6 [2026 甘肃]如图,AB是$\odot O$的直径,C是$\odot O$上一点,$CD⊥ AB$于点D,点E在AB的延长线上,CB平分$∠ ECD$。
(1)求证:CE是$\odot O$的切线。
(2)若$AD=8$,$\sin∠ BCE=\frac{\sqrt{5}}{5}$。求:
① $\tan∠ BCE$的值;
② BC的长。

(1)求证:CE是$\odot O$的切线。
(2)若$AD=8$,$\sin∠ BCE=\frac{\sqrt{5}}{5}$。求:
① $\tan∠ BCE$的值;
② BC的长。
答案
(1)证明:
连接$OC$,
$\because CD⊥ AB$,
$\therefore ∠ CDB=90°$,
$\therefore ∠ BCD + ∠ CBD=90°$。
$\because OC=OB$,
$\therefore ∠ OCB=∠ CBD$。
$\because CB$平分$∠ ECD$,
$\therefore ∠ BCE=∠ BCD$,
$\therefore ∠ BCE + ∠ OCB=∠ BCD + ∠ CBD=90°$,即$OC⊥ CE$。
又$\because OC$是$\odot O$的半径,
$\therefore CE$是$\odot O$的切线。
---
(2)解:
① 由$∠ BCE=∠ BCD$,得$\sin∠ BCD=\sin∠ BCE=\frac{\sqrt{5}}{5}$。
在$\mathrm{Rt}△ CDB$中,$∠ CDB=90°$,设$BD=\sqrt{5}k$,$BC=5k$,
由勾股定理得:
$CD=\sqrt{BC^2-BD^2}=\sqrt{25k^2-5k^2}=2\sqrt{5}k$,
$\therefore \tan∠ BCE=\tan∠ BCD=\frac{BD}{CD}=\frac{\sqrt{5}k}{2\sqrt{5}k}=\frac{1}{2}$。
② $\because AB$是$\odot O$的直径,
$\therefore ∠ ACB=90°$,
$\therefore ∠ A + ∠ CBD=90°$。
又$\because ∠ CDB=90°$,
$\therefore ∠ BCD + ∠ CBD=90°$,
$\therefore ∠ A=∠ BCD=∠ BCE$,
$\therefore \sin A=\sin∠ BCE=\frac{\sqrt{5}}{5}$。
在$\mathrm{Rt}△ ACD$中,$∠ ADC=90°$,$\sin A=\frac{CD}{AC}=\frac{\sqrt{5}}{5}$,设$CD=x$,则$AC=\sqrt{5}x$,
由勾股定理:
$AD^2 + CD^2=AC^2$,代入$AD=8$得:
$8^2 + x^2=5x^2$,
解得$x=4$(负值舍去),即$CD=4$。
由$\tan∠ BCD=\frac{BD}{CD}=\frac{1}{2}$,得$BD=\frac{1}{2}CD=2$。
在$\mathrm{Rt}△ CDB$中:
$BC=\sqrt{CD^2 + BD^2}=\sqrt{4^2 + 2^2}=2\sqrt{5}$。
---
综上,① $\tan∠ BCE=\frac{1}{2}$;② $BC=2\sqrt{5}$。
连接$OC$,
$\because CD⊥ AB$,
$\therefore ∠ CDB=90°$,
$\therefore ∠ BCD + ∠ CBD=90°$。
$\because OC=OB$,
$\therefore ∠ OCB=∠ CBD$。
$\because CB$平分$∠ ECD$,
$\therefore ∠ BCE=∠ BCD$,
$\therefore ∠ BCE + ∠ OCB=∠ BCD + ∠ CBD=90°$,即$OC⊥ CE$。
又$\because OC$是$\odot O$的半径,
$\therefore CE$是$\odot O$的切线。
---
(2)解:
① 由$∠ BCE=∠ BCD$,得$\sin∠ BCD=\sin∠ BCE=\frac{\sqrt{5}}{5}$。
在$\mathrm{Rt}△ CDB$中,$∠ CDB=90°$,设$BD=\sqrt{5}k$,$BC=5k$,
由勾股定理得:
$CD=\sqrt{BC^2-BD^2}=\sqrt{25k^2-5k^2}=2\sqrt{5}k$,
$\therefore \tan∠ BCE=\tan∠ BCD=\frac{BD}{CD}=\frac{\sqrt{5}k}{2\sqrt{5}k}=\frac{1}{2}$。
② $\because AB$是$\odot O$的直径,
$\therefore ∠ ACB=90°$,
$\therefore ∠ A + ∠ CBD=90°$。
又$\because ∠ CDB=90°$,
$\therefore ∠ BCD + ∠ CBD=90°$,
$\therefore ∠ A=∠ BCD=∠ BCE$,
$\therefore \sin A=\sin∠ BCE=\frac{\sqrt{5}}{5}$。
在$\mathrm{Rt}△ ACD$中,$∠ ADC=90°$,$\sin A=\frac{CD}{AC}=\frac{\sqrt{5}}{5}$,设$CD=x$,则$AC=\sqrt{5}x$,
由勾股定理:
$AD^2 + CD^2=AC^2$,代入$AD=8$得:
$8^2 + x^2=5x^2$,
解得$x=4$(负值舍去),即$CD=4$。
由$\tan∠ BCD=\frac{BD}{CD}=\frac{1}{2}$,得$BD=\frac{1}{2}CD=2$。
在$\mathrm{Rt}△ CDB$中:
$BC=\sqrt{CD^2 + BD^2}=\sqrt{4^2 + 2^2}=2\sqrt{5}$。
---
综上,① $\tan∠ BCE=\frac{1}{2}$;② $BC=2\sqrt{5}$。
7 [2026 山东]如图,AB是$\odot O$的直径,C,D是$\odot O$上的两点,$\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BD}$,连接AC,AD,CD,过点A作$AH⊥ CD$,交DC的延长线于点H.
