高考数学总复习 12-1几何证明选讲 新人教B版

12-1几何证明选讲基础巩固强化1.如图，CD是圆O的切线，切点为C，点A、B在圆O上，BC＝1，∠BCD＝30°，则圆O的面积为(　　)A.　　　B．π　　　　C.　　D．2π[答案]　B[解析]　∠A＝∠BCD＝30°，由＝2R，得R＝1，所以圆O的面积为πR2＝π.2．(文)如图，E是▱ABCD边BC上一点，＝4，AE交BD于F，等于(　　)A.　　　B.　　　C.　　　D.[答案]　A[解析]　在AD上取点G，使AGGD＝1:4，连接CG交BD于H，则CG∥AE，∴＝＝4，＝＝4，∴＝.[点评]　利用AD∥BC可证△BEF△DAF.27\n⇒△BFE△DFA⇒＝＝＝.(理)如图，在△ABC中，∠A＝90°，正方形DEFG的边长是6cm，且四个顶点都在△ABC的各边上，CE＝3cm，则BC的长为(　　)A．12cm　　B．21cm　　C．18cm　　D．15cm[答案]　B[解析]　∵四边形DEFG是正方形，∴∠GDB＝∠FEC＝90°，GD＝DE＝EF＝6cm，又∵∠B＋∠C＝90°，∠B＋∠BGD＝90°，∴∠C＝∠BGD，∴△BGD△FCE，∴＝，即BD＝＝12cm，∴BC＝BD＋DE＋EC＝21cm.3．(文)如图，Rt△ABC中，CD为斜边AB上的高，CD＝6，且AD:BD＝3:2，则斜边AB上的中线CE的长为(　　)A．5B.C.D.[答案]　B[解析]　设AD＝3x，则DB＝2x，由射影定理得CD2＝AD·BD，∴36＝6x2，∴x＝，∴AB＝5，27\n∴CE＝AB＝.(理)如图所示，在矩形ABCD中，AE⊥BD于E，S矩形＝40cm2，S△ABE:S△DBA＝1:5，则AE的长为________．[答案]　4cm[解析]　∵∠BAD＝90°，AE⊥BD，∴△ABE△DBA，∴S△ABES△DBA＝AB2DB2.∵S△ABE:S△DBA＝1:5，∴AB2:DB2＝1:5，∴AB:DB＝1:.设AB＝k，则DB＝k，AD＝2k，∵S矩形＝40cm2，∴k·2k＝40，∴k＝2，∴BD＝k＝10，AD＝4，S△ABD＝BD·AE＝20，∴×10×AE＝20，∴AE＝4cm.4．(文)如图，四边形ABCD中，DF⊥AB，垂足为F，DF＝3，AF＝2FB＝2，延长FB到E，使BE＝FB，连接BD，EC.若BD∥EC，则四边形ABCD的面积为(　　)27\nA．4B．5C．6D．7[答案]　C[解析]　由条件知AF＝2，BF＝BE＝1，∴S△ADE＝AE×DF＝×4×3＝6，∵CE∥DB，∴S△DBC＝S△DBE，∴S四边形ABCD＝S△ADE＝6.(理)已知矩形ABCD，R、P分别在边CD、BC上，E、F分别为AP、PR的中点，当P在BC上由B向C运动时，点R在CD上固定不变，设BP＝x，EF＝y，那么下列结论中正确的是(　　)A．y是x的增函数B．y是x的减函数C．y随x的增大先增大再减小D．无论x怎样变化，y为常数[答案]　D27\n[解析]　∵E、F分别为AP、PR中点，∴EF是△PAR的中位线，∴EF＝AR，∵R固定，∴AR是常数，即y为常数．5．(2012·合肥二检)如图，半径为2的⊙O中，∠AOB＝90°，D为OB的中点，AD的延长线交⊙O于点E，则线段DE的长为(　　)A.B.C.D.[答案]　C[解析]　延长BO交圆O于点F，由D为OB的中点，知DF＝3，DB＝1，又∠AOB＝90°，所以AD＝，由相交弦定理知AD·DE＝DF·DB，即DE＝3×1，解得DE＝.6．(文)(2012·佛山质检)如图所示，△ABC内接于圆O，过点A的切线交BC的延长线于点P，D为AB的中点，DP交AC于点M，若BP＝8，AM＝4，AC＝6，则PA＝________.27\n[答案]　4[解析]　由题意MC＝AC－AM＝6－4＝2.又D为AB的中点，∴AD＝BD.过点C作CN∥AB交PD于N，∴＝＝＝，∴＝，∴PC＝4.