1、选修41 几何证明选讲第二节 直线与圆的位置关系(2014课标全国卷)如图,四边形 ABCD 是O 的内接四边形,AB 的延长线与 DC 的延长线交于点 E,且 CBCE.(1)证明:DE;(2)设 AD 不是O 的直径,AD 的中点为 M,且 MBMC,证明:ADE 为等边三角形证明:(1)由题设知 A,B,C,D 四点共圆,所以DCBE.由已知 CBCE,CBEE,故DE.(2)设 BC 的中点为 N,连接 MN,则由 MBMC 知 MNBC,故 O 在直线 MN 上 又 AD 不是O 的直径,M 为 AD 的中点,故 OMAD,即 MNAD.所以 ADBC,故ACBE.又CBEE,故AE
2、.由(1)知,DE,所以ADE 为等边三角形 1第(1)题利用圆内接四边形的性质,完成角之间的等量转化;第(2)问利用垂径定理,判定出 ADBC,这是解题的关键 2判断四点共圆的步骤:(1)观察几何图形,找到一对对角或一外角与其内对角;(2)判断四边形的一对对角的和是否为 180或判断四边形一外角与其内对角是否相等;(3)下结论(2015湖南卷)如图,在O 中,相交于点 E 的两弦 AB,CD 的中点分别是 M,N,直线 MO 与直线 CD 相交于点 F.证明:(1)MENNOM180;(2)FEFNFMFO.证明:(1)如图所示,因为点 M,N 分别是弦 AB,CD 的中点 所以 OMAB,
3、ONCD.则OME90,ENO90 因此OMEONE180.又四边形的内角和等于 360,故MENNOM180(2)由(1)知,点 O、M、E、N 四点共圆 由割线定理,得 FEFNFMFO.(2015课标全国卷)如图,AB 是O 的直径,AC 是O 的切线,BC 交O 于点 E.(1)若 D 为 AC 的中点,证明:DE 是O 的切线;(2)若 OA 3CE,求ACB 的大小解:(1)证明:连接 AE,由已知得,AEBC,ACAB.在 RtAEC 中,由已知得,DEDC,故DECDCE.连接 OE,则OBEOEB.又ACBABC90,所以DECOEB90,故OED90,DE 是O 的切线(2
4、)设 CE1,AEx,由已知得 AB2 3,BE 12x2.由射影定理可得,AE2CEBE,所以 x2 12x2,则 x412x2 x23,x 3,因此 AEOAOE,所以ACB60.1圆周角定理及其推论与弦切角定理及其推论多用于推出角的关系,从而证明三角形全等或相似,可求线段或角的大小 2涉及圆的切线问题时要注意弦切角的转化;关于圆周上的点,常作直径(或半径)或向弦的(弧)两端作圆周角或弦切角(2015陕西卷)如图,AB 切O 于点 B,直线 AO 交O 于 D,E 两点,BCDE,垂足为 C.(1)证明:CBDDBA;(2)若 AD3DC,BC 2,求O 的直径(1)证明:因为 DE 为O
5、 直径,则BEDEDB90,又 BCDE,所以CBDEDB90,从而CBDBED.又 AB 切O 于点 B,得DBABED,所以CBDDBA.(2)解 由(1)知 BD 平分CBA.则BABCADCD3,又 BC 2,从而 AB3 2,所以 AC AB2BC24,所以 AD3,由切割线定理得 AB2ADAE,即 AEAB2AD6,故 DEAEAD3,即O 直径为 3.(2014课标全国卷)如图,P 是O 外一点,PA 是切线,A 为切点,割线 PBC 与O 相交于点 B,C,PC2PA,D 为PC 的中点,AD 的延长线交O 于点 E.证明:(1)BEEC;(2)ADDE2PB2.证明:(1)
6、连接 AB,AC,由题设知 PAPD,故PADPDA.因为PDADACDCA,PADBADPAB,DCAPAB,所以DACBAE.从而BE EC.因此 BEEC.(2)由切割线定理得 PA2PBPC.因为 PAPDDC,所以 DC2PB,BDPB.由相交弦定理得 ADDEBDDC,所以 ADDE2PB2.解决与圆有关的成比例线段问题的两种思路 1直接应用相交弦、切割线定理及其推论;2当比例式(等积式)中的线段分别在两个三角形中时,可转化为证明三角形相似,一般思路为“相似三角形比例式等积式”在证明中有时还要借助中间比来代换,解题时应灵活把握。如图,O 的直径 AB 的延长线与弦 CD 的延长线相交于点 P,E 为O 上一点,AC AE,DE 交 AB 于点 F.(1)证明:DFEFOFFP.(2)当 AB2BP 时,证明:OFBF.证明:(1)连接 OE.因为AC AE,所以AOECDE,所以EOFPDF,又EFOPFD,所以OFEDFP,所以OFDFEFPF,所以 DFEFOFFP.(2)设 BPa,由 AB2BP,得 AOBOBPa,由相交弦定理得:DFEFAFBF,所以 AFBFOFFP,所以 OF(aBF)(aOF)BF,所以 OFBF.