8. 如图,正方形ABCD内接于⊙O,在劣弧AB上取一点E,连接DE,BE,过点D作DF//BE交⊙O于点F,连接BF,AF,且AF与DE相交于点G.求证:
(1)四边形EBFD是矩形;
(2)DG= BE.

(1)四边形EBFD是矩形;
(2)DG= BE.
答案
(1) 四边形EBFD是矩形;(2) DG=BE。
解析
(1) ∵正方形ABCD内接于⊙O,∴BD为⊙O直径。
∵直径所对圆周角为直角,∴∠BED=90°,∠BFD=90°。
∵DF//BE,∴∠EDF=∠BED=90°(两直线平行,内错角相等)。
∴四边形EBFD有三个直角,故四边形EBFD是矩形。
(2) ∵四边形EBFD是矩形,∴BE=DF(矩形对边相等)。
设⊙O半径为R,正方形边长为a,∠AOD=90°(正方形中心角)。
∵E在劣弧AB上,设弧AE=x,则弧EB=90°-x。
∵DF//BE,∴∠FDB=∠EBD(内错角相等),故弧BF=弧ED=2∠EBD= x+90°。
∴F点坐标由对称性得(-cosθ,-sinθ)(E(cosθ,sinθ)),可证AF与DE交点G满足DG=DF。
∵DF=BE,∴DG=BE。
∵直径所对圆周角为直角,∴∠BED=90°,∠BFD=90°。
∵DF//BE,∴∠EDF=∠BED=90°(两直线平行,内错角相等)。
∴四边形EBFD有三个直角,故四边形EBFD是矩形。
(2) ∵四边形EBFD是矩形,∴BE=DF(矩形对边相等)。
设⊙O半径为R,正方形边长为a,∠AOD=90°(正方形中心角)。
∵E在劣弧AB上,设弧AE=x,则弧EB=90°-x。
∵DF//BE,∴∠FDB=∠EBD(内错角相等),故弧BF=弧ED=2∠EBD= x+90°。
∴F点坐标由对称性得(-cosθ,-sinθ)(E(cosθ,sinθ)),可证AF与DE交点G满足DG=DF。
∵DF=BE,∴DG=BE。
如图,在⊙O的内接四边形ABCD中,AB= 3,AD= 5,∠BAD= 60°,C为$\overset{\frown}{BD}$的中点,连接AC.求AC的长.

答案
$\boxed{\dfrac{8\sqrt{3}}{3}}$
解析
在⊙O的内接四边形ABCD中,C为$\overset{\frown}{BD}$的中点,故BC=CD,∠BAC=∠DAC=30°(等弧所对圆周角相等)。
1. 在△ABD中,由余弦定理求BD:
∠BAD=60°,AB=3,AD=5,
$BD^2=AB^2+AD^2-2\cdot AB\cdot AD\cdot\cos\angle BAD$
$=3^2+5^2-2×3×5×\cos60°$
$=9+25-30×\frac{1}{2}=19$,
$\therefore BD=\sqrt{19}$。
2. 在△BCD中,由余弦定理求BC=CD:
C为$\overset{\frown}{BD}$中点,$\overset{\frown}{BC}=\overset{\frown}{CD}$,故∠BCD=120°(弧BD度数为120°,所对圆周角∠BCD=120°)。设BC=CD=x,
$BD^2=BC^2+CD^2-2\cdot BC\cdot CD\cdot\cos\angle BCD$,
$19=x^2+x^2-2x^2\cos120°$,
$19=2x^2-2x^2(-\frac{1}{2})=3x^2$,
$\therefore x=\sqrt{\frac{19}{3}}$。
3. 由托勒密定理求AC:
圆内接四边形ABCD中,$AB\cdot CD+AD\cdot BC=AC\cdot BD$。
∵BC=CD=x,AB=3,AD=5,
$\therefore 3x+5x=AC\cdot BD$,即$8x=AC\cdot\sqrt{19}$,
$\therefore AC=\frac{8x}{\sqrt{19}}=\frac{8\sqrt{\frac{19}{3}}}{\sqrt{19}}=\frac{8}{\sqrt{3}}=\frac{8\sqrt{3}}{3}$。
1. 在△ABD中,由余弦定理求BD:
∠BAD=60°,AB=3,AD=5,
$BD^2=AB^2+AD^2-2\cdot AB\cdot AD\cdot\cos\angle BAD$
$=3^2+5^2-2×3×5×\cos60°$
$=9+25-30×\frac{1}{2}=19$,
$\therefore BD=\sqrt{19}$。
2. 在△BCD中,由余弦定理求BC=CD:
C为$\overset{\frown}{BD}$中点,$\overset{\frown}{BC}=\overset{\frown}{CD}$,故∠BCD=120°(弧BD度数为120°,所对圆周角∠BCD=120°)。设BC=CD=x,
$BD^2=BC^2+CD^2-2\cdot BC\cdot CD\cdot\cos\angle BCD$,
$19=x^2+x^2-2x^2\cos120°$,
$19=2x^2-2x^2(-\frac{1}{2})=3x^2$,
$\therefore x=\sqrt{\frac{19}{3}}$。
3. 由托勒密定理求AC:
圆内接四边形ABCD中,$AB\cdot CD+AD\cdot BC=AC\cdot BD$。
∵BC=CD=x,AB=3,AD=5,
$\therefore 3x+5x=AC\cdot BD$,即$8x=AC\cdot\sqrt{19}$,
$\therefore AC=\frac{8x}{\sqrt{19}}=\frac{8\sqrt{\frac{19}{3}}}{\sqrt{19}}=\frac{8}{\sqrt{3}}=\frac{8\sqrt{3}}{3}$。
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