∵PA2＝PC·PB＝32，∴PA＝4.(理)(2012·天津十二校联考)如图所示，EA是圆O的切线，割线EB交圆O于点C，C在直径AB上的射影为D，CD＝2，BD＝4，则EA＝(　　)A．4B.C．3D.[答案]　B[解析]　解法1：根据题意可得BC2＝CD2＋BD2＝22＋42＝20，即BC＝2.由射影定理得BC2＝AB·BD，即20＝4AB，解得AB＝5，所以AC＝＝，设EA＝x，EC＝y，根据切割线定理可得x2＝y(y＋2)，即x2＝y2＋2y，在Rt△ACE中，x2＝y2＋()2，故2y＝5，解得y＝，故x2＝＋5＝，得x＝，即EA＝.解法2：连AC，∵AB为直径，∴∠ACB＝90°，CD⊥AB，CD＝2，BD＝4，∴AD＝27\n＝1，又EA切⊙O于A，∴∠EAB＝90°，∴△EAB△CDB，∴＝，∴AE＝＝.7．(文)(2012·合肥二检)如图，在⊙O中，∠AOB＝90°，D为OB的中点，AD的延长线交⊙O于点E，线段DE的长为，则⊙O的半径为________．[答案]　2[解析]　延长BO交⊙O于点F，设⊙O的半径为r，则AD＝＝r，又BD＝，DF＝2r－r＝r，由圆的相交弦定理得AD·DE＝BD·DF，即×＝r×r，解得r＝2.(理)(2011·深圳调研)如图，割线PBC经过圆心O，OB＝PB＝1，OB绕点O逆时针旋转120°到OD，连PD交圆O于点E，则PE＝________.[答案]　[解析]　∵∠POD＝120°，OD＝OB＝1，PO＝2，27\n∴PD＝＝，由相交弦定理得，PE·PD＝PB·PC，∴PE＝＝＝.8．(文)如图，PA切圆O于点A，割线PBC经过圆心O，OB＝PB＝1，OA绕点O逆时针旋转60°到OD，则PD的长为________．[答案]　[解析]　由图可知，PA2＝PB·PC＝PB·(PB＋BC)＝3，∴PA＝，∴∠AOP＝60°，又∠AOD＝60°，∴∠POD＝120°，∵PO＝2，OD＝1，∴cos∠POD＝＝－，∴PD＝.(理)(2012·湖南理，11)如右图，过点P的直线与⊙O相交于A、B两点．若PA＝1，AB＝2，PO＝3，则⊙O的半径等于________．[答案]　[解析]　设圆半径为r，由切割线定理：PA·PB＝(3－r)·(3＋r)，27\n即1×3＝9－r2，r2＝6，∴r＝.9.(2012·江南十校联考)如图，在圆的内接四边形ABCD中，∠ABC＝90°，∠ABD＝30°，∠BDC＝45°，AD＝1，则BC＝________.[答案]　[解析]　连接AC.因为∠ABC＝90°，所以AC为圆的直径．又∠ACD＝∠ABD＝30°，所以AC＝2AD＝2.又∠BAC＝∠BDC＝45°，故BC＝.10．(2012·哈三中模拟)如图，⊙O是△ABC的外接圆，过⊙O上一点H作⊙O的切线，BC与这条线切线平行，AC、AB的延长线交这条切线于点E、F，连接AH、CH.(1)求证：AH平分∠EAF；(2)若CH＝4，∠CAB＝60°，求圆弧的长．[解析]　(1)证明：连接OH，则OH⊥EF.∵EF∥BC，∴OH⊥BC，∴H为弧BC的中点，27\n∴∠EAH＝∠FAH，∴AH平分∠EAF.(2)连接CO、BO，∵∠CAB＝60°，∴∠COB＝120°，∴∠COH＝60°，∴△COH为等边三角形，∴CO＝CH＝4，又∵∠BOC＝120°，∴的长为.能力拓展提升11.(文)(2012·湖南十二校联考)如图，在直角梯形ABCD中，DC∥AB，CB⊥AB，AB＝AD＝a，CD＝，点E，F分别为线段AB、AD的中点，则EF＝__________.[答案]　[解析]　连接DE，可知△AED为直角三角形，则EF是Rt△DEA斜边上的中线，其长等于斜边长的一半，为.(理)27\n如图所示，已知圆O直径为，AB是圆O的直径，C为圆O上一点，且BC＝，过点B的圆O的切线交AC延长线于点D，则DA＝________.