实用圆切线方程的证明
证明切线的定理
证明切线的定理
明确定义:1. 设曲线上的点P处的正切:曲线C的切线(Q)上的任一点M,使点P 与这个点M构成的直线成为曲线C的切线,这个直线的斜率就称为曲线C的正切;
2. 设交点为A,在A点上正切方程的表达式为:y-y1=k(x-x1),其中,(x1,y1)代表圆的圆心坐标,k代表圆上任一点P处的正切。
定理1:圆上取任一点P,过P点做一条直线,这条直线与圆C相交于A点,A点到圆心距离为r,那么P点处圆C的正切k=板根 r。
证明:设取Point P处,做一条直线PA,切点A(x1,y1)满足方程 y-y1=k(x-x1),
因为A点到圆心R点距离为r,所以可得y1+r=y
代入切线方程,得y-y1=k(x-x1)
继续化简,得k=r/(x-x1),即P点处圆C的正切k=r。
定理2:若圆C上取任意一点P,过点P作直线PA,PA与圆C相交于A点,此时正切方程为: y-y1=k(x-x1),则P处y的值为:
把以上公式代入到切点A处求取值,即得y=y1+k(x1-x1)=y1。
由定理1中知道,当A点到圆心距离r时,交点处正切为k=r。
专题 证明圆的切线的常用方法(六大题型)(解析版)
(苏科版)九年级上册数学《第2章对称图形---圆》专题证明圆的切线的常用的方法★★★方法指引:证明一条直线是圆的切线的方法及辅助线作法:1、有交点:连半径、证垂直:当直线和圆有一个公共点时,把圆心和这个公共点连接起来,然后证明直线垂直于这条半径,简称:“有交点,连半径,证垂直”.2、无交点:作垂直、证半径:当直线和圆的公共点没有明确时,可以过圆心作直线的垂线,再证圆心到直线的距离等于半径,简称:“无交点,作垂直,证半径”.类型一:有公共点:连半径,证垂直●●【典例一】(2022•雁塔区校级模拟)如图,AB 是⊙O 的直径,点D 在直径AB 上(D 与A ,B 不重合),CD ⊥AB ,且CD =AB ,连接CB ,与⊙O 交于点F ,在CD 上取一点E ,使得EF =EC .求证:EF 是⊙O 的切线;【分析】连接OF ,根据垂直定义可得∠CDB =90°,从而可得∠B +∠C =90°,然后利用等腰三角形的性质可得∠B =∠OFB ,∠C =∠EFC ,从而可得∠OFB +∠EFC =90°,最后利用平角定义可得∠OFE =90°,即可解答;【解答】证明:连接OF ,∵CD ⊥AB ,∴∠CDB =90°,∴∠B +∠C =90°,∵OB =OF ,EF =EC ,∴∠B =∠OFB ,∠C =∠EFC,∴∠OFB+∠EFC=90°,∴∠OFE=180°﹣(∠OFB+∠EFC)=90°,∵OF是⊙O的半径,∴EF是⊙O的切线:【点评】本题考查了切线的判定与性质,勾股定理,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.【变式1-1】(2022•澄城县三模)如图,AB是△ABC外接圆⊙O的直径,过⊙O外一点D作BC的平行线分别交AC,AB于点G,E,交⊙O于点F,连接DB,CF,∠BAC=∠D.求证:BD是⊙O的切线;【分析】证明∠ABD=90°,根据切线的判定可得BD与⊙O相切;【解答】证明:∵AB是⊙O的直径,∴∠ACB=90°,∵DG∥BC,∴∠AGE=∠ACB=90°,∴∠A+∠AEG=90°,又∵∠A=∠D,∠AEG=∠DEB,∴∠D+∠DEB=90°,∴∠DBE=90°,∴AB⊥BD,∵AB为直径,∴BD与⊙O相切;【点评】此题考查了切线的判定,垂径定理,解答本题需要我们熟练掌握切线的判定.【变式1-2】如图,AB是⊙O的直径,点C是圆上一点,CD⊥AB于点D,点E是圆外一点,CA平分∠ECD.求证:CE是⊙O的切线.【分析】利用切线的判定定理证明∠OCE=90°即可得出结论.【解答】证明:∵CA平分∠ECD,∴∠ECA=∠DCA.∵CD⊥AB,∴∠CAD+∠DCA=90°,∴∠ECA+∠CAD=90°.∵OA=OC,∴∠CAD=∠ACO,∴∠ECA+∠ACO=90°,即∠OCE=90°,∴OC⊥EC,∵OC是⊙O的半径,∴CE是⊙O的切线.【点评】本题主要考查了圆的切线的判定,熟练应用圆的切线的判定定理是解题的关键.【变式1-3】(2022秋•阳谷县校级期末)如图,△ABC内接于半圆,AB是直径,过A作直线MN,∠MAC=∠ABC,D是弧AC的中点,连接BD交AC于G,过D作DE⊥AB于E,交AC于F.(1)求证:MN是半圆的切线.(2)求证:FD=FG.【分析】(1)欲证明MN是半圆的切线,只需证得∠MAB=90°,即MA⊥AB即可;(2)根据圆周角定理推论得到∠ACB=90°,由DE⊥AB得到∠DEB=90°,则∠1+∠5=90°,∠3+∠4=90°,又D是弧AC的中点,即弧CD=弧DA,得到∠3=∠5,于是∠1=∠4,利用对顶角相等易得∠1=∠2,则有FD=FG.【解答】证明:(1)如图,∵AB是直径,∴∠ACB=90°,∴∠CAB+∠ABC=90°.又∵∠MAC=∠ABC,∴∠MAC+∠CAB=90°,即∠MAB=90°,∴MA⊥AB.∴MN是半圆的切线.(2)∵AB为直径,∴∠ACB=90°,而DE⊥AB,∴∠DEB=90°,∴∠1+∠5=90°,∠3+∠4=90°,∵D是弧AC的中点,即弧CD=弧DA,∴∠3=∠5,∴∠1=∠4,而∠2=∠4,∴∠1=∠2,∴FD=FG.【点评】本题考查了切线的判定:经过半径的外端点,并且与半径垂直的直线是圆的切线.也考查了圆周角定理及其推论、三角形外角的性质以及等腰三角形的判定.【变式1-4】如图,AB为⊙O的直径,PD切⊙O于点C,与BA的延长线交于点D,DE⊥PO交PO延长线于点E,连接OC,PB,已知PB=6,DB=8,∠EDB=∠EPB.(1)求证:PB是⊙O的切线;(2)求⊙O的半径.(3)连接BE,求BE的长.【分析】(1)由已知角相等及直角三角形的性质得到∠OBP为直角,即可得证;(2)在直角三角形PBD中,由PB与DB的长,利用勾股定理求出PD的长,由切线长定理得到PC=PB =6,由PD﹣PC求出CD的长,在直角三角形OCD中,设OC=r,则有OD=8﹣r,利用勾股定理列出关于r的方程,求出方程的解得到r的值,即为圆的半径.(3)延长PB、DE相交于点F,证明△PED≌△PEF(ASA),由全等三角形的性质得出PD=PF=10,DE =EF,求出DF的长,则可得出答案.【解答】(1)证明:∵DE⊥PE,∴∠DEO=90°,∵∠EDB=∠EPB,∠BOE=∠EDB+∠DEO,∠BOE=∠EPB+∠OBP,∴∠OBP=∠DEO=90°,∴OB⊥PB,∴PB为⊙O的切线;(2)解:在Rt△PBD中,PB=6,DB=8,根据勾股定理得:PD=10,∵PD与PB都为⊙O的切线,∴PC=PB=6,∴DC=PD﹣PC=10﹣6=4;在Rt△CDO中,设OC=r,则有OD=8﹣r,根据勾股定理得:(8﹣r)2=r2+42,解得:r=3,则圆的半径为3.(3)延长PB、DE相交于点F,∵PD与PB都为⊙O的切线,∴OP平分∠CPB,∴∠DPE=∠FPE,∵PE⊥DF,∴∠PED=∠PEF=90°,又∵PE=PE,∴△PED ≌△PEF (ASA ),∴PD =PF =10,DE =EF ,∴BF =PF ﹣PB =10﹣6=4,在Rt △DBF 中,DF==∴BE =12DF =【点评】本题考查了切线的判定和性质,勾股定理,平行线的性质,全等三角形的判定和性质,熟练掌握性质定理是解题的关键.●●【典例二】 如图,△ABC 是直角三角形,点O 是线段AC 上的一点,以点O 为圆心,OA 为半径作圆.O 交线段AB 于点D ,作线段BD 的垂直平分线EF ,EF 交线段BC 于点.(1)若∠B =30°,求∠COD 的度数;(2)证明:ED 是⊙O 的切线.【分析】(1)根据三角形的内角和定理得到∠A =60°,根据等腰三角形的性质得到∠ODA =∠A =60°,于是得到∠COD =∠ODA +∠A =120°;(2)根据线段垂直平分线的性质得到∠EDB =∠B =30°,求得ED ⊥DO ,根据切线的判定定理即可得到结论.【解答】(1)解:∵∠C =90°,∠B =30°,∴∠A =60°,∵OD =OA,∴∠COD=∠ODA+∠A=120°;(2)证明:∵EF垂直平分BD,∴∠EDB=∠B=30°,∴∠EDO=180°﹣∠EDB﹣∠ODA=180°﹣30°﹣60°=90°,∴ED⊥DO,∵OD是⊙O的半径,∴ED是⊙O的切线.【点评】本题考查了切线的判定,等腰三角形的性质,线段垂直平分线的性质,熟练掌握切线的判定定理是解题的关键.【变式2-1】如图,AB为⊙O的直径,点C,D在⊙O上,AC=CD=DB,DE⊥AC.求证:DE是⊙O的切线.【分析】连接OD,根据已知条件得到∠BOD=13×180°=60°,求得∠EAD=∠DAB=12∠BOD=30°,根据等腰三角形的性质得到∠ADO=∠DAB=30°,求得∠EDA=60°,根据切线的判定定理即可得到结论.【解答】证明:连接OD,∵AC=CD=DB,∴∠BOD=13×180°=60°,∵CD=DB,∴∠EAD=∠DAB=12∠BOD=30°,∵OA=OD,∴∠ADO=∠DAB=30°,∵DE⊥AC,∴∠E=90°,∴∠EDA=60°,∴∠EDO=∠EDA+∠ADO=90°,∴OD⊥DE,∵OD是⊙O的半径,∴DE是⊙O的切线.【点评】本题考查了切线的判定,等腰三角形的性质,正确的作出辅助线是解题的关键.【变式2-2】如图,AC是⊙O的直径,B在⊙O上,BD平分∠ABC交⊙O于点D,过点D作DE∥AC交BC的延长线于点E.求证:DE是⊙O的切线.【分析】连接OD,根据圆周角定理的推论得到∠ABC=90°,根据角平分线的性质求出∠DBE=45°,根据圆周角定理得到∠DOC,根据平行线的性质求出∠ODE=90°,根据切线的判定定理证明结论;【解答】证明:连接OD,∵AC是⊙O的直径,∴∠ABC=90°,∵BD平分∠ABC,∴∠DBE=45°,∴∠DOC=2∠DBE=90°,∵DE∥AC,∴∠ODE=∠DOC=90°,∴DE是⊙O的切线;【点评】本题考查的是切线的判定定理、圆周角定理以及正方形的判定和性质,掌握经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线是解题的关键.【变式2-3】(2023•鼓楼区校级模拟)如图,在⊙O中,AB为⊙O的直径,AC为弦,OC=4,∠OAC=60°.(1)求∠AOC的度数;(2)在图(1)中,P为直径BA的延长线上一点,且S△PAC=PC为⊙O的切线;【分析】(1)根据等腰三角形中有一角为60度时是等边三角形得到△ACO是等边三角形,则∠AOC=60°;(2)由等边三角形的性质以及勾股定理得出CD的长,再利用三角形外角的性质以及等腰三角形的性质得出∠PCA=30°,进而得出答案;【解答】(1)解:在△OAC中,∵OA=OC=4,∠OAC=60°,∴△OAC是等边三角形,∴∠AOC=60°;(2)证明:过点C作CD⊥AO于点D,∵△AOC是等边三角形,CD⊥AO,∴AD=DO=12OA=2,∠ACO=60°,∴CD∵S △PAC =∴12PA •CD =∴PA =4,∴PA =AC ,∴∠P =∠PCA =12∠OAC =30°,∴∠PCO =∠PCA +∠ACO =30°+60°=90°,∴OC ⊥PC ,∵OC 是⊙O 的半径,∴PC 为⊙O 的切线.【点评】本题考查了等边三角形的判定和性质,切线的判定,熟练掌握相关的性质和判定是解决问题的关键.【变式2-4】(2023•门头沟区二模)如图,AB 是⊙O 直径,弦CD ⊥AB 于E ,点F 在CD 上,且AF =DF ,连接AD ,BC .(1)求证:∠FAD =∠B(2)延长FA 到P ,使FP =FC ,作直线CP .如果AF ∥BC .求证:直线CP 为⊙O 的切线.【分析】(1)根据垂径定理、圆周角定理可得∠ACD =∠ACD =∠B ,根据等腰三角形的性质可得∠FAD=∠FDA,进而可得∠FAD=∠B;(2)根据平行线的性质以及三角形内角和定理可得∠FAB=∠FAD=∠FDA=30°,进而得到∠CFP=60°,再利用等边三角形的性质可得∠PCO=60°+30°=90°,由切线的判定方法可得结论.【解答】证明:(1)如图,连接AC,∵AB是⊙O直径,弦CD⊥AB,∴AC=AD,∴∠ACD=∠ACD=∠B,∵AF=FD,∴∠FAD=∠FDA,∴∠FAD=∠B;(2)如图,连接OC,∵AF∥BC,∴∠FAB=∠B,∴∠FAB=∠FAD=∠FDA,∵∠AED=90°,∴∠FAB=∠FAD=∠FDA=30°,∴∠CFP=60°,∵FP=FC,∴△CFP是等边三角形,∴∠PCF=60°,∵OB=OC,∴∠B=∠OCB=30°,∴∠OCD=30°,∴∠PCO=60°+30°=90°,即OC⊥PC,∵OC是半径,∴PC是⊙O的切线.【点评】本题考查切线的判定,圆周角定理、平行线的性质以及三角形内角和定理,掌握切线的判定方法,圆周角定理是正确解答的前提.●●【典例三】如图,四边形ABCD 内接于⊙O ,AB 为⊙O 的直径,过点C 作CE ⊥AD 交AD 的延长线于点E ,延长EC ,AB 交于点F ,∠ECD =∠BCF .求证:CE 为⊙O 的切线;【分析】连接OC ,BD ,可推出EF ∥BD ,进而可证CD =BC ,进而得出CE 为⊙O 的切线;【解答】证明:如图1,连接OC ,BD ,∵AB 是⊙O 的直径,∴∠ADB =90°,∵CE ⊥AE,∴∠E=∠ADB,∴EF∥BD,∴∠ECD=∠CDB,∠BCF=∠CBD,∵∠ECD=∠BCF,∴∠CDB=∠CBD,∴CD=BC,∴半径OC⊥EF,∴CE为⊙O的切线;【点评】本题考查了圆周角定理及其推论,圆的切线判定,解决问题的关键是作合适的辅助线.【变式3-1】(2022秋•阿瓦提县校级期末)已知:AB是⊙O的直径,BD是⊙O的弦,延长BD到点C,使AB=AC,连结AC,过点D作DE⊥AC,垂足为E.求证:DE为⊙O的切线.【分析】连接OD,根据OA=OB,CD=BD,得出OD∥AC,∠ODE=∠CED,再根据DE⊥AC,即可证出OD⊥DE,从而得出答案.【解答】证明:如图,连接OD.∵AB是⊙O的直径,∴∠ADB=90°,∴CD=BD,∵OA=OB,∴OD∥AC.∴∠ODE=∠CED.∵DE⊥AC,∴∠CED=90°.∴∠ODE=90°,∴OD⊥DE,∵OD是⊙O的半径,∴DE是⊙O的切线.【点评】本题考查了切线的判定与性质,解决本题的关键是掌握圆周角定理的推论、线段垂直平分线的性质以及等边三角形的判定,是一道常考题型.【变式3-2】已知,如图,在△ABC中,BC=AC,以BC为直径的⊙O与边AB相交于点D,DE⊥AC,垂足为点E.