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(2017·廣東倒二)如圖,AB是⊙O的直徑,AB=4×根號3,點E為線段OB上一點(不與O,B重合),作CE⊥OB,交⊙O於點C,垂足為點E,作直徑CD,過點C的切線交DB的延長線於點P,AF⊥PC於點F,連接CB.
(1)求證:CB是∠ECP的平分線;
(2)求證:CF=CE;
(3)當CF:CP=3:4時,求劣弧BC的長度(結果保留π)
【圖文解析】
(1)如下圖示,陰影部分為最常見的圖形(直角三角形斜邊上的高).
不難得到:∠1=∠2=∠3.
還存在第二個這樣的圖形,下圖示:
也不難得到:∠4=∠3.
所以∠2=∠4,即CB是∠ECP的平分線.
(本題方法多種,解法類似,這裡略去)
(2)如下圖示,
不難證得,∠1=∠6,又CE⊥AB,CF⊥AF,根據「角平分線的性質」可得CF=CE.
(3)結合已知條件「CF:CP=3:4」及與之相關的「CB是∠ECP的平分線」,不難想到可利用「角平分線的性質」找出突破口,如下圖示,
【反思】本題含兩最基本且重要的圖形,圖中可找到很多對(超過10對)三角形相似,由此得到的相關比例式非常多。將本題的已知條件「直徑AB=4×根號3」與「CF:CP=3:4」任意改為其他兩個條件(至少一個是「邊」的條件),則圖中所有的相關元素和結論均可求;同時本圖形又具有「旋轉相似」的圖形構成,因此本題是一道非常典型的可「變式和拓展」的好圖和好題。
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