与圆的切线有关的计算与证明(2)
几何中的圆的切线角度定理
几何中的圆的切线角度定理圆的切线角度定理是几何学中的一个重要定理，它描述了切线与圆之间的关系。
在本文中，我们将介绍这个定理的基本概念、证明过程以及一些应用示例。
1. 圆的切线角度定理概述圆的切线角度定理，也叫圆的切线垂直定理，是指切线与半径的夹角是90度。
简言之，当一条直线切过一个圆的一点时，它与从该点到圆心的半径之间的夹角是90度。
这是一个非常重要的性质，在解决与圆有关的几何问题时经常用到。
2. 圆的切线角度定理的证明圆的切线角度定理的证明可以通过数学推导来完成。
设在圆O中，有一条切线AB，切点为M，连接OM作射线，任取点N使得ON=OA。
我们需要证明∠OMB=90度。
证明：由于AM是圆的切线，我们可以得到∠MAB=90度（因为切线与半径垂直）。
又由于ON=OA，所以得到ON=OB，因此∠ONB=∠BON，同时由三角形ONB的角度之和为180度，我们可以得到∠ONB=∠BON=（180-90）/2=45度。
所以∠OMB=90度，即证明了圆的切线角度定理。
3. 圆的切线角度定理的应用示例圆的切线角度定理在解决实际问题中具有广泛的应用。
下面我们给出一些示例来说明其具体应用。
例1：已知圆O的半径为5cm，在圆上任取一点A，连接AO并延长，直到与圆相交于点B。
求证AB是圆的切线，并计算切点M与切线的夹角。
证明：连接BM并延长，交圆于点C。
由于OC是半径，所以OC=OB=5cm。
又由于OC和OB相等且OM为切线，所以根据切线角度定理可知∠OMB=90度。
例2：在一个半径为8cm的圆O中，点A、B、C、D依次排列，且相邻两点连线合起来正好构成一个正方形ABCD。
求证AC是圆的切线。
证明：连接O与C、O与A，设∠AOC=x度。
由于正方形ABCD的对角线互相垂直，所以∠BAC=∠BCA=90度，根据圆的切线角度定理，我们需要证明OC与AC的夹角为90度。
在△OAC中，∠AOC+∠ACO+∠OAC=180度，即x+90+90=180，解得x=0度。
专题 证明圆的切线的常用方法(六大题型)(解析版)
（苏科版）九年级上册数学《第2章对称图形---圆》专题证明圆的切线的常用的方法★★★方法指引：证明一条直线是圆的切线的方法及辅助线作法：1、有交点：连半径、证垂直：当直线和圆有一个公共点时，把圆心和这个公共点连接起来，然后证明直线垂直于这条半径，简称：“有交点，连半径，证垂直”.2、无交点：作垂直、证半径：当直线和圆的公共点没有明确时，可以过圆心作直线的垂线，再证圆心到直线的距离等于半径，简称：“无交点，作垂直，证半径”.类型一：有公共点：连半径，证垂直●●【典例一】（2022•雁塔区校级模拟）如图，AB 是⊙O 的直径，点D 在直径AB 上（D 与A ，B 不重合），CD ⊥AB ，且CD ＝AB ，连接CB ，与⊙O 交于点F ，在CD 上取一点E ，使得EF ＝EC ．求证：EF 是⊙O 的切线；【分析】连接OF ，根据垂直定义可得∠CDB ＝90°，从而可得∠B +∠C ＝90°，然后利用等腰三角形的性质可得∠B ＝∠OFB ，∠C ＝∠EFC ，从而可得∠OFB +∠EFC ＝90°，最后利用平角定义可得∠OFE ＝90°，即可解答；【解答】证明：连接OF ，∵CD ⊥AB ，∴∠CDB ＝90°，∴∠B +∠C ＝90°，∵OB ＝OF ，EF ＝EC ，∴∠B ＝∠OFB ，∠C ＝∠EFC，∴∠OFB+∠EFC＝90°，∴∠OFE＝180°﹣（∠OFB+∠EFC）＝90°，∵OF是⊙O的半径，∴EF是⊙O的切线：【点评】本题考查了切线的判定与性质，勾股定理，根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键．【变式1-1】（2022•澄城县三模）如图，AB是△ABC外接圆⊙O的直径，过⊙O外一点D作BC的平行线分别交AC，AB于点G，E，交⊙O于点F，连接DB，CF，∠BAC＝∠D．求证：BD是⊙O的切线；【分析】证明∠ABD＝90°，根据切线的判定可得BD与⊙O相切；【解答】证明：∵AB是⊙O的直径，∴∠ACB＝90°，∵DG∥BC，∴∠AGE＝∠ACB＝90°，∴∠A+∠AEG＝90°，又∵∠A＝∠D，∠AEG＝∠DEB，∴∠D+∠DEB＝90°，∴∠DBE＝90°，∴AB⊥BD，∵AB为直径，∴BD与⊙O相切；【点评】此题考查了切线的判定，垂径定理，解答本题需要我们熟练掌握切线的判定．【变式1-2】如图，AB是⊙O的直径，点C是圆上一点，CD⊥AB于点D，点E是圆外一点，CA平分∠ECD．求证：CE是⊙O的切线．【分析】利用切线的判定定理证明∠OCE＝90°即可得出结论．【解答】证明：∵CA平分∠ECD，∴∠ECA＝∠DCA．∵CD⊥AB，∴∠CAD+∠DCA＝90°，∴∠ECA+∠CAD＝90°．∵OA＝OC，∴∠CAD＝∠ACO，∴∠ECA+∠ACO＝90°，即∠OCE＝90°，∴OC⊥EC，∵OC是⊙O的半径，∴CE是⊙O的切线．【点评】本题主要考查了圆的切线的判定，熟练应用圆的切线的判定定理是解题的关键．【变式1-3】（2022秋•阳谷县校级期末）如图，△ABC内接于半圆，AB是直径，过A作直线MN，∠MAC＝∠ABC，D是弧AC的中点，连接BD交AC于G，过D作DE⊥AB于E，交AC于F．（1）求证：MN是半圆的切线．（2）求证：FD＝FG．【分析】（1）欲证明MN是半圆的切线，只需证得∠MAB＝90°，即MA⊥AB即可；（2）根据圆周角定理推论得到∠ACB＝90°，由DE⊥AB得到∠DEB＝90°，则∠1+∠5＝90°，∠3+∠4＝90°，又D是弧AC的中点，即弧CD＝弧DA，得到∠3＝∠5，于是∠1＝∠4，利用对顶角相等易得∠1＝∠2，则有FD＝FG．【解答】证明：（1）如图，∵AB是直径，∴∠ACB＝90°，∴∠CAB+∠ABC＝90°．又∵∠MAC＝∠ABC，∴∠MAC+∠CAB＝90°，即∠MAB＝90°，∴MA⊥AB．∴MN是半圆的切线．（2）∵AB为直径，∴∠ACB＝90°，而DE⊥AB，∴∠DEB＝90°，∴∠1+∠5＝90°，∠3+∠4＝90°，∵D是弧AC的中点，即弧CD＝弧DA，∴∠3＝∠5，∴∠1＝∠4，而∠2＝∠4，∴∠1＝∠2，∴FD＝FG．【点评】本题考查了切线的判定：经过半径的外端点，并且与半径垂直的直线是圆的切线．也考查了圆周角定理及其推论、三角形外角的性质以及等腰三角形的判定．【变式1-4】如图，AB为⊙O的直径，PD切⊙O于点C，与BA的延长线交于点D，DE⊥PO交PO延长线于点E，连接OC，PB，已知PB＝6，DB＝8，∠EDB＝∠EPB．（1）求证：PB是⊙O的切线；（2）求⊙O的半径．（3）连接BE，求BE的长．【分析】（1）由已知角相等及直角三角形的性质得到∠OBP为直角，即可得证；（2）在直角三角形PBD中，由PB与DB的长，利用勾股定理求出PD的长，由切线长定理得到PC＝PB ＝6，由PD﹣PC求出CD的长，在直角三角形OCD中，设OC＝r，则有OD＝8﹣r，利用勾股定理列出关于r的方程，求出方程的解得到r的值，即为圆的半径．（3）延长PB、DE相交于点F，证明△PED≌△PEF（ASA），由全等三角形的性质得出PD＝PF＝10，DE ＝EF，求出DF的长，则可得出答案．【解答】（1）证明：∵DE⊥PE，∴∠DEO＝90°，∵∠EDB＝∠EPB，∠BOE＝∠EDB+∠DEO，∠BOE＝∠EPB+∠OBP，∴∠OBP＝∠DEO＝90°，∴OB⊥PB，∴PB为⊙O的切线；（2）解：在Rt△PBD中，PB＝6，DB＝8，根据勾股定理得：PD=10，∵PD与PB都为⊙O的切线，∴PC＝PB＝6，∴DC＝PD﹣PC＝10﹣6＝4；在Rt△CDO中，设OC＝r，则有OD＝8﹣r，根据勾股定理得：（8﹣r）2＝r2+42，解得：r＝3，则圆的半径为3．（3）延长PB、DE相交于点F，∵PD与PB都为⊙O的切线，∴OP平分∠CPB，∴∠DPE＝∠FPE，∵PE⊥DF，∴∠PED＝∠PEF＝90°，又∵PE＝PE，∴△PED ≌△PEF （ASA ），∴PD ＝PF ＝10，DE ＝EF ，∴BF ＝PF ﹣PB ＝10﹣6＝4，在Rt △DBF 中，DF==∴BE =12DF =【点评】本题考查了切线的判定和性质，勾股定理，平行线的性质，全等三角形的判定和性质，熟练掌握性质定理是解题的关键．●●【典例二】 如图，△ABC 是直角三角形，点O 是线段AC 上的一点，以点O 为圆心，OA 为半径作圆．O 交线段AB 于点D ，作线段BD 的垂直平分线EF ，EF 交线段BC 于点．（1）若∠B ＝30°，求∠COD 的度数；（2）证明：ED 是⊙O 的切线．【分析】（1）根据三角形的内角和定理得到∠A ＝60°，根据等腰三角形的性质得到∠ODA ＝∠A ＝60°，于是得到∠COD ＝∠ODA +∠A ＝120°；（2）根据线段垂直平分线的性质得到∠EDB ＝∠B ＝30°，求得ED ⊥DO ，根据切线的判定定理即可得到结论．【解答】（1）解：∵∠C ＝90°，∠B ＝30°，∴∠A ＝60°，∵OD ＝OA，∴∠COD＝∠ODA+∠A＝120°；（2）证明：∵EF垂直平分BD，∴∠EDB＝∠B＝30°，∴∠EDO＝180°﹣∠EDB﹣∠ODA＝180°﹣30°﹣60°＝90°，∴ED⊥DO，∵OD是⊙O的半径，∴ED是⊙O的切线．【点评】本题考查了切线的判定，等腰三角形的性质，线段垂直平分线的性质，熟练掌握切线的判定定理是解题的关键．【变式2-1】如图，AB为⊙O的直径，点C，D在⊙O上，AC=CD=DB，DE⊥AC．求证：DE是⊙O的切线．【分析】连接OD，根据已知条件得到∠BOD=13×180°=60°，求得∠EAD=∠DAB=12∠BOD=30°，根据等腰三角形的性质得到∠ADO＝∠DAB＝30°，求得∠EDA＝60°，根据切线的判定定理即可得到结论．【解答】证明：连接OD，∵AC=CD=DB，∴∠BOD=13×180°=60°，∵CD=DB，∴∠EAD=∠DAB=12∠BOD=30°，∵OA＝OD，∴∠ADO＝∠DAB＝30°，∵DE⊥AC，∴∠E＝90°，∴∠EDA＝60°，∴∠EDO＝∠EDA+∠ADO＝90°，∴OD⊥DE，∵OD是⊙O的半径，∴DE是⊙O的切线．【点评】本题考查了切线的判定，等腰三角形的性质，正确的作出辅助线是解题的关键．【变式2-2】如图，AC是⊙O的直径，B在⊙O上，BD平分∠ABC交⊙O于点D，过点D作DE∥AC交BC的延长线于点E．求证：DE是⊙O的切线．【分析】连接OD，根据圆周角定理的推论得到∠ABC＝90°，根据角平分线的性质求出∠DBE＝45°，根据圆周角定理得到∠DOC，根据平行线的性质求出∠ODE＝90°，根据切线的判定定理证明结论；【解答】证明：连接OD，∵AC是⊙O的直径，∴∠ABC＝90°，∵BD平分∠ABC，∴∠DBE＝45°，∴∠DOC＝2∠DBE＝90°，∵DE∥AC，∴∠ODE＝∠DOC＝90°，∴DE是⊙O的切线；【点评】本题考查的是切线的判定定理、圆周角定理以及正方形的判定和性质，掌握经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线是解题的关键．【变式2-3】（2023•鼓楼区校级模拟）如图，在⊙O中，AB为⊙O的直径，AC为弦，OC＝4，∠OAC＝60°．