(1)求证:AH是$\odot O$的切线;
(2)若$AH=2$,$\sin∠ CAH=\frac{\sqrt{5}}{5}$,求$\odot O$的半径.

(1)求证:AH是$\odot O$的切线;
(2)若$AH=2$,$\sin∠ CAH=\frac{\sqrt{5}}{5}$,求$\odot O$的半径.
答案
(1)证明:
∵ $\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BD}$,
∴ $∠ ADC = ∠ BAD$,
∴ $CD // AB$,
∵ $AH ⊥ CD$,
∴ $AH ⊥ AB$,
又∵ $OA$是$\odot O$的半径,点$A$在$\odot O$上,
∴ $AH$是$\odot O$的切线。
---
(2)解:
在$\mathrm{Rt}△ AHC$中,$∠ H=90°$,
$\sin∠ CAH = \frac{CH}{AC} = \frac{\sqrt{5}}{5}$,
设$CH = \sqrt{5}k$,则$AC = 5k$,
由勾股定理得:$CH^2 + AH^2 = AC^2$,
已知$AH=2$,代入得:
$(\sqrt{5}k)^2 + 2^2 = (5k)^2$
解得$k=\frac{\sqrt{5}}{5}$(负值舍去),
∴ $AC = 5×\frac{\sqrt{5}}{5} = \sqrt{5}$。
连接$BC$,
∵ $AB$是$\odot O$的直径,
∴ $∠ ACB=90°$,
∴ $∠ CAB + ∠ B = 90°$,
又∵ $∠ HAB=90°$,即$∠ CAH + ∠ CAB = 90°$,
∴ $∠ B = ∠ CAH$,
∴ $\sin B = \sin∠ CAH = \frac{\sqrt{5}}{5}$。
在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$\sin B = \frac{AC}{AB} = \frac{\sqrt{5}}{5}$,
代入$AC=\sqrt{5}$得:
$\frac{\sqrt{5}}{AB} = \frac{\sqrt{5}}{5}$
解得$AB=5$,
∴ $\odot O$的半径为$\frac{5}{2}$。
答:$\odot O$的半径为$\frac{5}{2}$。
∵ $\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BD}$,
∴ $∠ ADC = ∠ BAD$,
∴ $CD // AB$,
∵ $AH ⊥ CD$,
∴ $AH ⊥ AB$,
又∵ $OA$是$\odot O$的半径,点$A$在$\odot O$上,
∴ $AH$是$\odot O$的切线。
---
(2)解:
在$\mathrm{Rt}△ AHC$中,$∠ H=90°$,
$\sin∠ CAH = \frac{CH}{AC} = \frac{\sqrt{5}}{5}$,
设$CH = \sqrt{5}k$,则$AC = 5k$,
由勾股定理得:$CH^2 + AH^2 = AC^2$,
已知$AH=2$,代入得:
$(\sqrt{5}k)^2 + 2^2 = (5k)^2$
解得$k=\frac{\sqrt{5}}{5}$(负值舍去),
∴ $AC = 5×\frac{\sqrt{5}}{5} = \sqrt{5}$。
连接$BC$,
∵ $AB$是$\odot O$的直径,
∴ $∠ ACB=90°$,
∴ $∠ CAB + ∠ B = 90°$,
又∵ $∠ HAB=90°$,即$∠ CAH + ∠ CAB = 90°$,
∴ $∠ B = ∠ CAH$,
∴ $\sin B = \sin∠ CAH = \frac{\sqrt{5}}{5}$。
在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$\sin B = \frac{AC}{AB} = \frac{\sqrt{5}}{5}$,
代入$AC=\sqrt{5}$得:
$\frac{\sqrt{5}}{AB} = \frac{\sqrt{5}}{5}$
解得$AB=5$,
∴ $\odot O$的半径为$\frac{5}{2}$。
答:$\odot O$的半径为$\frac{5}{2}$。
8 [2026 北京]如图,过点P作$\odot O$的两条切线,切点分别为A,B,AC为$\odot O$的直径,过点B作AC的垂线,垂足为E,交$\odot O$于点D,连接OP,CD.
(1)求证:$∠ ACD=∠ POA$.
