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几何画板解析2017年广东省广州市倒一(几何背景)

2017-09-14 永泰一中 张祖冬 初中数学延伸课堂



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2017•广州)如图,ABO的直径,弧AC=BCAB=2,连接AC

1)求证:CAB=45°

2)若直线lO的切线,C是切点,在直线l上取一点D,使BD=ABBD所在的直线与AC所在的直线相交于点E,连接AD

    试探究AEAD之间的是数量关系,并证明你的结论;

    ②EB/CD是否为定值?若是,请求出这个定值;若不是,请说明理由.




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【图文解析】

1简析:450的角,很自然联想到“等腰直角三角形的两锐角”或“直角的一半”等。

法一:如下图示,由弧AC=BC得∠AOC=∠BOC1800/2900,又根据“圆周角定理”知:∠CAB1/2BOC900/2450(或根据等腰三角形的性质:OAOCCAB=CBA=900/2450


法二:如下图示,连接BCABO的直径,得ACB=90°,又由弧AC=BCAC=BC所以∠CAB=CBA=(1800-900)/2450.


2)根据“点D的位置”不同,可分为下列两种情况:


第一种情形:

    DC左侧(ABD为锐角)时,如下图示,


       首先,根据切线的性质和等腰直角三角形的性质不难证明CDAB。如下图示:


       其次,由BD=AB(是直径)=2OC(与半径相关联)=2×半径……,由此可大胆地猜想:如果将“这种关系”在同一三角形(尤其是直角三角形)中构造出来,结合三角函数的定义,又可得到:角之间的相关结论;如下图示,


       易证四边形OCDF是矩形,得DF=OC(设半径为R),而BD=AB=2R,在RtBDF中,由sinB=R/2R=1/2,得到∠B=300.

       或:


 类似上述思路可证得∠BDF=300,进一步得到∠ABD=300.

       现在回到△ABD中,不难得到(如下图示)


同时,根据“三角形的一个外角可以等两个不相邻的内角和”又可得到:


       因此,∠ADE=AED=750,所以AD=AE,如下图示:

       至此,第①小题得到解决。


    第二种情形:

    DC右侧(ABD为钝角)时,如下图示,

类似第一种情形,简析如下:

  从而∠E=ADE=150,因此AD=AE.


下面,分析②小题


第一种情形:

    DC左侧(ABD为锐角)时,如下图示,

    从上面的分析,可以发现AB∥CD,∠B=∠CAD=300,因此可以得到与CD、BE相关的多对两三角形相似,而CD、BE又与半径有密切的联系.

    可先考虑△CAD和△BAE,如下图示,


    得到△CAD∽△BAE,所以CD:AE=AC:AB=1:根号2,得到:


       现回到△ABE,如下图示,


具备三个元素,显然△ABE通过  添加高线转化为直角三角形”可解(a的式子表示),即可求得BE的长(a表示).

       在不影响两特殊角的情况下,可通过E点添垂线段,如下图示:



得到BE=2a=2CD.

       所以BECD=2.


第二种情形:

    DC右侧(ABD为钝角)时,如下图示,


类似第一种解法,简析如下:



【反思】本题有多对三角形相似,由此得到的比例式非常丰富。如下图示:



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