（1）求∠AOC的度数；（2）在图（1）中，P为直径BA的延长线上一点，且S△PAC=PC为⊙O的切线；【分析】（1）根据等腰三角形中有一角为60度时是等边三角形得到△ACO是等边三角形，则∠AOC＝60°；（2）由等边三角形的性质以及勾股定理得出CD的长，再利用三角形外角的性质以及等腰三角形的性质得出∠PCA＝30°，进而得出答案；【解答】（1）解：在△OAC中，∵OA＝OC＝4，∠OAC＝60°，∴△OAC是等边三角形，∴∠AOC＝60°；（2）证明：过点C作CD⊥AO于点D，∵△AOC是等边三角形，CD⊥AO，∴AD＝DO=12OA＝2，∠ACO＝60°，∴CD∵S △PAC ＝∴12PA •CD ＝∴PA ＝4，∴PA ＝AC ，∴∠P ＝∠PCA =12∠OAC ＝30°，∴∠PCO ＝∠PCA +∠ACO ＝30°+60°＝90°，∴OC ⊥PC ，∵OC 是⊙O 的半径，∴PC 为⊙O 的切线．【点评】本题考查了等边三角形的判定和性质，切线的判定，熟练掌握相关的性质和判定是解决问题的关键．【变式2-4】（2023•门头沟区二模）如图，AB 是⊙O 直径，弦CD ⊥AB 于E ，点F 在CD 上，且AF ＝DF ，连接AD ，BC ．（1）求证：∠FAD ＝∠B（2）延长FA 到P ，使FP ＝FC ，作直线CP ．如果AF ∥BC ．求证：直线CP 为⊙O 的切线．【分析】（1）根据垂径定理、圆周角定理可得∠ACD ＝∠ACD ＝∠B ，根据等腰三角形的性质可得∠FAD＝∠FDA，进而可得∠FAD＝∠B；（2）根据平行线的性质以及三角形内角和定理可得∠FAB＝∠FAD＝∠FDA＝30°，进而得到∠CFP＝60°，再利用等边三角形的性质可得∠PCO＝60°+30°＝90°，由切线的判定方法可得结论．【解答】证明：（1）如图，连接AC，∵AB是⊙O直径，弦CD⊥AB，∴AC=AD，∴∠ACD＝∠ACD＝∠B，∵AF＝FD，∴∠FAD＝∠FDA，∴∠FAD＝∠B；（2）如图，连接OC，∵AF∥BC，∴∠FAB＝∠B，∴∠FAB＝∠FAD＝∠FDA，∵∠AED＝90°，∴∠FAB＝∠FAD＝∠FDA＝30°，∴∠CFP＝60°，∵FP＝FC，∴△CFP是等边三角形，∴∠PCF＝60°，∵OB＝OC，∴∠B＝∠OCB＝30°，∴∠OCD＝30°，∴∠PCO＝60°+30°＝90°，即OC⊥PC，∵OC是半径，∴PC是⊙O的切线．【点评】本题考查切线的判定，圆周角定理、平行线的性质以及三角形内角和定理，掌握切线的判定方法，圆周角定理是正确解答的前提．●●【典例三】如图，四边形ABCD 内接于⊙O ，AB 为⊙O 的直径，过点C 作CE ⊥AD 交AD 的延长线于点E ，延长EC ，AB 交于点F ，∠ECD ＝∠BCF ．求证：CE 为⊙O 的切线；【分析】连接OC ，BD ，可推出EF ∥BD ，进而可证CD =BC ，进而得出CE 为⊙O 的切线；【解答】证明：如图1，连接OC ，BD ，∵AB 是⊙O 的直径，∴∠ADB ＝90°，∵CE ⊥AE，∴∠E＝∠ADB，∴EF∥BD，∴∠ECD＝∠CDB，∠BCF＝∠CBD，∵∠ECD＝∠BCF，∴∠CDB＝∠CBD，∴CD=BC，∴半径OC⊥EF，∴CE为⊙O的切线；【点评】本题考查了圆周角定理及其推论，圆的切线判定，解决问题的关键是作合适的辅助线．【变式3-1】（2022秋•阿瓦提县校级期末）已知：AB是⊙O的直径，BD是⊙O的弦，延长BD到点C，使AB＝AC，连结AC，过点D作DE⊥AC，垂足为E．求证：DE为⊙O的切线．【分析】连接OD，根据OA＝OB，CD＝BD，得出OD∥AC，∠ODE＝∠CED，再根据DE⊥AC，即可证出OD⊥DE，从而得出答案．【解答】证明：如图，连接OD．∵AB是⊙O的直径，∴∠ADB＝90°，∴CD＝BD，∵OA＝OB，∴OD∥AC．∴∠ODE＝∠CED．∵DE⊥AC，∴∠CED＝90°．∴∠ODE＝90°，∴OD⊥DE，∵OD是⊙O的半径，∴DE是⊙O的切线．【点评】本题考查了切线的判定与性质，解决本题的关键是掌握圆周角定理的推论、线段垂直平分线的性质以及等边三角形的判定，是一道常考题型．【变式3-2】已知，如图，在△ABC中，BC＝AC，以BC为直径的⊙O与边AB相交于点D，DE⊥AC，垂足为点E．（1）求证：点D是AB的中点；（2）判断DE与⊙O的位置关系，并证明你的结论．【分析】（1）连接CD，如图，根据圆周角定理，由BC为直径得到∠BDC＝90°，然后根据等腰三角形的性质得AD＝BD；（2）连接OD，先得到OD为△ABC的中位线，再根据三角形中位线性质得OD∥AC，而DE⊥AC，则DE⊥OD，然后根据切线的判定定理可得DE为⊙O的切线．【解答】（1）证明：连接CD，如图，∵BC为直径，∴∠BDC＝90°，∴CD⊥AB，∵AC＝BC，∴AD＝BD，即点D是AB的中点；（2）解：DE与⊙O相切．理由如下：连接OD，∵AD＝BD，OC＝OB，∴OD为△ABC的中位线，∴OD∥AC，而DE⊥AC，∴DE⊥OD，∴DE为⊙O的切线．【点评】本题考查了切线的判定定理：经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线．要证某线是圆的切线，已知此线过圆上某点，连接圆心与这点（即为半径），再证垂直即可．【变式3-3】如图，已知点E在△ABC的边AB上，∠C＝90°，∠BAC的平分线交BC于点D，且D在以AE为直径的⊙O上．（1）求证：BC是⊙O的切线；（2）已知∠B＝30°，CD＝4，求线段AB的长．【分析】（1）连接OD，根据角平分线的定义得到∠BAD＝∠CAD，而∠OAD＝∠ODA，则∠ODA＝∠CAD，于是判断OD∥AC，由于∠C＝90°，所以∠ODB＝90°，然后根据切线的判定定理即可得到结论；（2）由∠B＝30°得到∠BAC＝60°，则∠CAD＝30°，在Rt△ADC中，根据含30度的直角三角形三边的关系得到AC＝Rt△ABC中，根据含30度的直角三角形三边的关系可得到AB＝【解答】（1）证明：连接OD，如图，∵∠BAC的平分线交BC于点D，∴∠BAD＝∠CAD，∵OA＝OD，∴∠OAD＝∠ODA，∴∠ODA＝∠CAD，∴OD∥AC，∵∠C＝90°，∴∠ODB＝90°，∴OD⊥BC，∴BC是⊙O的切线；（2）解：∵∠B＝30°，∴∠BAC＝60°，∴∠CAD＝30°，在Rt△ADC中，DC＝4，∴AC=＝在Rt△ABC中，∠B＝30°，∴AB＝2AC＝【点评】本题考查了切线的判定定理：经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线．也考查了含30度的直角三角形三边的关系．【变式3-4】如图，四边形ABCD内接于⊙O，BD是⊙O的直径，AE⊥CD，垂足为E，DA平分∠BDE．（1）求证：AE是⊙O的切线；（2）若∠DBC＝30°，DE＝1cm，求BD的长．【分析】（1）连接OA，根据角之间的互余关系可得∠OAE＝∠DEA＝90°，故AE⊥OA，即AE是⊙O的切线；（2）根据圆周角定理，可得在Rt△AED中，∠AED＝90°，∠EAD＝30°，有AD＝2DE；在Rt△ABD中，∠BAD＝90°，∠ABD＝30°，有BD＝2AD＝4DE，即可得出答案．【解答】（1）证明：连接OA，∵DA平分∠BDE，∴∠BDA＝∠EDA．∵OA＝OD，∴∠ODA＝∠OAD，∴∠OAD＝∠EDA，∴OA∥CE．∵AE⊥CE，∴AE⊥OA．∴AE是⊙O的切线．（2）解：∵BD是直径，∴∠BCD＝∠BAD＝90°．∵∠DBC＝30°，∠BDC＝60°，∴∠BDE＝120°．∵DA平分∠BDE，∴∠BDA＝∠EDA＝60°．∴∠ABD＝∠EAD＝30°．∵在Rt△AED中，∠AED＝90°，∠EAD＝30°，∴AD＝2DE．∵在Rt△ABD中，∠BAD＝90°，∠ABD＝30°，∴BD＝2AD＝4DE．∵DE的长是1cm，∴BD的长是4cm．【点评】此题主要考查了切线的判定，角平分线的性质，含30°的直角三角形的性质，勾股定理，矩形的判定和性质，构造出直角三角形是解本题的关键，是一道中等难度的中考常考题．●●【典例四】（2022•城关区一模）如图，C是⊙O上一点，点P在直径AB的延长线上，⊙O的半径为6，PB=4，PC=8．求证：PC是⊙O的切线；【分析】可以证明OC2+PC2=OP2得△OCP是直角三角形，即OC⊥PC，PC是⊙O的切线；【解答】解：如图，连接OC、BC，∵⊙O的半径为6，PB=4，PC=8．∴OC=OB=6，OP=OB+BP=6+4=10，∴OC2+PC2=62+82=100，OP2=102=100，∴OC2+PC2=OP2，∴△OCP是直角三角形，∴OC⊥PC，∴PC是⊙O的切线；【点评】本题考查圆的切线的判定和勾股定理逆定理，利用勾股定理的逆定理证明垂直是解决问题的关键．【变式4-1】如图，AD, BD是⊙O的弦，AD⊥BD，且BD=2AD=8 ,点C是BD的延长线上的一点，CD=2，求证：AC是⊙O的切线.【分析】先由勾股定理的逆定理证明垂直，再由切线的判断进行解答即可.【解答】证明:连接AB，∵AD⊥BD，且BD=2AD=8 ，∴AB为直径，AB2 =82+42 =80，∵CD=2，AD=4 ，∴AC2 =22 ＋42=20，∵CD＝2，BD=8,∴BC=102=100，∴AC2+AB2=CB2，∴∠BAC=90° ，∴AC是⊙O的切线【点评】本题考查切线的判定，圆周角定理的推论，勾股定理的逆定理，解题关键是作出辅助线构造直角三角形.【变式4-2】如图，AD，BD是⊙O的弦，AD⊥BD，且BD＝2AD＝8，点C是BD的延长线上的一点，CD＝2，求证：AC是⊙O的切线．【分析】先根据圆周角定理得到AB为⊙O的直径，再利用勾股定理计算出AB、AC，接着利用勾股定理的逆定理证明△ABC为直角三角形，∠BAC＝90°，所以AC⊥AB，然后根据切线的判定定理得到结论．【解答】证明：∵AD⊥BD，∴∠ADB＝90°，∴AB为⊙O的直径，∵BD ＝2AD ＝8，∴AD ＝4，在Rt △ADB 中，AB 2＝AD 2+BD 2＝42+82＝80，在Rt △ADC 中，AC 2＝AD 2+CD 2＝42+22＝20，∵BC 2＝（2+8）2＝10，∴AC 2+AB 2＝BC 2，∴△ABC 为直角三角形，∠BAC ＝90°，∴AC ⊥AB ，∵AB 为直径，∴AC 是⊙O 的切线．【点评】本题考查了切线的判定：经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线．也考查了圆周角定理、勾股定理和勾股定理的逆定理．●●【典例五】（2022•鄞州区校级开学）如图，AB 为⊙O 的直径，点C 和点D 是⊙O 上的两点，连接BC ，DC ，BC ＝CD ，CE ⊥DA 交DA 的延长线于点E ．求证：CE 是⊙O 的切线；【分析】连接OD ，OC ，证得△COD ≌△COB ，可得∠OCD ＝∠BCO ，从而得到∠ADC ＝∠DCO ，进而得到DA ∥CO ，利用切线的判定定理即可求证；【解答】证明：连接OD ，OC，如图，在△COD和△COB中，OD=OBOC=OC，CD=CB∴△COD≌△COB（SSS），∴∠OCD＝∠BCO，∵CO＝BO，∴∠B＝∠BCO，∵∠B＝∠ADC，∴∠ADC＝∠DCO．