(1)求证:点D是AB的中点;(2)判断DE与⊙O的位置关系,并证明你的结论.【分析】(1)连接CD,如图,根据圆周角定理,由BC为直径得到∠BDC=90°,然后根据等腰三角形的性质得AD=BD;(2)连接OD,先得到OD为△ABC的中位线,再根据三角形中位线性质得OD∥AC,而DE⊥AC,则DE⊥OD,然后根据切线的判定定理可得DE为⊙O的切线.【解答】(1)证明:连接CD,如图,∵BC为直径,∴∠BDC=90°,∴CD⊥AB,∵AC=BC,∴AD=BD,即点D是AB的中点;(2)解:DE与⊙O相切.理由如下:连接OD,∵AD=BD,OC=OB,∴OD为△ABC的中位线,∴OD∥AC,而DE⊥AC,∴DE⊥OD,∴DE为⊙O的切线.【点评】本题考查了切线的判定定理:经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线.要证某线是圆的切线,已知此线过圆上某点,连接圆心与这点(即为半径),再证垂直即可.【变式3-3】如图,已知点E在△ABC的边AB上,∠C=90°,∠BAC的平分线交BC于点D,且D在以AE为直径的⊙O上.(1)求证:BC是⊙O的切线;(2)已知∠B=30°,CD=4,求线段AB的长.【分析】(1)连接OD,根据角平分线的定义得到∠BAD=∠CAD,而∠OAD=∠ODA,则∠ODA=∠CAD,于是判断OD∥AC,由于∠C=90°,所以∠ODB=90°,然后根据切线的判定定理即可得到结论;(2)由∠B=30°得到∠BAC=60°,则∠CAD=30°,在Rt△ADC中,根据含30度的直角三角形三边的关系得到AC=Rt△ABC中,根据含30度的直角三角形三边的关系可得到AB=【解答】(1)证明:连接OD,如图,∵∠BAC的平分线交BC于点D,∴∠BAD=∠CAD,∵OA=OD,∴∠OAD=∠ODA,∴∠ODA=∠CAD,∴OD∥AC,∵∠C=90°,∴∠ODB=90°,∴OD⊥BC,∴BC是⊙O的切线;(2)解:∵∠B=30°,∴∠BAC=60°,∴∠CAD=30°,在Rt△ADC中,DC=4,∴AC==在Rt△ABC中,∠B=30°,∴AB=2AC=【点评】本题考查了切线的判定定理:经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线.也考查了含30度的直角三角形三边的关系.【变式3-4】如图,四边形ABCD内接于⊙O,BD是⊙O的直径,AE⊥CD,垂足为E,DA平分∠BDE.(1)求证:AE是⊙O的切线;(2)若∠DBC=30°,DE=1cm,求BD的长.【分析】(1)连接OA,根据角之间的互余关系可得∠OAE=∠DEA=90°,故AE⊥OA,即AE是⊙O的切线;(2)根据圆周角定理,可得在Rt△AED中,∠AED=90°,∠EAD=30°,有AD=2DE;在Rt△ABD中,∠BAD=90°,∠ABD=30°,有BD=2AD=4DE,即可得出答案.【解答】(1)证明:连接OA,∵DA平分∠BDE,∴∠BDA=∠EDA.∵OA=OD,∴∠ODA=∠OAD,∴∠OAD=∠EDA,∴OA∥CE.∵AE⊥CE,∴AE⊥OA.∴AE是⊙O的切线.(2)解:∵BD是直径,∴∠BCD=∠BAD=90°.∵∠DBC=30°,∠BDC=60°,∴∠BDE=120°.∵DA平分∠BDE,∴∠BDA=∠EDA=60°.∴∠ABD=∠EAD=30°.∵在Rt△AED中,∠AED=90°,∠EAD=30°,∴AD=2DE.∵在Rt△ABD中,∠BAD=90°,∠ABD=30°,∴BD=2AD=4DE.∵DE的长是1cm,∴BD的长是4cm.【点评】此题主要考查了切线的判定,角平分线的性质,含30°的直角三角形的性质,勾股定理,矩形的判定和性质,构造出直角三角形是解本题的关键,是一道中等难度的中考常考题.●●【典例四】(2022•城关区一模)如图,C是⊙O上一点,点P在直径AB的延长线上,⊙O的半径为6,PB=4,PC=8.求证:PC是⊙O的切线;【分析】可以证明OC2+PC2=OP2得△OCP是直角三角形,即OC⊥PC,PC是⊙O的切线;【解答】解:如图,连接OC、BC,∵⊙O的半径为6,PB=4,PC=8.∴OC=OB=6,OP=OB+BP=6+4=10,∴OC2+PC2=62+82=100,OP2=102=100,∴OC2+PC2=OP2,∴△OCP是直角三角形,∴OC⊥PC,∴PC是⊙O的切线;【点评】本题考查圆的切线的判定和勾股定理逆定理,利用勾股定理的逆定理证明垂直是解决问题的关键.【变式4-1】如图,AD, BD是⊙O的弦,AD⊥BD,且BD=2AD=8 ,点C是BD的延长线上的一点,CD=2,求证:AC是⊙O的切线.【分析】先由勾股定理的逆定理证明垂直,再由切线的判断进行解答即可.【解答】证明:连接AB,∵AD⊥BD,且BD=2AD=8 ,∴AB为直径,AB2 =82+42 =80,∵CD=2,AD=4 ,∴AC2 =22 +42=20,∵CD=2,BD=8,∴BC=102=100,∴AC2+AB2=CB2,∴∠BAC=90° ,∴AC是⊙O的切线【点评】本题考查切线的判定,圆周角定理的推论,勾股定理的逆定理,解题关键是作出辅助线构造直角三角形.【变式4-2】如图,AD,BD是⊙O的弦,AD⊥BD,且BD=2AD=8,点C是BD的延长线上的一点,CD=2,求证:AC是⊙O的切线.【分析】先根据圆周角定理得到AB为⊙O的直径,再利用勾股定理计算出AB、AC,接着利用勾股定理的逆定理证明△ABC为直角三角形,∠BAC=90°,所以AC⊥AB,然后根据切线的判定定理得到结论.【解答】证明:∵AD⊥BD,∴∠ADB=90°,∴AB为⊙O的直径,∵BD =2AD =8,∴AD =4,在Rt △ADB 中,AB 2=AD 2+BD 2=42+82=80,在Rt △ADC 中,AC 2=AD 2+CD 2=42+22=20,∵BC 2=(2+8)2=10,∴AC 2+AB 2=BC 2,∴△ABC 为直角三角形,∠BAC =90°,∴AC ⊥AB ,∵AB 为直径,∴AC 是⊙O 的切线.【点评】本题考查了切线的判定:经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线.也考查了圆周角定理、勾股定理和勾股定理的逆定理.●●【典例五】(2022•鄞州区校级开学)如图,AB 为⊙O 的直径,点C 和点D 是⊙O 上的两点,连接BC ,DC ,BC =CD ,CE ⊥DA 交DA 的延长线于点E .求证:CE 是⊙O 的切线;【分析】连接OD ,OC ,证得△COD ≌△COB ,可得∠OCD =∠BCO ,从而得到∠ADC =∠DCO ,进而得到DA ∥CO ,利用切线的判定定理即可求证;【解答】证明:连接OD ,OC,如图,在△COD和△COB中,OD=OBOC=OC,CD=CB∴△COD≌△COB(SSS),∴∠OCD=∠BCO,∵CO=BO,∴∠B=∠BCO,∵∠B=∠ADC,∴∠ADC=∠DCO.∴DA∥CO,∴∠E+∠ECO=180°.∵CE⊥EA,∴∠E=90°.∴∠ECO=90°,∴EC⊥CO,∵CO是⊙O的半径,∴EC是⊙O的切线;【点评】本题主要考查了切线的判定,圆周角定理等知识,熟练掌握切线的判定,相似三角形的判定和性质,圆周角定理等知识是解题的关键.【变式5-1】如图,已知AB是⊙O的直径,BC⊥AB,连接OC,弦AD∥OC,直线CD交BA的延长线于点E.求证:CD是⊙O的切线;【分析】连接OD,利用SAS得到三角形COD与三角形COB全等,利用全等三角形的对应角相等得到∠ODC 为直角,即可得证;【解答】证明:如图,连接OD.∵AD∥OC,∴∠DAO=∠COB,∠ADO=∠COD,又∵OA=OD,∴∠DAO=∠ADO,∴∠COD=∠COB,在△COD和△COB中,OC=OC∠COD=∠COB,OD=OB∴△COD≌△COB(SAS),∴∠CDO=∠CBO=90°,∵OD是⊙O的半径,∴CD是⊙O的切线;【点评】此题考查了切线的判定和性质,以及全等三角形的判定与性质,熟练掌握各自的性质是解本题的关键.【变式5-2】(2022秋•新抚区期末)如图,AB为⊙O的直径,四边形OBCD是矩形,连接AD,延长AD 交⊙O于E,连接CE.求证:CE为⊙O的切线.【分析】连接OC、BE,根据矩形性质和圆半径相等,推出∠CDE=∠AEO,进而得到OP=CP,然后根据OB∥CD,可以推出∠COE=∠BOC,最后通过证明△BOC≌△EOC即可求解.【解答】证明:如图:连接OC、BE,OE,CD交于点P,∵四边形OBCD是矩形,∴OB∥CD,∠OBC=90°,OB=CD,∵OB∥CD,∴∠A=∠CDE,∵在⊙O中,OA=OB=OE,∴OE=CD,∵OA=OE,∴∠A=∠AEO,∴∠CDE=∠AEO,∴DP=PE,∵OE=CD,∴OP=CP,∴∠COE=∠DCO,∵OB∥CD,∴∠DCO=∠BOC,∴∠COE=∠BOC,在△BOC和△EOC中,OB=OECO=CO,∠BOC=∠COE∴△BOC≌△EOC(SAS),∴∠CEO=∠OBC=90°,∴CE⊥OE,又∵OE为⊙O的半径,∴CE为⊙O的切线.【点评】本题考查圆周角定理,全等三角形的判定和性质,矩形的性质等众多知识点,熟悉掌握以上知识点是解题关键.【变式5-3】(2022•建邺区二模)如图,四边形ABCD是菱形,以AB为直径作⊙O,交CB于点F,点E在CD上,且CE=CF,连接AE.(1)求证:AE是⊙O的切线;(2)连接AC交⊙O于点P,若AP BF=1,求⊙O的半径.【分析】(1)连接AF,根据菱形的性质得到∠ACF=∠ACE,根据全等三角形的性质得到∠AFC=∠AEC,推出OA⊥AE,根据切线的判定定理即可得到结论;(2)连接BP,根据圆周角定理得到∠APB=90°,求得AC=2AP=【解答】(1)证明:连接AF,∵四边形ABCD为菱形,∴∠ACF=∠ACE,在△ACF与△ACE中,CF=CE∠ACF=∠ACEAC=AC,∴△ACF≌△ACE(SAS),∴∠AFC=∠AEC,∵AB是⊙O的直径,∴∠AFB=∠AFC=90°,∴∠AEC=90°,∵AB∥DC,∴∠BAE+∠AEC=90°,∴∠BAE=90°,∴OA⊥AE,∵OA是⊙O的半径,∴AE是⊙O的切线;(2)解:连接BP,∵AB是⊙O的直径,∴∠APB=90°,∵AB=CB,AP=∴AC=2AP=设⊙O的半径为R,∵AC2﹣CF2=AF2,AB2﹣BF2=AF2,∴2−(2R−1)2=(2R)2−12,∴R=32(负值舍去),∴⊙O的半径为3 2.【点评】本题考查了切线的判定和性质,圆周角定理,菱形的性质,三角形全等的性质和判定,勾股定理等知识,解答本题的关键是根据勾股定理列方程解决问题.类型二:无公共点:作垂直,证半径●●【典例六】如图,△ABC为等腰三角形,O是底边BC的中点,腰AB与⊙O相切于点D.求证:AC是⊙O的切线.【分析】过点O作OE⊥AC于点E,连接OD,OA,根据切线的性质得出AB⊥OD,根据等腰三角形三线合一的性质得出AO是∠BAC的平分线,根据角平分线的性质得出OE=OD,从而证得结论.【解答】证明:过点O作OE⊥AC于点E,连接OD,OA,∵AB与⊙O相切于点D,∴AB⊥OD,∵△ABC为等腰三角形,O是底边BC的中点,∴AO是∠BAC的平分线,∴OE=OD,即OE是⊙O的半径,∵圆心到直线的距离等于半径,∴AC是⊙O的切线.【点评】本题考查了切线的判定和性质,等腰三角形的性质,角平分线的性质,熟练掌握性质定理是解题的关键.【变式6-1】如图,O为正方形ABCD对角线AC上一点,以O为圆心,OA长为半径的⊙O与BC相切于点M.求证:CD与⊙O相切.【分析】利用正方形的性质得出AC平分角∠BCD,再利用角平分线的性质得出OM=ON,即可得出答案.【解答】证明:如图所示,连接OM,过点O作ON⊥CD于点N,∵⊙O与BC相切于点M,∴OM⊥BC,又∵ON⊥CD,O为正方形ABCD对角线AC上一点,∴OM=ON,∴ON为⊙O的半径,∴CD与⊙O相切.【点评】此题主要考查了正方形的性质以及角平分线的性质,得出OM=ON是解题关键.【变式6-2】如图,OC平分∠AOB,D是OC上任意一点,⊙D和OA相切于点E,连接CE.(1)求证:OB与⊙D相切;(2)若OE=4,⊙D的半径为3,求CE的长.【分析】(1)过点D作DF⊥OB于点F,先由切线的性质得DE⊥OA,则由角平分线的性质得DF=DE,即可证得结论;(2)过E作EG⊥OD于G,先由勾股定理求出OD=5,再由面积法求出EG=125,然后由勾股定理求出DG=95,最后由勾股定理求出CE即可.【解答】(1)证明:连接DE,过点D作DF⊥OB于点F,如图所示:∵⊙D与OA相切于点E,∴DE⊥OA,∵OC平分∠AOB,∴DF=DE,又∵DF⊥OB,∴OB与⊙D相切;(2)解:过E作EG⊥OD于G,如图所示:由(1)得:DE⊥OA,∴∠OED=90°,∵OE=4,DE=3,∴OD=5,∵EG⊥OD,∴12OD×EG=12OE×DE,∴EG=OE×DEOD=4×35=125,∴DG===9 5,∴CG=CD+DG=3+95=245,∴CE=【点评】此题考查了切线的判定与性质、勾股定理以及角平分线的性质等知识,解题的关键是准确作出辅助线.【变式6-3】如图,AB是⊙O的直径,AM,BN分别切⊙O于点A,B,CD交AM,BN于点D,C,DO平分∠ADC.(1)求证:CD是⊙O的切线;(2)若AD=4,BC=9,求⊙O的半径R.【分析】(1)过O点作OE⊥CD于点E,通过角平分线的性质得出OE=OA即可证得结论.(2)过点D作DF⊥BC于点F,根据切线的性质可得出DC的长度,继而在Rt△DFC中利用勾股定理可得出DF的长,继而可得出半径.【解答】(1)证明:过O点作OE⊥CD于点E,∵AM切⊙O于点A,∴OA⊥AD,又∵DO平分∠ADC,∴OE=OA,∵OA为⊙O的半径,∴OE是⊙O的半径,且OE⊥DC,∴CD是⊙O的切线.(2)解:过点D作DF⊥BC于点F,∵AM,BN分别切⊙O于点A,B,∴AB⊥AD,AB⊥BC,∴四边形ABFD是矩形,∴AD=BF,AB=DF,又∵AD=4,BC=9,∴FC=9﹣4=5,∵AM,BN,DC分别切⊙O于点A,B,E,∴DA=DE,CB=CE,∴DC=AD+BC=4+9=13,在Rt△DFC中,DC2=DF2+FC2,∴DF=12,∴AB=12,∴⊙O的半径R是6.【点评】此题考查了切线的性质、角平分线的性质及勾股定理的知识,证明第一问关键是掌握切线的判定定理,解答第二问关键是熟练切线的性质.