23. (本小题 12 分)如图,△ABC 内接于⊙O,AB 是⊙O 的直径,$\widehat{BC}= \widehat{BD}$,DE⊥AC 于点 E,直线 DE 交 BF 于点 F,交 AB 于点 G,∠BOD= 2∠F,连接 BD.
(1) 求证:BF 是⊙O 的切线;
(2) 判断△DGB 的形状,并说明理由;
(3) 当 BD= 2 时,求 FG 的长.

(1) 求证:BF 是⊙O 的切线;
(2) 判断△DGB 的形状,并说明理由;
(3) 当 BD= 2 时,求 FG 的长.
答案
(1) 证明:∵AB是⊙O的直径,∴∠ADB=90°。∵$\widehat{BC}=\widehat{BD}$,∴∠BAC=∠BAD=α,∠BOD=2∠BAD=2α。∵∠BOD=2∠F,∴∠F=α。∵DE⊥AC,∴∠AED=90°,∴∠AGE=90°-α。∵∠AGE=∠BGF,∴∠BGF=90°-α。在△BGF中,∠GBF=180°-∠F-∠BGF=180°-α-(90°-α)=90°,∴OB⊥BF。∵OB是⊙O半径,∴BF是⊙O的切线。
(2) △DGB是等腰三角形。理由:∵∠ADB=90°,∠BAD=α,∴∠DBG=90°-α。∵∠DGB=∠BGF=90°-α,∴∠DBG=∠DGB,∴DG=DB,∴△DGB是等腰三角形。
(3) ∵BD=2,DG=DB=2。由(1)知∠F=α,∠BOD=2α,OD=OB=半径r。∵∠ADB=90°,BD=2,AB=2r,∴sinα=BD/AB=2/(2r)=1/r。∵∠BOD=2α,在Rt△OBF中,∠OBF=90°,∠F=α,tanα=OB/BF=r/BF,sinα=OB/OF=r/OF。∵∠BOD=2α,OD=OB=r,△OBD中,BD²=OB²+OD²-2OB·ODcos2α=2r²(1-cos2α)=4r²sin²α,∴BD=2rsinα=2,即2r·(1/r)=2,成立。∴sinα=1/2,α=30°,r=2。∴AB=4,OB=2。在Rt△OBF中,∠F=30°,OB=2,∴OF=2OB=4。∵G与O重合(AB中点),∴FG=OF=4。
FG=4。
(2) △DGB是等腰三角形。理由:∵∠ADB=90°,∠BAD=α,∴∠DBG=90°-α。∵∠DGB=∠BGF=90°-α,∴∠DBG=∠DGB,∴DG=DB,∴△DGB是等腰三角形。
(3) ∵BD=2,DG=DB=2。由(1)知∠F=α,∠BOD=2α,OD=OB=半径r。∵∠ADB=90°,BD=2,AB=2r,∴sinα=BD/AB=2/(2r)=1/r。∵∠BOD=2α,在Rt△OBF中,∠OBF=90°,∠F=α,tanα=OB/BF=r/BF,sinα=OB/OF=r/OF。∵∠BOD=2α,OD=OB=r,△OBD中,BD²=OB²+OD²-2OB·ODcos2α=2r²(1-cos2α)=4r²sin²α,∴BD=2rsinα=2,即2r·(1/r)=2,成立。∴sinα=1/2,α=30°,r=2。∴AB=4,OB=2。在Rt△OBF中,∠F=30°,OB=2,∴OF=2OB=4。∵G与O重合(AB中点),∴FG=OF=4。
FG=4。
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