∴DA∥CO，∴∠E+∠ECO＝180°．∵CE⊥EA，∴∠E＝90°．∴∠ECO＝90°，∴EC⊥CO，∵CO是⊙O的半径，∴EC是⊙O的切线；【点评】本题主要考查了切线的判定，圆周角定理等知识，熟练掌握切线的判定，相似三角形的判定和性质，圆周角定理等知识是解题的关键．【变式5-1】如图，已知AB是⊙O的直径，BC⊥AB，连接OC，弦AD∥OC，直线CD交BA的延长线于点E．求证：CD是⊙O的切线；【分析】连接OD，利用SAS得到三角形COD与三角形COB全等，利用全等三角形的对应角相等得到∠ODC 为直角，即可得证；【解答】证明：如图，连接OD．∵AD∥OC，∴∠DAO＝∠COB，∠ADO＝∠COD，又∵OA＝OD，∴∠DAO＝∠ADO，∴∠COD＝∠COB，在△COD和△COB中，OC=OC∠COD=∠COB，OD=OB∴△COD≌△COB（SAS），∴∠CDO＝∠CBO＝90°，∵OD是⊙O的半径，∴CD是⊙O的切线；【点评】此题考查了切线的判定和性质，以及全等三角形的判定与性质，熟练掌握各自的性质是解本题的关键．【变式5-2】（2022秋•新抚区期末）如图，AB为⊙O的直径，四边形OBCD是矩形，连接AD，延长AD 交⊙O于E，连接CE．求证：CE为⊙O的切线．【分析】连接OC、BE，根据矩形性质和圆半径相等，推出∠CDE＝∠AEO，进而得到OP＝CP，然后根据OB∥CD，可以推出∠COE＝∠BOC，最后通过证明△BOC≌△EOC即可求解．【解答】证明：如图：连接OC、BE，OE，CD交于点P，∵四边形OBCD是矩形，∴OB∥CD，∠OBC＝90°，OB＝CD，∵OB∥CD，∴∠A＝∠CDE，∵在⊙O中，OA＝OB＝OE，∴OE＝CD，∵OA＝OE，∴∠A＝∠AEO，∴∠CDE＝∠AEO，∴DP＝PE，∵OE＝CD，∴OP＝CP，∴∠COE＝∠DCO，∵OB∥CD，∴∠DCO＝∠BOC，∴∠COE＝∠BOC，在△BOC和△EOC中，OB=OECO=CO，∠BOC=∠COE∴△BOC≌△EOC（SAS），∴∠CEO＝∠OBC＝90°，∴CE⊥OE，又∵OE为⊙O的半径，∴CE为⊙O的切线．【点评】本题考查圆周角定理，全等三角形的判定和性质，矩形的性质等众多知识点，熟悉掌握以上知识点是解题关键．【变式5-3】（2022•建邺区二模）如图，四边形ABCD是菱形，以AB为直径作⊙O，交CB于点F，点E在CD上，且CE＝CF，连接AE．（1）求证：AE是⊙O的切线；（2）连接AC交⊙O于点P，若AP BF＝1，求⊙O的半径．【分析】（1）连接AF，根据菱形的性质得到∠ACF＝∠ACE，根据全等三角形的性质得到∠AFC＝∠AEC，推出OA⊥AE，根据切线的判定定理即可得到结论；（2）连接BP，根据圆周角定理得到∠APB＝90°，求得AC＝2AP＝【解答】（1）证明：连接AF，∵四边形ABCD为菱形，∴∠ACF＝∠ACE，在△ACF与△ACE中，CF=CE∠ACF=∠ACEAC=AC，∴△ACF≌△ACE（SAS），∴∠AFC＝∠AEC，∵AB是⊙O的直径，∴∠AFB＝∠AFC＝90°，∴∠AEC＝90°，∵AB∥DC，∴∠BAE+∠AEC＝90°，∴∠BAE＝90°，∴OA⊥AE，∵OA是⊙O的半径，∴AE是⊙O的切线；（2）解：连接BP，∵AB是⊙O的直径，∴∠APB＝90°，∵AB＝CB，AP=∴AC＝2AP＝设⊙O的半径为R，∵AC2﹣CF2＝AF2，AB2﹣BF2＝AF2，∴2−(2R−1)2=(2R)2−12，∴R=32（负值舍去），∴⊙O的半径为3 2．【点评】本题考查了切线的判定和性质，圆周角定理，菱形的性质，三角形全等的性质和判定，勾股定理等知识，解答本题的关键是根据勾股定理列方程解决问题．类型二：无公共点：作垂直，证半径●●【典例六】如图，△ABC为等腰三角形，O是底边BC的中点，腰AB与⊙O相切于点D．求证：AC是⊙O的切线．【分析】过点O作OE⊥AC于点E，连接OD，OA，根据切线的性质得出AB⊥OD，根据等腰三角形三线合一的性质得出AO是∠BAC的平分线，根据角平分线的性质得出OE=OD，从而证得结论．【解答】证明：过点O作OE⊥AC于点E，连接OD，OA，∵AB与⊙O相切于点D，∴AB⊥OD，∵△ABC为等腰三角形，O是底边BC的中点，∴AO是∠BAC的平分线，∴OE=OD，即OE是⊙O的半径，∵圆心到直线的距离等于半径，∴AC是⊙O的切线．【点评】本题考查了切线的判定和性质，等腰三角形的性质，角平分线的性质，熟练掌握性质定理是解题的关键．【变式6-1】如图，O为正方形ABCD对角线AC上一点，以O为圆心，OA长为半径的⊙O与BC相切于点M．求证：CD与⊙O相切．【分析】利用正方形的性质得出AC平分角∠BCD，再利用角平分线的性质得出OM＝ON，即可得出答案．【解答】证明：如图所示，连接OM，过点O作ON⊥CD于点N，∵⊙O与BC相切于点M，∴OM⊥BC，又∵ON⊥CD，O为正方形ABCD对角线AC上一点，∴OM＝ON，∴ON为⊙O的半径，∴CD与⊙O相切．【点评】此题主要考查了正方形的性质以及角平分线的性质，得出OM＝ON是解题关键．【变式6-2】如图，OC平分∠AOB，D是OC上任意一点，⊙D和OA相切于点E，连接CE．（1）求证：OB与⊙D相切；（2）若OE＝4，⊙D的半径为3，求CE的长．【分析】（1）过点D作DF⊥OB于点F，先由切线的性质得DE⊥OA，则由角平分线的性质得DF＝DE，即可证得结论；（2）过E作EG⊥OD于G，先由勾股定理求出OD＝5，再由面积法求出EG=125，然后由勾股定理求出DG=95，最后由勾股定理求出CE即可．【解答】（1）证明：连接DE，过点D作DF⊥OB于点F，如图所示：∵⊙D与OA相切于点E，∴DE⊥OA，∵OC平分∠AOB，∴DF＝DE，又∵DF⊥OB，∴OB与⊙D相切；（2）解：过E作EG⊥OD于G，如图所示：由（1）得：DE⊥OA，∴∠OED＝90°，∵OE＝4，DE＝3，∴OD=5，∵EG⊥OD，∴12OD×EG=12OE×DE，∴EG=OE×DEOD=4×35=125，∴DG===9 5，∴CG＝CD+DG＝3+95=245，∴CE=【点评】此题考查了切线的判定与性质、勾股定理以及角平分线的性质等知识，解题的关键是准确作出辅助线．【变式6-3】如图，AB是⊙O的直径，AM，BN分别切⊙O于点A，B，CD交AM，BN于点D，C，DO平分∠ADC．（1）求证：CD是⊙O的切线；（2）若AD＝4，BC＝9，求⊙O的半径R．【分析】（1）过O点作OE⊥CD于点E，通过角平分线的性质得出OE＝OA即可证得结论．（2）过点D作DF⊥BC于点F，根据切线的性质可得出DC的长度，继而在Rt△DFC中利用勾股定理可得出DF的长，继而可得出半径．【解答】（1）证明：过O点作OE⊥CD于点E，∵AM切⊙O于点A，∴OA⊥AD，又∵DO平分∠ADC，∴OE＝OA，∵OA为⊙O的半径，∴OE是⊙O的半径，且OE⊥DC，∴CD是⊙O的切线．（2）解：过点D作DF⊥BC于点F，∵AM，BN分别切⊙O于点A，B，∴AB⊥AD，AB⊥BC，∴四边形ABFD是矩形，∴AD＝BF，AB＝DF，又∵AD＝4，BC＝9，∴FC＝9﹣4＝5，∵AM，BN，DC分别切⊙O于点A，B，E，∴DA＝DE，CB＝CE，∴DC＝AD+BC＝4+9＝13，在Rt△DFC中，DC2＝DF2+FC2，∴DF=12，∴AB＝12，∴⊙O的半径R是6．【点评】此题考查了切线的性质、角平分线的性质及勾股定理的知识，证明第一问关键是掌握切线的判定定理，解答第二问关键是熟练切线的性质．【变式6-4】（2022秋•清原县期末）如图，在△ABC中，∠ACB＝90°，点D是AB边的中点，点O在AC边上，⊙O 经过点C 且与AB 边相切于点E ，∠FAC =12∠BDC ．（1）求证：AF 是⊙O 的切线；（2）若BC ＝6，AB ＝10，求⊙O 的半径长．【分析】（1）作OH ⊥FA ，垂足为点H ，连接OE ，证明AC 是∠FAB 的平分线，进而根据OH ＝OE ，OE ⊥AB ，可得AF 是⊙O 的切线；（2）勾股定理得出AC ，设⊙O 的半径为r ，则OC ＝OE ＝r ，进而根据切线的性质，在Rt △OEA 中，勾股定理即可求解．【解答】（1）证明：如图，作OH ⊥FA ，垂足为点H ，连接OE ，∵∠ACB ＝90°，D 是AB 的中点，∴CD =AD =12AB ，∴∠CAD ＝∠ACD ，∵∠BDC ＝∠CAD +∠ACD ＝2∠CAD ，又∵∠FAC =12∠BDC ，∴∠FAC ＝∠CAD ，即AC 是∠FAB 的平分线，∵点O 在AC 上，⊙O 与AB 相切于点E ，∴OE ⊥AB ，且OE 是⊙O 的半径，∴OH ＝OE ，OH 是⊙O 的半径，∴AF 是⊙O 的切线；（2）解：如图，在△ABC中，∠ACB＝90°，BC＝6，AB＝10，∴AC==8，∵BE，BC是⊙O的切线，∴BC＝BE＝6，∴AE＝10﹣6＝4设⊙O的半径为r，则OC＝OE＝r，在Rt△OEA中，由勾股定理得：OE2+AE2＝OA2，∴16+r2＝（8﹣r）2，∴r＝3．∴⊙O的半径长为3．【点评】本题考查了切线的性质与判定，勾股定理，熟练掌握切线的性质与判定是解题的关键．1.如图，已知AB是⊙O的直径，AB＝BE，点P在BA的延长线上，连接AE交⊙O于点D，过点D作PC⊥BE垂足为点C．求证：PC与⊙O相切；【分析】连接OD，根据等腰三角形的性质得到∠BAE＝∠BEA，∠BAE＝∠ODA，等量代换得到∠ODA＝∠BEA，证明OD∥BE，根据平行线的性质得到PC⊥OD，根据切线的判定定理证明结论；【解答】证明：连接OD，∵AB＝BE，∴∠BAE＝∠BEA，∵OA＝OD，∴∠BAE＝∠ODA，∴∠ODA＝∠BEA，∴OD∥BE，∵PC⊥BE，∴PC⊥OD，∵OD是⊙O的半径，∴PC与⊙O相切；【点评】本题考查的是切线的判定、解直角三角形，掌握经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线是解题的关键．2．如图，△ABC是⊙O的内接三角形，AC是⊙O的直径，点D是BC的中点，DE∥BC交AC的延长线于点E．（1）求证：直线DE与⊙O相切；（2）若⊙O的直径是10，∠A＝45°，求CE的长．【分析】（1）连接OD，如图，先利用垂径定理得到OD⊥BC，再根据平行线的性质得到OD⊥DE，然后根据切线的判定方法得到结论；（2）先根据圆周角定理得到∠B＝90°，则∠ACB＝45°，再根据平行线的性质得到∠E＝45°，则可判断△ODE 为等腰直角三角形，于是可求出OE，然后计算OE﹣OC即可．【解答】（1）证明：连接OD，如图，∵点D是BC的中点，∴OD⊥BC，∵DE∥BC，∴OD⊥DE，∴直线DE与⊙O相切；（2）解：∵AC是⊙O的直径，∴∠B＝90°，∵∠A＝45°，∴∠ACB＝45°，∵BC∥DE，∴∠E＝45°，而∠ODE＝90°，∴△ODE为等腰直角三角形，∴OE=＝∴CE＝OE﹣OC＝5．【点评】本题考查了切线的性质与判定：圆的切线垂直于经过切点的半径．也考查了垂径定理、圆周角定理和等腰直角三角形的性质．3．（2023•东城区校级模拟）如图，⊙O的半径OC与弦AB垂直于点D，连接BC，OB．