【变式6-4】(2022秋•清原县期末)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,点D是AB边的中点,点O在AC边上,⊙O 经过点C 且与AB 边相切于点E ,∠FAC =12∠BDC .(1)求证:AF 是⊙O 的切线;(2)若BC =6,AB =10,求⊙O 的半径长.【分析】(1)作OH ⊥FA ,垂足为点H ,连接OE ,证明AC 是∠FAB 的平分线,进而根据OH =OE ,OE ⊥AB ,可得AF 是⊙O 的切线;(2)勾股定理得出AC ,设⊙O 的半径为r ,则OC =OE =r ,进而根据切线的性质,在Rt △OEA 中,勾股定理即可求解.【解答】(1)证明:如图,作OH ⊥FA ,垂足为点H ,连接OE ,∵∠ACB =90°,D 是AB 的中点,∴CD =AD =12AB ,∴∠CAD =∠ACD ,∵∠BDC =∠CAD +∠ACD =2∠CAD ,又∵∠FAC =12∠BDC ,∴∠FAC =∠CAD ,即AC 是∠FAB 的平分线,∵点O 在AC 上,⊙O 与AB 相切于点E ,∴OE ⊥AB ,且OE 是⊙O 的半径,∴OH =OE ,OH 是⊙O 的半径,∴AF 是⊙O 的切线;(2)解:如图,在△ABC中,∠ACB=90°,BC=6,AB=10,∴AC==8,∵BE,BC是⊙O的切线,∴BC=BE=6,∴AE=10﹣6=4设⊙O的半径为r,则OC=OE=r,在Rt△OEA中,由勾股定理得:OE2+AE2=OA2,∴16+r2=(8﹣r)2,∴r=3.∴⊙O的半径长为3.【点评】本题考查了切线的性质与判定,勾股定理,熟练掌握切线的性质与判定是解题的关键.1.如图,已知AB是⊙O的直径,AB=BE,点P在BA的延长线上,连接AE交⊙O于点D,过点D作PC⊥BE垂足为点C.求证:PC与⊙O相切;【分析】连接OD,根据等腰三角形的性质得到∠BAE=∠BEA,∠BAE=∠ODA,等量代换得到∠ODA=∠BEA,证明OD∥BE,根据平行线的性质得到PC⊥OD,根据切线的判定定理证明结论;【解答】证明:连接OD,∵AB=BE,∴∠BAE=∠BEA,∵OA=OD,∴∠BAE=∠ODA,∴∠ODA=∠BEA,∴OD∥BE,∵PC⊥BE,∴PC⊥OD,∵OD是⊙O的半径,∴PC与⊙O相切;【点评】本题考查的是切线的判定、解直角三角形,掌握经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线是解题的关键.2.如图,△ABC是⊙O的内接三角形,AC是⊙O的直径,点D是BC的中点,DE∥BC交AC的延长线于点E.(1)求证:直线DE与⊙O相切;(2)若⊙O的直径是10,∠A=45°,求CE的长.【分析】(1)连接OD,如图,先利用垂径定理得到OD⊥BC,再根据平行线的性质得到OD⊥DE,然后根据切线的判定方法得到结论;(2)先根据圆周角定理得到∠B=90°,则∠ACB=45°,再根据平行线的性质得到∠E=45°,则可判断△ODE 为等腰直角三角形,于是可求出OE,然后计算OE﹣OC即可.【解答】(1)证明:连接OD,如图,∵点D是BC的中点,∴OD⊥BC,∵DE∥BC,∴OD⊥DE,∴直线DE与⊙O相切;(2)解:∵AC是⊙O的直径,∴∠B=90°,∵∠A=45°,∴∠ACB=45°,∵BC∥DE,∴∠E=45°,而∠ODE=90°,∴△ODE为等腰直角三角形,∴OE==∴CE=OE﹣OC=5.【点评】本题考查了切线的性质与判定:圆的切线垂直于经过切点的半径.也考查了垂径定理、圆周角定理和等腰直角三角形的性质.3.(2023•东城区校级模拟)如图,⊙O的半径OC与弦AB垂直于点D,连接BC,OB.(1)求证:2∠ABC+∠OBA=90°;(2)分别延长BO、CO交⊙O于点E、F,连接AF,交BE于G,过点A作AM⊥BC,交BC延长线于点M,若G是AF的中点,求证:AM是⊙O的切线.【分析】(1)先根据垂径定理得到AC=BC,再根据圆周角定理得到∠BOC=2∠ABC,然后利用互余关系得∠BOD+∠OBD=90°,从而得到结论;(2)如图,连接OA,根据垂径定理得到BE⊥AF,再根据圆周角定理得到∠CAF=90°,则可判断BE ∥AC,所以∠ABE=∠BAC,接着证明∠BAO=∠CBA得到OA∥BC,根据平行线的性质得到AM⊥OA,然后根据切线的判断方法得到结论.【解答】证明:(1)∵OD⊥AB,∴AC=BC,∠ODB=90°,∴∠BOC=2∠ABC,∵∠BOD+∠OBD=90°,∴2∠ABC+∠OBA=90°;(2)如图,连接OA,∵G是AF的中点,∴BE⊥AF,∵CF为直径,∴∠CAF=90°,∴CA⊥AF,∴BE∥AC,∴∠ABE=∠BAC,∴AC=BC,∴∠CAB=∠CBA,∵OA=OB,∴∠BAO=∠ABO,∴∠BAO=∠CBA,∴OA∥BC,∵AM⊥BC,∴AM⊥OA,而OA为⊙O的半径,∴AM是⊙O的切线.【点评】本题考查了切线的判定定理:经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线.也考查了圆周角定理、垂径定理.4.(2022•思明区校级二模)如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,AC是⊙O直径,BE∥AD交DC 延长线于点E,若BC平分∠ACE.(1)求证:BE是⊙O的切线;(2)若BE=3,CD=2,求⊙O的半径.【分析】(1)连接OB,由条件可以证明OB∥DE,从而证明OB⊥BE;(2)由垂径定理求出AD长,从而由勾股定理可求AC长.【解答】(1)证明:连接OB,∵″OB=OC,∴∠OBC=∠OCB,∵∠BCE=∠OCB,∴∠OBC=∠BCE,∴OB∥DE,∵AC是⊙O直径,∴AD⊥DE,∵BE∥AD,∴BE⊥DE,∴OB⊥BE,∵OB是⊙O半径,∴BE是⊙O切线;(2)解:延长BO交AD于F,∵∠D=∠DEB=∠EBF=90°,∴四边形BEDF是矩形,∴BF⊥AD,DF=BE=3,∴AD=2DF=6,∵AC2=AD2+CD2,∴AC2=62+22=40,∴AC=∴⊙O【点评】本题考查切线的判定,矩形的判定和性质,垂径定理,勾股定理,用到的知识点较多,关键是熟练掌握知识点,并能灵活应用.5.(2023•封开县一模)如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O交BC于点D,过点D作EF⊥AC于点E,交AB的延长线于点F.(1)求证:EF是⊙O的切线;(2)当AB=5,BC=6时,求DE的长.【分析】(1)连接OD,由AC=AB,根据等边对等角得到一对角相等,再由OD=OB,根据等边对等角得到又一对角相等,等量代换可得一对同位角相等,根据同位角相等两直线平行可得OD与AC平行,又EF垂直于AC,根据垂直于两平行线中的一条,与另一条也垂直,得到EF与OD也垂直,可得EF为圆O的切线;(2)连接AD,由AB为圆的直径,根据直径所对的圆周角为直角可得∠ADB=90°,即AD与BC垂直,又AC=AB,根据三线合一得到D为BC中点,由BC求出CD的长,再由AC的长,利用勾股定理求出AD的长,三角形ACD的面积有两种求法,AC乘以DE除以2,或CD乘以AD除以2,列出两个关系式,两关系式相等可求出DE的长.【解答】(1)证明:连接OD,∵AB=AC,∴∠C=∠OBD,∵OD=OB,∴∠1=∠OBD,∴∠1=∠C,∴OD∥AC,∵EF⊥AC,∴EF⊥OD,∴EF是⊙O的切线;(2)连接AD,∵AB为⊙O的直径,∴∠ADB=90°,又∵AB=AC,且BC=6,∴CD=BD=12BC=3,在Rt△ACD中,AC=AB=5,CD=3,根据勾股定理得:AD=4,又S△ACD =12AC•ED=12AD•CD,即12×5×ED=12×4×3,∴ED=12 5.【点评】此题考查了等腰三角形的性质,圆周角定理,平行线的性质,勾股定理,三角形面积的求法,以及切线的判定,其中证明切线的方法为:有点连接圆心与此点,证垂直;无点过圆心作垂线,证明垂线段长等于圆的半径.本题利用的是第一种方法.6.(2023•宁德模拟)如图,OM 为⊙O 的半径,且OM =3,点G 为OM 的中点,过点G 作AB ⊥OM 交⊙O 于点A ,B ,点D 在优弧AB 上运动,将AB 沿AD 方向平移得到DC ;连接BD ,BC .(1)求∠ADB 的度数;(2)如图2,当点D 在MO 延长线上时,求证:BC 是⊙O 的切线.【分析】(1)连接AO ,BO ,先根据特殊角的正弦值可得∠OAG =30°,再根据等腰三角形的性质可得∠OAG =∠OBG =30°,从而可得∠AOB =120°,然后根据圆周角定理即可得;(2)连接AO ,BO ,CO ,先证出四边形ABCD 是平行四边形,再根据等边三角形的判定与性质可得AB =AD ,根据菱形的判定可得四边形ABCD 是菱形,根据菱形的性质可得CB =CD ,然后根据SSS 定理证出△COB ≌△COD ,根据全等三角形的性质可得∠OBC =∠ODC =90°,最后根据圆的切线的判定即可得证.【解答】(1)解:如图1,连接AO ,BO .∵点G 为OM 的中点,且OM =3,∴OG =12OM =32,OA =OB =OM =3,∵AB ⊥OM ,在Rt △AOG 中,OG =12OA .∴∠OAG =30°,又∵OA =OB ,∴∠OAG=∠OBG=30°,∴∠AOB=120°,∴∠ADB=12∠AOB=60°.(2)证明:如图2,连接AO,BO,CO,由平移得:AB=DC,AB∥DC,∴四边形ABCD是平行四边形,∵OM⊥AB,点D在MO延长线上,∴DM⊥CD,∵OA=OB,AB⊥OM,∴AG=BG,∴DM垂直平分AB,∴AD=BD,∵∠ADB=60°,∴△ABD为等边三角形,∴AB=AD,∴平行四边形ABCD是菱形,∴CB=CD,在△COB和△COD中,CB=CDOB=ODOC=OC,∴△COB≌△COD(SSS),∴∠OBC=∠ODC=90°,又∵OB是⊙O的半径,。
圆切线反证法
圆切线反证法圆是我们日常生活中经常遇到的一种几何图形。
圆与直线是几何学上两种不同的图形,但是在某些情况下,直线也会与圆相交,这时我们就会遇到圆切线的概念。
圆切线是指恰好与圆相交一次的直线,也就是说,它通过圆上的一个点,并且与圆的切线垂直。
在本文中,我们将介绍圆切线的反证法。
在数学中,反证法是证明方法之一,它是通过假设要证明的命题不成立,然后推导出一个矛盾的结论来证明要证明的命题成立。
接下来我们将用反证法证明圆切线的性质。
首先,设直线AB与圆O相交于点C,如图所示。
我们要证明的是,如果AB是圆O的切线,那么该直线与圆的切点C相重合。
即,如果AB不经过C点,则它不是圆O的切线。
假设AB不经过C点,那么它就不能与圆O的切线垂直。
因此,我们可以连接点C和圆心O,将这条线段记为CO,如下图所示。
因为CO是半径,所以它与AB垂直。
因此,我们可以将AB视为另一条直线DE,其与CO垂直,如下图所示。
由于AB和DE是垂直的,且它们在点C处相交,所以它们形成了一个直角三角形,即△ABC和△CDE。
根据勾股定理,我们可以得到:AC² = AO² - OC²CE² = CO² - OE²因为O是圆心,所以OA = OB = OC = OD = OE。
因此,我们可以将方程简化为:同时,由于AB是不经过点C的直线,所以AB与CR(R为圆O上与点C相对的点)交于点P,如下图所示。
由此,我们可以得到三角形△APC和△CPR是相似的,因此可以得到以下方程:CR/CP = CP/ACAC × CP = CP × CR将AC² = OA² - OC² 和AC × CP = CP × CR进行代入整理,可以得到:上述方程式是等式两边相等的形式,如果我们令右边的两式相减,得到:CP × CR = CE²由于左边为两点距离的乘积,因此右边也必须是两点距离的乘积。
圆的切线证明方法归纳
圆的切线证明方法归纳切线是指与圆相切且与圆的半径垂直的直线。
在几何学中,圆的切线是一个重要的概念。
证明圆的切线有许多不同的方法,下面将介绍一些常见的证明方法。
1.垂直切线法:这是最常见的证明方法之一。
具体步骤如下:(1)假设圆的半径r,圆心O,切点A和切线上的一点T。
(2)连接OA,并且将OA延长到交切线于点T。
(3)根据勾股定理可得:OA^2 =OT^2 + AT^2。
(4)由于OT和AT都是切线的一部分,所以OT和AT都垂直于OA。
(5)根据垂直定理可知OT和AT平方和等于OA的平方,即OT^2 + AT^2 = OA^2。
(6)根据步骤4和5可得:AT^2 = OA^2 - OT^2。
(7)OT是半径,所以OT^2= r^2,代入上式得:AT^2 = OA^2 -r^2。
(8)AT是切线的一部分,所以AT > 0。
因此,OA^2 - r^2 > 0。
(9)根据正数平方根的性质,OA^2 - r^2的平方根存在。
(10)所以,根据步骤9,AT存在,即OT与切线上的一点T并非同一点。
(11)由于OT与圆的半径相交于点O,所以OT是与半径垂直的直线,即切线。
2.切线垂直与半径的证明:这种证明方法基于一个重要的定理:切线垂直于半径。
具体步骤如下:(1)假设圆的半径r,圆心O,切点A和切线上的一点T。
(2)连接OA和OT。
(3)由于AO是圆的半径,所以AO与圆心O的向量相等,即AO = OT。
(4)由于切线与圆相切,切点A是切线上的一点,所以OA与切线垂直。
(5)根据向量几何的性质可得,向量OA与向量OT垂直。
(6)根据定义,切线上的每一个点与圆心都构成一个向量,这个向量与向量OA垂直。
(7)所以,根据步骤6,切线与所有圆心上的向量都垂直,即切线垂直于半径。
3.外切圆的切线证明:这种证明方法适用于外切圆。
具体步骤如下:(1)假设有一个三角形ABC,其中AB和BC是两条直线段,角ABC是直角。
实用圆切线方程的证明
