证明圆的切线方法
证明圆的切线方法 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
证明圆的切线方法
我们学习了直线和圆的位置关系,就出现了新的一类习题,就是证明一直线是圆的切线.在我们所学的知识范围内,证明圆的切线常用的方法有:
一、若直线l过⊙O上某一点A,证明l是⊙O的切线,只需连OA,证明OA⊥l就行了,简称“连半径,证垂直”,难点在于如何证明两线垂直.
例1如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O交BC于D,交AC于E,B为切点的切线交OD延长线于F.
求证:EF与⊙O相切.
证明:连结OE,AD.
∵AB是⊙O的直径,
∴AD⊥BC.
又∵AB=BC,
∴∠3=∠4.
⌒⌒
∴BD=DE,∠1=∠2.
又∵OB=OE,OF=OF,
∴△BOF≌△EOF(SAS).
∴∠OBF=∠OEF.
∵BF与⊙O相切,
∴OB⊥BF.
∴∠OEF=900.
∴EF与⊙O相切.
说明:此题是通过证明三角形全等证明垂直的
例2 如图,AD是∠BAC的平分线,P为BC延长线上一点,且PA=PD.
求证:PA与⊙O相切.
证明一:作直径AE,连结EC.
∵AD是∠BAC的平分线,
∴∠DAB=∠DAC.
∵PA=PD,
∴∠2=∠1+∠DAC.
∵∠2=∠B+∠DAB,
∴∠1=∠B.
又∵∠B=∠E,
∴∠1=∠E
∵AE是⊙O的直径,
∴AC⊥EC,∠E+∠EAC=900.
∴∠1+∠EAC=900.
即OA⊥PA.
∴PA与⊙O相切.
证明二:延长AD交⊙O于E,连结OA,OE.
∵AD是∠BAC的平分线,
⌒⌒
∴BE=CE,
∴OE⊥BC.
∴∠E+∠BDE=900.
∵OA=OE,
∴∠E=∠1.
∵PA=PD,
∴∠PAD=∠PDA.
又∵∠PDA=∠BDE,
∴∠1+∠PAD=900
即OA⊥PA.
∴PA与⊙O相切
说明:此题是通过证明两角互余,证明垂直的,解题中要注意知识的综合运用.例3 如图,AB=AC,AB是⊙O的直径,⊙O交BC于D,DM⊥AC于M
求证:DM与⊙O相切.
证明一:连结OD.
∵AB=AC,
∴∠B=∠C.
∵OB=OD,
∴∠1=∠B.
∴∠1=∠C. ∴OD ∥AC.
∵DM ⊥AC ,
∴DM ⊥OD. ∴DM 与⊙O 相切 证明二:连结OD ,AD.
∵AB 是⊙O 的直径,
∴AD ⊥BC. 又∵AB=AC,
∴∠1=∠2.
∵DM ⊥AC ,
∴∠2+∠4=900
∵OA=OD ,
∴∠1=∠3.
∴∠3+∠4=900.
即OD ⊥DM. ∴DM 是⊙O 的切线
说明:证明一是通过证平行来证明垂直的.证明二是通过证两角互余证明垂直的,解题中注意充分利用已知及图上已知.
例4 如图,已知:AB 是⊙O 的直径,点C 在⊙O 上,且∠CAB=300,BD=OB ,D 在AB 的延长线上.
求证:DC 是⊙O 的切线
证明:连结OC 、BC.
∵OA=OC ,
∴∠A=∠1=∠300.
∴∠BOC=∠A+∠1=600.
又∵OC=OB ,
∴△OBC 是等边三角形.
∴OB=BC. ∵OB=BD , D
C D
∴OB=BC=BD.
∴OC ⊥CD. ∴DC 是⊙O 的切线.
说明:此题是根据圆周角定理的推论3证明垂直的,此题解法颇多,但这种方法较好.
例5 如图,AB 是⊙O 的直径,CD ⊥AB ,且OA 2=OD ·OP.
求证:PC 是⊙O 的切线.
证明:连结OC
∵OA 2=OD ·OP ,OA=OC ,
∴OC 2=OD ·OP ,
OC
OP OD OC . 又∵∠1=∠1,
∴△OCP ∽△ODC.
∴∠OCP=∠ODC.
∵CD ⊥AB ,
∴∠OCP=900.
∴PC 是⊙O 的切线.
说明:此题是通过证三角形相似证明垂直的
例6 如图,ABCD 是正方形,G 是BC 延长线上一点,AG 交BD 于E ,交CD 于F. 求证:CE 与△CFG 的外接圆相切.
