7. 在$△ ABC$中,$∠ C=90°$,以边AB上一点O为圆心,OA为半径的圆与BC相切于点D,分别交AB,AC于点E,F.
(1) 如图①,连接AD,若$∠ CAD=26°$,求$∠ B$的大小;
(2) 如图②,若F为$\overset{\frown}{AD}$的中点,$\odot O$的半径为3,求AB的长.

(1) 如图①,连接AD,若$∠ CAD=26°$,求$∠ B$的大小;
(2) 如图②,若F为$\overset{\frown}{AD}$的中点,$\odot O$的半径为3,求AB的长.
答案
7. (1) 如图①
解析
【分析】
(1) 解决圆的切线相关问题时,首先考虑连接切点与圆心得到垂直关系:本题中BC与⊙O相切于点D,连接OD可得OD⊥BC,结合∠C=90°可推出OD//AC,利用平行线的内错角相等得到∠ADO=∠CAD;再结合OA=OD的等腰三角形性质,可得∠OAD=∠ADO,进一步得到∠BOD的度数,最后在Rt△ODB中利用直角三角形两锐角互余即可求出∠B的大小。
(2) 已知F是$\overset{\frown}{AD}$的中点,根据等弧对应的圆心角相等可得∠AOF=∠FOD;结合(1)中OD//AC的结论,可推出∠AFO=∠AOF,再结合OA=OF,可判定△AFO为等边三角形,从而得到∠CAB=60°,进一步求出∠B=30°;最后利用直角三角形中30°角所对的直角边等于斜边的一半求出OB的长度,AB=OA+OB即可得解。
【解析】
(1) 如图①
,连接OD。
∵以OA为半径的圆与BC相切于点D,
∴OD⊥BC,即$∠ ODB=90°$。
∵在$△ ABC$中,$∠ C=90°$,
∴$∠ ODB=∠ C=90°$,
∴$OD// AC$,
∴$∠ ADO=∠ CAD=26°$。
∵$OA=OD$,
∴$∠ OAD=∠ ADO=26°$,
∴$∠ BOD=∠ OAD+∠ ADO=2∠ OAD=52°$。
在$\mathrm{Rt}△ ODB$中,$∠ B=90°-∠ BOD=90°-52°=38°$。
(2) 如图②
,连接OD、OF。
∵F为$\overset{\frown}{AD}$的中点,
∴$\overset{\frown}{AF}=\overset{\frown}{FD}$,
∴$∠ AOF=∠ FOD$。
由(1)知$OD// AC$,
∴$∠ AFO=∠ FOD$,
∴$∠ AFO=∠ AOF$。
∵$OA=OF$,
∴$∠ AFO=∠ OAF$,
∴$∠ AFO=∠ OAF=∠ AOF$,即$△ AFO$为等边三角形,
∴$∠ CAB=60°$。
在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$∠ B=90°-∠ CAB=30°$。
在$\mathrm{Rt}△ ODB$中,$∠ B=30°$,$OD=3$,
∴$OB=2OD=6$,
∴$AB=OA+OB=3+6=9$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{38°}$;(2) $\boldsymbol{9}$
【知识点】
切线的性质,等边三角形的判定,直角三角形的性质
【点评】
本题属于圆与三角形结合的常规综合题,解题核心是利用切线的性质构造辅助线,结合平行线、特殊三角形的性质逐步推导计算,能帮助学生掌握圆与几何图形结合类题目的常规解题思路。
【难度系数】
0.7
(1) 解决圆的切线相关问题时,首先考虑连接切点与圆心得到垂直关系:本题中BC与⊙O相切于点D,连接OD可得OD⊥BC,结合∠C=90°可推出OD//AC,利用平行线的内错角相等得到∠ADO=∠CAD;再结合OA=OD的等腰三角形性质,可得∠OAD=∠ADO,进一步得到∠BOD的度数,最后在Rt△ODB中利用直角三角形两锐角互余即可求出∠B的大小。
(2) 已知F是$\overset{\frown}{AD}$的中点,根据等弧对应的圆心角相等可得∠AOF=∠FOD;结合(1)中OD//AC的结论,可推出∠AFO=∠AOF,再结合OA=OF,可判定△AFO为等边三角形,从而得到∠CAB=60°,进一步求出∠B=30°;最后利用直角三角形中30°角所对的直角边等于斜边的一半求出OB的长度,AB=OA+OB即可得解。
【解析】
(1) 如图①
∵以OA为半径的圆与BC相切于点D,
∴OD⊥BC,即$∠ ODB=90°$。
∵在$△ ABC$中,$∠ C=90°$,
∴$∠ ODB=∠ C=90°$,
∴$OD// AC$,