（1）求证：2∠ABC+∠OBA＝90°；（2）分别延长BO、CO交⊙O于点E、F，连接AF，交BE于G，过点A作AM⊥BC，交BC延长线于点M，若G是AF的中点，求证：AM是⊙O的切线．【分析】（1）先根据垂径定理得到AC=BC，再根据圆周角定理得到∠BOC＝2∠ABC，然后利用互余关系得∠BOD+∠OBD＝90°，从而得到结论；（2）如图，连接OA，根据垂径定理得到BE⊥AF，再根据圆周角定理得到∠CAF＝90°，则可判断BE ∥AC，所以∠ABE＝∠BAC，接着证明∠BAO＝∠CBA得到OA∥BC，根据平行线的性质得到AM⊥OA，然后根据切线的判断方法得到结论．【解答】证明：（1）∵OD⊥AB，∴AC=BC，∠ODB＝90°，∴∠BOC＝2∠ABC，∵∠BOD+∠OBD＝90°，∴2∠ABC+∠OBA＝90°；（2）如图，连接OA，∵G是AF的中点，∴BE⊥AF，∵CF为直径，∴∠CAF＝90°，∴CA⊥AF，∴BE∥AC，∴∠ABE＝∠BAC，∴AC=BC，∴∠CAB＝∠CBA，∵OA＝OB，∴∠BAO＝∠ABO，∴∠BAO＝∠CBA，∴OA∥BC，∵AM⊥BC，∴AM⊥OA，而OA为⊙O的半径，∴AM是⊙O的切线．【点评】本题考查了切线的判定定理：经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线．也考查了圆周角定理、垂径定理．4．（2022•思明区校级二模）如图，四边形ABCD是⊙O的内接四边形，AC是⊙O直径，BE∥AD交DC 延长线于点E，若BC平分∠ACE．（1）求证：BE是⊙O的切线；（2）若BE＝3，CD＝2，求⊙O的半径．【分析】（1）连接OB，由条件可以证明OB∥DE，从而证明OB⊥BE；（2）由垂径定理求出AD长，从而由勾股定理可求AC长．【解答】（1）证明：连接OB，∵″OB＝OC，∴∠OBC＝∠OCB，∵∠BCE＝∠OCB，∴∠OBC＝∠BCE，∴OB∥DE，∵AC是⊙O直径，∴AD⊥DE，∵BE∥AD，∴BE⊥DE，∴OB⊥BE，∵OB是⊙O半径，∴BE是⊙O切线；（2）解：延长BO交AD于F，∵∠D＝∠DEB＝∠EBF＝90°，∴四边形BEDF是矩形，∴BF⊥AD，DF＝BE＝3，∴AD＝2DF＝6，∵AC2＝AD2+CD2，∴AC2＝62+22＝40，∴AC＝∴⊙O【点评】本题考查切线的判定，矩形的判定和性质，垂径定理，勾股定理，用到的知识点较多，关键是熟练掌握知识点，并能灵活应用．5．（2023•封开县一模）如图，在△ABC中，AB＝AC，以AB为直径的⊙O交BC于点D，过点D作EF⊥AC于点E，交AB的延长线于点F．（1）求证：EF是⊙O的切线；（2）当AB＝5，BC＝6时，求DE的长．【分析】（1）连接OD，由AC＝AB，根据等边对等角得到一对角相等，再由OD＝OB，根据等边对等角得到又一对角相等，等量代换可得一对同位角相等，根据同位角相等两直线平行可得OD与AC平行，又EF垂直于AC，根据垂直于两平行线中的一条，与另一条也垂直，得到EF与OD也垂直，可得EF为圆O的切线；（2）连接AD，由AB为圆的直径，根据直径所对的圆周角为直角可得∠ADB＝90°，即AD与BC垂直，又AC＝AB，根据三线合一得到D为BC中点，由BC求出CD的长，再由AC的长，利用勾股定理求出AD的长，三角形ACD的面积有两种求法，AC乘以DE除以2，或CD乘以AD除以2，列出两个关系式，两关系式相等可求出DE的长．【解答】（1）证明：连接OD，∵AB＝AC，∴∠C＝∠OBD，∵OD＝OB，∴∠1＝∠OBD，∴∠1＝∠C，∴OD∥AC，∵EF⊥AC，∴EF⊥OD，∴EF是⊙O的切线；（2）连接AD，∵AB为⊙O的直径，∴∠ADB＝90°，又∵AB＝AC，且BC＝6，∴CD＝BD=12BC＝3，在Rt△ACD中，AC＝AB＝5，CD＝3，根据勾股定理得：AD=4，又S△ACD =12AC•ED=12AD•CD，即12×5×ED=12×4×3，∴ED=12 5．【点评】此题考查了等腰三角形的性质，圆周角定理，平行线的性质，勾股定理，三角形面积的求法，以及切线的判定，其中证明切线的方法为：有点连接圆心与此点，证垂直；无点过圆心作垂线，证明垂线段长等于圆的半径．本题利用的是第一种方法．6．（2023•宁德模拟）如图，OM 为⊙O 的半径，且OM ＝3，点G 为OM 的中点，过点G 作AB ⊥OM 交⊙O 于点A ，B ，点D 在优弧AB 上运动，将AB 沿AD 方向平移得到DC ；连接BD ，BC ．（1）求∠ADB 的度数；（2）如图2，当点D 在MO 延长线上时，求证：BC 是⊙O 的切线．【分析】（1）连接AO ，BO ，先根据特殊角的正弦值可得∠OAG ＝30°，再根据等腰三角形的性质可得∠OAG ＝∠OBG ＝30°，从而可得∠AOB ＝120°，然后根据圆周角定理即可得；（2）连接AO ，BO ，CO ，先证出四边形ABCD 是平行四边形，再根据等边三角形的判定与性质可得AB ＝AD ，根据菱形的判定可得四边形ABCD 是菱形，根据菱形的性质可得CB ＝CD ，然后根据SSS 定理证出△COB ≌△COD ，根据全等三角形的性质可得∠OBC ＝∠ODC ＝90°，最后根据圆的切线的判定即可得证．【解答】（1）解：如图1，连接AO ，BO ．∵点G 为OM 的中点，且OM ＝3，∴OG =12OM =32，OA ＝OB ＝OM ＝3，∵AB ⊥OM ，在Rt △AOG 中，OG =12OA ．∴∠OAG ＝30°，又∵OA ＝OB ，∴∠OAG＝∠OBG＝30°，∴∠AOB＝120°，∴∠ADB=12∠AOB=60°．（2）证明：如图2，连接AO，BO，CO，由平移得：AB＝DC，AB∥DC，∴四边形ABCD是平行四边形，∵OM⊥AB，点D在MO延长线上，∴DM⊥CD，∵OA＝OB，AB⊥OM，∴AG＝BG，∴DM垂直平分AB，∴AD＝BD，∵∠ADB＝60°，∴△ABD为等边三角形，∴AB＝AD，∴平行四边形ABCD是菱形，∴CB＝CD，在△COB和△COD中，CB=CDOB=ODOC=OC，∴△COB≌△COD（SSS），∴∠OBC＝∠ODC＝90°，又∵OB是⊙O的半径，。
圆的切线与切点计算
圆的切线与切点计算圆是几何学中的基本概念，它是由平面上一定距离内的所有点组成的集合。
在圆的研究中，切线是一个非常重要的概念。
本文将探讨圆的切线以及如何计算切点的问题。
一、圆与切线的定义在平面几何中，给定一个圆和圆上的一个点P，过点P可以做无数条与圆相切的直线，其中与圆相切的直线称为圆的切线。
而与圆的切线相交于切点，称为切点。
二、计算圆的切线在计算圆的切线时，我们首先要明确几个关键概念。
1. 切线与切点的性质：圆的切线与切点有以下性质：（1）切线与半径垂直；（2）圆的切线与经过切点且与半径垂直的直径平分切线。
2. 切线方程的计算：在计算切线时，我们需要使用切线方程。
切线方程一般可以使用点斜式或者一般式表示。
a. 点斜式：假设圆的方程为 (x-a)² + (y-b)² = r²，其中(a,b)为圆心坐标，r为半径。
被切点坐标为(x₀，y₀)。
则切线方程可表示为：y-y₀ = k(x-x₀)，其中k为切线的斜率。
b. 一般式：将切点的坐标代入圆的方程，得到：(x-a)² + (y-b)² = r²。
将切点的坐标代入切线方程的一般式：Ax + By + C = 0，其中A、B、C可由圆的方程确定。
三、切线与切点计算实例为了更好地理解如何计算圆的切线与切点，我们来看一个具体的例子。
例1：已知圆的方程为 (x-2)² + (y-3)² = 9，求过点P(4, 5)的切线及切点坐标。
解：首先确定圆的坐标和半径：圆心坐标：(2, 3)半径：3接下来，计算切线方程的斜率k：k = -(x-x₀)/(y-y₀) = -(4-2)/(5-3) = -1代入切点坐标得到切线方程：y - 5 = -1(x - 4)化简切线方程，得到切线的一般式：x + y - 9 = 0所以切线方程为 x + y - 9 = 0。
接着，我们来计算切点的坐标。
初中数学知识归纳圆的切线与切线定理计算方法
初中数学知识归纳圆的切线与切线定理计算方法初中数学知识归纳：圆的切线与切线定理计算方法在初中数学中，圆是一个重要的几何概念。
掌握圆的性质和相关定理，对于解决与圆相关的数学问题至关重要。
本文将对初中数学中与圆的切线及切线定理相关的计算方法进行归纳和总结。
一、切线的定义与性质在圆上，如果一条直线与圆相交，且与圆的交点只有一个，那么这条直线被称为圆的切线。
切线具有以下性质：1. 切线与半径的关系：切线与连接切点和圆心的半径垂直，即切线与半径的夹角是直角。
2. 切线的长度：从切点到切线上的圆心的距离是切线的长度。
3. 切线的唯一性：圆的外切线和内切线只有一条。
二、切线定理的计算方法1. 切线与切线的关系：圆外一点到圆的切线与该点连线的夹角等于切线与半径的夹角。
2. 切线与弦的关系：切线与一条弦的夹角等于弦所对的圆心角的一半。
3. 弦的长度计算：如果两条切线相交于圆的外点，那么两条切线的积等于外切点到两个切点的弦的积。
即切线外点到切点的线段的长度分别为a和b，那么a*b等于两条切线的积。
4. 弦切角公式：圆上的两条弦所对的圆心角之和等于两条弦所对的弧所对的圆心角的一半。
5. 切线长度计算：给定圆的半径R和切线与半径的夹角α，可以使用三角函数来计算切线的长度。
切线的长度等于R乘以正切函数的值，即L = R * tan(α)。
三、实例解析下面通过几个实例来应用切线定理的计算方法：示例1：已知圆的半径R为5cm，求切线与半径的夹角α为30°时的切线长度L。
解答：根据切线长度的计算公式L = R * tan(α)，代入已知数据，可得L =5 * tan(30°) = 5 * 1/√3 ≈ 2.88cm。
示例2：圆的直径是10cm，切线与半径的夹角α为45°，求切线的长度L。
解答：由于圆的直径等于半径的两倍，所以半径R = 直径/2 = 10/2 = 5cm。
根据切线长度的计算公式L = R * tan(α)，代入已知数据，可得L = 5 * tan(45°) = 5 * 1 ≈ 5cm。
证明圆的切线的七种常用方法
证明圆的切线的七种常用方法类型1、有公共点：连半径，证垂直方法1、勾股定理逆定理法证垂直1.如图，⊙O的直径AB=12，点P是AB延长线上一点，且PB=4，点C是⊙O上一点，PC=8. 求证：PC是⊙O的切线.方法2、特殊角计算法证垂直2. 如图，△ABC内接于⊙O，∠B=60°，CD是⊙O的直径，点P是CD延长线上一点，且AP=AC.（1）求证：P A是⊙O的切线；（2）若PD =5，求⊙O 的直径.方法3、等角代换法证垂直3.如图，在Rt△ABC中，∠C=90°，D为BC 的中点，以AC 为直径的⊙O交AB于点E . 求证：DE是⊙O 的切线.方法4、平行线性质法证垂直4.如图，已知四边形OABC的三个顶点A ，B ，C在以O为圆心的半圆上，过点C 作CD ⊥AB，分别交AB，AO 的延长线于点D，E，AE交半圆O于点F，连接CF，且∠E=30°，点B是︵AC的中点.(1)判断直线DE与半圆O的位置关系，并说明理由；(2)求证：CF=OC；(3)若⊙O的半径是6，求DC的长.AB POCACBPD OAEBDOCA O F ECDB方法5、全等三角形法证垂直5.如图，AB 是⊙O 的直径，点C ，D 在⊙O 上，且四边形AOCD 是平行四边形，过点D 作⊙O 的切线，交OC 的延长线于点F ，连接BF .求证：BF 是⊙O 的切线.类型2、无公共点：作垂直，证半径方法6、角平分线性质法证半径6.如图，在Rt △ABC 中，∠B =90°，∠BAC 的平分线交BC 于点D ，E 是AB 上一点，DE =DC ，以点D 为圆心，BD 长为半径作OD ，AB =5，EB =2. (1)求证：AC 是OD 的切线；(2)求线段AC 的长.方法7、全等三角形法证半径7.如图，四边形ABCD 中，∠A =∠ABC =90°，AD +BC =CD ，以AB 为直径作⊙O . 求证：⊙O 与边CD 相切.A OBCD F A B C D EA OB C D。
