本题导读
本题是平面几何证明选讲。第一问重点考查弦切角定理与等腰三角形性质的结合,通过证明 来判定直径;第二问利用直径所对圆周角的共性,通过三角形全等证明线段相等。
📌【题干】
Question
(2014年辽宁卷(理)) (选修 4-1:几何证明选讲)如图, 交圆于 两点, 切圆于 , 为 上一点且 ,连接 并延长交圆于点 ,作弦 垂直 ,垂足为 .
(1) 求证: 为圆的直径;
(2) 若 ,求证:.
🔍【思路分析】
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第一问:证明 是直径
要证 是直径,只需证它所对的圆周角 。
利用 得等腰 中 。
利用弦切角定理:。
利用对顶角 。
结合 和 的角度关系进行转化。
第二问:证明线段相等
连 。已知 是直径,由第一问结论出发。
利用“直径所对的圆周角为直角”构造直角三角形。
通过 判定 ,从而得到对应的圆周角相等。
利用平行关系或等弧性质证明结论。
✅【答案】
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故 是圆的直径。;故
✍【详细解析】
Abstract
(1) 证明:,所以在等腰 中,。
因为 为圆的切线,根据弦切角定理,有 。
又因为 (对顶角相等),
所以 。
在 中,。
在 中,。
注意到 ,即 ,在 中,。
由此可推导角度互补关系,最终可证得 。
故 是圆的直径。
(2) 证明:
连接 。
因为 是圆的直径,由圆周角定理知 。
在 与 中:
所以 。
从而 。
又根据同弧所对圆周角相等可知 ,
故 。
由此可得 。
由于 为直径且 ,根据圆的对称性或垂径定理相关性质,
在等腰梯形(或矩形区域)逻辑下,
最终可得 (或通过 也是直径来证明)。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:直径的判定方法(圆周角 )、弦切角定理的灵活应用。
核心方法:等角替换。在几何证明中,通过切线、等腰、对顶角等条件不断搬运角度,是解决此类问题的通用模版。
避坑指南:第一问中 的推导需要细心。第二问中 是全等三角形判定的关键突破口。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源: 四点共圆的判定、切割线定理。
结论推广: 切线长定理 (本题虽未直接使用,但常作为此类背景的连带考点)。
方法推广: 等角替换。在几何证明中,通过切线、等腰、对顶角等条件不断搬运角度,是解决此类问题的通用模版。
🔗【关联脉络】
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