∴$∠ ADO=∠ CAD=26°$。
∵$OA=OD$,
∴$∠ OAD=∠ ADO=26°$,
∴$∠ BOD=∠ OAD+∠ ADO=2∠ OAD=52°$。
在$\mathrm{Rt}△ ODB$中,$∠ B=90°-∠ BOD=90°-52°=38°$。
(2) 如图②
∵F为$\overset{\frown}{AD}$的中点,
∴$\overset{\frown}{AF}=\overset{\frown}{FD}$,
∴$∠ AOF=∠ FOD$。
由(1)知$OD// AC$,
∴$∠ AFO=∠ FOD$,
∴$∠ AFO=∠ AOF$。
∵$OA=OF$,
∴$∠ AFO=∠ OAF$,
∴$∠ AFO=∠ OAF=∠ AOF$,即$△ AFO$为等边三角形,
∴$∠ CAB=60°$。
在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$∠ B=90°-∠ CAB=30°$。
在$\mathrm{Rt}△ ODB$中,$∠ B=30°$,$OD=3$,
∴$OB=2OD=6$,
∴$AB=OA+OB=3+6=9$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{38°}$;(2) $\boldsymbol{9}$
【知识点】
切线的性质,等边三角形的判定,直角三角形的性质
【点评】
本题属于圆与三角形结合的常规综合题,解题核心是利用切线的性质构造辅助线,结合平行线、特殊三角形的性质逐步推导计算,能帮助学生掌握圆与几何图形结合类题目的常规解题思路。
【难度系数】
0.7
8. 如图,PA,PB是$\odot O$的切线,A,B为切点,连接OA,OB,过点O作$OC // PA$,交PB于点C,过点C作$CD ⊥ AP$,垂足为D.
(1) 求证:$OC=AD$.
(2) 若$\odot O$的半径是3,$PA=9$,求OC的长.

(1) 求证:$OC=AD$.
(2) 若$\odot O$的半径是3,$PA=9$,求OC的长.
答案
8. (1) $\because PA,PB$是$\odot O$的切线,OA,OB是$\odot O$的半径,$\therefore OA⊥ PA$,$OB⊥ PB$.$\because OC// PA$,$CD⊥ AP$,$\therefore CD⊥ OC$.$\therefore∠ OAD=∠ CDA=∠ OCD=90°$.$\therefore$四边形OADC是矩形.$\therefore OC=AD$ (2) 设$OC=AD=x$.$\because$四边形OADC是矩形,$\odot O$的半径是3,$PA=9$,$\therefore OA=OB=CD=3$,$PD=PA-AD=9-x$.$\because OC// PA$,$\therefore∠ OCB=∠ P$.$\because OB⊥ PB$,$CD⊥ AP$,$\therefore∠ OBC=∠ CDP=90°$.在$△ OCB$和$△ CPD$中,$\begin{cases}∠ OBC=∠ CDP=90°,\\∠ OCB=∠ P,\\OB=CD,\end{cases}$ $\therefore△ OCB≌△ CPD(\mathrm{AAS})$.$\therefore BC=BD=9-x$.在$\mathrm{Rt}△ OCB$中,由勾股定理,得$OC^2=OB^2+BC^2$.$\therefore x^2=3^2+(9-x)^2$.解得$x=5$.$\therefore OC=x=5$
解析
【分析】
(1) 要证明$OC=AD$,可通过证明四边形$OADC$是矩形推导:首先根据切线的性质得到$OA⊥ PA$,再结合$OC// PA$、$CD⊥ AP$的条件,可推出四边形$OADC$的三个内角均为直角,即可判定其为矩形,根据矩形对边相等的性质即可得证。
(2) 求$OC$的长,可先设$OC=x$,根据矩形性质得到$CD=OA=3$,$PD=PA-AD=9-x$;再由$OC// PA$得到对应角相等,结合$OB⊥ PB$、$CD⊥ AP$证明$△ OCB≌△ CPD$,得到$BC=PD=9-x$;最后在$\mathrm{Rt}△ OCB$中利用勾股定理列方程求解即可。
【解析】
(1) 证明:$\because PA,PB$是$\odot O$的切线,$OA,OB$是$\odot O$的半径,
$\therefore OA⊥ PA$,$OB⊥ PB$。
