17. ($\star\star\star$)如图24-14,在$\odot O$中,$B是\odot O$上的一点,$\angle ABC = 120^{\circ}$,弦$AC = 2\sqrt{3}$,弦$BM平分\angle ABC交AC于点D$,连接$MA$,$MC$。
(1)求$\odot O$半径的长;
(2)求证:$AB + BC = BM$。
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(1)求$\odot O$半径的长;
(2)求证:$AB + BC = BM$。
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答案
(1)2;(2)见上述证明。
解析
(1)连接OA、OC。
∵∠ABC=120°,∠ABC为圆周角,
∴劣弧AC所对圆周角为60°,劣弧AC度数为120°,
∴圆心角∠AOC=120°。
在△AOC中,OA=OC=r,AC=2√3,
由余弦定理:AC²=OA²+OC²-2OA·OC·cos∠AOC,
即(2√3)²=r²+r²-2r²cos120°,
12=2r²-2r²(-1/2)=3r²,
解得r²=4,r=2。
(2)在BM上截取BE=BC,连接CE。
∵BM平分∠ABC,∠ABC=120°,
∴∠CBE=60°,又BE=BC,
∴△BCE为等边三角形,BC=CE,∠BCE=60°。
∵A、B、C、M在⊙O上,劣弧AC=120°,
∴∠AMC=60°,又弧AM=弧CM(∠ABM=∠CBM),
∴AM=CM,△AMC为等边三角形,AC=CM,∠ACM=60°。
∴∠ACB+∠ACE=∠ACE+∠ECM=60°,∠ACB=∠MCE。
在△ABC和△MEC中,
BC=EC,∠ACB=∠MCE,AC=MC,
∴△ABC≌△MEC(SAS),AB=ME。
∵BM=BE+ME,BE=BC,ME=AB,
∴BM=BC+AB,即AB+BC=BM。
∵∠ABC=120°,∠ABC为圆周角,
∴劣弧AC所对圆周角为60°,劣弧AC度数为120°,
∴圆心角∠AOC=120°。
在△AOC中,OA=OC=r,AC=2√3,
由余弦定理:AC²=OA²+OC²-2OA·OC·cos∠AOC,
即(2√3)²=r²+r²-2r²cos120°,
12=2r²-2r²(-1/2)=3r²,
解得r²=4,r=2。
(2)在BM上截取BE=BC,连接CE。
∵BM平分∠ABC,∠ABC=120°,
∴∠CBE=60°,又BE=BC,
∴△BCE为等边三角形,BC=CE,∠BCE=60°。
∵A、B、C、M在⊙O上,劣弧AC=120°,
∴∠AMC=60°,又弧AM=弧CM(∠ABM=∠CBM),
∴AM=CM,△AMC为等边三角形,AC=CM,∠ACM=60°。
∴∠ACB+∠ACE=∠ACE+∠ECM=60°,∠ACB=∠MCE。
在△ABC和△MEC中,
BC=EC,∠ACB=∠MCE,AC=MC,
∴△ABC≌△MEC(SAS),AB=ME。
∵BM=BE+ME,BE=BC,ME=AB,
∴BM=BC+AB,即AB+BC=BM。
18. ($\star\star$)(2021·临沂)如图24-15,已知在$\odot O$中,$\overset{\frown}{AB}= \overset{\frown}{BC}= \overset{\frown}{CD}$,$OC与AD相交于点E$。
求证:(1)$AD// BC$;
(2)四边形$BCDE$为菱形。
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求证:(1)$AD// BC$;
(2)四边形$BCDE$为菱形。
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答案
(1)设$\overset{\frown}{AB}=\overset{\frown}{BC}=\overset{\frown}{CD}=\alpha$,
$\because\angle DAC$是$\overset{\frown}{CD}$所对圆周角,$\therefore\angle DAC=\frac{1}{2}\alpha$,
$\because\angle BCA$是$\overset{\frown}{AB}$所对圆周角,$\therefore\angle BCA=\frac{1}{2}\alpha$,
$\therefore\angle DAC=\angle BCA$,$\therefore AD// BC$。
(2)$\because AD// BC$,即$ED// BC$,
$\because\overset{\frown}{BC}=\overset{\frown}{CD}$,$\therefore BC=CD$,
$\because ED// BC$,$\therefore\angle DEC=\angle ECB$,
$\because\angle ECB=\frac{1}{2}\alpha$,$\overset{\frown}{BD}=2\alpha$,$\angle BCD=\frac{1}{2}×2\alpha=\alpha$,
$\angle DCE=\angle BCD-\angle ECB=\alpha-\frac{1}{2}\alpha=\frac{1}{2}\alpha$,
$\therefore\angle DEC=\angle DCE$,$\therefore DE=DC$,
$\because DC=BC$,$\therefore DE=BC$,
$\therefore$四边形$BCDE$是平行四边形,
