如圖,已知D,E分別為△ABC的邊AB,BC上兩點,點A,C,E在⊙D上,點B,D在⊙E上.F為弧BC上一點,連接FE並延長交AC的延長線於點N,交AB於點M.
(1)若∠EBD=α,請將∠CAD用含α的代數式表示;
(2)若EM=MB,請說明當∠CAD為多少度時,直線EF為⊙D的切線;
(3)在(2)的條件下,若AD=√3,求MN/MF的值。
【分析】(1)根據同圓的半徑相等和等邊對等角得:∠EDB=∠EBD=α,∠CAD=∠ACD,∠DCE=∠DEC=2α,再根據三角形內角和定理可得結論;
(2)設∠MBE=x,同理得:∠MEB=∠MBE=x,根據切線的性質知:∠DEF=90°,所以∠CED+∠MEB=90°,同理根據三角形內角和定理可得∠CAD=45°;
(3)由(2)得:∠CAD=45°;根據(1)的結論計算∠MBE=30°,證明△CDE是等邊三角形,得CD=CE=DE=EF=AD,求得EM=1,MF=EF﹣EM,根據三角形內角和及等腰三角形的判定得:EN=CE,代入化簡可得結論。
【解答過程】
解:(1)連接CD、DE,
在⊙E中,
∵ ED=EB,
∴ ∠EDB=∠EBD=α,
∴ ∠CED=∠EDB+∠EBD=2α,
在⊙D中,
∵ DC=DE=AD,
∴ ∠CAD=∠ACD,∠DCE=∠CED=2α,
在△ACB中,
∵ ∠CAD+∠ACD+∠DCE+∠EBD=180°,
即 2∠CAD+2α+α=180°,
∴ ∠CAD=(180°-3α)/2=90°-(3/2)α.
(2)若EM=MB,則∠MEB=∠MBE.
設∠MBE=x,則∠MEB=x,
當EF為⊙D的切線時,∠DEF=90°,
則∠CED+∠CEN=90°.
∵ ∠CEN=∠MEB,
∴ ∠CED+∠MEB=90°,
又∵ DC=DE,
∴ ∠CED=∠DCE=90°﹣x,
在△ACB中,
∵ ∠CAD+∠ACD+∠DCE+∠MBE=180°,
即 2∠CAD+90°-x+x=180°,
∴ 2∠CAD=180°﹣90°=90°,
∴ ∠CAD=45°.
(3)由(2)得:∠CAD=45°,
由(1)得:∠CAD=90°-(3/2)∠MBE,
則 ∠MBE=30°,
∴ ∠CED==90°-∠MBE=60°.
∵ CD=DE,
∴ △CDE是等邊三角形,
∴ CD=DE=CE=EF=AD=√3,
∴ ∠EDM=∠MBE=30°.
在Rt△DEM中,
∵ ∠EDM=30°,DE=√3,
∴ EM=DE·tan30°=1,MF=EF﹣EM=√3﹣1,
在△ABC中,
∠NCB=∠CAB+∠CBA=45°+30°=75°,
在△CNE中,∠CEN=∠BEM=30°,
∴ ∠CNE=180°-∠NCE-∠CEN=75°,
∴ ∠CNE=∠NCB=75°,
∴ EN=CE=√3,
∴ MN=EM+EN=1+√3,
因此:MN/MF=(√3+1)/(√3-1)=2+√3.
【本題考點】
本題考查三角形內角和定理、三角形的外角的性質、等腰三角形的性質和判定等知識,解題的關鍵是學會利用三角形角之間的關係確定邊的關係,學會構建方程解決問題,屬於常考題型。
注意:最後結果一定要化簡為最簡式。