[答案]　3[解析]　∵AB为直径，∴∠ACB为直角，∵BC＝，AB＝，∴AC＝2，∵DB与⊙O相切，∴∠DBA为直角，由射影定理BC2＝AC·CD，∴CD＝1，∴AD＝3.12．(文)如图，BD为⊙O的直径，AB＝AC，AD交BC于E，AE＝2，ED＝4.则AB的长为________．27\n[答案]　2[解析]　∵AB＝AC，∴∠ABC＝∠C，又∠C＝∠D，∴∠ABC＝∠D，又∠BAE＝∠DAB，∴△ABE△ADB，∴AB2＝AE·AD，∴AB＝2.(理)已知EB是半圆O的直径，A是BE延长线上一点，AC切半圆O于点D，BC⊥AC于点C，若BC＝6，AC＝8，则AE＝______，AD＝________.[答案]　，5[解析]　∵AD切⊙O于D，∴OD⊥AC，又BC⊥AC，∴△ADO△ACB，∴＝，∵BC＝6，AC＝8，∴AB＝10，设OD＝R，则AO＝R，∴R＋R＝10，∴R＝，AE＝AB－2R＝，＝＝，∴AD＝5.13．(文)(2012·湖北理，15)如下图，点D在⊙O的弦AB上移动，AB＝4，连接OD，过点D作OD的垂线交⊙O于点C，则CD的最大值为________．27\n[答案]　2[解析]　解法1：∵CD⊥OD，∴OC2＝OD2＋CD2，当OD最小时，CD最大，而OE最小(E为AB的中点)，∴CDmax＝EB＝2.解法2：由题意知，CD2＝AD·DB≤()2＝＝4.(当且仅当AD＝DB时取等号)．∴CDmax＝2.(理)27\n(2012·广州测试)如图，AB是圆O的直径，延长AB至C，使BC＝2OB，CD是圆O的切线，切点为D，连接AD、BD，则的值为________．[答案]　[解析]　连接OD，则OD⊥CD.设圆O的半径为r，则OA＝OB＝OD＝r，BC＝2r.所以OC＝3r，CD＝＝2r.由弦切角定理得，∠CDB＝∠CAD，又∠DCB＝∠ACD，所以△CDB△CAD.所以＝＝＝.14．(文)(2012·天津，13)如图，已知AB和AC是圆的两条弦，过点B作圆的切线与AC的延长线相交于点D.过点C作BD的平行线与圆相交于点E，与AB相交于点F，AF＝3，FB＝1，EF＝，则线段CD的长为________．[答案]　[解析]　如图，由相交弦定理得AF·FB＝EF·FC，27\n∴FC＝＝2，∵FC∥BD，∴＝，BD＝＝.又由切割线定理知BD2＝DC·DA，又由DA＝4CD知4DC2＝BD2＝，∴DC＝.明确相交弦定理、切割弦定理等是解题的关键．(理)(2012·深圳调研)如图，A，B是圆O上的两点，且OA⊥OB，OA＝2，C为OA的中点，连接BC并延长交圆O于点D，则CD＝________.[答案]　[解析]　延长CO交圆于点E，依题意得，BC＝＝，BC·CD＝CA·CE，×CD＝1×3，因此CD＝.15．(文)(2012·银川一中二模)如图，⊙O是△ABC的外接圆，D是的中点，BD交AC于E.27\n(1)求证：DC2＝DE·DB；(2)若CD＝2，O到AC的距离为1，求⊙O的半径r.[解析]　(1)证明：由D为中点知，∠ABD＝∠CBD，又∵∠ABD＝∠ECD，∴∠CBD＝∠ECD，又∠CDB＝∠EDC，∴△BCD～△CED，∴＝，∴DC2＝DE·DB；(2)∵D是的中点，∴OD⊥AC，设OD与AC交于点F，则OF＝1，在Rt△COF中，OC2＝CF2＋OF2，即CF2＝r2－1，在Rt△CFD中，DC2＝CF2＋DF2，27\n∴(2)2＝r2－1＋(r－1)2，解得r＝3.(理)(2012·昆明一中测试)如图，已知A、B、C、D四点共圆，延长AD和BC相交于点E，AB＝AC.(1)证明：AB2＝AD·AE；(2)若EG平分∠AEB，且与AB、CD分别相交于点G、F，证明：∠CFG＝∠BGF.[证明]　(1)如图，连接BD.因为AB＝AC，所以∠ABC＝∠ACB＝∠ADB.又因为∠BAD＝∠EAB，所以△ABD△AEB，所以＝，即AB2＝AD·AE.(2)因为A、B、C、D四点共圆，所以∠ABC＝∠EDF.