1. (2025 新疆中考改编)如图,$AB$为$\odot O$的直径,$C$为$\odot O$上一点,$CF⊥ AB$于点$F$,$E$是$AB$延长线上一点,且$∠ FCE = 2∠ A$。
(1)求证:$CE$是$\odot O$的切线;
(2)过点$B$作$BD// CE$,交$CF$于点$G$,交$AC$于点$D$,连接$BC$。若$\tan∠ BCE=\frac{1}{2}$,$BE = 1$,求$DG$的长。

(1)求证:$CE$是$\odot O$的切线;
(2)过点$B$作$BD// CE$,交$CF$于点$G$,交$AC$于点$D$,连接$BC$。若$\tan∠ BCE=\frac{1}{2}$,$BE = 1$,求$DG$的长。
答案
(1)证明见解析;(2)3/4
解析
(1)连接OC,设∠A=α,则∠FCE=2α。∵OA=OC,∴∠OCA=α。∵AB为直径,∴∠ACB=90°,∴∠OCB=90°-α。∵CF⊥AB,∴∠CFB=90°,∠ABC=90°-α,∴∠FCB=90°-∠ABC=α。∴∠BCE=∠FCE-∠FCB=2α-α=α。∵OC=OB,∴∠OCB=∠OBC=90°-α,∴∠OCE=∠OCB+∠BCE=90°-α+α=90°,即OC⊥CE,∴CE是⊙O的切线。
(2)设⊙O半径为r,tan∠BCE=tanα=1/2。在Rt△OCE中,OC=r,OE=r+1,CE²=(r+1)²-r²=2r+1。tan∠E=cot2α=3/4=OC/CE,∴CE=4r/3。则(4r/3)²=2r+1,解得r=3/2。∴AB=3,OE=5/2,CE=2。建立坐标系,O(0,0),A(-3/2,0),B(3/2,0),E(5/2,0),C(9/10,6/5)。直线AC:y=(1/2)x+3/4;BD//CE,k_CE=-3/4,BD:y=-3/4x+9/8。联立AC与BD得D(3/10,9/10)。CF:x=9/10,与BD交于G(9/10,9/20)。DG=√[(9/10-3/10)²+(9/20-9/10)²]=3/4。
(2)设⊙O半径为r,tan∠BCE=tanα=1/2。在Rt△OCE中,OC=r,OE=r+1,CE²=(r+1)²-r²=2r+1。tan∠E=cot2α=3/4=OC/CE,∴CE=4r/3。则(4r/3)²=2r+1,解得r=3/2。∴AB=3,OE=5/2,CE=2。建立坐标系,O(0,0),A(-3/2,0),B(3/2,0),E(5/2,0),C(9/10,6/5)。直线AC:y=(1/2)x+3/4;BD//CE,k_CE=-3/4,BD:y=-3/4x+9/8。联立AC与BD得D(3/10,9/10)。CF:x=9/10,与BD交于G(9/10,9/20)。DG=√[(9/10-3/10)²+(9/20-9/10)²]=3/4。
2. 如图,点$C$在以$AB$为直径的$\odot O$上,过点$C$的切线交$BA$的延长线于点$D$,$G$是$OB$上的一点,过点$G$作$OB$的垂线,交$BC$于点$F$,交$DC$的延长线于点$E$。已知$\tan B=\frac{1}{3}$。
(1)求$\sin D$的值;
(2)若$DA = FG = 1$,求$CE$的长。