题型五 圆的相关证明与计算 类型二 与切线有关的证明与计算(专题训练)(解析版)
题型五 圆的相关证明与计算类型二 与切线有关的证明与计算（专题训练）1.如图，ABC V 内接于O e ，AB 是O e 的直径，E 为AB 上一点，BE BC =，延长CE 交AD 于点D ，AD AC =．（1）求证：AD 是O e 的切线；（2）若1tan 3ACE Ð=，3OE =，求BC 的长．【答案】（1）见解析；（2）8【分析】（1）根据BE BC =，可得BEC BCE Ð=Ð，根据对顶角相等可得AED BEC Ð=Ð，进而可得BCE AED Ð=Ð，根据AD AC =，可得ADC ACE Ð=Ð，结合90ACB Ð=°，根据角度的转化可得90AED D Ð+Ð=°，进而即可证明AD 是O e 的切线；（2）根据ADC ACE Ð=Ð，可得1tan tan 3EA D ACE DA ==Ð=，设AE x =，则3AC AD x ==，分别求得,,AC AB BC ，进而根据勾股定理列出方程解方程可得x ，进而根据6BC x =+即可求得．【详解】（1）Q BE BC =，\BEC BCE Ð=Ð，Q AED BEC Ð=Ð，\BCE AED Ð=Ð，Q AD AC =，\ADC ACE Ð=Ð，Q AB 是直径，\90ACB Ð=°，90D AED ACD BCE ACB \Ð+Ð=Ð+Ð=Ð=°，\AD 是O e 的切线；（2）AD AC =Q ，\ADC ACE Ð=Ð，1tan tan 3EA D ACE DA \==Ð=，设AE x =，则3AC AD x ==，3,336OB OA AE OE x BC BE OE OB x x ==+=+==+=++=+，226AB OA x ==+，在Rt ABC V 中，222AC BC AB +=，即()()()2223626x x x ++=+，解得122,0x x ==（舍去），68BC x \=+=．【点睛】本题考查了切线的判定，勾股定理解直角三角形，正切的定义，利用角度相等则正切值相等将已知条件转化是解题的关键．2.如图，ABC V 内接于O e ，AB AC =，AD 是O e 的直径，交BC 于点E ，过点D 作//DF BC ，交AB 的延长线于点F ，连接BD ．（1）求证：DF 是O e 的切线；（2）已知12AC =，15AF =，求DF 的长．【答案】（1）见解析；（2）DF =【分析】（1）由题意根据圆周角定理得出90ABC CBD Ð+Ð=°，结合同弧或等弧所对的圆周角相等并利用经过半径外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线进行证明即可；（2）根据题意利用相似三角形的判定即两个角分别相等的两个三角形相似得出FBD FDA ~△△，继而运用相似比FB FD FD FA=即可求出DF 的长．【详解】解：（1）证明：∵AD 是O e 的直径∴90ABD Ð=°（直径所对的圆周角是直角）即90ABC CBD Ð+Ð=°∵AB AC=∴ABC C Ð=Ð（等边对等角）∵ AB AB=∴ADB C Ð=Ð（同弧或等弧所对的圆周角相等）∴ABC ADBÐ=Ð∵//BC DF ，∴CBD FDBÐ=Ð∴90ADB FDB Ð+Ð=°即90ADF Ð=°∴AD DF^又∵AD 是O e 的直径∴DF 是O e 的切线（经过半径外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线）．（2）解：∵12AB AC ==，15AF =∴3BF AF AB =-=∵F F Ð=Ð，90FBD FDA Ð=Ð=o∴FBD FDA ~△△（两个角分别相等的两个三角形相似）∴FB FD FD FA=，∴231545FD FB FA =×=´=∴DF =【点睛】本题主要考查圆的切线的判定、圆周角定理、相似三角形的判定与性质等知识点，熟练掌握圆周角定理和相似三角形的判定与性质是解题的关键．3.如图，AB 为O e 的直径，C 为O e 上一点，D 为AB 上一点，BD BC =，过点A 作AE AB ^交CD 的延长线于点E ，CE 交O e 于点G ，连接AC ，AG ，在EA 的延长线上取点F ，使2FCA E Ð=Ð．（1）求证：CF 是O e 的切线；（2）若6AC =，AG =，求O e 的半径．【答案】（1）见解析；（2）5【分析】（1）根据题意判定ADG DCB V V ∽，然后结合相似三角形的性质求得2AGD E ÐÐ＝，从而可得FCA AGD ÐÐ＝，然后结合等腰三角形的性质求得90FCO а＝，从而判定CF 是O e 的切线；（2）由切线长定理可得AF CF ＝，从而可得2FAC E ÐÐ＝，得到AC AE ＝，然后利用勾股定理解直角三角形可求得圆的半径．【详解】（1）证明：B AGC ÐÐQ ＝，ADG CDB ÐÐ＝，ADG DCB \V V ∽，BD BC GD GA\=，BD BC Q ＝，GD GA \＝，ADG DAG \ÐÐ＝，又AE AB ^Q ，90EAD \а＝，90GAE DAG E ADG \Ð+ÐÐ+а＝＝，GAE E \ÐÐ＝，AG DG EG \＝＝，2AGD E ÐÐ＝，2FCA E ÐÐQ ＝，FCA AGD B \ÐÐÐ＝＝，Q AB 是O e 的直径，90CAB B \Ð+а＝，又OA OC Q ＝，ACO CAB \ÐÐ＝，90FCA ACO \Ð+а＝，90FCO \а＝，即CF 是O e 的切线；（2）Q CF 是O e 的切线，AE AB ^，AF CF \＝，2FAC FCA E \ÐÐÐ＝＝，6AC AE \＝＝，又AG DG EG Q ＝＝，在Rt ADE △中，2AD ===，设O e 的半径为x ，则2AB x ＝，22BD BC x＝＝﹣，在Rt ABC △中，2226222x x +（﹣）＝（），解得：5x ＝，O \e 的半径为5．【点睛】本题考查了圆周角定理、切线的判定与性质、相似三角形的判定与性质、勾股定理等，熟练掌握相关定理与性质是解决本题的关键．4.如图，四边形ABCD 内接于⊙O ，AB 为⊙O 的直径，过点C 作CE ⊥AD 交AD 的延长线于点E ，延长EC ，AB 交于点F ，∠ECD ＝∠BCF ．（1）求证：CE 为⊙O 的切线；（2）若DE ＝1，CD ＝3，求⊙O 的半径．【答案】（1）见解析；（2）⊙O 的半径是4.5【分析】（1）如图1，连接OC ，先根据四边形ABCD 内接于⊙O ，得CDE OBC ÐÐ＝，再根据等量代换和直角三角形的性质可得90OCE а＝，由切线的判定可得结论；（2）如图2，过点O 作OG AE ^于G ，连接OC ，OD ，则90OGE а＝，先根据三个角是直角的四边形是矩形得四边形OGEC 是矩形，设⊙O 的半径为x ，根据勾股定理列方程可得结论．【详解】（1）证明：如图1，连接OC ，∵OB OC ＝，∴OCB OBC ÐÐ＝，∵四边形ABCD 内接于⊙O ，∴180CDA ABC Ð+Ð=°又180CDE CDA Ð+Ð=°∴CDE OBC ÐÐ＝，∵CE AD ^，∴90E CDE ECD ÐÐа＝＋＝，∵ECD BCF ÐÐ＝，∴90OCB BCF Ðа＋＝，∴90OCE а＝，∵OC 是⊙O 的半径，∴CE 为⊙O 的切线；（2）解：如图2，过点O 作OG AE ^于G ，连接OC ，OD ，则90OGE а＝，∵90E OCE Ðа＝＝，∴四边形OGEC 是矩形，∴OC EG OG EC ＝，＝，设⊙O 的半径为x ，Rt △CDE 中，31CD DE ＝，＝，∴EC ==∴OG =1GD xOD x ＝﹣，＝，由勾股定理得222OD OG DG +：＝，∴222(1)x x =+-，解得： 4.5x ＝，∴⊙O 的半径是4.5．【点睛】本题考查的是圆的综合，涉及到圆的切线的证明、勾股定理以及矩形的性质，熟练掌握相关性质是解决问题的关键．5.如图，V ABC 内接于⊙O ，且AB ＝AC ，其外角平分线AD 与CO 的延长线交于点D ．（1）求证：直线AD 是⊙O 的切线；（2）若AD ＝，BC ＝6，求图中阴影部分面积．【答案】（1）见解析；（2）6p -【分析】（1）连接OA ，证明OA ⊥AD 即可，利用角平分线的意义以及等腰三角形的性质得以证明；（2）求出圆的半径和阴影部分所对应的圆心角度数即可，利用相似三角形求出半径，再根据特殊锐角三角函数求出∠BOC ．【详解】解：（1）如图，连接OA 并延长交BC 于E ，∵AB=AC ，△ABC 内接于⊙O ，∴AE 所在的直线是△ABC 的对称轴，也是⊙O 的对称轴，∴∠BAE=∠CAE ，又∵∠MAD=∠BAD ，∠MAD+∠BAD+∠BAE+∠CAE=180°，∴∠BAD+∠BAE=12×180°=90°，即AD ⊥OA ，∴AD 是⊙O 的切线；（2）连接OB ，∵∠OAD=∠OEC=90°，∠AOD=∠EOC ，∴△AOD ∽△EOC ，∴AD OA EC OE =，由（1）可知AO 是ABC D 的对称轴，OE \垂直平分BC ，132CE BC \==，设半径为r ，在Rt EOC D 中，由勾股定理得，，\解得6r =（取正值），经检验6r =是原方程的解，即6OB OC OA ===，又6BC =Q ，OBC \D 是等边三角形，60BOC \Ð=°，OE =BOC BOC S S S D \=-阴影部分扇形2606163602p ´=-´´6p =-【点睛】本题考查了切线的判定和性质、角平分线的性质，圆周角定理，三角形外接圆与外心，扇形面积的计算，灵活运用切线的判定方法是解题的关键．6.如图，△ABC 内接于⊙O ，AB 是⊙O 的直径，过⊙O 外一点D 作//DG BC ，DG 交线段AC 于点G ，交AB 于点E ，交⊙O 于点F ，连接DB ，CF ，∠A ＝∠D ．（1）求证：BD 与⊙O 相切；（2）若AE ＝OE ，CF 平分∠ACB ，BD ＝12，求DE 的长．【答案】（1）见解析；（2）【分析】（1）如图1，延长DB 至H ，证明90ABD Ð=°，即可根据切线的判定可得BD 与O e 相切；（2）如图2，连接OF ，先根据圆周角定理证明OF AB ^，再证明EFO EDB △∽△，列比例式可得4OF =，即O e 的半径为4，根据勾股定理可得DE 的长．