线；第2问主要是与圆有关的计算：①求线段长（或面积）；②求线段比；③求角度的三角函数值（实质还是求线段比）。三、解题秘笈：1、判定切线的方法：（1）若切点明确，则“连半径，证垂直”。常见手法有：全等转化；平行转化；直径转化；中线转化等；有时可通过计算结合相似、勾股定理证垂直；（2）若切点不明确，则“作垂直，证半径”。常见手法：角平分线定理；等腰三角形三线合一，隐藏角平分线；总而言之，要完成两个层次的证明：①直线所垂直的是圆的半径（过圆上一点）；②直线与半径的关系是互相垂直。在证明中的关键是要处理好弧、弦、角之间的相互转化,要善于进行由此及彼的联想、要总结常添加的辅助线.例：（1）如图，AB是⊙O的直径，BC⊥AB，AD∥OC交⊙O于D点，求证：CD为⊙O的切线；第2页共12页（2）如图，以Rt△ABC的直角边AB为直径作⊙O，交斜边AC于D，点E为BC的中点，连结DE，求证：DE是⊙O的切线.（3）如图，以等腰△ABC的一腰为直径作⊙O，交底边BC于D，交另一腰于F，若DE⊥AC于E（或E为CF中点），求证：DE是⊙O的切线.（4）如图，AB是⊙O的直径，AE平分∠BAF，交⊙O于点E，过点E作直线ED⊥AF，交AF的延长线于点D，交AB的延长线于点C，求证：CD是⊙O的切线.2、与圆有关的计算：计算圆中的线段长或线段比，通常与勾股定理、垂径定理与三角形的全等、相似等知识的结合，形式复杂，无规律性。分析时要重点注意观察已知线段间的关系，选择定理进行线段或者角度的转化。特别是要借助圆的相关定理进行弧、弦、角之间的相互转化，找出所求线段与已知线段的关系，从而化未知为已知，解决问题。其中重要而常见的数学思想方法有：（1）构造思想：如：①构建矩形转化线段；②构建“射影定理”基本图研究线段（已知任意两条线段可求其它所有线段长）；③构造垂径定理模型：弦长一半、弦心距、半径；④构造勾股定理模型；⑤构造三角函数.（2）方程思想：设出未知数表示关键线段，通过线段之间的关系，特别是发现其中的相等关系建立方程，解决问题。（3）建模思想：借助基本图形的结论发现问题中的线段关系，把问题分解为若干基本图形的问题，通过基本图形的解题模型快速发现图形中的基本结论，进而找出隐藏的线段之间的数量关系。3、典型基本图型：图形1：如图1：AB是⊙O的直径，点E、C是⊙O上的两点，基本结论有：（1）在“AC平分∠BAE”；“AD⊥CD”；“DC是⊙O的切线”三个论断中，知二推一。（2）如图2、3，DE等于弓形BCE的高；DC=AE的弦心距OF（或弓形BCE的半弦EF）。ADOCBABOCDEOABEDCFOABCEDF第3页共12页（3）如图（4）：若CK⊥AB于K，则：①CK=CD；BK=DE；CK=21BE=DC；AE+AB=2BK=2AD;②⊿ADC∽⊿ACBAC2=AD•AB（4）在(1)中的条件①、②、③中任选两个条件，当BG⊥CD于E时（如图5），则：①DE=GB；②DC=CG；③AD+BG=AB；④AD•BG=241DG=DC2图形2：如图：Rt⊿ABC中，∠ACB=90°。点O是AC上一点，以OC为半径作⊙O交AC于点E，基本结论有：（1）在“BO平分∠CBA”;“BO∥DE”;“AB是⊙O的切线”;“BD=BC”。四个论断中，知一推三。（2）①G是⊿BCD的内心；②；③⊿BCO∽⊿CDEBO•DE=CO•CE=21CE2；（3）在图（1）中的线段BC、CE、AE、AD中，知二求四。（4）如图（3），若①BC=CE，则：②ADAE=21=tan∠ADE；③BC：AC：AB=3：4：5；（在①、②、③中知一推二）④设BE、CD交于点H，,则BH=2EH图形3：如图：Rt⊿ABC中，∠ABC=90°,以AB为直径作⊙O交AC于D，基本结论有：OADEC图1BDOABCEF图2DOABCEF图3OBCEK图4DAOABCDE图5GBOACDE图1BCAODGFE图2OHFGDCEA图3BCG=GDCOABDE第4页共12页如右图：（1）DE切⊙OE是BC的中点；（2）若DE切⊙O，则：①DE=BE=CE；②D、O、B、E四点共圆∠CED=2∠A③CD·CA=4BE2,BABCBDCDRDE图形特殊化：在（1）的条件下如图1：DE∥AB⊿ABC、⊿CDE是等腰直角三角形；如图2：若DE的延长线交AB的延长线于点F，若AB=BF，则：①31EFDE;②21RBE图形4：如图，⊿ABC中，AB=AC，以AB为直径作⊙O，交BC于点D，交AC于点F，基本结论有：（1）DE⊥ACDE切⊙O；（2）在DE⊥AC或DE切⊙O下，有：①⊿DFC是等腰三角形；②EF=EC；③D是的中点。④与基本图形1的结论重合。⑤连AD，产生母子三角形。图形5：：以直角梯形ABCD的直腰为直径的圆切斜腰于Ｅ，基本结论有：（1）如图1：①AD+BC＝CD；②∠COD=∠AEB=90°；③OD平分∠ADC（或OC平BFBCEOAD图1F图2OABDCEBCOADEFCAOBDEOBCEFADOFBCGDEA图1图2图3第5页共12页分∠BCD）；（注：在①、②、③及④“CD是⊙O的切线”四个论断中，知一推三）④AD·BC＝AB412=R2；（2）如图2，连AE、CO，则有：CO∥AE，CO•AE=2R2(与基本图形2重合)（3）如图3，若EF⊥AB于F，交AC于G，则：EG=FG.