(1)求$\sin D$的值;
(2)若$DA = FG = 1$,求$CE$的长。
答案
(1)4/5;(2)7
解析
(1)连接OC,因AB为直径,∠ACB=90°。tanB=AC/BC=1/3,设AC=k,BC=3k,AB=√(k²+(3k)²)=√10k,半径OC=√10k/2。DC为切线,∠OCD=90°,由弦切角定理∠DCA=∠B,且∠D=∠D,故△DCA∽△DBC。则DA/DC=AC/BC=1/3,设DA=x,DC=3x,DB=3DC=9x,AB=DB-DA=8x,OA=4x,OD=OA+DA=5x。在Rt△OCD中,sinD=OC/OD=(4x)/(5x)=4/5。
(2)DA=1,由(1)知DC=3,AB=8,OA=4,D(-5,0),O(0,0),B(4,0)。设C(m,n),圆方程x²+y²=16,DC=3,(m+5)²+n²=9,联立得m=-16/5,n=12/5,C(-16/5,12/5)。直线DC:y=(4/3)x+20/3。设G(g,0),EG⊥AB,E(g,(4/3)g+20/3)。直线BC:y=-1/3x+4/3,F(g,1)在BC上,1=-1/3g+4/3,得g=1。E(1,8),CE=√[(1+16/5)²+(8-12/5)²]=7。
(2)DA=1,由(1)知DC=3,AB=8,OA=4,D(-5,0),O(0,0),B(4,0)。设C(m,n),圆方程x²+y²=16,DC=3,(m+5)²+n²=9,联立得m=-16/5,n=12/5,C(-16/5,12/5)。直线DC:y=(4/3)x+20/3。设G(g,0),EG⊥AB,E(g,(4/3)g+20/3)。直线BC:y=-1/3x+4/3,F(g,1)在BC上,1=-1/3g+4/3,得g=1。E(1,8),CE=√[(1+16/5)²+(8-12/5)²]=7。
3. 如图,$△ ABC$内接于$\odot O$,$AB = AC$,过点$A$作$\odot O$的切线$AE$,交直径$BD$的延长线于点$E$。
(1)求证:$AE// BC$;
(2)若$BD = 3DE$,求$\tan∠ CAE$的值。

(1)求证:$AE// BC$;
(2)若$BD = 3DE$,求$\tan∠ CAE$的值。
答案
(1)证明见解析;(2)1/2
解析
(1)∵AE是⊙O的切线,∴∠EAB=∠ACB(弦切角等于所夹弧对的圆周角)。∵AB=AC,∴∠ABC=∠ACB,∴∠EAB=∠ABC,∴AE//BC。
(2)设⊙O半径为R,则BD=2R。∵BD=3DE,∴DE=2R/3,OE=OD+DE=R+2R/3=5R/3。∵AE是切线,OA⊥AE,在Rt△OAE中,AE=√(OE²-OA²)=√[(5R/3)²-R²]=4R/3。∵AE//BC,∴∠E=∠DBC。tan∠E=OA/AE=R/(4R/3)=3/4,故tan∠DBC=3/4。设BC中点为F,OA⊥BC(AB=AC,圆心在BC中垂线上),设BF=y,则OF=3y/4(tan∠DBC=OF/BF=3/4)。在Rt△OBF中,OB²=OF²+BF²,即R²=(3y/4)²+y²=25y²/16,得R=5y/4,∴AF=OA-OF=R-3y/4=5y/4-3y/4=y/2。在Rt△AFC中,tan∠ACB=AF/CF=(y/2)/y=1/2。∵AE//BC,∠CAE=∠ACB,∴tan∠CAE=1/2。
(2)设⊙O半径为R,则BD=2R。∵BD=3DE,∴DE=2R/3,OE=OD+DE=R+2R/3=5R/3。∵AE是切线,OA⊥AE,在Rt△OAE中,AE=√(OE²-OA²)=√[(5R/3)²-R²]=4R/3。∵AE//BC,∴∠E=∠DBC。tan∠E=OA/AE=R/(4R/3)=3/4,故tan∠DBC=3/4。设BC中点为F,OA⊥BC(AB=AC,圆心在BC中垂线上),设BF=y,则OF=3y/4(tan∠DBC=OF/BF=3/4)。在Rt△OBF中,OB²=OF²+BF²,即R²=(3y/4)²+y²=25y²/16,得R=5y/4,∴AF=OA-OF=R-3y/4=5y/4-3y/4=y/2。在Rt△AFC中,tan∠ACB=AF/CF=(y/2)/y=1/2。∵AE//BC,∠CAE=∠ACB,∴tan∠CAE=1/2。
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