关于圆的切线方程及相关公式的证明一、点P(x 0,y 0)在圆上1、在圆的标准方程(x-a) 2+(y-b) 2=r 2上,则过点P(x 0,y 0)的切线方程为(x 0-a) (x-a) +(y 0-b) (y-b) =r 2或(x 0-a) (x-x 0) +(y 0-b) (y-y 0) =0证明:∵P(x 0,y 0)在圆上,(x 0-a) 2+(y 0-b) 2=r 2,圆心O(a,b),OP 的斜率ax by k --=00 ∴切线的斜率为k1-,切线方程)(0000x x b y ax y y ----=- 0))(())((0000=--+--y y b y x x a x ①(x 0-a) 2+(y 0-b) 2=r 2 ②①+②得出(x 0-a )(x -x 0+x 0-a)+(y 0-b)(y -y 0+y 0-b)= r 2 (x 0-a) (x -a) +(y 0-b) (y -b) =r 22、在圆的特殊方程x 2+y 2=r 2上,则过点P(x 0,y 0)的切线方程为x 0x + y 0y ==r 2(当a=0,b=0)3、在圆的一般方程x 2+y 2+Dx+Ey+F=0(D 2+E 2-4F >0)上,则过点P(x 0,y 0)的切线方程为x 0x + y 0y + D ×(2x x + )+ E ×(2y y + )+ F =0证明:x 2+y 2+Dx+Ey+F=0 化成圆的标准方程 44)2()2(2222FE D Ey Dx -+=+++∵P(x 0,y 0)在圆上,44)2()2(222020FE D Ey Dx -+=+++,OP 的斜率2200Dx Ey k ++=∴切线的斜率为k1-,切线方程)(220000x x E y Dx y y -++-=-0))(2())(2(0000=-++-+y y Ey x x Dx ①44)2()2(222020FE D Ey Dx -+=+++②①+②得出44)2)(2()2)(2(22000000FE D Ey y y Ey Dx x x Dx -+=++-++++-+4442)(42)(22200200FE D E y y E y y D x x D x x -+=++⨯++++⨯+x 0x + y 0y + D ×(2x x + )+ E ×(2y y + )+ F =0二、点P(x 1,y 1)在圆外1、切线长22121)()(r b y a x PA --+-= (标准方程(x-a) 2+(y-b) 2=r 2) 证明:用勾股定理。
圆的切线的性质与证明
中考数学专题训练(附详解)圆的切线性质与证明二、方法的剖析与提炼例1.如图,ABAC分别是。
0的切线和割线,且/C=45 ,Z BDA=60 , CD= ,6,则切线AB的长是【解析】(根据切线AB和/ C=45得弦切角/ AB[=45° ,这样在AA BD中就有两个特殊角分别是45度和60度,然后过点A作AM L BD得两个特殊三角形即等腰直角三角形和含30度的直角三角形,这样特殊三角形的三边关系,在设AB=x时,其它边AD和AC就可以用x的代数式表示出来,最后带人切割线定理得到的等式AB=AD?A(就可得到方程,最后求方程解得AB的长度。
)【解答】解:过点A作AM L BD与点M••• AB为圆0的切线•••/ ABD MC=45vZ BDA=60 •••/ BAD=75,/ DAM=30,/ BAM=45设AB=,则碍在直角△ AM中, AD=牛由切割线定理得:AB=AD?AC知刊申+解得:x i=6, X2=0 (舍去)故AB=6故答案是:6【解法】过点A作AM L BD与点M,在直角△ AMD中,AD就可以利用AB表示出来,然后依据切割线定理,即可得到一个关于AB的方程, 即可求解。
【解释】在几何中求线段的长或角度的具体度数,往往会采用方程思想,体现数学中重要的数形结合思想。
故本题就采用了其中的常用方法方程思想,那么就需设未知数,抓住题意构造等式,而本题构造等式的突破口就是想到切割线定理,然后想办法利用题目中剩余的条件,把该等式中的相关量都用未知数的代数式表示好,并代入得方程就可解决本题。
例 2.(2020 贺州)如图,AB,BC,CD分别与O O 相切于E,F,G.且AB//CD.BO=6cm, CO=8cm.GD中考数学专题训练(附详解)(1)求证:B0丄CQ(2)求BE和CG的长.【解析】(1)由题目中的AB//CD得/ABC+Z BCD=180,再结合题目条件根据切线长定理得B0平分/ ABC, CO平分/ DCB然后根据角平分线的性质易得/ OBC+Z OCB=9C P,从而得到Z BOC=90,所以BOX CO.(2)根据切线长定理得BE=BF,GC=(再结合第(1)题的结论得RT A BCQ把切点和圆心O 相连,易证RT A BOF^ RT A BCO相似,根据相似三角形对应边成比例求得BF的长,即BE的长.CG的长可由BC-BF得至鷹【解答】(1)证明::AB / CD•••Z ABC+Z BCD=180o• Z BOC=90, • BO X CO.(2)解:连接OF,贝U OF X BC,oo• BF=3. 6cm, CG=CF=6 4cm.【解法】利用平行线和角平分线的性质完成第(1)题的证明,利用直角三角形的勾股定理和相似三角形对应边成比例的性质完成求解。
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【最新整理,下载后即可编辑】切线证明法切线的性质定理: 圆的切线垂直于经过切点的半径切线的性质定理的推论1: 经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点.切线的性质定理的推论2: 经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心切线的判定定理: 经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.切线长定理: 从圆外一点可以引圆的两条切线,它们的切线长相等,这一点和圆心的连线平分两条切线的夹角。
一、要证明某直线是圆的切线,如果已知直线过圆上的某一个点,那么作出过这一点的半径,证明直线垂直于半径.【例1】如图1,已知AB 为⊙O 的直径,点D 在AB 的延长线上,BD =OB ,点C 在圆上,∠CAB =30º.求证:DC 是⊙O 的切线.思路:要想证明DC 是⊙O 的切线,只要我们连接OC ,证明∠OCD =90º即可.证明:连接OC ,BC .∵AB 为⊙O 的直径,∴∠ACB =90º.∵∠CAB =30º,∴BC =21AB =OB .图1∵BD =OB ,∴BC =21OD .∴∠OCD =90º.∴DC 是⊙O 的切线.【评析】一定要分清圆的切线的判定定理的条件与结论,特别要注意“经过半径的外端”和“垂直于这条半径”这两个条件缺一不可,否则就不是圆的切线.【例2】如图2,已知AB 为⊙O 的直径,过点B 作⊙O 的切线BC ,连接OC ,弦AD ∥OC .求证:CD 是⊙O 的切线.思路:本题中既有圆的切线是已知条件,又证明另一条直线是圆的切线.也就是既要注意运用圆的切线的性质定理,又要运用圆的切线的判定定理.欲证明CD 是⊙O 的切线,只要证明∠ODC =90º即可.证明:连接OD .∵OC ∥AD ,∴∠1=∠3,∠2=∠4. ∵OA =OD ,∴∠1=∠2.∴∠3=∠4. 又∵OB =OD ,OC =OC ,∴△OBC ≌△ODC .∴∠OBC =∠ODC .∵BC 是⊙O 的切线,∴∠OBC =90º.∴∠ODC =90º. ∴DC 是⊙O 的切线.【例3】如图2,已知AB 为⊙O 的直径,C 为⊙O 上一点,图2AD 和过C 点的切线互相垂直,垂足为D .求证:AC 平分∠DAB .思路:利用圆的切线的性质——与圆的切线垂直于过切点的半径.证明:连接OC .∵CD 是⊙O 的切线,∴OC ⊥CD . ∵AD ⊥CD ,∴OC ∥AD .∴∠1=∠2. ∵OC =OA ,∴∠1=∠3.∴∠2=∠3. ∴AC 平分∠DAB .【评析】已知一条直线是某圆的切线时,切线的位置一般是确定的.在解决有关圆的切线问题时,辅助线常常是连接圆心与切点,得到半径,那么半径垂直切线.【例4】 如图1,B 、C 是⊙O 上的点,线段AB 经过圆心O ,连接AC 、BC ,过点C 作CD ⊥AB 于D ,∠ACD =2∠B .AC 是⊙O 的切线吗?为什么? 解:AC 是⊙O 的切线. 理由:连接OC , ∵OC =OB , ∴∠OCB =∠B .∵∠COD 是△BOC 的外角, ∴∠COD =∠OCB +∠B =2∠B . ∵∠ACD =2∠B , ∴∠ACD =∠COD . ∵CD ⊥AB 于D ,∴∠DCO +∠COD =90°. ∴∠DCO +∠ACD =90°. 即OC ⊥AC .图3O ABCD2 31∵C为⊙O上的点,∴AC是⊙O的切线.【例5】如图2,已知⊙O是△ABC的外接圆,AB是⊙O的直径,D是AB的延长线上的一点,AE⊥DC交DC的延长线于点E,且AC平分∠EAB.求证:DE是⊙O的切线.证明:连接OC,则OA=OC,∴∠CAO=∠ACO,∵AC平分∠EAB,∴∠EAC=∠CAO=∠ACO,∴AE∥CO,又AE⊥DE,∴CO⊥DE,∴DE是⊙O的切线.二、直线与圆的公共点未知时须通过圆心作已知直线的垂直线段,证明此垂线段的长等于半径【例6】如图3,AB=AC,OB=OC,⊙O与AB边相切于点D.证明:连接OD,作OE⊥AC,垂足为E.∵AB=AC,OB=OC.∴AO为∠BAC角平分线,∠DAO=∠EAO∵⊙O与AB相切于点D,∴∠BDO=∠CEO=90°.∵AO=AO∴△ADO≌△AEO,所以OE=OD.∵OD是⊙O的半径,∴OE是⊙O的半径.∴⊙O与AC边相切.【例7】如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O交BC于D,交AC于E,B为切点的切线交OD延长线于F.求证:EF与⊙O相切.证明:连结OE,AD.∵AB是⊙O的直径,∴AD⊥BC.又∵AB=BC,∴∠3=∠4.⌒⌒∴BD=DE,∠1=∠2.又∵OB=OE,OF=OF,∴△BOF≌△EOF(SAS).∴∠OBF=∠OEF.∵BF与⊙O相切,∴OB⊥BF.∴∠OEF=900.∴EF与⊙O相切.说明:此题是通过证明三角形全等证明垂直的【例8】如图,AD是∠BAC的平分线,P为BC延长线上一点,且PA=PD.求证:PA与⊙O相切.证明一:作直径AE,连结EC.∵AD是∠BAC的平分线,∴∠DAB=∠DAC.∵PA=PD,∴∠2=∠1+∠DAC.∵∠2=∠B+∠DAB,∴∠1=∠B.又∵∠B=∠E,∴∠1=∠E∵AE是⊙O的直径,∴AC⊥EC,∠E+∠EAC=900.∴∠1+∠EAC=900. 即OA⊥PA.∴PA与⊙O相切.证明二:延长AD交⊙O于E,连结OA,OE.∵AD是∠BAC的平分线,⌒⌒∴BE=CE,∴OE⊥BC.∴∠E+∠BDE=900.∵OA=OE,∴∠E=∠1.∵PA=PD,∴∠PAD=∠PDA.又∵∠PDA=∠BDE,∴∠1+∠PAD=900即OA⊥PA.∴PA与⊙O相切说明:此题是通过证明两角互余,证明垂直的,解题中要注意知识的综合运用.【例9】如图,AB=AC,AB是⊙O的直径,⊙O交BC于D,DM⊥AC于M求证:DM与⊙O相切. 证明一:连结OD.∵AB=AC,∴∠B=∠C.∵OB=OD,∴∠1=∠B.∴∠1=∠C.∴OD∥AC.∵DM⊥AC,∴DM⊥OD.∴DM与⊙O相切证明二:连结OD,AD.∵AB是⊙O的直径,∴AD⊥BC.又∵AB=AC,∴∠1=∠2.∵DM⊥AC,∴∠2+∠4=900∵OA=OD,∴∠1=∠3.∴∠3+∠4=900. DC即OD⊥DM.∴DM是⊙O的切线说明:证明一是通过证平行来证明垂直的.证明二是通过证两角互余证明垂直的,解题中注意充分利用已知及图上已知.【例10】如图,已知:AB是⊙O的直径,点C在⊙O上,且∠CAB=300,BD=OB,D在AB的延长线上.求证:DC是⊙O的切线证明:连结OC、BC.∵OA=OC,∴∠A=∠1=∠300.∴∠BOC=∠A+∠1=600.又∵OC=OB,∴△OBC是等边三角形.∴OB=BC.D ∵OB=BD,∴OB=BC=BD.∴OC⊥CD.∴DC是⊙O的切线.说明:此题解法颇多,但这种方法较好.【例12】如图,AB是⊙O的直径,CD⊥AB,且OA2=OD·OP.求证:PC是⊙O的切线.证明:连结OC∵OA 2=OD ·OP ,OA=OC , ∴OC 2=OD ·OP ,OCOPOD OC. 又∵∠1=∠1, ∴△OCP ∽△ODC. ∴∠OCP=∠ODC. ∵CD ⊥AB , ∴∠OCP=900. ∴PC 是⊙O 的切线.说明:此题是通过证三角形相似证明垂直的【例13】 如图,ABCD 是正方形,G 是BC 延长线上一点,AG 交BD 于E ,交CD 于F. 求证:CE 与△CFG 的外接圆相切.分析:此题图上没有画出△CFG 的外接圆,但△CFG 是直角三角形,圆心在斜边FG 的中点,为此我们取FG 的中点O ,连结OC ,证明CE ⊥OC 即可得解. 证明:取FG 中点O ,连结OC.∵ABCD 是正方形,∴BC ⊥CD ,△CFG 是Rt △ ∵O 是FG 的中点,∴O是Rt△CFG的外心.∵OC=OG,∴∠3=∠G,∵AD∥BC,∴∠G=∠4.∵AD=CD,DE=DE,∠ADE=∠CDE=450,∴△ADE≌△CDE(SAS)∴∠4=∠1,∠1=∠3.∵∠2+∠3=900,∴∠1+∠2=900.即CE⊥OC.∴CE与△CFG的外接圆相切二、若直线l与⊙O没有已知的公共点,又要证明l是⊙O的切线,只需作OA⊥l,A为垂足,证明OA是⊙O的半径就行了,简称:“作垂直;证半径”【例14】如图,AB=AC,D为BC中点,⊙D与AB切于E 点.求证:AC与⊙D相切.证明一:连结DE,作DF⊥AC,F是垂足.∵AB是⊙D的切线,∴DE⊥AB.∵DF⊥AC,∴∠DEB=∠DFC=900.∵AB=AC,∴∠B=∠C.又∵BD=CD,∴△BDE≌△CDF(AAS)∴DF=DE.∴F在⊙D上.∴AC是⊙D的切线证明二:连结DE,AD,作DF⊥AC,F是垂足.∵AB与⊙D相切,∴DE⊥AB.∵AB=AC,BD=CD,∴∠1=∠2.∵DE⊥AB,DF⊥AC,∴DE=DF.∴F在⊙D上.∴AC与⊙D相切.说明:证明一是通过证明三角形全等证明DF=DE的,证明二是利用角平分线的性质证明DF=DE的,这类习题多数与角平分线有关.【例15】已知:如图,AC,BD与⊙O切于A、B,且AC ∥BD,若∠COD=900.求证:CD是⊙O的切线.证明:连结OA,OB,作OE⊥CD于E,延长DO交CA延长线于F.∵AC,BD与⊙O相切,∴AC⊥OA,BD⊥OB.∵AC∥BD,∴∠F=∠BDO.又∵OA=OB,∴△AOF≌△BOD(AAS)∴OF=OD.∵∠COD=900,∴CF=CD,∠1=∠2.又∵OA⊥AC,OE⊥CD,∴OE=OA.∴E点在⊙O上.∴CD是⊙O的切线.。
圆的切线的证明
圆的切线的两种证明方法
方法归纳:连半径,证垂直或作垂直证半径
类型1:有切点,连半径,证垂直
A.利用角度转换证垂直
1.如图,AD是∠BAC的平分线,P为BC延长线上一点,且PA=PD.
求证:PA与⊙O相切.
2.如图,点C在⊙O上AB是⊙O的直径,点D在AB的延长线上,且BD=OB,点C 在⊙O上,∠CAB=30°求证:DC是⊙O的切线.
3.如图,AB=AC,AB是⊙O的直径,⊙O交BC于D,DM⊥AC于M
求证:DM与⊙O相切.
