7. 如图,AB是$\odot O$的直径,M,N分别是AO,BO的中点,$CM⊥ AB$,$DN⊥ AB$。
求证:$\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BD}$。

求证:$\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BD}$。
答案
7.证明:连接OC,OD,如答图.
∵AB是$\odot O$的直径,M,N分别是AO,BO的中点,
∴OM=ON.
∵$CM⊥AB,DN⊥AB$,
∴$∠OMC=∠OND=90°$.
在$Rt△OMC$和$Rt△OND$中,$\begin{cases} OM=ON, \\ OC=OD, \end{cases}$
∴$Rt△OMC≌Rt△OND(HL)$,
∴$∠COM=∠DON$,$\therefore\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BD}$.
解析
【分析】
要证明$\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BD}$,根据同圆中相等的圆心角对应相等的弧的性质,可转化为证明两段弧对应的圆心角$∠ AOC$和$∠ BOD$相等。我们可以通过连接OC、OD构造直角三角形,结合已知的中点、垂直的条件,证明两个直角三角形全等,得到对应圆心角相等,即可推出弧相等。
【解析】
1. 作辅助线:连接OC、OD,OC、OD均为$\odot O$的半径,故$OC=OD$。
2. 推导$OM=ON$:因为AB是$\odot O$的直径,所以$OA=OB$,又M、N分别是AO、BO的中点,因此$OM=\frac{1}{2}OA$,$ON=\frac{1}{2}OB$,可得$OM=ON$。
3. 确定直角:由$CM⊥ AB$,$DN⊥ AB$,得$∠ OMC=∠ OND=90°$,$△ OMC$和$△ OND$都是直角三角形。
4. 证明三角形全等:在$Rt△ OMC$和$Rt△ OND$中,$\begin{cases} OM=ON \\ OC=OD \end{cases}$,根据HL判定定理,可得$Rt△ OMC≌ Rt△ OND$。
5. 推导弧相等:由全等得$∠ COM=∠ DON$,即两段弧对应的圆心角相等,根据同圆中圆心角相等则对应弧相等,可得$\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BD}$。
【答案】
证明:连接OC,OD,如答图.

∵AB是$\odot O$的直径,M,N分别是AO,BO的中点,
∴OM=ON.
∵$CM⊥AB,DN⊥AB$,
∴$∠OMC=∠OND=90°$.
在$Rt△OMC$和$Rt△OND$中,$\begin{cases} OM=ON, \\ OC=OD, \end{cases}$
∴$Rt△OMC≌Rt△OND(HL)$,
∴$∠COM=∠DON$,$\therefore\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BD}$.
【知识点】
圆心角与弧的关系、HL判定全等、圆的半径性质
【点评】
本题属于圆的基础证明题型,解题核心是掌握同圆内圆心角和弧的对应关系,通过构造半径作为辅助线,结合直角三角形全等的判定即可完成证明,是对圆基础性质和全等判定的综合考察,解题思路清晰常规。
【难度系数】
0.75
要证明$\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BD}$,根据同圆中相等的圆心角对应相等的弧的性质,可转化为证明两段弧对应的圆心角$∠ AOC$和$∠ BOD$相等。我们可以通过连接OC、OD构造直角三角形,结合已知的中点、垂直的条件,证明两个直角三角形全等,得到对应圆心角相等,即可推出弧相等。
【解析】
1. 作辅助线:连接OC、OD,OC、OD均为$\odot O$的半径,故$OC=OD$。
2. 推导$OM=ON$:因为AB是$\odot O$的直径,所以$OA=OB$,又M、N分别是AO、BO的中点,因此$OM=\frac{1}{2}OA$,$ON=\frac{1}{2}OB$,可得$OM=ON$。
3. 确定直角:由$CM⊥ AB$,$DN⊥ AB$,得$∠ OMC=∠ OND=90°$,$△ OMC$和$△ OND$都是直角三角形。
4. 证明三角形全等:在$Rt△ OMC$和$Rt△ OND$中,$\begin{cases} OM=ON \\ OC=OD \end{cases}$,根据HL判定定理,可得$Rt△ OMC≌ Rt△ OND$。
5. 推导弧相等:由全等得$∠ COM=∠ DON$,即两段弧对应的圆心角相等,根据同圆中圆心角相等则对应弧相等,可得$\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BD}$。
【答案】
证明:连接OC,OD,如答图.