又$\because BC=CD$,$\therefore$四边形$BCDE$为菱形。
$\because\angle DAC$是$\overset{\frown}{CD}$所对圆周角,$\therefore\angle DAC=\frac{1}{2}\alpha$,
$\because\angle BCA$是$\overset{\frown}{AB}$所对圆周角,$\therefore\angle BCA=\frac{1}{2}\alpha$,
$\therefore\angle DAC=\angle BCA$,$\therefore AD// BC$。
(2)$\because AD// BC$,即$ED// BC$,
$\because\overset{\frown}{BC}=\overset{\frown}{CD}$,$\therefore BC=CD$,
$\because ED// BC$,$\therefore\angle DEC=\angle ECB$,
$\because\angle ECB=\frac{1}{2}\alpha$,$\overset{\frown}{BD}=2\alpha$,$\angle BCD=\frac{1}{2}×2\alpha=\alpha$,
$\angle DCE=\angle BCD-\angle ECB=\alpha-\frac{1}{2}\alpha=\frac{1}{2}\alpha$,
$\therefore\angle DEC=\angle DCE$,$\therefore DE=DC$,
$\because DC=BC$,$\therefore DE=BC$,
$\therefore$四边形$BCDE$是平行四边形,
又$\because BC=CD$,$\therefore$四边形$BCDE$为菱形。
1. (★) 在矩形 $ABCD$ 中,$AB = 8$,$BC = 3\sqrt{5}$,点 $P$ 在边 $AB$ 上,且 $BP = 3AP$,如果 $\odot P$ 是以点 $P$ 为圆心,$PD$ 长为半径的圆,那么下列判断正确的是【
A.点 $B$,$C$ 均在 $\odot P$ 外
B.点 $B$ 在 $\odot P$ 外,点 $C$ 在 $\odot P$ 内
C.点 $B$ 在 $\odot P$ 内,点 $C$ 在 $\odot P$ 外
D.点 $B$,$C$ 均在 $\odot P$ 内
C
】A.点 $B$,$C$ 均在 $\odot P$ 外
B.点 $B$ 在 $\odot P$ 外,点 $C$ 在 $\odot P$ 内
C.点 $B$ 在 $\odot P$ 内,点 $C$ 在 $\odot P$ 外
D.点 $B$,$C$ 均在 $\odot P$ 内
答案
C
解析
1. 已知矩形 $ABCD$ 中 $AB = 8$,$BC = 3\sqrt{5}$,点 $P$ 在边 $AB$ 上且 $BP = 3AP$,因此 $AP = 2$,$BP = 6$。
2. 计算 $PD$ 的长度:在直角三角形 $PAD$ 中,$PD = \sqrt{AP^2 + AD^2} = \sqrt{2^2 + (3\sqrt{5})^2} = \sqrt{4 + 45} = 7$,因此 $\odot P$ 的半径为 $7$。
3. 判断点 $B$ 与 $\odot P$ 的位置关系:点 $B$ 到点 $P$ 的距离为 $BP = 6$,小于半径 $7$,因此点 $B$ 在 $\odot P$ 内。
4. 计算点 $C$ 到点 $P$ 的距离:在直角三角形 $PBC$ 中,$PC = \sqrt{BP^2 + BC^2} = \sqrt{6^2 + (3\sqrt{5})^2} = \sqrt{36 + 45} = 9$,大于半径 $7$,因此点 $C$ 在 $\odot P$ 外。
2. 计算 $PD$ 的长度:在直角三角形 $PAD$ 中,$PD = \sqrt{AP^2 + AD^2} = \sqrt{2^2 + (3\sqrt{5})^2} = \sqrt{4 + 45} = 7$,因此 $\odot P$ 的半径为 $7$。
3. 判断点 $B$ 与 $\odot P$ 的位置关系:点 $B$ 到点 $P$ 的距离为 $BP = 6$,小于半径 $7$,因此点 $B$ 在 $\odot P$ 内。
4. 计算点 $C$ 到点 $P$ 的距离:在直角三角形 $PBC$ 中,$PC = \sqrt{BP^2 + BC^2} = \sqrt{6^2 + (3\sqrt{5})^2} = \sqrt{36 + 45} = 9$,大于半径 $7$,因此点 $C$ 在 $\odot P$ 外。
2. (★) 已知 $\odot O$ 的直径是 $12$,直线 $l$ 上有一点 $P$ 到点 $O$ 的距离为 $6$,则直线 $l$ 与 $\odot O$ 的位置关系为【
A.相离
B.相切
C.相交
D.相切或相交
D
】A.相离
B.相切
C.相交
D.相切或相交
答案
D
解析
已知⊙O的直径为12,则半径r=6。点P在直线l上,且点P到圆心O的距离为6,说明圆心O到直线l的最短距离(即垂线距离)d满足d ≤ 6(因为点P到O的距离为垂线段或更长,但垂线段是最短距离)。
若d = 6,则直线l与⊙O相切;
若d < 6,则直线l与⊙O相交。
因此,直线l与⊙O的位置关系为相切或相交。
若d = 6,则直线l与⊙O相切;
若d < 6,则直线l与⊙O相交。
因此,直线l与⊙O的位置关系为相切或相交。
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