本题导读

本题是平面几何选讲的综合题。第一问利用圆周角性质与弦切角定理进行角度等量代换;第二问通过角平分线定理及切割线定理,结合勾股定理完成长度的逻辑推导,最终求得圆的直径。

📌【题干】

Question

(2015年陕西卷(理)) (选修 4—1:几何证明选讲) 如图, 切 于点 ,直线 交 于 两点,,垂足为 .

(I)证明:;

(II)若 ,,求 的直径.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. (I)问证明思路:
    • 弦切角定理: 是弦切角,其度数等于所夹弧对应的圆周角 。
    • 等量代换:在直角 中,。若能证明 是直径,则 ,从而 。通过中间角转化得出结论。
  2. (II)问求解思路:
    • 角平分线定理应用:由(I)结论知 平分 ,在 中利用角平分线性质建立边长比例。
    • 勾股定理:在直角 中表示出各边。
    • 切割线定理:利用 求出 的长。
    • 直径计算:直径 。

✅【答案】

点击查看答案

3

✍【详细解析】

Abstract

(I)证明:

因为 是 的直径(图中 过圆心 ),所以 。 则在直角 中,。 又因为 ,在直角 中,。 由等角余角相等得:。 又因为 切 于点 ,由弦切角定理得:。 所以 。

(II)求 的直径

由(I)结论可知, 是 的平分线。 根据角平分线定理,在 中有:。 已知 ,所以 。 又已知 ,得 。 在直角 中,由勾股定理得: 因为 , 所以 。 则 。 根据切割线定理:。 代入数据得:。 所以 的直径 。

答案:3

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 核心考点:弦切角定理(切线与弦所成的角等于所夹弧对的圆周角);切割线定理(从圆外一点引切线和割线,切线长是割线及其外表部分的比例中项)。
  • 核心方法:比例转换法。将几何图形的性质(如角平分线)转化为线段的比例关系。
  • 避坑指南:
    1. 确保识别出 这一隐含条件。
    2. 计算 时,切记它是整条割线的长度,而非仅仅是圆内的弦长。

📖【试题探源与推广】

Tip

*结论推广: 弦切角定理是连接圆的切线与内部角度的重要桥梁,常用于证明三角形相似。 *方法推广: 涉及圆的度量问题(长度计算),切割线定理、相交弦定理与相似三角形是常用的三套组合拳。

  • 相关知识点:相交弦定理、圆幂定理。

🔗【关联脉络】

Multi column