∵AB是$\odot O$的直径,M,N分别是AO,BO的中点,
∴OM=ON.
∵$CM⊥AB,DN⊥AB$,
∴$∠OMC=∠OND=90°$.
在$Rt△OMC$和$Rt△OND$中,$\begin{cases} OM=ON, \\ OC=OD, \end{cases}$
∴$Rt△OMC≌Rt△OND(HL)$,
∴$∠COM=∠DON$,$\therefore\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BD}$.
【知识点】
圆心角与弧的关系、HL判定全等、圆的半径性质
【点评】
本题属于圆的基础证明题型,解题核心是掌握同圆内圆心角和弧的对应关系,通过构造半径作为辅助线,结合直角三角形全等的判定即可完成证明,是对圆基础性质和全等判定的综合考察,解题思路清晰常规。
【难度系数】
0.75
8.(2025·苏州期末)如图,在△ABC中,AB=AC,以腰AB为直径作半圆O,分别交BC,AC于点D,E.
(1)求证:BD=DC;
(2)若∠BAC=40°,求$\overset{\frown}{DE}$所对的圆心角的度数.

(1)求证:BD=DC;
(2)若∠BAC=40°,求$\overset{\frown}{DE}$所对的圆心角的度数.
答案
8.(1)证明:如答图,连接AD,
∵AB是半圆O的直径,
∴$∠ADB=90°$,$\therefore AD⊥BC$.
又
∵AB=AC,
∴BD=DC.
(2)解:如答图,连接OD,OE,
∵AB=AC,$AD⊥BC$,$∠BAC=40°$,
∴$∠BAD=∠CAD=\frac{1}{2}∠BAC=20°$,
∴$∠DOE=2∠DAC=40°$,
$\therefore\overset{\frown}{DE}$所对的圆心角的度数为$40°$.
解析
【分析】
(1)要证明BD=DC,已知△ABC中AB=AC,属于等腰三角形,可联想到等腰三角形“三线合一”的性质,只需证明底边BC上的高AD存在即可。已知AB是半圆O的直径,根据直径所对的圆周角为直角,连接AD即可得到∠ADB=90°,即AD⊥BC,结合等腰三角形性质即可得证。
(2)要求$\overset{\frown}{DE}$所对的圆心角的度数,首先连接OD、OE得到圆心角∠DOE,根据圆周角定理:同弧所对的圆心角是圆周角的2倍,只需先求出$\overset{\frown}{DE}$所对的圆周角∠DAE的度数。结合等腰三角形三线合一的性质,AD平分顶角∠BAC,代入已知∠BAC=40°即可算出∠DAE,进而求出圆心角的度数。
【解析】
(1) 证明:如答图,连接AD,
∵AB是半圆O的直径,
∴$∠ ADB=90°$,即$AD⊥ BC$。
又
∵AB=AC,△ABC是等腰三角形,根据等腰三角形三线合一的性质,
∴BD=DC。
(2) 解:如答图,连接OD,OE,
∵AB=AC,$AD⊥ BC$,$∠ BAC=40°$,
∴AD平分∠BAC,即$∠ BAD=∠ CAD=\frac{1}{2}∠ BAC=20°$。
根据圆周角定理,同弧所对的圆心角是圆周角的2倍,$\overset{\frown}{DE}$所对的圆周角为∠DAC,
∴$∠ DOE=2∠ DAC=40°$,
即$\overset{\frown}{DE}$所对的圆心角的度数为$40°$。
【答案】
(1) 证明见上述解析;
(2) $\overset{\frown}{DE}$所对的圆心角的度数为$\boxed{40°}$。

【知识点】
直径所对圆周角性质、等腰三角形三线合一、圆周角定理
【点评】
本题是圆与等腰三角形性质的综合基础题,解题关键是根据已知条件和待求结论合理添加辅助线,利用圆周角相关性质完成角度和线段关系的转化,掌握基础定理即可顺利解答。
【难度系数】
0.8
(1)要证明BD=DC,已知△ABC中AB=AC,属于等腰三角形,可联想到等腰三角形“三线合一”的性质,只需证明底边BC上的高AD存在即可。已知AB是半圆O的直径,根据直径所对的圆周角为直角,连接AD即可得到∠ADB=90°,即AD⊥BC,结合等腰三角形性质即可得证。
