三角形內切圓和外接圓的性質是初三數學的重要知識點,利用這些性質可以解決關於圓的幾何證明計算題,本文就例題詳細解析這類題型的輔助線作法和解題思路,希望能給初三學生的數學學習帶來幫助。
例題1
如圖,在△ABC中,I是內心,O是邊AB上一點,⊙O經過點B且AI相切於點I。
求證:AB=AC。
解題過程:
連接IO,延長AI交BC於點D
根據題目中的條件:I是△ABC的內心,則BI是∠BAC的平分線,即∠BAI=∠DBI=∠BAD/2;
根據圓周角定理和題目中的條件:同弧所對的圓周角等於圓心角的一半,則∠AOI=2∠BAI,即∠BAI=∠AOI/2;
根據結論:∠BAI=∠BAD/2,∠BAI=∠AOI/2,則∠BAD=∠AOI;
根據平行線的判定和結論:同位角相等,兩直線平行,∠BAD=∠AOI,則OI∥BD;
根據平行線的性質和結論:兩直線平行,同位角相等,OI∥BD,則∠ADB=∠AIO;
根據切線的性質和題目中的條件:切線垂直於過切點的半徑,AI是⊙O的切線,IO是半徑,則AI⊥OI,即∠AIO=90°;
根據結論:∠ADB=∠AIO,∠AIO=90°,則∠ADB=90°;
根據題目中的條件:∠ADB+∠ADC=180°,∠ADB=90°,則∠ADC=∠ADB=90°;
根據題目中的條件:I是△ABC的內心,則AI是∠BAC的平分線,即∠BAD=∠CAD;
根據全等三角形的判定和結論:兩組對應角及其夾邊分別相等的兩個三角形全等,∠ADC=∠ADB,AD=AD,∠BAD=∠CAD,則△ABD≌△ACD;
根據全等三角形的性質和結論:全等三角形的對應邊相等,△ABD≌△ACD,則AB=AC。
例題2
如圖,已知Rt△ACB內接於⊙O,∠ABC=90°,∠ACB=30°,過點A作⊙O的切線交CB的延長線於點P,∠APC的平分線交AB於點F,交AC於點E,若AF=3,求CE的長。
解題過程:
過E點作ED⊥CP於點D
根據切線的性質和題目中的條件:切線垂直於過切點的半徑,PA是⊙O的切線,OA是半徑,則PA⊥AO,即∠PAC=90°;
根據角平分線的性質、題目中的條件和結論:角平分線上的點到角的兩邊距離相等,PE是∠APC的角平分線,PA⊥AO,ED⊥CP,則AE=DE;
根據題目中的條件和結論:∠ACB=30°,∠PAC=90°,∠APC+∠ACB+∠PAC=180°,則∠APC=60°;
根據角平分線的性質和題目中的條件:一個角的角平分線把這個角分成相等的兩個角,PE是∠APC的角平分線,則∠APE=∠CPE=∠APC/2;
根據結論:∠APC=60°,∠APE=∠CPE=∠APC/2,則∠APE=∠CPE=30°;
根據外角的性質和結論:三角形的外角等於不相鄰的兩個內角和,∠AEP是△PEC的外角,則∠AEP=∠ACB+∠CPE;
根據結論:∠ACB=30°,∠CPE=30°,∠AEP=∠ACB+∠CPE,則∠AEP=60°;
根據圓周角定理和題目中的條件:直徑所對的圓周角為直角,AC為⊙O的直徑,則∠ABC=90°;
根據題目中的條件和結論:∠ABC=90°,∠ACB=30°,∠ABC+∠ACB+∠BAC=180°,則∠BAC=60°;
根據等邊三角形的判定和結論: 兩個內角為60度的三角形是等邊三角形,∠BAC=60°,∠AEP=60°,則△AEF為等邊三角形;
根據等邊三角形的性質和結論:等邊三角形的三邊相等,△AEF為等邊三角形,則AE=AF;
根據題目中的條件和結論:AE=AF,AF=3,則AE=3;
根據結論:AE=DE,AE=3,則DE=3;
根據直角三角形的性質和結論:直角三角形中30°角所對的直角邊等於斜邊的一半,ED⊥CP,∠ACB=30°,則DE=CE/2;
根據結論:DE=CE/2,DE=3,則CE=6。
結語
解決三角形的內切圓和外接圓綜合題,必須合理添加輔助線,構造出具有特殊性質的角和邊,只有認真審題,仔細觀察,找到圖形中的重要元素,並牢固掌握相關的性質定理,才能輕鬆應對這類題型,為數學中考取得高分加油助力