又因为∠DEF＝∠BEG，所以∠DFE＝∠BGF.又因为∠DFE＝∠CFG，所以∠CFG＝∠BGF.16．(2012·河南商丘模拟)如图，在△ABC和△ACD中，∠ACB＝∠ADC＝90°，∠BAC＝∠CAD，⊙O是以AB为直径的圆，DC的延长线与AB的延长线交于点E.27\n(1)求证：DC是⊙O的切线；(2)若EB＝6，EC＝6，求BC的长．[解析]　(1)∵AB是⊙O的直径，∠ACB＝90°，∴点C在⊙O上，连接OC，可得∠OCA＝∠OAC＝∠DAC，∴OC∥AD，又∵AD⊥DC，∴DC⊥OC，∵OC为半径，∴DC是⊙O的切线．(2)∵DC是⊙O的切线，∴EC2＝EB·EA.又∵EB＝6，EC＝6，∴EA＝12，AB＝6.∵∠ECB＝∠EAC，∠CEB＝∠AEC，∴△ECB△EAC，∴＝＝，∴AC＝BC.∵AC2＋BC2＝AB2＝36，∴BC＝2.1.27\n如图所示，矩形ABCD中，AB＝12，AD＝10，将此矩形折叠使点B落在AD边的中点E处，则折痕FG的长为(　　)A．13B.C.D.[答案]　C[解析]　过点A作AH∥FG交DG于H，则四边形AFGH为平行四边形．∴AH＝FG.∵折叠后B点与E点重合，折痕为FG，∴B与E关于FG对称．∴BE⊥FG，∴BE⊥AH.∴∠ABE＝∠DAH，∴Rt△ABERt△DAH.∴＝.∵AB＝12，AD＝10，AE＝AD＝5，∴BE＝＝13，∴FG＝AH＝＝.2．(2011·广州市测试)在梯形ABCD中，AD∥BC，AD＝2，BC＝5，点E、F分别在AB、CD上，且EF∥AD，若＝，则EF的长为________．[答案]　[解析]　27\n如图所示，延长BA、CD交于点P，∵AD∥BC，∴＝＝，∴＝，又∵＝，∴＝，∴＝，∴＝.∵AD∥EF，∴＝＝，又AD＝2，∴EF＝.[点评]　过D作DH∥AB交EF于G，交BC于H，由平行截割定理知，＝＝，∴＝，由GF∥HC可得，＝＝，∵GF＝EF－2，HC＝5－2＝3，∴EF＝.3．(2011·南昌市模拟)函数f(x)＝(x－2010)(x＋2011)的图象与x轴、y轴有三个交点，有一个圆恰好通过这三个点，则此圆与坐标轴的另一个交点是________．[答案]　(0,1)[解析]　f(x)的图象与x轴交于点A(－2011,0)，B(2010,0)，与y轴交于点C(0，－2010×2011)，设经过A、B、C三点的圆与y轴另一个交点为D(0，y0)，易知原点O在圆的内部，y0>0，由相交弦定理知，|OA|·|OB|＝|OC|·|OD|，∴2011×2010＝2010×2011y0，∴y0＝1.4.27\n(2011·广东汕头测试)如图，正△ABC的边长为2，点M、N分别是边AB、AC的中点，直线MN与△ABC的外接圆的交点为P、Q，则线段PM＝________.[答案]　[解析]　设PM＝x，则QN＝x，由相交弦定理可得PM·MQ＝BM·MA即x·(x＋1)＝1，解得x＝.5．如图，EB、EC是⊙O的两条切线，B、C是切点，A、D是⊙O上两点，如果∠E＝46°，∠DCF＝32°，则∠A的度数是________．[答案]　99°[解析]　连接OB、OC、AC，根据弦切角定理得，∠EBC＝∠BAC，∠CAD＝∠DCF，可得∠A＝∠BAC＋∠CAD＝(180°－∠E)＋∠DCF＝67°＋32°＝99°.[点评]　可由EB＝EC及∠E求得∠ECB，由∠ECB和∠DCF求得∠BCD，由圆内接四边形对角互补求得∠A.27\n6．(2011·北京朝阳区统考)如图，AB是⊙O的直径，CB切⊙O于点B，CD切⊙O于点D，直线CD交AB于点E.若AB＝3，ED＝2，则CB的长为________．[答案]　3[解析]　由切割线定理得，ED2＝EA·EB，∴4＝EA(EA＋3)，∴EA＝1，∵CB是⊙O的切线，∴EB⊥CB，∴EB2＋CB2＝CE2，又∵CD是⊙O的切线，∴CD＝CB，∴42＋CB2＝(CB＋2)2，∴CB＝3.7．