4.如图,三角形ABC内接于圆O,角B=60度,CD是圆O的直线,点P是圆O的直径,点P是CD延长线上的一点,且AP=AC.求证:PA是圆O的切线
B.利用全等证垂直
5.如图,已知AB为⊙O的直径,BC⊥AB于点B,连接OC,过A作AD∥OC交⊙O 于点D,连接CD.求证:CD是⊙O的切线
6. 如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O交BC于D,交AC于E,B为
切点的切线交OD延长线于F.求证:EF与⊙O相切.
C.利用勾股定理逆定理证垂直
7.如图,AB为⊙O的直径,点P为AB延长线上一点,点C为圆⊙O上一点,PC=8,PB=4,AB=12,求证:PC是⊙O的切线.
D.利用垂径定理的推论证垂直
类型2:无切点,作垂直,证半径
9.如图,AB=AC,D为BC中点,⊙D与AB切于E点.求证:AC与⊙D相切。
10.如图,四边形ABCD中,AD∥BC,∠C=90°,且AD+BC=AB,AB为⊙O的直径,求证:⊙O与CD相切.
11.如图,△ABC中AB=AC,D是BC边的中点,以点D为圆心的圆与AB相切于点E.求证:AC与⊙D相切.。
切线定理的证明方法
切线定理的证明方法切线定理是一种基本的数学定理,用于研究曲线在某一点处的切线。
一个点处的切线是一条与曲线相切的铅直直线,它的斜率等于该点的导数。
切线定理可以用来求解各种曲线的切线,例如圆、椭圆、双曲线和抛物线等等。
切线定理的证明方法有多种,以下是其中一种证明方法:假设有一条曲线y=f(x),它在点P(x0,y0)处有切线L。
我们可以将切线L 写成以下形式:y-y0=m(x-x0),其中m 是切线的斜率。
在点P(x0,y0)处,曲线y=f(x) 与切线L 相切,因此它们在该点处有一个公共切点。
这个公共切点的坐标为(x0,y0),而且它在曲线y=f(x) 上,因此我们可以将其表示为y=f(x0)。
接着,我们考虑曲线y=f(x) 在点P(x0,y0) 处的导数f'(x0),它代表了曲线在该点处的切线的斜率。
我们可以将导数表示为一个极限:f'(x0)=lim(delta->0)(f(x0+delta)-f(x0))/delta。
将这个极限代入切线方程中,我们可以得到以下式子:y-y0=(lim(delta->0)(f(x0+delta)-f(x0))/delta)(x-x0)现在,我们将delta 乘到等号的右边,然后将其去掉,得到以下式子:y-y0=(f(x0+delta)-f(x0))(x-x0)/delta在这个式子的分母中取极限,我们可以得到delta 的值趋近于0,因此式子变成:y-y0=lim(delta->0)(f(x0+delta)-f(x0))(x-x0)/delta现在,我们将导数代入公式中,得到:y-y0=f'(x0)(x-x0)由此可知,切线L 的方程为y-y0=f'(x0)(x-x0),这也是切线定理的证明。
半代入法求圆的切线证明
半代入法求圆的切线证明1.引言准备编写文章1.1 概述部分的内容。
在这一部分,我们将简要介绍半代入法求圆的切线证明的背景和要点。
概述:在几何学中,我们经常遇到需要求解圆的切线问题。
而半代入法是一种常用的数学方法,用于推导和证明圆的切线方程。
通过使用这种方法,我们可以轻松地得出切线方程,从而解决各种与圆的切线相关的数学问题。
本文将详细介绍半代入法的原理和步骤,并阐述其在求解圆的切线问题中的有效性。
通过掌握和应用这一方法,读者将能够更好地理解和解决与圆的切线相关的几何难题。
文章结构:本文将分为三个主要部分。
首先,我们将介绍半代入法的原理和步骤,这将为后续的内容打下基础。
其次,我们将详细阐述半代入法在求解圆的切线问题中的基本思想和具体步骤。
最后,我们将对半代入法求圆的切线的有效性进行评估,并对整个文章进行总结。
目的:本文的目的是全面介绍半代入法在求解圆的切线问题中的应用。
通过阐述其原理、步骤和基本思想,我们旨在帮助读者掌握这一数学方法,并能够灵活应用于实际问题中。
这就是文章1.1 概述部分的内容。
接下来,我们将继续编写文章的其他部分。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构展开对半代入法求圆的切线的证明进行讨论:1. 引言:首先对半代入法求圆的切线的背景和意义进行概述,介绍半代入法在几何证明中的应用以及本文的研究目标。
2. 正文:2.1 半代入法的原理和步骤:详细介绍半代入法的基本原理和具体步骤,包括如何使用半代入法求解几何问题以及相应的推导方法。
2.2 半代入法求圆的切线的基本思想:阐述半代入法求解圆的切线的基本思想,包括如何利用已知的圆心、半径和切点等信息,通过半代入的方法得到切线的方程和证明过程。
同时,附上具体的实例进行说明。
3. 结论:3.1 半代入法求圆的切线的有效性:对半代入法求解圆的切线的有效性进行分析和论证,包括讨论该方法的适用范围、其优点和局限性,并通过实例验证其有效性。
3.2 结论总结:总结本文的主要观点和证明过程,强调半代入法求解圆的切线的重要性和实用性,并对进一步应用和研究的发展方向提出展望。
证明圆的切线方法
证明圆的切线方法我们学习了直线和圆的位置关系,就出现了新的一类习题,就是证明一直线是圆的切线.在我们所学的知识范围内,证明圆的切线常用的方法有:一、若直线l过⊙O上某一点A,证明l是⊙O的切线,只需连OA,证明OA⊥l就行了,简称“连半径,证垂直”,难点在于如何证明两线垂直.例1如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O交BC于D,交AC于E,B为切点的切线交OD∵AB∴AD又∵∴∠∴又∵∴△∴∠∵BF∴OB∴∠∴EF例2如图,AD是∠BAC的平分线,P为BC延长线上一点,且PA=PD.求证:PA与⊙O相切.证明一:作直径AE,连结EC.∵AD是∠BAC的平分线,∴∠DAB=∠DAC.∵PA=PD,∴∠2=∠1+∠DAC.∵∠2=∠B+∠DAB ,∴∠1=∠B.又∵∠B=∠E ,∴∠1=∠E∵AE 是⊙O 的直径,∴AC ⊥EC ,∠E+∠EAC=900.∴∠1+∠EAC=900.即OA ⊥∵AD ∴ ∴∠∵∴∠∵∴∠∴∠例3求证:DM 与⊙O 相切.证明一:连结OD.∵AB=AC ,∴∠B=∠C.∵OB=OD , ∴∠1=∠B.∴∠1=∠C.∴OD ∥AC.∵DM ⊥AC ,∴DM ⊥OD. ∴DM 与⊙O 相切 证明二:连结OD ,AD.∵AB 是⊙O 的直径,∴AD ⊥BC.∴∠∵DM例4. ∵∴∠又∵OC=OB ,∴△OBC 是等边三角形.∴OB=BC.∵OB=BD ,∴OB=BC=BD.∴OC ⊥CD. ∴DC 是⊙O 的切线. C说明:此题是根据圆周角定理的推论3证明垂直的,此题解法颇多,但这种方法较好. 例5如图,AB 是⊙O 的直径,CD ⊥AB ,且OA 2=OD ·OP.求证:PC 是⊙O 的切线.证明:连结OC∵OA 2=OD ·OP ,OA=OC ,∴OC 2=OD ·OP ,OCOP OD OC .例6∴BC ∵O ∴O ∵OC=OG ,∴∠3=∠G ,∵AD ∥BC ,∴∠G=∠4.∵AD=CD ,DE=DE ,∠ADE=∠CDE=450,∴△ADE ≌△CDE (SAS )∴∠4=∠1,∠1=∠3.∵∠2+∠3=900,∴∠1+∠2=900.即CE⊥OC.∴CE与△CFG的外接圆相切二、若直线l与⊙O没有已知的公共点,又要证明l是⊙O的切线,只需作OA⊥l,A为垂足,证明OA是⊙O的半径就行了,简称:“作垂直;证半径”例7∵AB又∵∴△∴∴F∴AC∵AB=AC,BD=CD,∴∠1=∠2.∵DE⊥AB,DF⊥AC,∴DE=DF.∴F在⊙D上.∴AC与⊙D相切.说明:证明一是通过证明三角形全等证明DF=DE的,证明二是利用角平分线的性质证明DF=DE的,这类习题多数与角平分线有关.例8已知:如图,AC,BD与⊙O切于A、B,且AC∥BD,若∠COD=900.求证:CD是⊙O的切线.证明一:连结OA,OB,作OE⊥CD,E为垂足.∴AC⊥OA,BD⊥OB.∵AC∥BD,∴∠∵∠.∴△证明二:连结OA,OB,作OE⊥CD于E,延长DO交CA延长线于F.∵AC,BD与⊙O相切,∴AC⊥OA,BD⊥OB.∵AC∥BD,∴∠F=∠BDO.又∵OA=OB,∴△AOF≌△BOD(AAS)∴OF=OD.∵∠COD=900,∴CF=CD,∠1=∠2.又∵OA⊥AC,OE⊥CD,∴OE=OA.∴E点在⊙O上.∴CD是⊙O的切线.∴OE=OA.∴E点在⊙O上.∴CD是⊙O的切线说明:证明一是利用相似三角形证明∠1=∠2,证明二是利用等腰三角形三线合一证明∠1=∠2.证明三是利用梯形的性质证明∠1=∠2,这种方法必需先证明A、O、B三点共线.此题较难,需要同学们利用所学过的知识综合求解.以上介绍的是证明圆的切线常用的两种方法供同学们参考.。
证明圆的切线的七种常用方法
证明圆的切线的七种常用方法证明一条直线是圆的切线的方法及辅助线的作法1、连半径、证垂直:当直线和圆有一个公共点时,把圆心和这个公共点连接起来,然后证明直线垂直于这条半径,简称“连半径,证垂直”2、作垂直,证半径:当直线和圆的公共点没有明确时,可以过圆心作直线的垂线,再证圆心到直线的距离等于半径,简称“作垂直,证半径”类型一、有公共点:连半径,证垂直方法1、勾股定理逆定理法证垂直1.如图,AB为⊙O的直径,点P为AB延长线上一点,点C为圆⊙O上一点,PC=8,PB =4,AB=12,求证:PC是⊙O的切线.方法2、特殊角计算法证垂直2、如图,△ABC内接于⊙O,∠B=60°,CD是⊙O的直径,点P是CD延长线上的一点,且AP=AC.(1)求∠P的度数;(2)求证:P A是⊙O的切线;(3)若PD=5,求⊙O的直径.方法3、等角代换法证垂直3、如图,已知Rt △ABC 中,∠C =90°,D 为BC 的中点,以AC 为直径的⊙O 交AB 于点E 。
求证:DE 是⊙O 的切线;方法4、平行线性质法证垂直4、如图,已知平行四边形OABC 的三个顶点A 、B 、C 在以O 为圆心的半圆上,过点C 作CD ⊥AB ,分别交AB 、AO 的延长线于点D 、E ,AE 交半圆O 于点F ,连接CF .且︒=∠30E ,点B 是的中点(1)判断直线DE 与半圆O的位置关系,并说明理由;(2)求证CF=OC(2)若半圆O的半径为6,求DC的长.方法5 全等三角形法证垂直5、如图,AB是⊙O的直径,点C、D在⊙O上,且四边形AOCD是平行四边形,过点D 作⊙O的切线,交OC的延长线于点F,连接BF,求证:BF是⊙O的切线。
类型二、无公共点:做垂直,证半径方法6 角平分线的性质法证半径6.如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,∠BAC的平分线交BC于点D,E为AB上的一点,DE=DC,以D为圆心,DB长为半径作⊙D,AB=5,EB=2.A BODCF(1)求证:AC 是⊙D 的切线;(2)求线段AC 的长.方法7 全等三角形法证半径7.已知四边形ABCD 中,∠BAD =∠ABC =90°,CD BC AD =+,以AB 为直径的⊙O 。
圆切线证明地方法
切线证明法切线的性质定理: 圆的切线垂直于经过切点的半径切线的性质定理的推论1: 经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点. 切线的性质定理的推论2: 经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心 切线的判定定理: 经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线. 切线长定理: 从圆外一点可以引圆的两条切线,它们的切线长相等,这一点和圆心的连线平分两条切线的夹角。
一、要证明某直线是圆的切线,如果已知直线过圆上的某一个点,那么作出过这一点的半径,证明直线垂直于半径.【例1】如图1,已知AB 为⊙O 的直径,点D 在AB 的延长线上,BD =OB ,点C 在圆上,∠CAB =30º.求证:DC 是⊙O 的切线.思路:要想证明DC 是⊙O 的切线,只要我们连接OC ,证明∠OCD =90º即可. 证明:连接OC ,BC .∵AB 为⊙O 的直径,∴∠ACB =90º. ∵∠CAB =30º,∴BC =21AB =OB . ∵BD =OB ,∴BC =21OD .∴∠OCD =90º. ∴DC 是⊙O 的切线.【评析】一定要分清圆的切线的判定定理的条件与结论,特别要注意“经过半径的外端”和“垂直于这条半径”这两个条件缺一不可,否则就不是圆的切线. 【例2】如图2,已知AB 为⊙O 的直径,过点B 作⊙O 的切线BC ,连接OC ,弦AD ∥OC .求证:CD 是⊙O 的切线.思路:本题中既有圆的切线是已知条件,又证明另一条直线是圆的切线.也就是既要注意运用圆的切线的性质定理,又要运用圆的切线的判定定理.欲证明CD 是⊙O 的切线,只要证明∠ODC =90º即可.证明:连接OD .∵OC ∥AD ,∴∠1=∠3,∠2=∠4. ∵OA =OD ,∴∠1=∠2.∴∠3=∠4.图1图2又∵OB =OD ,OC =OC ,∴△OBC ≌△ODC .∴∠OBC =∠ODC .∵BC 是⊙O 的切线,∴∠OBC =90º.∴∠ODC =90º. ∴DC 是⊙O 的切线.【例3】如图2,已知AB 为⊙O 的直径,C 为⊙O 上一点,AD 和过C 点的切线互相垂直,垂足为D .求证:AC 平分∠DAB .思路:利用圆的切线的性质——与圆的切线垂直于过切点的半径.证明:连接OC .∵CD 是⊙O 的切线,∴OC ⊥CD . ∵AD ⊥CD ,∴OC ∥AD .∴∠1=∠2. ∵OC =OA ,∴∠1=∠3.∴∠2=∠3. ∴AC 平分∠DAB .【评析】已知一条直线是某圆的切线时,切线的位置一般是确定的.在解决有关圆的切线问题时,辅助线常常是连接圆心与切点,得到半径,那么半径垂直切线.【例4】 如图1,B 、C 是⊙O 上的点,线段AB 经过圆心O ,连接AC 、BC ,过点C 作CD ⊥AB 于D ,∠ACD =2∠B .AC 是⊙O 的切线吗?为什么? 解:AC 是⊙O 的切线. 理由:连接OC , ∵OC =OB ,∴∠OCB =∠B .∵∠COD 是△BOC 的外角, ∴∠COD =∠OCB +∠B =2∠B . ∵∠ACD =2∠B , ∴∠ACD =∠COD . ∵CD ⊥AB 于D ,∴∠DCO +∠COD =90°. ∴∠DCO +∠ACD =90°. 即OC ⊥AC .∵C 为 ⊙O 上的点,∴AC 是⊙O 的切线.【例5】 如图2,已知⊙O是△ABC 的外接圆,AB 是⊙O的直径,D 是AB 的延长线上的一点,AE ⊥DC 交DC 的延长线于点E ,且AC 平分∠EAB .求证:DE 是⊙O 的切线.证明:连接OC ,则OA =OC ,图3O ABCD 2 31∴∠CAO=∠ACO,∵AC平分∠EAB,∴∠EAC=∠CAO=∠ACO,∴AE∥CO,又AE⊥DE,∴CO⊥DE,∴DE是⊙O的切线.二、直线与圆的公共点未知时须通过圆心作已知直线的垂直线段,证明此垂线段的长等于半径【例6】如图3,AB=AC,OB=OC,⊙O与AB边相切于点D.证明:连接OD,作OE⊥AC,垂足为E.∵AB=AC,OB=OC.∴AO为∠BAC角平分线,∠DAO=∠EAO∵⊙O与AB相切于点D,∴∠BDO=∠CEO=90°.∵AO=AO∴△ADO≌△AEO,所以OE=OD.∵OD是⊙O的半径,∴OE是⊙O的半径.∴⊙O与AC边相切.