九上尖子生培优系列(45) ——圆的有关性质(7)
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【例题】如图,⊙O的直径AB与弦EF相交于点P,交角为45°,若PE2+PF2=8,求AB的长.
【解析】因PE、PF均为EF(弦)的一部分,与弦相关的常用辅助线,如下图示:
想方设法利用“垂径定理”构造直角三角形,但因本题的条件不是“单纯”的,因此:
法一:常通过设元——用方程思想解决问题。如下图示:
由已知条件PE2+PF2=(a+b)2+(a-b)2=……=2(a2+b2)=2OE2=8,所以OE2=4,得OE=2(负值舍去)——半径,所以AB=2OE=4.
法二:可通过对称,将PE和PF两线段进行联系,作E点关于AB对称点E’(或作F点的对称点F’),连接PE’、OE’、OE、OF、E’F,如下图示:
不难证得:∠1=∠2=∠EFE’=0.5∠EOE’,PE=PE’、∠E’PF=900,于是E’F2=P E’2+PF2= PE2+PF2=8,得到=2×根号2.
又∠2+∠POE’=1800,从而得到∠EFE’+∠POE’=1800,进一步,又得到∠OE’F+∠OPF=1800(根据四边形内角和为3600),由于∠OPF=1800-450=1350,因此可以得到∠OE’F =450,如下图示:
得到△E’OF是等腰直角三角形,因此OF=E’F÷根号2=2,故AB=4.
(此法虽然较繁,但其思路非常清晰)
【反思】本题的两种解法,都是几何解题中常用的方法和思路——方程转化思想和对称变换转化思想.
【拓展与变式】如图,⊙O的直径AB与弦EF所在的直线相交于点P,交角为45°,若PE2+PF2=8,求AB的长.
【上期答案】
【原题呈现】如图,△ABC中,BC=8,∠BAC=45°,AB=为半径,以BC为一边,向外作△PBC,满足∠BPC=300,连接AP,求AP的最大值.(要求找出AP长的最大值时点P的位置,并简单给出解题思路,不进行计算.)
【解法提示】
以BC为一边向左上侧作等边三角形OBC,再以O为圆心,OC长为半径作圆,则符合条件的点P必在如下图示BC为弦的优弧上:
不难得到当AP经过⊙O的圆心O时,PA最大.如下图示:
如下图示,其中CM和BM、AM的方法是常见的解题思路(添加高线,构造直角三角形),然后利用勾股定理,求出此时AP的值.
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