陈新合
圆是初中几何中一个简单而完美的图形,拥有诸多特性,它既是一个中心对称图形,又是一个轴对称图形,有无数条对称轴。这些特性使得圆与平行线、三角形、四边形和平面直角坐标系等图形组合形成综合性问题。下面通过两道例题来示范如何规范解决这类问题,希望对同学们有所帮助。
例1 如图1,△ABC内接于⊙O,∠B=60°,CD是⊙O的直径,点P是CD延长线上一点,且AP=AC。(1)求证:PA是⊙O的切线;(2)若PD=5,求⊙O的直径。
图1
【思路分析】(1)连接OA,根据圆周角定理求出∠AOC,由OA=OC得出∠ACO=∠OAC=30°,再由 AP=AC 得出∠P=30°,继而由∠OAP=∠AOC-∠P=90°,可证得OA⊥PA。
(2)利用含30°角的直角三角形的性质求出OP=2OA,可得出PD=OD=OA,由PD=5可求出⊙O的直径。
【规范解答】证明:(1)如图2,连接OA。
图2
∵∠B=60°,
∴∠AOC=2∠B=120°,(得1分)
又∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA=30°,(得1分)
又∵AP=AC,
∴∠P=∠ACP=30°,
∴∠OAP=∠AOC-∠P=90°,
∴OA⊥PA,(得1分)
∵OA是⊙O的半径,
∴PA是⊙O的切线。(得1分)
解:(2)在Rt△OAP中,
∵∠P=30°,
∴PO=2OA=OD+PD,(得1分)
又∵OA=OD,
∴PD=OA,(得1分)
∵PD=5,
∴2OA=2PD=25,(得1分)
∴⊙O的直径为2 5。(得1分)
【踩点提示】本题考查了等腰三角形的性质、圆周角定理、切线的判定及含30°角直角三角形的性质。在解题时,我们要明确证明切线的两种方法:知半径,证垂直;知垂直,证半径。本题已知点A在圆上,连接OA得出半径,选用“知半径,证垂直”方法来证明。在书写解题过程时,我们要注意:①在得出∠OAP=90°时,不能直接得出PA是⊙O的切线,必须要写出OA⊥PA,这一步非常重要,不能省略;②(2)中,所有的解题都是在Rt△OAP中进行的,所以我们在书写时应明确点出来,使得过程规范清晰,有利于自己检查和老师批阅。
例2 如图3,AB是⊙O的直径,AC为弦,∠BAC的平分线交⊙O于点D,过点D的切线交AC的延长线于点E。求证:(1)DE⊥AE;(2)AE+CE=AB。
图3
【思路分析】(1)连接OD,先根据等腰三角形的性质和角平分线的性质得出∠CAD=∠ODA,从而证得AE∥OD,可知∠E+∠ODE=180°,再由圆的切线性质证得OD⊥DE,可知∠ODE=90°,从而得出∠E=90°,DE⊥AE得证。
(2)根据角平分线与垂直的组合,容易想到过点D作DM⊥AB,交AB于点M,得到关于角平分线性质的基本图形,得出DE=DM,再证明△DAE≌△DAM,由全等三角形的性质可得出AE=AM。根据弦、弧、角之间的关系︵,可︵想到连接CD、DB,由∠CAD=∠OAD可得出C,从而证出CD=BD,结合DE=DM,可证Rt△DCE≌Rt△DBM,根据全等三角形的性质可得CE=BM,结合AB=AM+BM,即可证得AE+CE=AB。【规范解答】证明:如图4。
图4
(1)连接OD,
∵OA=OD,∴∠ODA=∠OAD
∵AD平分∠BAC,∴∠CAD=∠OAD。
∴∠CAD=∠ODA。
1.3.1 套管堵塞。套管堵塞相对常见,由于部分治疗肺结核药物需要输注浓度较高,而输液后未能对导管进行彻底清洗,且患者年龄较大,自身合并有一些基础性疾病,导致患者的血管破坏严重,影响液体通畅程度。因此,在治疗过程中,输注部分高浓度、大分子的药物时要减缓输液速度,并进行足够的稀释,输注完成之后立即对导管进行清洗,并选择合适的封管液正确封管,必要时可采取脉冲式封管,最大程度减少导管堵塞情况发生;如导管已经出现堵塞,必须进行回抽,禁止使用注射器进行推注,避免凝固的血栓进入血管引发不良反应。
∴AE∥OD。(得1分)
∴∠E+∠ODE=180°。
∵DE是⊙O的切线,
∴OD⊥DE。
∴∠ODE=90°。(得1分)
∴∠E=90°。
∴DE⊥AE。(得1分)
(2)过点D作DM⊥AB,交AB于点M,连接CD、DB。
∵AD平分∠BAC,
∴DE=DM,∠AED=∠AMD=90°。
在Rt△DAE和Rt△DAM中,
∴△DAE≌△DAM(HL)。(得1分)∴AE=AM。
∴CD=BD。(得1分)
在Rt△DEC和Rt△DMB中,
∴Rt△DEC≌Rt△DMB(HL)。
∴CE=BM。(得1分)
∴AE+CE=AM+BM。
即AE+CE=AB。(得1分)
【踩点提示】解题时要抓住常见图形的组合:由等腰三角形与角平分线可得平行线;由垂直与角平分线组合可得角平分线性质定理;见切点,连半径,得垂直;由圆中弦、弧、角之间的关系,利用等量代换的方法处理线段的和、差问题。在书写过程时,我们要做到有理有据,严格按照定理要求书写,不要跳步和省略步骤,比如:例2中由切线的性质可以得到OD⊥DE,不能因为后面需要∠ODE=90°,而跳过OD⊥DE,直接得出∠ODE=90°。证明三角形全等时需要使用大括号,按顺序写出条件,并在后面注明三角形全等的判定方法,这样使得证明过程条理清晰、简洁美观。