【例7】如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O交BC于D,交AC于E,B为切点的切线交OD延长线于F.求证:EF与⊙O相切.证明:连结OE,AD.∵AB是⊙O的直径,∴AD⊥BC.又∵AB=BC,∴∠3=∠4.⌒⌒∴BD=DE,∠1=∠2.又∵OB=OE,OF=OF,∴△BOF≌△EOF(SAS).∴∠OBF=∠OEF.∵BF与⊙O相切,∴OB⊥BF.∴∠OEF=900.∴EF与⊙O相切.说明:此题是通过证明三角形全等证明垂直的【例8】如图,AD是∠BAC的平分线,P为BC延长线上一点,且PA=PD.求证:PA与⊙O相切.证明一:作直径AE,连结EC.∵AD是∠BAC的平分线,∴∠DAB=∠DAC.∵PA=PD,∴∠2=∠1+∠DAC.∵∠2=∠B+∠DAB,∴∠1=∠B.又∵∠B=∠E,∴∠1=∠E∵AE是⊙O的直径,∴AC⊥EC,∠E+∠EAC=900.∴∠1+∠EAC=900. 即OA⊥PA.∴PA与⊙O相切.证明二:延长AD交⊙O于E,连结OA,OE.∵AD是∠BAC的平分线,⌒⌒∴BE=CE,∴OE⊥BC.∴∠E+∠BDE=900.∵OA=OE,∴∠E=∠1.∵PA=PD,∴∠PAD=∠PDA.又∵∠PDA=∠BDE,∴∠1+∠PAD=900即OA⊥PA.∴PA与⊙O相切说明:此题是通过证明两角互余,证明垂直的,解题中要注意知识的综合运用. 【例9】如图,AB=AC,AB是⊙O的直径,⊙O交BC于D,DM⊥AC于M 求证:DM与⊙O相切.证明一:连结OD.∵AB=AC,∴∠B=∠C.∵OB=OD ,∴∠1=∠B.∴∠1=∠C. ∴OD ∥AC. ∵DM ⊥AC , ∴DM ⊥OD.∴DM 与⊙O 相切证明二:连结OD ,AD. ∵AB 是⊙O 的直径, ∴AD ⊥BC.又∵AB=AC,∴∠1=∠2. ∵DM ⊥AC , ∴∠2+∠4=900 ∵OA=OD , ∴∠1=∠3. ∴∠3+∠4=900. 即OD ⊥DM.∴DM 是⊙O 的切线说明:证明一是通过证平行来证明垂直的.证明二是通过证两角互余证明垂直的,解题中注意充分利用已知及图上已知.【例10】 如图,已知:AB 是⊙O 的直径,点C 在⊙O 上,且∠CAB=300,BD=OB ,D 在AB 的延长线上.求证:DC 是⊙O 的切线 证明:连结OC 、BC. ∵OA=OC , ∴∠A=∠1=∠300.∴∠BOC=∠A+∠1=600.又∵OC=OB ,DC∴△OBC 是等边三角形. ∴OB=BC. ∵OB=BD , ∴OB=BC=BD. ∴OC ⊥CD.∴DC 是⊙O 的切线.说明:此题解法颇多,但这种方法较好.【例12】 如图,AB 是⊙O 的直径,CD ⊥AB ,且OA 2=OD ·OP. 求证:PC 是⊙O 的切线. 证明:连结OC∵OA 2=OD ·OP ,OA=OC , ∴OC 2=OD ·OP ,OCOPOD OC. 又∵∠1=∠1, ∴△OCP ∽△ODC. ∴∠OCP=∠ODC. ∵CD ⊥AB , ∴∠OCP=900. ∴PC 是⊙O 的切线.说明:此题是通过证三角形相似证明垂直的【例13】 如图,ABCD 是正方形,G 是BC 延长线上一点,AG 交BD 于E ,交CD 于F.求证:CE 与△CFG 的外接圆相切.分析:此题图上没有画出△CFG 的外接圆,但△CFG 是直角三角形,圆心在斜边FG 的中点,为此我们取FG 的中点O ,连结OC ,证明CE ⊥OC 即可得解.证明:取FG 中点O ,连结OC.∵ABCD 是正方形,∴BC ⊥CD ,△CFG 是Rt △ ∵O 是FG 的中点,D∴O是Rt△CFG的外心.∵OC=OG,∴∠3=∠G,∵AD∥BC,∴∠G=∠4.∵AD=CD,DE=DE,∠ADE=∠CDE=450,∴△ADE≌△CDE(SAS)∴∠4=∠1,∠1=∠3.∵∠2+∠3=900,∴∠1+∠2=900.即CE⊥OC.∴CE与△CFG的外接圆相切二、若直线l与⊙O没有已知的公共点,又要证明l是⊙O的切线,只需作OA⊥l,A为垂足,证明OA是⊙O的半径就行了,简称:“作垂直;证半径”【例14】如图,AB=AC,D为BC中点,⊙D与AB切于E点.求证:AC与⊙D相切.证明一:连结DE,作DF⊥AC,F是垂足.∵AB是⊙D的切线,∴DE⊥AB.∵DF⊥AC,∴∠DEB=∠DFC=900.∵AB=AC,∴∠B=∠C.又∵BD=CD,∴△BDE≌△CDF(AAS)∴DF=DE.∴F在⊙D上.∴AC是⊙D的切线证明二:连结DE,AD,作DF⊥AC,F是垂足.∵AB与⊙D相切,∴DE⊥AB.∵AB=AC,BD=CD,∴∠1=∠2.∵DE⊥AB,DF⊥AC,∴DE=DF.∴F在⊙D上.∴AC与⊙D相切.说明:证明一是通过证明三角形全等证明DF=DE的,证明二是利用角平分线的性质证明DF=DE的,这类习题多数与角平分线有关.【例15】已知:如图,AC,BD与⊙O切于A、B,且AC∥BD,若∠COD=900.求证:CD是⊙O的切线.证明:连结OA,OB,作OE⊥CD于E,延长DO交CA延长线于F.∵AC,BD与⊙O相切,∴AC⊥OA,BD⊥OB.∵AC∥BD,∴∠F=∠BDO.又∵OA=OB,∴△AOF≌△BOD(AAS)∴OF=OD.∵∠COD=900,∴CF=CD,∠1=∠2.又∵OA⊥AC,OE⊥CD,∴OE=OA.∴E点在⊙O上.∴CD是⊙O的切线.。
圆的切线方程公式证明
已知:圆的方程为:(x - a)²+ (y - b)²= r², 圆上一点P(x0, y0)解:圆心C(a, b)直线CP的斜率:k1 = (y0 - b) / (x0 - a)因为直线CP与切线垂直, 所以切线的斜率:k2 = -1/k1 = - (x0 - a) / (y0 - b)根据点斜式, 求得切线方程:y - y0 = k2 (x - x0)y - y0 = [- (x0 - a) / (y0 - b)] (x - x0)整理得:(x - x0)(x0 - a) + (y - y0)(y0 - b) = 0 (注意:这式也是很好用的切线方程公式) 展开后: x0x - ax + ax0 + y0y - by + by0 - x0²- y0²= 0 ~ (1)因为点P在圆上, 所以它的坐标满足方程:(x0 - a)²+ (y0 - b)²= r²化简: x0²- 2ax0 + a²+ y1²- 2by0 + b²= r²移项: - x0²- y0²= -2ax0 - 2by0 + a²+ b²- r²~ (2)由(2)代入(1), 得: x0x - ax + ax0 + y0y - by + by0 + (-2ax0 - 2by0 + a²+ b²- r²) = 0化简, (x0x - ax - ax0 + a²) + (y0y - yb - by0 + b²) = r²整理, (x0 - a)(x - a) + (y0 - b)(y - b) = r²类似地, 对於圆的一般方程:x²+ y²+ Dx + Ey + F = 0, 过圆上的点的切线方程.2. 已知:圆的方程为:x²+ y²+ Dx + Ey + F = 0, 圆上一点P(x0, y0)解:圆心C( -D/2, -E/2 )直线CP的斜率:k1 = (y0 + E/2) / (x0 + D/2)因为直线CP与切线垂直, 所以切线的斜率:k2 = -1/k1 = - (x0 + D/2) / (y0 + E/2)根据点斜式, 求得切线方程:y - y0 = k2 (x - x0)y - y0 = [- (x0 + D/2) / (y0 + E/2)] (x - x0)整理得:x0x + y0y + Dx/2 + Ey/2 - Dx0/2 - Ey0/2 -x0²- y0²= 0 ~ (3)因为点P在圆上, 所以它的坐标满足方程:x0²+ y0²+ Dx0 + Ey0 + F = 0移项: - x0²- y0²= Dx0 + Ey0 + F ~ (4)由(4)代入(3), 得: x0x + y0y + Dx/2 + Ey/2 - Dx0/2 - Ey0/2 + Dx0 + Ey0 + F = 0整理, x0x + y0y + D(x + x0)/2 + E(y + y0)/2 + F = 03a. 已知:圆的方程为:(x - a)²+ (y - b)²= r², 圆外一点P(x0, y0)解: 圆心C(a, b), 设切点为M则切线长PM = √(CP²- MC²) (根据勾股定理)= √[(x0 - a)²+ (y0 - b)²- r²] (CP:两点间距离公式求得, MC:半径长)类似地, 对於圆的一般方程:x²+ y²+ Dx + Ey + F = 0, 过圆外的点的切线长....3b. 已知:圆的方程为:x²+ y²+ Dx + Ey + F = 0 , 圆外一点P(x0, y0)解: 圆心C( -D/2, -E/2 ), 设切点为M则切线长PM = √(CP²- MC²) (根据勾股定理)= √[ (x0 + D/2)²+ (y0 + E/2)²- ((√(D²+E²-4F))/2)²](半径:r=(√(D²+E²-4F)) / 2)= √(x0²+ y0²+ Dx0 + Ey0 + F)。
高考数学考点归纳之 直线与圆、圆与圆的位置关系
高考数学考点归纳之 直线与圆、圆与圆的位置关系一、基础知识1.直线与圆的位置关系(半径为r ,圆心到直线的距离为d )Δ<0 Δ=0 Δ>0 2.圆与圆的位置关系(两圆半径为r 1,r 2,d =|O 1O 2|)|r -r |<d <二、常用结论(1)圆的切线方程常用结论①过圆x 2+y 2=r 2上一点P (x 0,y 0)的圆的切线方程为x 0x +y 0y =r 2.②过圆(x -a )2+(y -b )2=r 2上一点P (x 0,y 0)的圆的切线方程为(x 0-a )(x -a )+(y 0-b )(y -b )=r 2.③过圆x 2+y 2=r 2外一点M (x 0,y 0)作圆的两条切线,则两切点所在直线方程为x 0x +y 0y =r 2.(2)直线被圆截得的弦长弦心距d 、弦长l 的一半12l 及圆的半径r 构成一直角三角形,且有r 2=d 2+⎝⎛⎭⎫12l 2. 考点一 直线与圆的位置关系考法(一) 直线与圆的位置关系的判断[典例] 直线l :mx -y +1-m =0与圆C :x 2+(y -1)2=5的位置关系是( ) A .相交B .相切C .相离D .不确定[解析] 法一:由⎩⎪⎨⎪⎧mx -y +1-m =0,x 2+(y -1)2=5, 消去y ,整理得(1+m 2)x 2-2m 2x +m 2-5=0, 因为Δ=16m 2+20>0, 所以直线l 与圆相交.法二:由题意知,圆心(0,1)到直线l 的距离d =|m |m 2+1<1<5,故直线l 与圆相交. 法三:直线l :mx -y +1-m =0过定点(1,1),因为点(1,1)在圆x 2+(y -1)2=5的内部,所以直线l 与圆相交.[答案] A[解题技法] 判断直线与圆的位置关系的常见方法 (1)几何法:利用d 与r 的关系.(2)代数法:联立方程组,消元得一元二次方程之后利用Δ判断.(3)点与圆的位置关系法:若直线恒过定点且定点在圆内,可判断直线与圆相交. [提醒] 上述方法中最常用的是几何法. 考法(二) 直线与圆相切的问题[典例] (1)过点P (2,4)作圆(x -1)2+(y -1)2=1的切线,则切线方程为( ) A .3x +4y -4=0 B .4x -3y +4=0 C .x =2或4x -3y +4=0 D .y =4或3x +4y -4=0(2)(2019·成都摸底)已知圆C :x 2+y 2-2x -4y +1=0上存在两点关于直线l :x +my +1=0对称,经过点M (m ,m )作圆C 的切线,切点为P ,则|MP |=________.[解析] (1)当斜率不存在时,x =2与圆相切;当斜率存在时,设切线方程为y -4=k (x -2),即kx -y +4-2k =0,则|k -1+4-2k |k 2+1=1,解得k =43,则切线方程为4x -3y +4=0,故切线方程为x =2或4x -3y +4=0.(2)圆C :x 2+y 2-2x -4y +1=0的圆心为C (1,2),半径为2.因为圆上存在两点关于直线l :x +my +1=0对称,所以直线l :x +my +1=0过点(1,2),所以1+2m +1=0,解得m =-1,所以|MC |2=13,|MP |=13-4=3.[答案] (1)C (2)3 考法(三) 弦长问题[典例] (1)若a 2+b 2=2c 2(c ≠0),则直线ax +by +c =0被圆x 2+y 2=1所截得的弦长为( )A.12 B .1 C.22D.2(2)(2019·海口一中模拟)设直线y =x +2a 与圆C :x 2+y 2-2ay -2=0相交于A ,B 两点,若|AB |=23,则圆C 的面积为( )A .4πB .2πC .9πD .22π[解析] (1)因为圆心(0,0)到直线ax +by +c =0的距离d =|c |a 2+b 2=|c |2|c |=22,因此根据直角三角形的关系,弦长的一半就等于1-⎝⎛⎭⎫222=22,所以弦长为 2. (2)易知圆C :x 2+y 2-2ay -2=0的圆心为(0,a ),半径为a 2+2.圆心(0,a )到直线y =x +2a 的距离d =|a |2,由直线y =x +2a 与圆C :x 2+y 2-2ay -2=0相交于A ,B 两点,|AB |=23,可得a 22+3=a 2+2,解得a 2=2,故圆C 的半径为2,所以圆C 的面积为4π,故选A.[答案] (1)D (2)A[题组训练]1.已知圆的方程是x 2+y 2=1,则经过圆上一点M ⎝⎛⎭⎫22,22的切线方程是________. 解析:因为M ⎝⎛⎭⎫22,22是圆x 2+y 2=1上的点,所以圆的切线的斜率为-1,则设切线方程为x +y +a =0,所以22+22+a =0,得a =-2,故切线方程为x +y -2=0. 答案:x +y -2=02.若直线kx -y +2=0与圆x 2+y 2-2x -3=0没有公共点,则实数k 的取值范围是________.解析:由题知,圆x 2+y 2-2x -3=0可写成(x -1)2+y 2=4,圆心(1,0)到直线kx -y +2=0的距离d >2,即|k +2|k 2+1>2,解得0<k <43.答案:⎝⎛⎭⎫0,43 3.设直线y =kx +1与圆x 2+y 2+2x -my =0相交于A ,B 两点,若点A ,B 关于直线l :x +y =0对称,则|AB |=________.解析:因为点A ,B 关于直线l :x +y =0对称,所以直线y =kx +1的斜率k =1,即y =x +1.又圆心⎝⎛⎭⎫-1,m2在直线l :x +y =0上,所以m =2,则圆心的坐标为(-1,1),半径r =2,所以圆心到直线y =x +1的距离d =22,所以|AB |=2r 2-d 2= 6. 答案:6考点二 圆与圆的位置关系[典例] (2016·山东高考)已知圆M :x 2+y 2-2ay =0(a >0)截直线x +y =0所得线段的长度是22,则圆M 与圆N :(x -1)2+(y -1)2=1的位置关系是( )A .内切B .相交C .外切D .相离[解析] 法一:由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-2ay =0,x +y =0,得两交点为(0,0),(-a ,a ). ∵圆M 截直线所得线段长度为22, ∴a 2+(-a )2=2 2.