【详解】（1）证明：如图1，延长DB 至H ，Q，DG BC//\Ð=Ð，CBH DQ，Ð=ÐA D\Ð=Ð，A CBHe的直径，Q是OAB\Ð=°，ACB90\Ð+Ð=°，A ABC90\Ð+Ð=°，90CBH ABC\Ð=°，90ABD∴AB⊥BD，e相切；\与OBD（2）解：如图2，连接OF，CFQ平分ACBÐ，\Ð=Ð，ACF BCF\=，AF BF∴∠AOF＝∠BOF＝90°，OF AB \^，BD AB ^Q ，//OF BD \，EFO EDB \△∽△，\OF OE BD BE=，AE OE =Q ，\13OE EB =，\1123OF =，4OF \=，4OA OB OF \===，246BE OE OB \=+=+=，DE \．【点睛】此题考查了相似三角形的判定与性质，切线的判定，圆周角定理，勾股定理等知识，解答本题需要我们熟练掌握切线的判定，第2问关键是证明EFO EDB △∽△．7.如图，在Rt △ACD 中，∠ACD ＝90°，点O 在CD 上，作⊙O ，使⊙O 与AD 相切于点B ，⊙O 与CD 交于点E ，过点D 作DF ∥AC ，交AO 的延长线于点F ，且∠OAB ＝∠F ．（1）求证：AC 是⊙O 的切线；（2）若OC ＝3，DE ＝2，求tan ∠F 的值．【答案】（1）见详解；（2）12．【分析】（1）由题意，先证明OA 是∠BAC 的角平分线，然后得到BO=CO ，即可得到结论成立；（2）由题意，先求出BD=4，OD=5，然后利用勾股定理求出6AB AC ==，10AD =，结合直角三角形ODF ，即可求出tan ∠F 的值．【详解】解：（1）∵DF ∥AC ，∴∠CAO=∠F ，∵∠OAB ＝∠F ，∴∠CAO=∠OAB ，∴OA 是∠BAC 的角平分线，∵AD 是⊙O 的切线，∴∠ABO=∠ACO=90°，∴BO=CO ，又∵AC ⊥OC ，∴AC 是⊙O 的切线；（2）由题意，∵OC ＝3，DE ＝2，∴OD=5，OB=3，CD=8，∴4BD ==，由切线长定理，则AB=AC ，设AB AC x ==，在直角三角形ACD 中，由勾股定理，则222AC CD AD +=，即2228(4)x x +=+，解得：6x =，∴6AB AC ==，6410AD =+=，∵∠OAB ＝∠F ，∴10DF AD ==，∵90FDO ACO Ð=Ð=°，∴51tan 102OD F DF Ð===．【点睛】本题考查了圆的切线的判定和性质，勾股定理，角平分线的性质，以及三角函数，解题的关键是熟练掌握所学的知识，正确的求出所需的长度，从而进行解题．8.如图，在Rt ABC V 中，90ACB °Ð=，以斜边AB 上的中线CD 为直径作O e ，与BC 交于点M ，与AB 的另一个交点为E ，过M 作MN AB ^，垂足为N ．（1）求证：MN 是O e 的切线；（2）若O e 的直径为5，3sin 5B =，求ED 的长．【答案】（1）见解析；（2）75ED =．【解析】【分析】（1）欲证明MN 为⊙O 的切线，只要证明OM ⊥MN ．（2）连接,DM CE ，分别求出BD=5，BE=325，根据ED BE BD =-求解即可．【详解】（1）证明：连接OM ，OC OM =Q ，OCM OMC \Ð=Ð．在Rt ABC V 中，CD 是斜边AB 上的中线，12CD AB BD \==，DCB DBC \Ð=Ð，OMC DBC \Ð=Ð，//OM BD \，MN BD ^Q ，MN OM \^，MN \是O e 的切线．（2）连接,DM CE ，易知,DM BC CE AB ^^，由（1）可知5BD CD ==，故M 为BC 的中点，3sin 5B =Q ，4cos 5B \=，在Rt BMD △中，cos 4BM BD B =×=，28BC BM \==．在Rt CEB V 中，32cos 5BE BC B =×=，327555ED BE BD \=-=-=．【点睛】本题考查切线的判定和性质，等腰三角形的性质，解直角三角形等知识；熟练掌握切线的判定定理是解题的关键．9.如图，AB 是半圆O 的直径，,C D 是半圆O 上不同于,A B 的两点,AD BC AC =与BD 相交于点,F BE 是半圆O 所任圆的切线，与AC 的延长线相交于点E ，()1求证：CBA DAB D D ≌；()2若,BE BF =求AC 平分DAB Ð．【答案】()1证明见解析；()2证明见解析．【解析】【分析】()1利用,AD BC =证明,ABD BAC Ð=Ð利用AB 为直径，证明90,ADB BCA Ð=Ð=°结合已知条件可得结论；()2利用等腰三角形的性质证明：,EBC FBC Ð=Ð 再证明,CBF DAF Ð=Ð 利用切线的性质与直径所对的圆周角是直角证明：,EBC CAB Ð=Ð 从而可得答案．【详解】()1证明：,AD BC =Q,AD BC\= ,ABD BAC \Ð=ÐAB Q 为直径，90,ADB BCA \Ð=Ð=°,AB BA =QCBA DAB \V V ≌．()2证明：,90,BE BF ACB =Ð=°Q,FBC EBC \Ð=Ð90,,ADC ACB DFA CFB Ð=Ð=°Ð=ÐQ,DAF FBC EBC \Ð=Ð=ÐBE Q 为半圆O 的切线，90,90,ABE ABC EBC \Ð=°Ð+Ð=°90,ACB Ð=°Q90,CAB ABC \Ð+Ð=°,CAB EBC \Ð=Ð,DAF CAB \Ð=ÐAC \平分DAB Ð．【点睛】本题考查的是圆的基本性质，弧，弦，圆心角，圆周角之间的关系，直径所对的圆周角是直角，三角形的全等的判定，切线的性质定理，三角形的内角和定理，掌握以上知识是解题的关键．10.如图，AB是⊙O的直径，点C是⊙O上一点，∠CAB的平分线AD交 BC于点D，过点D 作DE∥BC交AC的延长线于点E．（1）求证：DE是⊙O的切线；（2）过点D作DF⊥AB于点F，连接BD．若OF＝1，BF＝2，求BD的长度．【答案】（1）见解析；（2）【解析】【分析】（1）连接OD，由等腰三角形的性质及角平分线的性质得出∠ADO＝∠DAE，从而OD∥AE，由DE∥BC得∠E＝90°，由两直线平行，同旁内角互补得出∠ODE＝90°，由切线的判定定理得出答案；（2）先由直径所对的圆周角是直角得出∠ADB＝90°，再由OF＝1，BF＝2得出OB的值，进而得出AF和BA的值，然后证明△DBF∽△ABD，由相似三角形的性质得比例式，从而求得BD2的值，求算术平方根即可得出BD的值．【详解】解：（1）连接OD，如图：∵OA＝OD，∴∠OAD＝∠ADO，∵AD平分∠CAB，∴∠DAE＝∠OAD，∴∠ADO＝∠DAE，∴OD∥AE，Q AB为⊙O的直径，90,ACB\Ð=°∵DE∥BC，∴∠E＝ACB=∠ 90°，∴∠ODE＝180°﹣∠E＝90°，∴DE是⊙O的切线；（2）∵AB是⊙O的直径，∴∠ADB＝90°，∵OF＝1，BF＝2，∴OB＝3，∴AF＝4，BA＝6．∵DF⊥AB，∴∠DFB＝90°，∴∠ADB＝∠DFB，又∵∠DBF＝∠ABD，∴△DBF∽△ABD，∴BD BF BA BD=，∴BD2＝BF•BA＝2×6＝12．∴BD＝【点睛】本题考查的是圆的基本性质，圆周角定理，切线的判定，同时考查了相似三角形的判定与性质．（1）中判定切线时“连圆心和直线与圆的公共点”或“过圆心作这条直线的垂线”，有切线时，常常“遇到切点连圆心得半径”；（2）中能得△DBF∽△ABD是解题关键．11.如图，在⨀O中，AB为⨀O的直径，C为⨀O上一点，P是 BC的中点，过点P作AC的垂线，交AC 的延长线于点D ．（1）求证：DP 是⨀O 的切线；（2）若AC=5，5sin 13APC Ð=,求AP 的长．【答案】（1）见解析；（2）AP=．【解析】【分析】（1）根据题意连接OP ，直接利用切线的定理进行分析证明即可；（2）根据题意连接BC ，交于OP 于点G ，利用三角函数和勾股定理以及矩形的性质进行综合分析计算即可.【详解】解：（1）证明：连接OP ；∵OP=OA;∴∠1=∠2；又∵P 为 BC的中点；∴ PCPB =∴∠1=∠3；∴∠3=∠2；∴OP ∥DA ；∵∠D=90°；∴∠OPD=90°；又∵OP 为⨀O 半径；∴DP 为⨀O 的切线；（2）连接BC ，交于OP 于点G ；∵AB 是圆O 的直径；∴∠ACB 为直角；∵5sin 13APC Ð=∴sin ∠ABC=513AC=5,则AB=13,半径为132由勾股定理的12=，那么CG=6又∵四边形DCGP 为矩形；∴GP=DC=6.5-2.5=4∴AD=5+4=9;在Rt △ADP 中，==.【点睛】本题考查圆的综合问题，熟练掌握圆的切线定理和勾股定理以及三角函数和矩形的性质是解题的关键.12.如图，AB 是⊙O 的直径，C 为⊙O 上一点，连接AC ，CE ⊥AB 于点E ，D 是直径AB 延长线上一点，且∠BCE ＝∠BCD ．（1）求证：CD 是⊙O 的切线；（2）若AD ＝8，BE CE ＝12，求CD 的长．【答案】（1）见解析；（2）4【解析】【分析】（1）连接OC，根据圆周角定理得到∠ACB＝90°，根据余角的性质得到∠A＝∠ECB，求得∠A＝∠BCD，根据等腰三角形的性质得到∠A＝∠ACO，等量代换得到∠ACO＝∠BCD，求得∠DCO＝90°，于是得到结论；（2）设BC＝k，AC＝2k，根据相似三角形的性质即可得到结论．【详解】（1）证明：连接OC，∵AB是⊙O的直径，∴∠ACB＝90°，∵CE⊥AB，∴∠CEB＝90°，∴∠ECB+∠ABC＝∠ABC+∠CAB＝90°，∴∠A＝∠ECB，∵∠BCE＝∠BCD，∴∠A＝∠BCD，∵OC＝OA，∴∠A＝∠ACO，∴∠ACO＝∠BCD，∴∠ACO+∠BCO ＝∠BCO+∠BCD ＝90°，∴∠DCO ＝90°，∴CD 是⊙O 的切线；（2）解：∵∠A ＝∠BCE ，∴tanA ＝BC AC ＝tan ∠BCE ＝BE CE ＝12，设BC ＝k ，AC ＝2k ，∵∠D ＝∠D ，∠A ＝∠BCD ，∴△ACD ∽△CBD ，∴BC AC ＝CD AD ＝12，∵AD ＝8，∴CD ＝4．【点睛】本题考查了切线的判定定理，相似三角形的判定与性质以及解直角三角形的应用，熟练掌握性质定理是解题的关键．13.如图，AB 是O e 的直径，点C 是O e 上一点，CAB Ð的平分线AD 交 BC于点D ，过点D 作//DE BC 交AC 的延长线于点E ．（1）求证：DE 是O e 的切线；（2）过点D 作DF AB ^于点F ，连接BD ．若1OF =，2BF =，求BD 的长度．【答案】（1）见解析；（2）BD =【解析】【分析】（1）连接OD ，由等腰三角形的性质及角平分线的性质得出∠ADO ＝∠DAE ，从而OD ∥AE ，由DE ∥BC 得∠E ＝90°，由两直线平行，同旁内角互补得出∠ODE ＝90°，由切线的判定定理得出答案；（2）先由直径所对的圆周角是直角得出∠ADB ＝90°，再由OF ＝1，BF ＝2得出OB 的值，进而得出AF 和BA 的值，然后证明△DBF ∽△ABD ，由相似三角形的性质得比例式，从而求得BD 2的值，求算术平方根即可得出BD 的值．【详解】解：（1）连接OD ，如图：∵OA ＝OD ，∴∠OAD ＝∠ADO ，∵AD 平分∠CAB ，∴∠DAE ＝∠OAD ，∴∠ADO ＝∠DAE ，∴OD ∥AE ，∵DE ∥BC ，∴∠E ＝90°，∴∠ODE ＝180°−∠E ＝90°，∴DE 是⊙O 的切线；（2）因AB 为直径，则90ADB Ð=°∵1OF =，2BF =∴OB=3∴4AF =，6BA =∵∠ADB=∠DFB=90°, ∠B=∠B∴△DBF ∽△ABD ∴BF BD BD AB=∴22612BD BF BA =×=´=所以BD=．【点睛】本题考查了切线的判定、相似三角形的判定与性质、平行线的性质等知识点，熟练掌握圆的切线的判定及圆中的相关计算是解题的关键．。