(2)连接PC,交BD于点F.若$CE=2$,$\tan∠ ACD=\sqrt{2}$,求BF的长.

(1)求证:$∠ ACD=∠ POA$.
(2)连接PC,交BD于点F.若$CE=2$,$\tan∠ ACD=\sqrt{2}$,求BF的长.
答案
(1)证明:
连接OB,
∵ PA,PB是⊙O的切线,
∴ OA⊥PA,OB⊥PB,OP平分∠AOB,即$∠ POA=∠ POB=\frac{1}{2}∠ AOB$。
∵ $BD⊥ AC$,AC是⊙O的直径,由垂径定理得:$\overset{\frown}{AB}=\overset{\frown}{AD}$,
∵ $∠ ACD$是$\overset{\frown}{AD}$所对的圆周角,$∠ AOB$是$\overset{\frown}{AB}$所对的圆心角,
∴ $∠ ACD=\frac{1}{2}\overset{\frown}{AD}\mathrm{的度数}=\frac{1}{2}\overset{\frown}{AB}\mathrm{的度数}=\frac{1}{2}∠ AOB$,
∴ $∠ ACD=∠ POA$。
---
(2)解:
在$\mathrm{Rt}△ CDE$中,$∠ CED=90°$,
$\tan∠ ACD=\frac{DE}{CE}=\sqrt{2}$,$CE=2$,
∴ $DE=2\sqrt{2}$。
由垂径定理得:$BE=DE=2\sqrt{2}$。
设⊙O的半径为$r$,则$OD=OC=r$,$OE=OC-CE=r-2$,
在$\mathrm{Rt}△ ODE$中,由勾股定理:
$OE^2+DE^2=OD^2$
代入得:$(r-2)^2+(2\sqrt{2})^2=r^2$,
解得$r=3$,即$OA=3$,$AC=2r=6$。
由(1)知$∠ POA=∠ ACD$,
在$\mathrm{Rt}△ POA$中,$∠ PAO=90°$,$\tan∠ POA=\frac{PA}{OA}=\sqrt{2}$,
∴ $PA=\sqrt{2}· OA=3\sqrt{2}$。
∵ $PA⊥ AC$,$BD⊥ AC$,
∴ $PA// BD$,可得$△ CEF∽△ CAP$,
∴ $\frac{EF}{PA}=\frac{CE}{CA}$,代入得:
$\frac{EF}{3\sqrt{2}}=\frac{2}{6}$
解得$EF=\sqrt{2}$。
∴ $BF=BE-EF=2\sqrt{2}-\sqrt{2}=\sqrt{2}$。
---
最终结论:$BF$的长为$\boldsymbol{\sqrt{2}}$。
连接OB,
∵ PA,PB是⊙O的切线,
∴ OA⊥PA,OB⊥PB,OP平分∠AOB,即$∠ POA=∠ POB=\frac{1}{2}∠ AOB$。
∵ $BD⊥ AC$,AC是⊙O的直径,由垂径定理得:$\overset{\frown}{AB}=\overset{\frown}{AD}$,
∵ $∠ ACD$是$\overset{\frown}{AD}$所对的圆周角,$∠ AOB$是$\overset{\frown}{AB}$所对的圆心角,
∴ $∠ ACD=\frac{1}{2}\overset{\frown}{AD}\mathrm{的度数}=\frac{1}{2}\overset{\frown}{AB}\mathrm{的度数}=\frac{1}{2}∠ AOB$,
∴ $∠ ACD=∠ POA$。
---
(2)解:
在$\mathrm{Rt}△ CDE$中,$∠ CED=90°$,
$\tan∠ ACD=\frac{DE}{CE}=\sqrt{2}$,$CE=2$,
∴ $DE=2\sqrt{2}$。
由垂径定理得:$BE=DE=2\sqrt{2}$。
设⊙O的半径为$r$,则$OD=OC=r$,$OE=OC-CE=r-2$,
在$\mathrm{Rt}△ ODE$中,由勾股定理:
$OE^2+DE^2=OD^2$
代入得:$(r-2)^2+(2\sqrt{2})^2=r^2$,
解得$r=3$,即$OA=3$,$AC=2r=6$。
由(1)知$∠ POA=∠ ACD$,
在$\mathrm{Rt}△ POA$中,$∠ PAO=90°$,$\tan∠ POA=\frac{PA}{OA}=\sqrt{2}$,
∴ $PA=\sqrt{2}· OA=3\sqrt{2}$。
∵ $PA⊥ AC$,$BD⊥ AC$,
∴ $PA// BD$,可得$△ CEF∽△ CAP$,
∴ $\frac{EF}{PA}=\frac{CE}{CA}$,代入得:
$\frac{EF}{3\sqrt{2}}=\frac{2}{6}$
解得$EF=\sqrt{2}$。
∴ $BF=BE-EF=2\sqrt{2}-\sqrt{2}=\sqrt{2}$。
---
最终结论:$BF$的长为$\boldsymbol{\sqrt{2}}$。
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