(2)要求$\overset{\frown}{DE}$所对的圆心角的度数,首先连接OD、OE得到圆心角∠DOE,根据圆周角定理:同弧所对的圆心角是圆周角的2倍,只需先求出$\overset{\frown}{DE}$所对的圆周角∠DAE的度数。结合等腰三角形三线合一的性质,AD平分顶角∠BAC,代入已知∠BAC=40°即可算出∠DAE,进而求出圆心角的度数。
【解析】
(1) 证明:如答图,连接AD,
∵AB是半圆O的直径,
∴$∠ ADB=90°$,即$AD⊥ BC$。
又
∵AB=AC,△ABC是等腰三角形,根据等腰三角形三线合一的性质,
∴BD=DC。
(2) 解:如答图,连接OD,OE,
∵AB=AC,$AD⊥ BC$,$∠ BAC=40°$,
∴AD平分∠BAC,即$∠ BAD=∠ CAD=\frac{1}{2}∠ BAC=20°$。
根据圆周角定理,同弧所对的圆心角是圆周角的2倍,$\overset{\frown}{DE}$所对的圆周角为∠DAC,
∴$∠ DOE=2∠ DAC=40°$,
即$\overset{\frown}{DE}$所对的圆心角的度数为$40°$。
【答案】
(1) 证明见上述解析;
(2) $\overset{\frown}{DE}$所对的圆心角的度数为$\boxed{40°}$。
【知识点】
直径所对圆周角性质、等腰三角形三线合一、圆周角定理
【点评】
本题是圆与等腰三角形性质的综合基础题,解题关键是根据已知条件和待求结论合理添加辅助线,利用圆周角相关性质完成角度和线段关系的转化,掌握基础定理即可顺利解答。
【难度系数】
0.8
9. 如图,$△ ABC$内接于$\odot O$,$∠ ABC>90°$,$∠ BAC$处的外角$∠ EAC$的平分线交$\odot O$于点$D$,连接$DB$,$DC$,$DB$交$AC$于点$F$.
(1)若$∠ EAD=75°$,求$\overset{\frown}{BC}$的度数;
(2)求证:$DB=DC$;
(3)若$DA=DF$,$∠ ABC=α$,求$∠ DFC$的度数.(用含$α$的代数式表示)

(1)若$∠ EAD=75°$,求$\overset{\frown}{BC}$的度数;
(2)求证:$DB=DC$;
(3)若$DA=DF$,$∠ ABC=α$,求$∠ DFC$的度数.(用含$α$的代数式表示)
答案
9.(1)解:
∵$∠EAD=75°$,AD平分$∠EAC$,
∴$∠EAC=2∠EAD=150°$,
∴$∠BAC=180°-∠EAC=30°$,
$\therefore\overset{\frown}{BC}$的度数为$30°×2=60°$.
(2)证明:
∵四边形ABCD内接于$\odot O$,
∴$∠BCD+∠BAD=180°$.
∵$∠DAB+∠EAD=180°$,$\therefore∠EAD=∠BCD$.
∵AD平分$∠EAC$,$\therefore∠EAD=∠DAC$,$\therefore∠CAD=∠BCD$.
∵$∠CAD=∠CBD$,$\therefore∠BCD=∠CBD$,$\therefore DB=DC$.
(3)解:
∵$DA=DF$,$\therefore∠DAF=∠DFA$.
由(2)知$∠DBC=∠DCB$,
∴$∠DAF=∠DFA=∠CBD=∠BCD$,
∴$∠ADF=∠BDC$.
∵$∠ABC=α$,$\therefore∠ADC=180°-α$,
∴$∠ADF=\frac{1}{2}∠ADC=90°-\frac{α}{2}$,
∴$∠DAF=∠DFA=(180°-∠ADF)÷2=45°+\frac{α}{4}$,
∴$∠DFC=180°-∠DFA=135°-\frac{α}{4}$.
∵$∠EAD=75°$,AD平分$∠EAC$,
∴$∠EAC=2∠EAD=150°$,
∴$∠BAC=180°-∠EAC=30°$,
$\therefore\overset{\frown}{BC}$的度数为$30°×2=60°$.
(2)证明:
∵四边形ABCD内接于$\odot O$,
∴$∠BCD+∠BAD=180°$.