图形6：如图：直线PR⊥⊙O的半径OB于E，PQ切⊙O于Q，BQ交直线PQ于R。基本结论有：（1）PQ=PR(⊿PQR是等腰三角形)；（2）在“PR⊥OB”、“PQ切⊙O”、“PQ=PR”中，知二推一（3）2PR·RE=BR·RQ=BE·2R=AB2图形7：如图，⊿ABC内接于⊙O，I为△ABC的内心。基本结论有：（1）如图1，①BD=CD=ID；②DI2＝DE·DA；③∠AIB=90°+21∠ACB;（2）如图2，若∠BAC=60°，则：BD+CE=BC.图形8：已知，AB是⊙O的直径，C是中点，CD⊥AB于D。BG交CD、AC于E、F。基本结论有：（1）CD=21BG；BE=EF=CE；GF=2DE(反之，由CD=21BG或BE=EF可得：C是中点)（2）OE=21AF，OE∥AC；⊿ODE∽⊿AGF（3）BE·BG=BD·BA（4）若D是OB的中点，则：①⊿CEF是等边三角形；②BC=CG=AGBGBGOEBARQPPORBQEOEBAQPROBEPRQ图2OIEBDCAAOIBCDE图1GFABODCEH第6页共12页四、范例讲解：例题1：△ABP中，∠ABP=90°，以AB为直径作⊙O交AP于C点，弧CF=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E，若BE=6，EF=2，求AFEF的值。例题2：直角梯形ABCD中，∠BCD=90°，AB=AD+BC，AB为直径的圆交BC于E，连OC、BD交于F.⑴求证：CD为⊙O的切线；⑵若53ABBE，求DFBF的值。例题3：如图，AB为直径，PB为切线，点C在⊙O上，AC∥OP。（1）求证：PC为⊙O的切线。（2）过D点作DE⊥AB，E为垂足，连AD交BC于G，CG=3，DE=4，求DBDG的值。AOBFDECABOFMCDPEABCDPEFGO第7页共12页例题4：如图，已知△ABC中，以边BC为直径的⊙O与边AB交于点D，点E为的中点，AF为△ABC的角平分线，且AF⊥EC。（1）求证：AC与⊙O相切；（2）若AC＝6，BC＝8，求EC的长五、练习：1．如图，Rt△ABC，以AB为直径作⊙O交AC于点D，，过D作AE的垂线，F为垂足.（1）求证：DF为⊙O的切线；（2）若DF=3，⊙O的半径为5，求tanBAC的值.BDBD=DEAOFBCEDHOABCDFE第8页共12页2．如图，AB为⊙O的直径，C、D为⊙O上的两点，，过D作直线BC的垂线交直线AB于点E，F为垂足.（1）求证：EF为⊙O的切线；（2）若AC=6，BD=5，求sinE的值.3．如图，AB为⊙O的直径，半径OC⊥AB，D为AB延长线上一点，过D作⊙O的切线，E为切点，连结CE交AB于点F.（1）求证：DE=DF；（2）连结AE，若OF=1，BF=3，求tanA的值.AD=DCOAEDFCBOABFCDE第9页共12页4．如图，Rt△ABC中，∠C=90°，BD平分∠ABC，以AB上一点O为圆心过B、D两点作⊙O，⊙O交AB于点一点E，EF⊥AC于点F.（1）求证：⊙O与AC相切；（2）若EF=3，BC=4，求tanA的值.5．如图，等腰△ABC中，AB=AC，以AB为直径作⊙O交BC于点D，DE⊥AC于E.（1）求证：DE为⊙O的切线；（2）若BC=45，AE=1，求cosAEO的值.OABEFDCOABCDE第10页共12页6．如图，BD为⊙O的直径，A为的中点，AD交BC于点E，F为BC延长线上一点，且FD=FE.（1）求证：DF为⊙O的切线；（2）若AE=2，DE=4，△BDF的面积为83，求tanEDF的值.7、如图，AB是⊙O的直径，M是线段OA上一点，过M作AB的垂线交AC于点N，交BC的延长线于点E，直线CF交EN于点F，且∠ECF=∠E．（1）求证：CF是⊙O的切线；（2）设⊙O的半径为1，且AC=CE3，求AM的长．BCAOEBCDFOEFABCMN第11页共12页8、如图，AB是⊙O的直径，BC⊥AB，过点C作⊙O的切线CE，点D是CE延长线上一点，连结AD，且AD+BC=CD.（1）求证：AD是⊙O的切线；（2）设OE交AC于F，若OF=3，EF=2，求线段BC的长.9、如图，△ABC中，AB=BC，以AB为直径的⊙O交AC于点D，且CD=BD.（1）求证：BC是⊙O的切线；（2）已知点M、N分别是AD、CD的中点，BM延长线交⊙O于E，EF∥AC，分别交BD、BN的延长线于H、F，若DH=2，求EF的长.BOEFADCOABCEFDMNH第12页共12页10、如图，AB是半⊙O上的直径，E是⌒BC的中点，OE交弦BC于点D，过点C作交AD的平行线交OE的延长线于点F.∠ADO=∠B.（1）求证：CF为⊙O的⊙O切线；（2）求sin∠BAD的值.11、如图，⊿ABC中，AB＝AC，以AC为直径的⊙O与AB相交于点E，点F是BE的中点．（1）求证：DF是⊙O的切线．（2）若AE＝14，BC＝12，求BF的长OABCFEDAOCBDEF