如图,△ABC内接于⊙O,CO的延长线交AB于点D,交⊙O于点E,交⊙O的切线AF于点F,且AF//BC.求证:
(1)AO//BE;
(2)AO平分∠BAC.

(1)AO//BE;
(2)AO平分∠BAC.
答案
(1) 证明:
∵AF是⊙O的切线,∴OA⊥AF,即∠OAF=90°.
∵AF//BC,∴∠FAC=∠ACB(两直线平行,内错角相等).
∵∠OAF=∠OAC+∠FAC=90°,∴∠OAC+∠ACB=90°.
∵CE是⊙O的直径,∴∠CBE=90°(直径所对的圆周角是直角).
在Rt△CBE中,∠ACB+∠BEC=90°(直角三角形两锐角互余).
∴∠OAC=∠BEC(同角的余角相等).
∵OA=OE(半径相等),∴∠OAC=∠OEA(等边对等角).
∴∠OEA=∠BEC,即∠OAE=∠AEB.
∴AO//BE(内错角相等,两直线平行).
(2) 证明:
∵AO//BE,∴∠BAO=∠ABE(两直线平行,内错角相等).
∵∠ABE是圆周角,且∠ABE=1/2∠AOE(圆周角定理).
∵E,O,C共线,∴∠AOE+∠AOC=180°(平角定义),∴∠AOE=180°-∠AOC.
∴∠ABE=1/2(180°-∠AOC)=90°-1/2∠AOC.
∵OA=OC(半径相等),∴∠OAC=∠OCA(等边对等角).
在△OAC中,∠OAC=(180°-∠AOC)/2=90°-1/2∠AOC(三角形内角和定理).
∴∠ABE=∠OAC.
∴∠BAO=∠OAC(等量代换).
即AO平分∠BAC.
∵AF是⊙O的切线,∴OA⊥AF,即∠OAF=90°.
∵AF//BC,∴∠FAC=∠ACB(两直线平行,内错角相等).
∵∠OAF=∠OAC+∠FAC=90°,∴∠OAC+∠ACB=90°.
∵CE是⊙O的直径,∴∠CBE=90°(直径所对的圆周角是直角).
在Rt△CBE中,∠ACB+∠BEC=90°(直角三角形两锐角互余).
∴∠OAC=∠BEC(同角的余角相等).
∵OA=OE(半径相等),∴∠OAC=∠OEA(等边对等角).
∴∠OEA=∠BEC,即∠OAE=∠AEB.
∴AO//BE(内错角相等,两直线平行).
(2) 证明:
∵AO//BE,∴∠BAO=∠ABE(两直线平行,内错角相等).
∵∠ABE是圆周角,且∠ABE=1/2∠AOE(圆周角定理).
∵E,O,C共线,∴∠AOE+∠AOC=180°(平角定义),∴∠AOE=180°-∠AOC.
∴∠ABE=1/2(180°-∠AOC)=90°-1/2∠AOC.
∵OA=OC(半径相等),∴∠OAC=∠OCA(等边对等角).
在△OAC中,∠OAC=(180°-∠AOC)/2=90°-1/2∠AOC(三角形内角和定理).
∴∠ABE=∠OAC.
∴∠BAO=∠OAC(等量代换).
即AO平分∠BAC.
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