(2011·天津文，13)如图，已知圆中两条弦AB与CD相交于点F，E是AB延长线上一点，且DF＝CF＝，AF:FB:BE＝4:2:1.若CE与圆相切，则线段CE的长为________．[答案]　[解析]　由题意：∴AF＝2，FB＝1，27\n∴BE＝，AE＝AF＋BF＋BE＝.由切割线定理得：CE2＝BE·AE＝×＝.∴CE＝.8．如图，AB是⊙O的直径，点P在AB的延长线上，PC与⊙O相切于点C，PC＝AC＝1，求⊙O的半径．[解析]　连接OC.设∠PAC＝θ.因为PC＝AC，所以∠CPA＝θ，∠COP＝2θ.又因为PC与⊙O相切于点C，所以OC⊥PC.所以3θ＝90°.所以θ＝30°.设⊙O的半径为r，在Rt△POC中，r＝CP·tan30°＝1×＝.9．如图，圆O的直径AB＝8，C为圆周上一点，BC＝4，过C作圆的切线l，过A作直线l的垂线AD，D为垂足，AD与圆O交于点E，求线段AE的长．[解析]　27\n连接OC、BE、AC，则BE⊥AE.∵BC＝4，∴OB＝OC＝BC＝4，即△OBC为正三角形，∴∠CBO＝∠COB＝60°，又直线l切⊙O于C，∴∠DCA＝∠CBO＝60°，∵AD⊥l，∴∠DAC＝90°－60°＝30°，而∠OAC＝∠ACO＝∠COB＝30°，∴∠EAB＝60°，在Rt△BAE中，∠EBA＝30°，∴AE＝AB＝4.10．如图，△ABC的角平分线AD的延长线交它的外接圆于点E.(1)证明：△ABE△ADC；(2)若△ABC的面积S＝AD·AE，求∠BAC的大小．[解析]　(1)∵AD为∠BAC的角平分线∴∠BAE＝∠CAD又∵∠AEB与∠ACB为所对的圆周角∴∠AEB＝∠ACD，∴△ABE△ADC.27\n(2)由(1)可知△ABE△ADC，故＝，即AB·AC＝AD·AE　　　　①又S＝AB·ACsin∠BAC且S＝AD·AE∴AB·ACsin∠BAC＝AD·AE　　　②由①②式得　sin∠BAC＝1∵∠BAC为三角形内角，∴∠BAC＝90°11．(2011·新课标全国文，22)如图，D、E分别为△ABC的边AB、AC上的点，且不与△ABC的顶点重合，已知AE的长为m，AC的长为n，AD、AB的长是关于x的方程x2－14x＋mn＝0的两个根．(1)证明：C、B、D、E四点共圆；(2)若∠A＝90°，且m＝4，n＝6，求C、B、D、E所在圆的半径．[解析]　(1)连接DE，根据题意在△ADE和△ACB中，AD×AB＝mn＝AE×AC，即＝.又∠DAE＝∠CAB，从而△ADE△ACB.因此∠ADE＝∠ACB.27\n所以C、B、D、E四点共圆。(2)m＝4，n＝6时，方程x2－14x＋mn＝0的两根为x1＝2，x2＝12.故AD＝2，AB＝12.解法1：取CE的中点G，DB的中点F，分别过G、F作AC、AB的垂线，两垂线相交于H点，连接DH.因为C、B、D、E四点共圆，所以C、B、D、E四点所在圆的圆心为H，半径为DH，由于∠A＝90°，故GH∥AB，HF∥AC.从而HF＝AG＝5，DF＝(12－2)＝5.故C、B、D、E四点所在圆的半径为5.解法2：∵AE＝4，AD＝2，∠A＝90°，∴DE＝2，又B、C、E、D四点共圆，∴sin∠B＝sin∠AED＝，又DC＝＝2，∴＝2R，∴R＝5.故C、B、D、E四点所在圆的半径为5.12．(2012·新疆古拉玛依实验中学模拟)如图，AB是⊙O的直径，弦BD、CA的延长线相交于点E，EF垂直BA的延长线于点F.求证：(1)∠DEA＝∠DFA；(2)AB2＝BE·BD－AE·AC.[证明]　(1)连接AD，因为AB为圆的直径，所以∠ADB＝90°，又EF⊥AB，∠EFA＝90°，则A、D、E、F四点共圆，∴∠DEA＝∠DFA.27\n(2)由(1)知，BD·BE＝BA·BF，又△ABC△AEF∴＝，即：AB·AF＝AE·AC，∴BE·BD－AE·AC＝BA·BF－AB·AF＝AB(BF－AF)＝AB2.27