又a >0,∴a =2.∴圆M 的方程为x 2+y 2-4y =0, 即x 2+(y -2)2=4,圆心M (0,2),半径r 1=2.又圆N :(x -1)2+(y -1)2=1,圆心N (1,1),半径r 2=1, ∴|MN |=(0-1)2+(2-1)2= 2. ∵r 1-r 2=1,r 1+r 2=3,1<|MN |<3, ∴两圆相交.法二:由题知圆M :x 2+(y -a )2=a 2(a >0),圆心(0,a )到直线x +y =0的距离d =a2,所以2a 2-a 22=22,解得a =2.圆M ,圆N 的圆心距|MN |=2,两圆半径之差为1,两圆半径之和为3,故两圆相交.[答案] B [变透练清]1.(2019·太原模拟)若圆C 1:x 2+y 2=1与圆C 2:x 2+y 2-6x -8y +m =0外切,则m =( )A .21B .19C .9D .-11解析:选C 圆C 1的圆心为C 1(0,0),半径r 1=1,因为圆C 2的方程可化为(x -3)2+(y -4)2=25-m ,所以圆C 2的圆心为C 2(3,4),半径r 2=25-m (m <25).从而|C 1C 2|=32+42=5.由两圆外切得|C 1C 2|=r 1+r 2,即1+25-m =5,解得m =9,故选C.2.(变结论)若本例两圆的方程不变,则两圆的公共弦长为________.解析:联立两圆方程⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-4y =0,(x -1)2+(y -1)2=1,两式相减得,2x -2y -1=0,因为N (1,1),r =1,则点N 到直线2x -2y -1=0的距离d =|-1|22=24,故公共弦长为21-⎝⎛⎭⎫242=142.答案:142[解题技法]几何法判断圆与圆的位置关系的3步骤(1)确定两圆的圆心坐标和半径长;(2)利用平面内两点间的距离公式求出圆心距d ,求r 1+r 2,|r 1-r 2|; (3)比较d ,r 1+r 2,|r 1-r 2|的大小,写出结论.[课时跟踪检测]A 级1.若直线2x +y +a =0与圆x 2+y 2+2x -4y =0相切,则a 的值为( ) A .±5 B .±5 C .3D .±3解析:选B 圆的方程可化为(x +1)2+(y -2)2=5,因为直线与圆相切,所以有|a |5=5,即a =±5.故选B.2.与圆C 1:x 2+y 2-6x +4y +12=0,C 2:x 2+y 2-14x -2y +14=0都相切的直线有( )A .1条B .2条C .3条D .4条解析:选A 两圆分别化为标准形式为C 1:(x -3)2+(y +2)2=1,C 2:(x -7)2+(y -1)2=36,则两圆圆心距|C 1C 2|=(7-3)2+[1-(-2)]2=5,等于两圆半径差,故两圆内切.所以它们只有一条公切线.故选A.3.(2019·南宁、梧州联考)直线y =kx +3被圆(x -2)2+(y -3)2=4截得的弦长为23,则直线的倾斜角为( )A.π6或5π6 B .-π3或π3C .-π6或π6D.π6解析:选A 由题知,圆心(2,3),半径为2,所以圆心到直线的距离为d =22-(3)2=1.即d =|2k |1+k 2=1,所以k =±33,由k =tan α,得α=π6或5π6.故选A.4.过点(3,1)作圆(x -1)2+y 2=r 2的切线有且只有一条,则该切线的方程为( ) A .2x +y -5=0 B .2x +y -7=0 C .x -2y -5=0D .x -2y -7=0解析:选B 由题意知点(3,1)在圆上,代入圆的方程可得r 2=5,圆的方程为(x -1)2+y 2=5,则过点(3,1)的切线方程为(x -1)·(3-1)+y (1-0)=5,即2x +y -7=0.故选B.5.(2019·重庆一中模拟)若圆x 2+y 2+2x -6y +6=0上有且仅有三个点到直线x +ay +1=0的距离为1,则实数a 的值为( )A .±1B .±24 C .± 2D .±32解析:选B 由题知圆的圆心坐标为(-1,3),半径为2,由于圆上有且仅有三个点到直线的距离为1,故圆心(-1,3)到直线x +ay +1=0的距离为1,即|-1+3a +1|1+a 2=1,解得a =±24. 6.(2018·嘉定二模)过点P (1,-2)作圆C :(x -1)2+y 2=1的两条切线,切点分别为A ,B ,则AB 所在直线的方程为( )A .y =-34B .y =-12C .y =-32D .y =-14解析:选B 圆(x -1)2+y 2=1的圆心为C (1,0),半径为1,以|PC |=(1-1)2+(-2-0)2=2为直径的圆的方程为(x -1)2+(y +1)2=1,将两圆的方程相减得AB 所在直线的方程为2y +1=0,即y =-12.故选B.7.在平面直角坐标系xOy 中,直线x +2y -3=0被圆(x -2)2+(y +1)2=4截得的弦长为________.解析:易知圆心(2,-1),半径r =2,故圆心到直线的距离d =|2+2×(-1)-3|12+22=355,弦长为2r 2-d 2=2555. 答案:25558.若P (2,1)为圆(x -1)2+y 2=25的弦AB 的中点,则直线AB 的方程为________. 解析:因为圆(x -1)2+y 2=25的圆心为(1,0),所以直线AB 的斜率等于-11-02-1=-1,由点斜式得直线AB 的方程为y -1=-(x -2),即x +y -3=0.答案:x +y -3=09.过点P (-3,1),Q (a,0)的光线经x 轴反射后与圆x 2+y 2=1相切,则a 的值为________. 解析:因为P (-3,1)关于x 轴的对称点的坐标为P ′(-3,-1), 所以直线P ′Q 的方程为y =-1-3-a (x -a ),即x -(3+a )y -a =0, 圆心(0,0)到直线的距离d =|-a |1+(3+a )2=1,所以a =-53.答案:-5310.点P 在圆C 1:x 2+y 2-8x -4y +11=0上,点Q 在圆C 2:x 2+y 2+4x +2y +1=0上,则|P Q |的最小值是________.解析:把圆C 1、圆C 2的方程都化成标准形式,得(x -4)2+(y -2)2=9,(x +2)2+(y +1)2=4.圆C 1的圆心坐标是(4,2),半径长是3; 圆C 2的圆心坐标是(-2,-1),半径是2.圆心距d =(4+2)2+(2+1)2=35>5.故圆C 1与圆C 2相离, 所以|P Q |的最小值是35-5.答案:35-511.已知圆C 1:x 2+y 2-2x -6y -1=0和圆C 2:x 2+y 2-10x -12y +45=0. (1)求证:圆C 1和圆C 2相交;(2)求圆C 1和圆C 2的公共弦所在直线的方程和公共弦长. 解:(1)证明:圆C 1的圆心C 1(1,3),半径r 1=11, 圆C 2的圆心C 2(5,6),半径r 2=4,两圆圆心距d =|C 1C 2|=5,r 1+r 2=11+4, |r 1-r 2|=4-11,∴|r 1-r 2|<d <r 1+r 2,∴圆C 1和圆C 2相交. (2)圆C 1和圆C 2的方程相减,得4x +3y -23=0, ∴两圆的公共弦所在直线的方程为4x +3y -23=0.圆心C 2(5,6)到直线4x +3y -23=0的距离d =|20+18-23|16+9=3,故公共弦长为216-9=27.12.已知圆C 经过点A (2,-1),和直线x +y =1相切,且圆心在直线y =-2x 上. (1)求圆C 的方程;(2)已知直线l 经过原点,并且被圆C 截得的弦长为2,求直线l 的方程. 解:(1)设圆心的坐标为C (a ,-2a ), 则(a -2)2+(-2a +1)2=|a -2a -1|2.化简,得a 2-2a +1=0,解得a =1.∴C (1,-2),半径r =|AC |=(1-2)2+(-2+1)2= 2. ∴圆C 的方程为(x -1)2+(y +2)2=2.(2)①当直线l 的斜率不存在时,直线l 的方程为x =0,此时直线l 被圆C 截得的弦长为2,满足条件.②当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y =kx , 由题意得|k +2|1+k 2=1,解得k =-34,∴直线l 的方程为y =-34x ,即3x +4y =0.综上所述,直线l 的方程为x =0或3x +4y =0.B 级1.过圆x 2+y 2=1上一点作圆的切线,与x 轴、y 轴的正半轴相交于A ,B 两点,则|AB |的最小值为( )A. 2B.3 C .2D .3解析:选C 设圆上的点为(x 0,y 0),其中x 0>0,y 0>0,则有x 20+y 20=1,且切线方程为x 0x +y 0y =1.分别令y =0,x =0得A ⎝⎛⎭⎫1x 0,0,B ⎝⎛⎭⎫0,1y 0,则|AB |=⎝⎛⎭⎫1x 02+⎝⎛⎭⎫1y 02=1x 0y 0≥1x 20+y 202=2,当且仅当x 0=y 0时,等号成立.2.(2018·江苏高考)在平面直角坐标系xOy 中,A 为直线l :y =2x 上在第一象限内的点,B (5,0),以AB 为直径的圆C 与直线l 交于另一点D .若AB ―→·CD ―→=0,则点A 的横坐标为________.解析:因为AB ―→·CD ―→=0,所以AB ⊥CD ,又点C 为AB 的中点,所以∠BAD =π4,设直线l 的倾斜角为θ,直线AB 的斜率为k ,则tan θ=2,k =tan ⎝⎛⎭⎫θ+π4=-3.又B (5,0),所以 直线AB 的方程为y =-3(x -5),又A 为直线l :y =2x 上在第一象限内的点,联立直线AB 与直线l 的方程,得⎩⎪⎨⎪⎧ y =-3(x -5),y =2x ,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =6,所以点A 的横坐标为3. 答案:33.(2018·安顺摸底)已知圆C :x 2+(y -a )2=4,点A (1,0). (1)当过点A 的圆C 的切线存在时,求实数a 的取值范围; (2)设AM ,AN 为圆C 的两条切线,M ,N 为切点,当|MN |=455时,求MN 所在直线的方程.解:(1)过点A 的切线存在,即点A 在圆外或圆上, ∴1+a 2≥4,∴a ≥3或a ≤- 3.(2)设MN 与AC 交于点D ,O 为坐标原点. ∵|MN |=455,∴|DM |=255.又|MC |=2,∴|CD |=4-2025=45, ∴cos ∠MCA =452=25,|AC |=|MC |cos ∠MCA =225=5,∴|OC|=2,|AM|=1,∴MN是以点A为圆心,1为半径的圆A与圆C的公共弦,圆A的方程为(x-1)2+y2=1,圆C的方程为x2+(y-2)2=4或x2+(y+2)2=4,∴MN所在直线的方程为(x-1)2+y2-1-x2-(y-2)2+4=0,即x-2y=0或(x-1)2+y2-1-x2-(y+2)2+4=0,即x+2y=0,因此MN所在直线的方程为x-2y=0或x+2y=0.。
证明圆的切线方法
证明圆的切线方法圆的切线是指与圆相切且经过切点的直线。
证明圆的切线有多种方法,下面将详细介绍三种常用的方法。
方法一:使用勾股定理证明切线长度与切点到圆心距离的关系。
设圆的圆心为O,切点为A,切线与圆的交点为B。
我们需要证明OA⊥AB。
1.根据勾股定理,可知直角三角形OAB成立。
因为OA为半径,AB为切线,所以OA⊥AB取证。
2.为了得到与切线相垂直的线段,我们取切点A为起点,用圆心O为终点,连接AO。
3.连接OB。
4.观察△OAB和△OBA,它们有共边OA,且OO相等且共线,所以两个三角形是全等三角形。
5.根据全等三角形的性质可知,∠OAB=∠OBA,又∠OAB为直角,所以∠OBA也是直角。
6.根据直角三角形的定义可知,线段OB⊥AB。
因此,我们证明了圆的切线与半径的垂直。
方法二:使用割线定理证明切线的长度。
设圆的圆心为O,半径为r,切点为A,切线与圆的交点为B,圆上的一点为C。
1.连接OA、OB、OC。
2.观察△OAB和△OAC,它们有共边OA,且∠OAB为直角,所以两个三角形是相似三角形。
3.根据相似三角形的性质可知,AB/OB=OA/OC。
4.由于直角三角形中,OA=r,所以AB/OB=r/OC。
5.由于OA⊥AB,所以∠OAB=90°,所以∠OCB也是直角。
6.根据直角三角形的定义可知,线段OC⊥CB。
由于OC⊥AB,且OC⊥CB,所以线段AB⊥CB。
因此,我们证明了圆的切线与半径的垂直。
方法三:使用割线与切线的交角性质证明切线的存在性。
设圆上的一点为P,切点为A,切线与圆的交点为B。
1.连接OA、OP。
2.观察△OAP,根据三角形内角和定理可知∠OAP+∠OPA+∠POA=180°。
3.∠POA为平行于弧PA的圆心角,根据圆心角的定义可知∠POA=1/2×弧PA。
4.切线与弦的夹角等于相应弧所对的圆心角的一半,所以∠APB=1/2×弧PA。
5.因为直线和平行线有关的几何性质之一是,被两条平行线截取的弦上的两个圆心角相等。
圆切线证明地方法
切线证明法切线的性质定理:圆的切线垂直于经过切点的半径切线的性质定理的推论1 :经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点.切线的性质定理的推论2 :经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心1_■1—J—i- ■-j™m-.—i—j—m—m ™i—i™ —r- m—m ™i—i™ —r- m—m ™i—-u- i™ —n™i- j- - m ~i—-i—.-u-u- i™ —n™i- J-J- m ~i— -i—.-u-u- i™ —n i™j- —r切线的判定定理:经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.切线长定理:从圆外一点可以引圆的两条切线,它们的切线长相等,这一点和圆心的连线平分两条切线的夹角。
MWWWMWWWWMUlWWWMWWWWWWVWWWWWMWWWMMWWUWWWWWWIWWWWMWIWMWVWIWWWVWWWWWdh一、要证明某直线是圆的切线,如果已知直线过圆上的某一个点,那么作出过这一点的半径,证明直线垂直于半径.【例1】如图1,已知AB为。
O的直径,点D在AB的延长线上,BD =OB,点C在圆上,/CAB = 30o .求证:DC是O O的切线.思路:要想证明DC是。