$\because OC// PA$,$CD⊥ AP$,
$\therefore CD⊥ OC$,
$\therefore∠ OAD=∠ CDA=∠ OCD=90°$,
$\therefore$四边形$OADC$是矩形,
$\therefore OC=AD$。
(2) 解:设$OC=AD=x$,
$\because$四边形$OADC$是矩形,$\odot O$的半径为3,$PA=9$,
$\therefore OA=OB=CD=3$,$PD=PA-AD=9-x$。
$\because OC// PA$,
$\therefore∠ OCB=∠ P$。
$\because OB⊥ PB$,$CD⊥ AP$,
$\therefore∠ OBC=∠ CDP=90°$。
在$△ OCB$和$△ CPD$中:
$\begin{cases}∠ OBC=∠ CDP=90° \\∠ OCB=∠ P \\OB=CD\end{cases}$
$\therefore△ OCB≌△ CPD(\mathrm{AAS})$,
$\therefore BC=PD=9-x$。
在$\mathrm{Rt}△ OCB$中,由勾股定理得$OC^2=OB^2+BC^2$,
代入得:$x^2=3^2+(9-x)^2$,
化简得:$x^2=9+81-18x+x^2$,
解得$x=5$,
$\therefore OC=5$。
【答案】
(1) 证明见解析;(2) $\boldsymbol{5}$
【知识点】
切线的性质;矩形的判定与性质;勾股定理
【点评】
本题是圆的几何综合基础题,第一问侧重考查基础性质的直接应用,难度较低;第二问结合全等三角形判定与勾股定理列方程求解,考查了几何综合运用能力和方程思想,整体难度适中。
【难度系数】
0.65
(1) 要证明$OC=AD$,可通过证明四边形$OADC$是矩形推导:首先根据切线的性质得到$OA⊥ PA$,再结合$OC// PA$、$CD⊥ AP$的条件,可推出四边形$OADC$的三个内角均为直角,即可判定其为矩形,根据矩形对边相等的性质即可得证。
(2) 求$OC$的长,可先设$OC=x$,根据矩形性质得到$CD=OA=3$,$PD=PA-AD=9-x$;再由$OC// PA$得到对应角相等,结合$OB⊥ PB$、$CD⊥ AP$证明$△ OCB≌△ CPD$,得到$BC=PD=9-x$;最后在$\mathrm{Rt}△ OCB$中利用勾股定理列方程求解即可。
【解析】
(1) 证明:$\because PA,PB$是$\odot O$的切线,$OA,OB$是$\odot O$的半径,
$\therefore OA⊥ PA$,$OB⊥ PB$。
$\because OC// PA$,$CD⊥ AP$,
$\therefore CD⊥ OC$,
$\therefore∠ OAD=∠ CDA=∠ OCD=90°$,
$\therefore$四边形$OADC$是矩形,
$\therefore OC=AD$。
(2) 解:设$OC=AD=x$,
$\because$四边形$OADC$是矩形,$\odot O$的半径为3,$PA=9$,
$\therefore OA=OB=CD=3$,$PD=PA-AD=9-x$。
$\because OC// PA$,
$\therefore∠ OCB=∠ P$。
$\because OB⊥ PB$,$CD⊥ AP$,
$\therefore∠ OBC=∠ CDP=90°$。
在$△ OCB$和$△ CPD$中:
$\begin{cases}∠ OBC=∠ CDP=90° \\∠ OCB=∠ P \\OB=CD\end{cases}$
$\therefore△ OCB≌△ CPD(\mathrm{AAS})$,
$\therefore BC=PD=9-x$。
在$\mathrm{Rt}△ OCB$中,由勾股定理得$OC^2=OB^2+BC^2$,
代入得:$x^2=3^2+(9-x)^2$,
化简得:$x^2=9+81-18x+x^2$,
解得$x=5$,
$\therefore OC=5$。
【答案】
(1) 证明见解析;(2) $\boldsymbol{5}$
【知识点】
切线的性质;矩形的判定与性质;勾股定理
【点评】
本题是圆的几何综合基础题,第一问侧重考查基础性质的直接应用,难度较低;第二问结合全等三角形判定与勾股定理列方程求解,考查了几何综合运用能力和方程思想,整体难度适中。
【难度系数】
0.65
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