分析:此题图上没有画出△CFG 的外接圆,但△CFG 是直角三角形,圆心在斜边FG 的中点,为此我们取FG 的中点O ,连结OC ,证明CE ⊥OC 即可得解.
证明:取FG 中点O ,连结OC.
∵ABCD 是正方形,
∴BC ⊥CD ,△CFG 是Rt △
∵O 是FG 的中点,
∴O 是Rt △CFG 的外心.
∵OC=OG ,
∴∠3=∠G ,
∵AD∥BC,
∴∠G=∠4.
∵AD=CD,DE=DE,
∠ADE=∠CDE=450,
∴△ADE≌△CDE(SAS)
∴∠4=∠1,∠1=∠3.
∵∠2+∠3=900,
∴∠1+∠2=900.
即CE⊥OC.
∴CE与△CFG的外接圆相切
二、若直线l与⊙O没有已知的公共点,又要证明l是⊙O的切线,只需作OA⊥l,A为垂足,证明OA是⊙O的半径就行了,简称:“作垂直;证半径”
例7 如图,AB=AC,D为BC中点,⊙D与AB切于E点.
求证:AC与⊙D相切.
证明一:连结DE,作DF⊥AC,F是垂足.
∵AB是⊙D的切线,
∴DE⊥AB.
∵DF⊥AC,
∴∠DEB=∠DFC=900.
∵AB=AC,
∴∠B=∠C.
又∵BD=CD,
∴△BDE≌△CDF(AAS)
∴DF=DE.
∴F在⊙D上.
∴AC是⊙D的切线
证明二:连结DE,AD,作DF⊥AC,F是垂足.
∵AB与⊙D相切,
∴DE⊥AB.
∵AB=AC,BD=CD,
∴∠1=∠2.
∵DE ⊥AB ,DF ⊥AC ,
∴DE=DF.
∴F 在⊙D 上. ∴AC 与⊙D 相切.
说明:证明一是通过证明三角形全等证明DF=DE 的,证明二是利用角平分线的性质证明DF=DE 的,这类习题多数与角平分线有关.
例8 已知:如图,AC ,BD 与⊙O 切于A 、B ,且AC ∥BD ,若∠COD=900.
求证:CD 是⊙O 的切线.
证明一:连结OA ,OB ,作OE ⊥CD ,E 为垂足.
∵AC ,BD 与⊙O 相切,
∴AC ⊥OA ,BD ⊥OB. ∵AC ∥BD ,
∴∠1+∠2+∠3+∠4=1800.
∵∠COD=900,
∴∠2+∠3=900,∠1+∠4=900.
∵∠4+∠5=900.
∴∠1=∠5.
∴Rt △AOC ∽Rt △BDO.
∴OD OC OB AC =.
∵OA=OB , ∴
OD OC OA AC =. 又∵∠CAO=∠COD=900,
∴△AOC ∽△ODC ,
∴∠1=∠2.
又∵OA ⊥AC ,OE ⊥CD,
∴OE=OA.
∴E 点在⊙O 上. ∴CD 是⊙O 的切线.
O
证明二:连结OA ,OB ,作OE ⊥CD 于E ,延长DO 交CA 延长线于F.
∵AC ,BD 与⊙O 相切,
∴AC ⊥OA ,BD ⊥OB.
∵AC ∥BD ,
∴∠F=∠BDO.
又∵OA=OB ,
∴△AOF ≌△BOD (AAS )
∴OF=OD.
∵∠COD=900,
∴CF=CD ,∠1=∠2.
又∵OA ⊥AC ,OE ⊥CD ,
∴OE=OA.
∴E 点在⊙O 上. ∴CD 是⊙O 的切线.
证明三:连结AO 并延长,作OE ⊥CD 于E ,取CD 中点F ,连结OF.
∵AC 与⊙O 相切,
∴AC ⊥AO.
∵AC ∥BD ,
∴AO ⊥BD.
∵BD 与⊙O 相切于B ,
∴AO 的延长线必经过点B.
∴AB 是⊙O 的直径.
∵AC ∥BD ,OA=OB ,CF=DF ,
∴OF ∥AC ,
∴∠1=∠COF.
∵∠COD=900,CF=DF ,
∴CF CD OF ==21.
∴∠2=∠COF. ∴∠1=∠2.
∵OA⊥AC,OE⊥CD,
∴OE=OA.
∴E点在⊙O上.
∴CD是⊙O的切线
说明:证明一是利用相似三角形证明∠1=∠2,证明二是利用等腰三角形三线合一证明∠1=∠2.证明三是利用梯形的性质证明∠1=∠2,这种方法必需先证明A、O、B三点共线.
此题较难,需要同学们利用所学过的知识综合求解.
以上介绍的是证明圆的切线常用的两种方法供同学们参考.