中考數學真題,求圓內接四邊形中線段長度比,這是相似三角形難題

2021-01-08 陳老師初中數理化

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在圓中求解線段的長度比是數學中考的常考題型,需要靈活運用圓及相似三角形的性質,本文就例題詳細解析這類題型的解題思路和輔助線作法,希望能給初三學生的數學學習帶來幫助。

例題

如圖,已知正方形ABCD內接於⊙O,⊙O的半徑為3√2,E是弧AD上的一點,連接BE,CE,CE交AD於點H,作OG⊥BE於點G,且OG=√2,求EH/CH的值。

解題過程:

連接BD,DE,AC

根據正方形的性質和題目中的條件:正方形的四邊相等,四個角為直角,對角線互相垂直,四邊形ABCD為正方形,則AB=BC=CD=AD,∠BAD=∠ADC=90°,AC⊥BD;

根據圓周角定理和結論:90°的圓周角所對的弦為直徑,∠BAD=∠ADC=90°,則AC、BD為直徑,O為AC、BD的交點,即AO=BO=CO=DO;

根據垂徑定理和題目中的條件:垂直於弦的直徑平分這條弦,OG⊥BE,O為圓心,則BG=EG;

根據中位線定理和結論:三角形的中位線平行於第三邊,且等於第三邊的一半,BG=EG,BO=DO,則OG∥DE,DE=2OG;

根據結論:OG=√2,DE=2OG,則DE=2√2;

根據題目中的條件:⊙O的半徑為3√2,則AC=BD=2OD=6√2;

根據圓周角定理和結論:直徑所對的圓周角為直角,BD為直徑,則∠BED=90°;

根據勾股定理和結論:∠BED=90°,DE=2√2,BD=6√2,BE^2+DE^2=BD^2,則BE=8;

根據圓周角定理和題目中的條件:同圓中同弧所對的圓周角相等,∠DBE和∠HCD所對的弧相同,則∠DBE=∠HCD;

根據相似三角形的判定和結論:兩組對應角分別相等的兩個三角形相似,∠BED=∠ADC=90°,∠DBE=∠HCD,則△DBE∽△HCD;

根據相似三角形的性質和結論:相似三角形的對應邊成比例,△DBE∽△HCD,則BE/CD=DE/DH;

根據勾股定理和結論:AC⊥BD,CO=DO=3√2,CD^2=CO^2+DO^2,則CD=6;

根據結論:BE/CD=DE/DH,CD=6,BE=8,DE=2√2,則DH=3√2/2;

根據圓周角定理和題目中的條件:同圓中同弧所對的圓周角相等,∠DAC和∠DEC所對的弧相同,∠ACE和∠ADE所對的弧相同,則∠DAC=∠DEC,∠ACE=∠ADE;

根據相似三角形的判定和結論:兩組對應角分別相等的兩個三角形相似,∠DAC=∠DEC,∠ACE=∠ADE,則△HAC∽△HED;

根據相似三角形的性質和結論:相似三角形的對應邊成比例,△HAC∽△HED,則AC/DE=CH/DH=AH/EH;

根據結論:AC/DE=CH/DH,AC=6√2,DE=2√2,DH=3√2/2,則CH=9√2/2;

根據結論:DH=3√2/2,AD=CD=6,則AH=AD-DH=6-3√2/2;

根據結論:AC/DE=AH/EH,AH=6-3√2/2,AC=6√2,DE=2√2,則EH=2-√2/2;

根據結論:CH=9√2/2,EH=2-√2/2,則EH/CH=(2√2-1)/9。

結語

解決本題的關鍵是合理添加輔助線構造出中位線和正方形的對角線,把圓的半徑與正方形的邊長、OG與DE進行轉換,利用圓周角定理計算其他相關線段的長度,再利用圓的性質得到相似三角形,根據相似性質得到線段長度間的比例關係,進行求得題目需要的值。

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