∵$∠DAB+∠EAD=180°$,$\therefore∠EAD=∠BCD$.
∵AD平分$∠EAC$,$\therefore∠EAD=∠DAC$,$\therefore∠CAD=∠BCD$.
∵$∠CAD=∠CBD$,$\therefore∠BCD=∠CBD$,$\therefore DB=DC$.
(3)解:
∵$DA=DF$,$\therefore∠DAF=∠DFA$.
由(2)知$∠DBC=∠DCB$,
∴$∠DAF=∠DFA=∠CBD=∠BCD$,
∴$∠ADF=∠BDC$.
∵$∠ABC=α$,$\therefore∠ADC=180°-α$,
∴$∠ADF=\frac{1}{2}∠ADC=90°-\frac{α}{2}$,
∴$∠DAF=∠DFA=(180°-∠ADF)÷2=45°+\frac{α}{4}$,
∴$∠DFC=180°-∠DFA=135°-\frac{α}{4}$.
解析
【分析】
(1) 要求$\overset{\frown}{BC}$的度数,根据圆周角定理,弧的度数等于其所对圆周角度数的2倍,因此先通过角平分线定义求出$∠ EAC$,再利用邻补角关系求出$\overset{\frown}{BC}$所对的圆周角$∠ BAC$,即可计算弧的度数。
(2) 要证$DB=DC$,只需证明$∠ DBC=∠ DCB$:先利用圆内接四边形的性质得$∠ EAD=∠ BCD$,结合角平分线得$∠ EAD=∠ DAC$,再根据同弧所对圆周角相等得$∠ DAC=∠ DBC$,等量代换即可得到等角,从而证得结论。
(3) 已知$DA=DF$,可得$∠ DAF=∠ DFA$,结合(2)的结论找到角的等量关系,推出$∠ ADF=∠ BDC$,再利用圆内接四边形对角互补求出$∠ ADC$,进而求出$∠ DFA$,最后根据邻补角关系计算$∠ DFC$即可。
【解析】
(1) 解:
$\because ∠ EAD=75°$,$AD$平分$∠ EAC$,
$\therefore ∠ EAC=2∠ EAD=150°$,
$\therefore ∠ BAC=180°-∠ EAC=30°$,
$\because$弧的度数是其所对圆周角的2倍,$∠ BAC$是$\overset{\frown}{BC}$所对的圆周角,
$\therefore \overset{\frown}{BC}$的度数为$30°×2=60°$。
(2) 证明:
$\because$四边形$ABCD$内接于$\odot O$,
$\therefore ∠ BCD+∠ BAD=180°$,
$\because ∠ DAB+∠ EAD=180°$,
$\therefore ∠ EAD=∠ BCD$,
$\because AD$平分$∠ EAC$,
$\therefore ∠ EAD=∠ DAC$,
$\therefore ∠ CAD=∠ BCD$,
$\because ∠ CAD$和$∠ CBD$都是$\overset{\frown}{CD}$所对的圆周角,
$\therefore ∠ CAD=∠ CBD$,
$\therefore ∠ BCD=∠ CBD$,
$\therefore DB=DC$。
(3) 解:
$\because DA=DF$,
$\therefore ∠ DAF=∠ DFA$,
由(2)知$∠ DBC=∠ DCB$,
又$\because ∠ DAF=∠ CBD$,
$\therefore ∠ DAF=∠ DFA=∠ CBD=∠ BCD$,
$\therefore ∠ ADF=180°-2∠ DAF$,$∠ BDC=180°-2∠ BCD$,即$∠ ADF=∠ BDC$,
$\because$四边形$ABCD$内接于$\odot O$,$∠ ABC=α$,
$\therefore ∠ ADC=180°-∠ ABC=180°-α$,
$\therefore ∠ ADF=\frac{1}{2}∠ ADC=\frac{1}{2}(180°-α)=90°-\frac{α}{2}$,
在$△ ADF$中,$∠ DAF=∠ DFA=(180°-∠ ADF)÷2=(180°-90°+\frac{α}{2})÷2=45°+\frac{α}{4}$,
$\because ∠ DFC+∠ DFA=180°$,
$\therefore ∠ DFC=180°-(45°+\frac{α}{4})=135°-\frac{α}{4}$。
【答案】
(1) $\overset{\frown}{BC}$的度数为$\boxed{60°}$;
(2) 证明见解析;