圆的切线与切圆角度计算
圆的切线与切圆角度计算圆的切线是指与圆相切，且与圆的切点共线的直线。
在几何学中，计算圆的切线和切圆角度是一个常见的问题。
本文将针对给定圆的半径和切点坐标，通过数学原理和公式，详细解析如何计算圆的切线和切圆角度。
1. 圆的切线计算假设有一个圆C，圆心坐标为O(x0, y0)，半径为r，切点坐标为P(x1, y1)。
为了计算切线方程，我们可以按照以下步骤进行计算：步骤1：计算切线斜率k。
由于切线与半径垂直，切线与半径的切点P与圆心O形成的直角三角形OPQ中，切线的斜率等于半径OP的斜率的负倒数。
而半径OP 的斜率可表示为:k = -(y1-y0) / (x1-x0)步骤2：计算切线方程。
切点P与切线上的任意一点Q(x, y)形成的直线方程可以表示为：y - y1 = k(x - x1)若切点P坐标(x1, y1)已知，通过此方程即可确定切线方程。
2. 切圆角度计算除了计算切线方程，我们还可以计算切线与圆的切点形成的切圆角度。
切圆角度是指切线与半径的夹角，可以使用以下公式进行计算：角度 = arctan(k)其中，k为切线斜率。
3. 示例说明为了更好地理解上述计算过程，我们举一个示例。
假设我们有一个圆C，圆心坐标为O(0, 0)，半径为r=5。
现在我们希望计算圆C上一点P(3, 4)处的切线方程和切圆角度。
步骤1：计算切线斜率k。
首先，我们计算切线斜率k:k = -(4-0)/(3-0) = -4/3步骤2：计算切线方程。
根据切点P坐标(x1, y1)和计算得到的斜率k，我们可以得到切线方程：y - 4 = -(4/3)(x - 3)通过整理方程，我们可以得到切线方程的一般形式。
但为了简化表达，不再展开。
步骤3：切圆角度计算。
利用切线斜率k，我们可以通过arctan函数计算切圆角度:角度 = arctan(-4/3)利用计算器或数学软件，我们可以得到切圆角度的具体数值。
通过以上示例，我们可以看到如何根据给定的圆的半径和切点坐标，计算圆的切线方程和切圆角度。
与圆的切线有关的计算与证明(2)
与圆的切线有关的计算与证明（1）类型之一与切线的性质有关的计算或证明【经典母题】如图Z12－1，⊙O 的切线PC 交直径AB 的延长线于点P，C 为切点，若∠P ＝30°，⊙ O 的半径为1，则PB 的长为 1 ．图Z12－1 经典母题答图【解析】如答图，连结OC.∵PC 为⊙O 的切线，∴∠PCO＝90°，在Rt△OCP 中，∵OC＝1，∠P＝30°，∴OP＝2OC＝2，∴PB＝OP－OB＝2－1＝1.【思想方法】(1)已知圆的切线，可得切线垂直于过切点的半径；(2)已知圆的切线，常作过切点的半径，得到切线与半径垂直．【中考变形】[2017 ·天津] 已知AB 是⊙O 的直径，AT 是⊙ O 的切线，∠ ABT＝50°，BT 交⊙O 于点C，E 是AB 上一点，延长CE 交⊙O 于点D.(1)如图Z12－2①，求∠ T 和∠CDB 的大小；(2)如图②，当BE＝BC 时，求∠ CDO 的大小．图Z12－2解：(1)如答图①，连结AC，∵A T是⊙O 的切线，AB 是⊙O 的直径，∴A T⊥AB，即∠TAB＝90°，∵∠ABT＝50°，∴T∠＝90°－∠ABT＝40°，由AB 是⊙O 的直径，得∠ACB＝90°，∴∠CAB＝90°－∠ABC＝40°，∴C∠DB＝∠CAB＝40°；中考变形答图①中考变形答图②(2)如答图② ，连结AD，在△ BCE 中，BE＝BC，∠EBC＝50°，∴∠BCE＝∠BEC＝65°，∴∠BAD＝∠BCD＝65°，∵OA＝OD，∴∠ODA＝∠OAD＝65°，∵∠ADC＝∠ABC＝50°，∴∠CDO＝∠ODA－∠ADC＝65°－50°＝15°.【中考预测】[2017 ·宿迁] 如图Z12－3，AB 与⊙O 相切于点B，BC 为⊙ O 的弦，OC⊥OA，OA 与BC 相交于点P.(1) 求证：AP＝AB；(2) 若OB＝4，AB＝3，求线段BP 的长．图Z12－3 中考预测答图解：(1)证明：∵OC＝OB，∴∠OCB＝∠OBC，∵AB 是⊙O 的切线，∴OB⊥AB，∴∠OBA＝90°，∴A∠BP＋∠OBC＝90°，∵OC⊥AO，∴∠AOC＝90°，∴∠OCB＋∠CPO＝90°，∵A∠PB＝∠CPO，∴∠APB＝∠ABP，∴AP＝AB；(2)如答图，作OH⊥BC 于H.在Rt△OAB 中，∵OB＝4，AB＝3，∴OA＝32＋42＝5，∵AP＝AB＝3，∴PO＝2.2 2在Rt△POC 中，PC＝OC ＋OP ＝2 5，1 1∵2PC·OH＝2OC·OP，∴OH＝OP·OC 4 5PC ＝ 5 ，2 2 8 5∴CH＝OC －OH ＝ 5 ，16 5 ∵OH⊥BC，∴CH＝BH，∴BC＝2CH＝5 ，∴BP＝BC－PC＝16 5 6 5 5 －2 5＝ 5 .类型之二与切线的判定有关的计算或证明【经典母题】已知：如图Z12－4，A 是⊙ O 外一点，AO 的延长线交⊙ O 于点C，点B 在圆上，且AB＝BC，∠ A＝30°，求证：直线AB 是⊙ O 的切线．图Z12－4 经典母题答图证明：如答图，连结OB，∵OB＝OC，AB＝BC，∠A＝30°，∴∠OBC＝∠C＝∠A＝30°，∴∠AOB＝∠C＋∠OBC＝60°.∵∠ABO＝180°－(∠AOB＋∠A)＝180°－(60°＋30°)＝90°，∴AB⊥OB，又∵ OB 为⊙O 半径，∴AB 是⊙O 的切线．【思想方法】证明圆的切线常用两种方法“作半径，证垂直”或者“作垂直，证半径”．【中考变形】1．[2016 ·黄石] 如图Z12－5，⊙O 的直径为AB，点C 在圆周上(异于A，B)，AD ⊥CD.(1) 若BC＝3，AB＝5，求AC 的值；(2) 若AC 是∠DAB 的平分线，求证：直线CD 是⊙O 的切线．图Z12－5 中考变形 1 答图解：(1)∵AB 是⊙O 直径，C 在⊙O 上，∴∠ACB＝90°，又∵BC＝3，AB＝5，∴由勾股定理，得AC＝4；(2)证明：如答图，连结OC，∵A C是∠DAB 的平分线，∴∠DAC＝∠BAC，又∵AD⊥ DC，∴∠ADC＝∠ACB＝90°，∴△ADC∽△ACB，∴∠DCA＝∠CBA，又∵OA＝OC，∴∠OAC＝∠OCA，∵∠OAC＋∠OBC＝90°，∴O∠CA＋∠ACD＝∠OCD＝90°，∴直线CD 是⊙O 的切线．2．[2017 ·南充]如图Z12－6，在Rt△ACB 中，∠ACB＝90°，以AC 为直径作⊙ O 交AB 于点D，E 为BC 的中点，连结DE 并延长交AC 的延长线点 F.(1) 求证：DE 是⊙O 的切线；(2) 若CF ＝2，DF ＝4，求⊙ O 直径的长．图Z12－6 中考变形 2 答图【解析】(1)连结OD，欲证DE 是⊙O 的切线，需证OD⊥DE，即需证∠ODE ＝90°，而∠ACB＝90°，连结CD，根据“ 等边对等角”可知∠ODE＝∠OCE ＝90°，从而得证；(2)在Rt△ODF 中，利用勾股定理建立关于半径的方程求解．图 Z12－7 中考预测答图解： (1)证明：如答图，连结 OD.∵AB 是⊙O 的直径，∴∠ACB ＝90°，∴∠A ＋ ∠ABC ＝ 90°，解： (1)证明：如答图，连结 OD ， CD. ∵AC 是⊙O 的直径，∴∠ADC ＝90°. ∴∠BDC ＝90°.又∵E 为 BC 的中点， ∴DE ＝ 2BC ＝CE ，∴∠EDC ＝∠ECD. ∵OD ＝OC ，∴∠ODC ＝ ∠OCD.1 ∴∠EDC ＋∠ ODC ＝∠ECD ＋∠OCD ＝∠ACB ＝ 90°. ∴∠ODE ＝ 90°，∴D E 是⊙O 的切线；(2)设⊙O 的半径为 x.在 Rt △ODF 中， OD 2＋DF 2＝OF 2， 即 x ＋4 ＝(x ＋ 2) ，解得 x ＝3.∴⊙ O 的直径为 6. 222【中考预测】如图 Z12－7，AB 是⊙ O 的直径，点 C ， D 在⊙ O 上，∠ A ＝2∠BCD ，点 E 在 AB 的延长线上，∠ AED ＝∠ ABC. (1)求证： DE 与⊙O 相切；(2)若 BF ＝2，DF ＝ 10，求⊙ O 的半径．22 2 2 2 2在 Rt △ODH 中， OH ＋DH ＝OD ，即(OD －1) ＋3 ＝OD ，∴OD ＝5.即⊙ O 的半径是 5.∵∠BOD ＝ 2∠ BCD ，∠A ＝2∠BCD ， ∴∠BOD ＝ ∠A ，∵∠AED ＝∠ ABC ，∴∠BOD ＋∠AED ＝90°， ∴∠OD E ＝ 90°，即OD ⊥ DE ，∴DE 与⊙O 相切； (2)如答图，连结 BD ，过点 D 作 DH ⊥BF 于点 H.∵D E 与⊙O 相切，∴∠ACD ＋∠BCD ＝∠ ODB ＋∠BDE ＝90°， ∵∠ACD ＝∠ OBD ，∠OBD ＝ ∠ODB ，∴∠BDE ＝∠ BCD ， ∵∠AED ＝∠ ABC ，∴∠AFC ＝ ∠DBF ，∵∠AFC ＝∠ DFB ，∴△ACF 与△FDB 都是等腰三角形， ∴FH ＝ BH ＝ BF ＝1，∴HD ＝12DF 2－FH 2＝ 3，与圆的切线有关的计算与证明（2）1. 如图8，CD是⊙0的切线，切点为A,AB 是⊙0的直径.E,F⊙0上的点, (1)C求证：∠DAE= ∠FDE//A B.(2) 若EF//CD, 求证:△AEF是等腰三角形FO ABDE2. 如图7 ⊙0 的半径为1，过点A(2，0) 的直线切⊙0 于点B，交y 轴于点 C.(1)求线段AB 的长；(2)求以直线AC为图象的一次函数的解析式．3、在△ABC 中，AB=AC ，内切圆O 与边BC、AC 、AB 分别切于 D 、E、F.（1）求证：BF=CE ；（2）若∠C=30 °，CE 2 3 ，求AC.4.如图10，在⊙O 中，∠ACB= ∠BDC=60°，AC=2 3cm ，（1）求∠BAC 的度数；（2）求⊙O 的周长P5 已知：如图， AB 是⊙ O 的直径， AD 是弦， OC 垂直 AD 于 F 交⊙ O 于 E ，连结 DE 、BE ， 且∠ C=∠ BED ． （ 1）求证： AC 是⊙ O 的切线； （ 2）若 OA=10 ， AD =16，求 AC 的长． C DE BF OA 6. 如图， MP 切⊙O 于点 M ，直线 PO 交 ⊙O 于点 A 、B ，弦 AC ∥ MP ，(1) 求证： MO ∥ BC ．(2 补充)连结 CM, 当四边形 BCMO 为菱形时 ,求∠ P 的度数或反过来问 : 当P 30°时, 判断四边形 BCMO的形状 , 并说明理由 . MCAOB7. 如图，在 △ABC 中， AB AC ，以 AB 为直径的 ⊙O 交 BC 于点 M ， MN ⊥ AC 于点 N ．（1）求证 MN 是 ⊙O 的切线； A（2）若BAC 120°，AB 2 ，求图中阴影部分的面积．O NBMC8 如图，△ABC 内接于半圆，AB 是直径，过 A 作直线MN ，若∠MAC= ∠ABC ．（1）求证：MN 是半圆的切线；M（2）设D 是弧AC 的中点，连结BD 交AC 于G，C 过D 作DE ⊥AB 于E，交AC 于F． D求证：FD ＝FG ．GFAE BN10，点 C 在半圆上，BC 6 ．9. 如图，半圆的直径AB（1）求弦AC 的长；（2）若P 为AB 的中点，PE⊥ AB 交AC 于点E，求PE 的长．CEABP10. 已知：如图，AB 为⊙O 的直径，AB AC，BC交⊙O 于点D ，AC 交⊙O 于点E，BAC 45°． A（1）求EBC 的度数；（2）求证：BD CD ．OECB D,.;..11. 如图，在 △ ABC 中， ABAC ， AE 是角平分线， BM 平分 ABC 交 AE 于点 M ，经过 B ，M 两点的 ⊙O 交 BC 于点 G ，交 AB 于点 F ， FB 恰为 ⊙O 的直径．求证： AE 与 ⊙O 相切； CM EGA FO B 12. 如图， AB 是⊙ O 的直径， C 是弧 BD 的中点， CE ⊥AB ，垂足为 E ， BD 交 CE 于点 F ．（1）求证： CFBF ； （2 选做）若 AD 2 ，⊙ O 的半径为 3，求 BC 的长．CDFA O E B。