O的切线,只要我们连接0C,证明Z OCD = 90o 即可.证明:连接OC,BC.••AB 为O O 的直径,:Z ACB = 90o .1 vzCAB = 30o ,「BC=丄AB =OB .21'.'BD = OB,.°.BC= — OD ..°.z OCD = 90o .2•••DC是O O的切线.【评析】一定要分清圆的切线的判定定理的条件与结论,特别要注意“经过半径的外端”和“垂直于这条半径”这两个条件缺一不可,否则就不是圆的切线.【例2】如图2,已知AB为O O的直径,过点B作O O的切线BC,连接0C,弦AD //0C .求证:CD是O O的切线.精彩文档思路:本题中既有圆的切线是已知条件,又证明另一条直线是圆的切线. 也就是既要注意运用圆的切线的性质定理,又要运用圆的切线的判定定理.欲证明CD 是O O的切线,只要证明/ ODC = 90o即可.证明:连接OD .••OC//AD ,•••" =/3 ,/2 = /4 .'•'OA = OD , ■'■/! = /2 . —/3 =/4 .又vOB = OD , OC = OC ,/.zOBC^/ODC . A/OBC = /ODC .••BC 是O O 的切线,:/OBC = 90o .•••QDC = 90o .•••DC是O O的切线.【例3】如图2,已知AB为O O的直径,C为O O上一点,AD和过C点的切线互相垂直,垂足为 D .求证:AC平分Z DAB .思路:利用圆的切线的性质一一与圆的切线垂直于过切点的半径.证明:连接OC .••CD是O O的切线,:0C丄CD .••AD 丄CD , AOC //AD .•••" =/2.'•'OC = OA , A/1 =/3 ..••z2 = /3 .••AC 平分Z DAB .【评析】已知一条直线是某圆的切线时,切线的位置一般是确定的.在解决有关圆的切线问题时,辅助线常常是连接圆心与切点,得到半径,那么半径垂直切线.【例4】如图1 , B、C是。
证明圆的切线方法
证明圆的切线方法我们学习了直线和圆的位置关系.就出现了新的一类习题.就是证明一直线是圆的切线.在我们所学的知识范围内.证明圆的切线常用的方法有:一、若直线l 过⊙O 上某一点A.证明l 是⊙O 的切线.只需连OA.证明OA ⊥l 就行了.简称“连半径.证垂直”.难点在于如何证明两线垂直.例1 如图.在△ABC 中.AB=AC.以AB 为直径的⊙O 交BC 于D.交AC 于E.B 为切点的切线交OD 延长线于F.求证:EF 与⊙O 相切.证明:连结OE.AD.∵AB 是⊙O 的直径.∴AD ⊥BC.又∵AB=BC.∴∠3=∠4.∴BD=DE.∠1=∠2.又∵OB=OE.OF=OF.∴△BOF ≌△EOF (SAS ).∴∠OBF=∠OEF.∵BF 与⊙O 相切.∴OB ⊥BF.∴∠OEF=900.∴EF 与⊙O 相切.说明:此题是通过证明三角形全等证明垂直的⌒ ⌒例2 如图.AD 是∠BAC 的平分线.P 为BC 延长线上一点.且PA=PD.求证:PA 与⊙O 相切.证明一:作直径AE.连结EC.∵AD 是∠BAC 的平分线.∴∠DAB=∠DAC.∵PA=PD.∴∠2=∠1+∠DAC.∵∠2=∠B+∠DAB.∴∠1=∠B.又∵∠B=∠E.∴∠1=∠E∵AE 是⊙O 的直径.∴AC ⊥EC.∠E+∠EAC=900.∴∠1+∠EAC=900.即OA ⊥PA.∴PA 与⊙O 相切. 证明二:延长AD 交⊙O 于E.连结OA.OE.∵AD 是∠BAC 的平分线. ∴BE=CE.∴OE ⊥BC.∴∠E+∠BDE=900.∵OA=OE.∴∠E=∠1.∵PA=PD.∴∠PAD=∠PDA.又∵∠PDA=∠BDE,⌒ ⌒∴∠1+∠PAD=900即OA⊥PA.∴PA与⊙O相切说明:此题是通过证明两角互余.证明垂直的.解题中要注意知识的综合运用. 例3 如图.AB=AC.AB是⊙O的直径.⊙O交BC于D.DM⊥AC于M求证:DM与⊙O相切.证明一:连结OD.∵AB=AC.∴∠B=∠C.∵OB=OD.∴∠1=∠B.∴∠1=∠C.∴OD∥AC.∵DM⊥AC.∴DM⊥OD.∴DM与⊙O相切证明二:连结OD.AD.∵AB是⊙O的直径.∴AD⊥BC.又∵AB=AC,∴∠1=∠2.∵DM⊥AC.∴∠2+∠4=900∵OA=OD.∴∠1=∠3.∴∠3+∠4=900. DC即OD ⊥DM. ∴DM 是⊙O 的切线说明:证明一是通过证平行来证明垂直的.证明二是通过证两角互余证明垂直的.解题中注意充分利用已知及图上已知.例4 如图.已知:AB 是⊙O 的直径.点C 在⊙O 上.且∠CAB=300.BD=OB.D 在AB 的延长线上.求证:DC 是⊙O 的切线证明:连结OC 、BC.∵OA=OC.∴∠A=∠1=∠300.∴∠BOC=∠A+∠1=600.又∵OC=OB.∴△OBC 是等边三角形.∴OB=BC.∵OB=BD.∴OB=BC=BD.∴OC ⊥CD. ∴DC 是⊙O 的切线. 说明:此题是根据圆周角定理的推论3证明垂直的.此题解法颇多.但这种方法较好.例5 如图.AB 是⊙O 的直径.CD ⊥AB.且OA 2=OD ·OP.求证:PC 是⊙O 的切线.证明:连结OC∵OA 2=OD ·OP.OA=OC.∴OC 2=OD ·OP.OCOP OD OC . 又∵∠1=∠1.∴△OCP ∽△ODC.∴∠OCP=∠ODC.∵CD ⊥AB.∴∠OCP=900.∴PC 是⊙O 的切线.说明:此题是通过证三角形相似证明垂直的例6 如图.ABCD 是正方形.G 是BC 延长线上一点.AG 交BD 于E.交CD 于F. 求证:CE 与△CFG 的外接圆相切.分析:此题图上没有画出△CFG 的外接圆.但△CFG 是直角三角形.圆心在斜边FG 的中点.为此我们取FG 的中点O.连结OC.证明CE ⊥OC 即可得解.证明:取FG 中点O.连结OC.∵ABCD 是正方形. ∴BC ⊥CD.△CFG 是Rt △∵O 是FG 的中点.∴O 是Rt △CFG 的外心.∵OC=OG.∴∠3=∠G.∵AD ∥BC.∴∠G=∠4.∵AD=CD.DE=DE.∠ADE=∠CDE=450.∴△ADE ≌△CDE (SAS )∴∠4=∠1.∠1=∠3.∵∠2+∠3=900,∴∠1+∠2=900.即CE⊥OC.∴CE与△CFG的外接圆相切二、若直线l与⊙O没有已知的公共点.又要证明l是⊙O的切线.只需作OA⊥l.A 为垂足.证明OA是⊙O的半径就行了.简称:“作垂直;证半径”例7 如图.AB=AC.D为BC中点.⊙D与AB切于E点.求证:AC与⊙D相切.证明一:连结DE.作DF⊥AC.F是垂足.∵AB是⊙D的切线.∴DE⊥AB.∵DF⊥AC.∴∠DEB=∠DFC=900.∵AB=AC.∴∠B=∠C.又∵BD=CD.∴△BDE≌△CDF(AAS)∴DF=DE.∴F在⊙D上.∴AC是⊙D的切线证明二:连结DE.AD.作DF⊥AC.F是垂足.∵AB与⊙D相切.∴DE⊥AB.∵AB=AC.BD=CD.∴∠1=∠2.∵DE⊥AB.DF⊥AC.∴DE=DF.∴F 在⊙D 上. ∴AC 与⊙D 相切.说明:证明一是通过证明三角形全等证明DF=DE 的.证明二是利用角平分线的性质证明DF=DE 的.这类习题多数与角平分线有关.例8 已知:如图.AC.BD 与⊙O 切于A 、B.且AC ∥BD.若∠COD=900.求证:CD 是⊙O 的切线.证明一:连结OA.OB.作OE ⊥CD.E 为垂足.∵AC.BD 与⊙O 相切.∴AC ⊥OA.BD ⊥OB. ∵AC ∥BD.∴∠1+∠2+∠3+∠4=1800.∵∠COD=900.∴∠2+∠3=900.∠1+∠4=900.∵∠4+∠5=900.∴∠1=∠5.∴Rt △AOC ∽Rt △BDO.∴OD OC OB AC =.∵OA=OB. ∴ODOC OA AC =. 又∵∠CAO=∠COD=900.∴△AOC ∽△ODC.∴∠1=∠2.又∵OA ⊥AC.OE ⊥CD, ∴OE=OA.O∴E点在⊙O上.∴CD是⊙O的切线.证明二:连结OA.OB.作OE⊥CD于E.延长DO交CA延长线于F.∵AC.BD与⊙O相切.∴AC⊥OA.BD⊥OB.∵AC∥BD.∴∠F=∠BDO.又∵OA=OB.∴△AOF≌△BOD(AAS)∴OF=OD.∵∠COD=900.∴CF=CD.∠1=∠2.又∵OA⊥AC.OE⊥CD.∴OE=OA.∴E点在⊙O上.∴CD是⊙O的切线.证明三:连结AO并延长.作OE⊥CD于E.取CD中点F.连结OF.∵AC与⊙O相切.∴AC⊥AO.∵AC∥BD.∴AO⊥BD.∵BD与⊙O相切于B.∴AO的延长线必经过点B.∴AB是⊙O的直径.∵AC∥BD.OA=OB.CF=DF.∴OF∥AC.∴∠1=∠COF.∵∠COD=900.CF=DF.∴CF CD OF ==21.∴∠2=∠COF.∴∠1=∠2.∵OA ⊥AC.OE ⊥CD.∴OE=OA.∴E 点在⊙O 上. ∴CD 是⊙O 的切线说明:证明一是利用相似三角形证明∠1=∠2.证明二是利用等腰三角形三线合一证明∠1=∠2.证明三是利用梯形的性质证明∠1=∠2.这种方法必需先证明A 、O 、B 三点共线.此题较难.需要同学们利用所学过的知识综合求解.以上介绍的是证明圆的切线常用的两种方法供同学们参考.。
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关于圆的切线方程及相关公式的证明
一、点P(x 0,y 0)在圆上
1、在圆的标准方程(x-a) 2+(y-b) 2=r 2上,则过点P(x 0,y 0)的切线方程为
(x 0-a) (x-a) +(y 0-b) (y-b) =r 2或
(x 0-a) (x-x 0) +(y 0-b) (y-y 0) =0
证明:∵P(x 0,y 0)在圆上,(x 0-a) 2
+(y 0-b) 2
=r 2
,圆心O(a,b),OP 的斜率a
x b
y k --=
00 ∴切线的斜率为k
1
-
,切线方程)(0000
x x b
y a x y y ----=-
0))(())((0000=--+--y y b y x x a x ① (x 0-a) 2+(y 0-b) 2=r 2 ②
①+②得出(x 0-a )(x -x 0+x 0-a)+(y 0-b)(y -y 0+y 0-b)= r 2 (x 0-a) (x -a) +(y 0-b) (y -b) =r 2
2、在圆的特殊方程x 2+y 2=r 2上,则过点P(x 0,y 0)的切线方程为
x 0x + y 0y ==r 2
(当a=0,b=0)
3、在圆的一般方程x 2+y 2+Dx+Ey+F=0(D 2+E 2-4F >0)上,则过点P(x 0,y 0)的切线方程为x 0x + y 0y + D ×(2
x x + )+ E ×(
2
y y + )+ F =0
证明:x 2+y 2+Dx+Ey+F=0 化成圆的标准方程 44)2()2(222
2
F
E D E
y D
x -+=
+
++
∵P(x 0,y 0)在圆上,4
4)2
()2
(222020F
E D E
y D
x -+=
+
++
,OP 的斜率
2
2
00D
x E
y k +
+=
∴切线的斜率为
k
1
-
,切线方程
)
(2
20000x x E
y D x y y -+
+-
=-
0))(2
())(2
(0000=-+
+-+
y y E
y x x D
x ①
4
4)2
()2
(222
02
0F
E D E
y D
x -+=
+
++
②
①+②得出
4
4)2
)(2
()2
)(2
(22000000F
E D E
y y y E
y D
x x x D
x -+=
+
+-+
++
+-+
4
442)(42)(22200200F
E D E y y E y y D x x D x x -+=++⨯++++⨯+
x 0x + y 0y + D ×(
2
x x + )+ E ×(
2
y y + )+ F =0
二、点P(x 1,y 1)在圆外
1、切线长22121)()(r b y a x PA --+-= (标准方程(x-a) 2+(y-b) 2=r 2) 证明:用勾股定理。
切线长F Ey Dx y x PA ++++=112
12
1 (一般方程x 2+y 2+Dx+Ey+F=0) 证明:把圆的方程整理成标准方程,用勾股定理。
2、过切点AB 弦的直线方程
(1) (x 1-a)(x-a)+(y 1-b)(y-b)= r 2 (弦方程) (标准方程(x-a) 2+(y-b) 2=r 2)
(2)x 1x + y 1y + D ×(
2
1
x x + )+ E ×(
2
1
y y + )
+ F =0 (一般方程x 2+y 2+Dx+Ey+F=0) (弦方程)
证明(1):设切点A(x 01,y 01),B(x 02,y 02),过切点A 、B 的切线方程为
(x 01-a) (x -a) +(y 01-b) (y -b) =r 2 (x 02-a) (x -a) +(y 02-b) (y -b) =r 2 ∵两条切线均过P(x 1,y 1)
则 (x 01-a) (x 1-a) +(y 01-b) (y 1-b) =r 2 ① (x 02-a) (x 1-a) +(y 02-b) (y 1-b) =r 2 ② 由①②式得出点A(x 01,y 01),B(x 02,y 02) 满足线性方程 (x -a) (x 1-a) +(y -b) (y 1-b) = r 2
因此AB 的直线方程(x 1-a) (x -a) +(y 1-b) (y -b) = r 2 证明(2): x 2+y 2+Dx+Ey+F=0
设切点A(x 01,y 01),B(x 02,y 02),过切点A 、B 的切线方程为
x 01x + y 01y + D ×(
2
01
x x + )+ E ×(
2
01
y y +)+ F =0
x 02x + y 02y + D ×(
2
02
x x + )+ E ×(
2
02
y y +)+ F =0
∵两条切线均过P(x 1,y 1)
x 01x 1 + y 01y 1 + D ×(
2
01
1x x + )+ E ×(
2
01
1y y +)+ F =0 ①
x 02x 1 + y 01y 1 + D ×(
2
02
1x x + )+ E ×(
2
02
1y y +)+ F =0 ②
由①②式得出点A(x 01,y 01),B(x 02,y 02) 满足方程
x 1x + y 1y + D ×(
2
1
x x + )+ E ×(
2
1
y y + )+ F =0
因此该方程为AB的直线方程。
3、两圆x2+y2+D1x+E1y+F1=0和x2+y2+D2x+E2y+F2=0相交,其公共弦的方程为(D1-D2)x+(E1-E2)y+(F1-F2)=0
证明:设交点A(x1,y1),B(x2,y2),分别代入两个圆的方程
x12+y12+D1x1+E1y1+F1=0 ①
x12+y12+D2x1+E2y1+F2=0 ②
①-②得(D1-D2)x1+(E1-E2)y1+(F1-F2)=0
同理把B(x2,y2)代入得(D1-D2)x2+(E1-E2)y2+(F1-F2)=0
可见点A(x1,y1),B(x2,y2) 满足线性方程(D1-D2)x+(E1-E2)y+(F1-F2)=0
因此该方程为AB的直线方程。
三、过两点为直径圆的方程
过A(x1,y1),B(x2,y2)两点为直径的圆,其方程为(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0
证明:取圆上任意一点M(x,y),MA⊥MB(M与A、B点重合除外)。
总有MA2+MB2=AB2成立
(x-x1)2+(y-y1)2+(x-x2)2+(y-y2)2=(x2-x1)2+(y2-y1)2
(x-x1)2-(x2-x1)2+(y-y1)2-(y2-y1)2 +(x-x2)2+(y-y2)2=0
(x-x2)( x-x1+x2-x1)+ (y-y2)(y-y1+y2-y1)+(x-x2)2+(y-y2)2=0
(x-x2)( x-x1)+ (x-x2) (x2-x1)+ (x-x2)2+(y-y2)( y-y1)+ (y-y2) (y2-y1)+ (y -y2)2=0
(x-x2)( x-x1)+ (x-x2) (x2-x1+ x-x2)+(y-y2)( y-y1)+ (y-y2) (y2-y1+ y-y2) =0
2(x-x2)( x-x1)+2(y-y2)( y-y1)=0
则(x-x1)( x-x2)+ (y-y1)( y-y2)=0。