(3) $∠ DFC$的度数为$\boxed{135°-\dfrac{α}{4}}$。
【知识点】
圆周角定理,圆内接四边形的性质,等腰三角形的性质
【点评】
本题是圆的典型综合题,围绕圆中角的等量关系展开考查,解题核心是灵活运用圆周角定理、圆内接四边形性质完成角的等量代换,既有基础的角度计算,也有逻辑推导的综合应用,是圆章节的常考题型。
【难度系数】
0.65
(1) 要求$\overset{\frown}{BC}$的度数,根据圆周角定理,弧的度数等于其所对圆周角度数的2倍,因此先通过角平分线定义求出$∠ EAC$,再利用邻补角关系求出$\overset{\frown}{BC}$所对的圆周角$∠ BAC$,即可计算弧的度数。
(2) 要证$DB=DC$,只需证明$∠ DBC=∠ DCB$:先利用圆内接四边形的性质得$∠ EAD=∠ BCD$,结合角平分线得$∠ EAD=∠ DAC$,再根据同弧所对圆周角相等得$∠ DAC=∠ DBC$,等量代换即可得到等角,从而证得结论。
(3) 已知$DA=DF$,可得$∠ DAF=∠ DFA$,结合(2)的结论找到角的等量关系,推出$∠ ADF=∠ BDC$,再利用圆内接四边形对角互补求出$∠ ADC$,进而求出$∠ DFA$,最后根据邻补角关系计算$∠ DFC$即可。
【解析】
(1) 解:
$\because ∠ EAD=75°$,$AD$平分$∠ EAC$,
$\therefore ∠ EAC=2∠ EAD=150°$,
$\therefore ∠ BAC=180°-∠ EAC=30°$,
$\because$弧的度数是其所对圆周角的2倍,$∠ BAC$是$\overset{\frown}{BC}$所对的圆周角,
$\therefore \overset{\frown}{BC}$的度数为$30°×2=60°$。
(2) 证明:
$\because$四边形$ABCD$内接于$\odot O$,
$\therefore ∠ BCD+∠ BAD=180°$,
$\because ∠ DAB+∠ EAD=180°$,
$\therefore ∠ EAD=∠ BCD$,
$\because AD$平分$∠ EAC$,
$\therefore ∠ EAD=∠ DAC$,
$\therefore ∠ CAD=∠ BCD$,
$\because ∠ CAD$和$∠ CBD$都是$\overset{\frown}{CD}$所对的圆周角,
$\therefore ∠ CAD=∠ CBD$,
$\therefore ∠ BCD=∠ CBD$,
$\therefore DB=DC$。
(3) 解:
$\because DA=DF$,
$\therefore ∠ DAF=∠ DFA$,
由(2)知$∠ DBC=∠ DCB$,
又$\because ∠ DAF=∠ CBD$,
$\therefore ∠ DAF=∠ DFA=∠ CBD=∠ BCD$,
$\therefore ∠ ADF=180°-2∠ DAF$,$∠ BDC=180°-2∠ BCD$,即$∠ ADF=∠ BDC$,
$\because$四边形$ABCD$内接于$\odot O$,$∠ ABC=α$,
$\therefore ∠ ADC=180°-∠ ABC=180°-α$,
$\therefore ∠ ADF=\frac{1}{2}∠ ADC=\frac{1}{2}(180°-α)=90°-\frac{α}{2}$,
在$△ ADF$中,$∠ DAF=∠ DFA=(180°-∠ ADF)÷2=(180°-90°+\frac{α}{2})÷2=45°+\frac{α}{4}$,
$\because ∠ DFC+∠ DFA=180°$,
$\therefore ∠ DFC=180°-(45°+\frac{α}{4})=135°-\frac{α}{4}$。
【答案】
(1) $\overset{\frown}{BC}$的度数为$\boxed{60°}$;
(2) 证明见解析;
(3) $∠ DFC$的度数为$\boxed{135°-\dfrac{α}{4}}$。
【知识点】
圆周角定理,圆内接四边形的性质,等腰三角形的性质
【点评】
本题是圆的典型综合题,围绕圆中角的等量关系展开考查,解题核心是灵活运用圆周角定理、圆内接四边形性质完成角的等量代换,既有基础的角度计算,也有逻辑推导的综合应用,是圆章节的常考题型。
【难度系数】
0.65
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