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与圆的切线有关的计算与证明(1)类型之一与切线的性质有关的计算或证明【经典母题】如图Z12- 1,0 O的切线PC交直径AB的延长线于点P, C为切点，若/ P =30°,0 O的半径为1,贝U PB的长为1 .图Z12- 1 经典母题答图【解析】如答图，连结0C.••PC 为O O 的切线，.・./PC0 = 90在RtSCP 中，・・OC= 1,/P = 30°,••0P= 20C= 2,••PB= OP- 0B= 2- 1= 1.【思想方法】(1)已知圆的切线，可得切线垂直于过切点的半径；⑵已知圆的切线，常作过切点的半径，得到切线与半径垂直.【中考变形】[2017天津]已知AB是O 0的直径，AT是O 0的切线，/ ABT= 50°, BT交O0于点C, E是AB上一点，延长CE交O 0于点D.(1) 如图Z12-2①，求/ T和/CDB的大小；(2) 如图②，当BE= BC时，求/ CD0的大小.解：⑴如答图①，连结AC ,••AT 是。
O 的切线，AB 是。
O 的直径, ••AT 丄 AB ,即/ TAB = 90°, •50°,・d 90°-/ ABT = 40由AB 是O O 的直径，得/ ACB = 90°• Q AB = 90°』ABC = 40°,/-CDB =/CAB = 40°;⑵如答图②，连结AD ,在厶 BCE 中，BE = BC ,/ EBC = 50• / BCE =/BEC = 65°, •/ BAD = /BCD = 65 • OA = OD ，•/ ODA =/ OAD = 65 • / ADC =/ ABC = 50°,• / CDO =/ ODA -/ADC = 65°- 50°= 15【中考预测】[2017宿迁]如图Z12-3, AB 与。
O 相切于点B , BC 为。
O 的弦，OC 丄OA , OA 与BC 相交于点P.图 Z12-2中考变形答图① 中考变形答图②5 ， ⑴求证：AP = AB ;⑵若0B = 4, AB = 3,求线段BP 的长.•CH = ■ 'OC 2- O 『=855,16/5-6 ‘5 ”BC -心「T -一2 5二 丁••OH dBC,/CH = BH , •°BC = 2CH = 类型之二 与切线的判定有关的计算或证明解: (1)证明：T OC = OB ,：Q CB =/ OBC , ••AB 是O 0的切线，.・.OB!AB , •••OBA = 90°,/ABP + Z OBC = 90°, ••OC!AO ,.・.AOC = 90°,•••OCB +Z CPO = 90°,・・APB =Z CPO , •••▲PB =Z ABP,/AP = AB ;⑵如答图，作 OH 丄BC 于H.在Rt ^OAB 中，；OB = 4, AB =3,•OA = ‘3+ 4= 5AP = AB = 3, ••PO = 2.在 Rt^OC 中，PC = OC 2+ OP 2= 2 5, 1 1^PCOH = 2OC OP ,••OHOP OC4亦PC = "T ，16 一 5中考预测答图【经典母题】已知：如图Z12-4, A是。
O外一点，AO的延长线交。
O于点C,点B在圆上，且AB= BC,Z A= 30°,求证：直线AB是O O的切线.图Z12-4 经典母题答图证明：如答图，连结OB,••OB= OC, AB= BC,Z A= 30°,.•.QBC=/ C=/ A= 30°,C+/ OBC = 60°.180°- / AOB+Z A) = 180°-60°+0°) = 90°,••AB JOB，又v OB为O O半径，：AB是O O的切线.【思想方法】证明圆的切线常用两种方法“作半径，证垂直”或者“作垂直，证半径”.【中考变形】1. [2016黄石]如图Z12-5,O O的直径为AB,点C在圆周上(异于A, B), AD 丄CD.(1)若BC = 3, AB = 5,求AC 的值；⑵若AC是/ DAB的平分线，求证：直线CD是O O的切线.解：(1)；AB是。
O直径，C在。
O上，.'.ACB= 90°,又「BC = 3, AB= 5,二由勾股定理，得AC = 4;图Z12-5中考变形1答图⑵证明：如答图，连结OC,••AC是A DAB的平分线，•••QAC= A BAC，又T AD 丄DC，A A A DC =A ACB= 90°，•••△DC sZ CB，.・.QCA =A CBA，又T OA= OC,：QAC=A OCA，• QAC+A OBC= 90°,/-OCA+A ACD= A OCD = 90°,•••直线CD是。
O的切线.2. [2017 南充]如图Z12 —6,在Rt A ACB 中，A ACB = 90°,以AC 为直径作O O交AB于点D, E为BC的中点，连结DE并延长交AC的延长线点F.(1) 求证：DE是。
O的切线；(2) 若CF = 2, DF = 4,求。
O直径的长.图Z12 — 6 中考变形2答图【解析】⑴连结OD，欲证DE是O O的切线，需证OD丄DE，即需证A ODE =90°, 而A ACB = 90°,连结CD，根据“等边对等角”可知A ODE= A OCE =90 °,从而得证；(2)在Rt△ODF中，利用勾股定理建立关于半径的方程求解.解：(1)证明：如答图，连结 0D , CD. ••AC 是O O 的直径,A/ADC = 90° •••启DC = 90°.又:E 为BC 的中点， 1•QE = @BC = CE ,：z EDC =/ ECD. ••OD = OC ,：Q DC =/ OCD.• E DC + / ODC = / ECD + / OCD = / ACB = 90° • Q DE = 90°, DE 是O O 的切线；(2)设O O 的半径为 x.在 RtSDF 中，OD 2+ DF 2 = OF 2, 即 x 2 + 42= (x + 2)2,解得 x = 3. DO O 的直径为 6. 【中考预测】如图Z12-7, AB 是O O 的直径，点 C , D 在O O 上，/ A = 2/BCD ，点E 在AB 的延长线上，/ AED =Z ABC. (1)求证：DE 与O O 相切；⑵若BF = 2, DF = 10,求O O 的半径.••AB 是O O 的直径,DA CB = 90•••启0D = 2/ BCD ,Z A = 2/BCD , •••启 0D = / A,解：(1)证明：如答图，连结 OD. 图 Z12-7中考预测答图ABC ,.••启OD + 启 AED = 90°,• ODE = 90°,即OD 丄 DE ,/-DE 与 O O 相切；⑵如答图，连结BD ,过点D 作DH 丄BF 于点H.••DE 与O O 相切，•启ACD + 启 BCD =启 ODB + 启 BDE = 90OBD ,Z OBD =Z ODB ，•启DE =启 BCD , ABC ,.A FC =启 DBF , DFB ，•/ACF 与厶FDB 都是等腰三角形，••FH = BH = 1BF = 1,/HD =」DF 2— FH 2= 3,在 Rt ^ODH 中，OH 2+ DH 2= OD 2，即(OD — 1)2 + 32= OD 2, ••OD = 5.即O O 的半径是5.与圆的切线有关的计算与证明(2)1.如图8, CD 是。
0的切线，切点为A,AB 是。
0的直径.E,F O 0上的点,C (1)求证：/ DAE= / FDE//A B.C⑵若EF //CD,求证:△ AEF 是等腰三角形2. 如图7 O 0的半径为1,过点A(2, 0)的直线切 O 0于点B,交y 轴于点C. (1) 求线段AB 的长；(2)求以直线AC 为图象的一次函数的解析式.3、在厶ABC 中，AB=AC ，内切圆 O 与边BC 、AC 、AB 分别切于 D 、E 、F. (1) 求证:BF=CE ;(2) 若/ C=30 ° , CE =2.3，求 AC.FAO图7I—4. 如图10,在O O 中，/ ACB= / BDC=60°，AC=2、3cm，(1)求/ BAC的度数；(2)求O O的周长ADC5已知：如图，AB 是O O 的直径，AD 是弦,OC 垂直AD 于F 交O O 于E ,连结DE 、BE , 且/ C=ZBED .(1) 求证：AC 是O O 的切线； (2) 若 OA=10, AD=16，求 AC 的长.6.如图，MP 切O O 于点M ，直线PO 交O 0于点A 、B ，弦AC // MP , (1)求证：MO // BC . (2补充)连结CM,当四边形BCMO 为菱形时，求/ P 的度数 或反过来问：当.P =30°时,判断四边形7•如图，在 △ ABC 中，AB=AC ，以AB 为直径的O O 交BC 于点M , MN 丄AC 于点N .(1) 求证MN 是O O 的切线；(2) 若/BAC=120°, AB =2，求图中阴影部分的面积.APAM8如图，△ ABC 内接于半圆， AB 是直径，过 A 作直线 MN ，若/ MAC= / ABC(1) 求证：MN 是半圆的切线；(2) 设D 是弧AC 的中点，连结BD 交AC 于G , 过D 作DE 丄AB 于E ,交AC 于F . 求证：FD = FG .9.如图，半圆的直径 AB =10，点C 在半圆上，BC =6 .(1) 求弦AC 的长；(2) 若P 为AB 的中点，PE 丄AB 交AC 于点E ,求PE 的长.10.已知：如图， AB 为O 0的直径,E , BAC =45° .(1 )求• EBC 的度数；(2)求证：BD =CD .AB = AC, BC 交。
0于点D , AC 交。
0于点NE11.如图，在△ABC中，AB=AC , AE是角平分线，BM平分.ABC交AE于点M , 经过B, M两点的O O交BC于点G，交AB于点F , FB恰为O O的直径.求证：AE与O O相切；B12.如图，AB是O O的直径，C是弧BD的中点，CE丄AB,垂足为E, BD交CE于点F .(1)求证：CF 二BF ;(2选做)若AD =2 , O O的半径为3,求BC的长.B。