请阅读下列材料:圆内的两条相交弦,被交点分成的两条线段长的积相等.即如图1,若弦AB、CD交于点P,则PA?PB=PC?PD.请你根据以上材料,解决下列问题.已知⊙O

发布时间:2020-08-15 14:45:22

请阅读下列材料:
圆内的两条相交弦,被交点分成的两条线段长的积相等.即如图1,若弦AB、CD交于点P,则PA?PB=PC?PD.请你根据以上材料,解决下列问题.

已知⊙O的半径为2,P是⊙O内一点,且OP=1,过点P任作-弦AC,过A、C两点分别作⊙O的切线m和n,作PQ⊥m于点Q,PR⊥n于点R.(如图2)
(1)若AC恰经过圆心O,请你在图3中画出符合题意的图形,并计算:的值;
(2)若OP⊥AC,请你在图4中画出符合题意的图形,并计算:的值;
(3)若AC是过点P的任一弦(图2),请你结合(1)(2)的结论,猜想:的值,并给出证明.

网友回答

解:(1)AC过圆心O,且m,n分别切⊙O于点A,C,
∴AC⊥m于点A,AC⊥n于点C.
∴Q与A重合,R与C重合.
∵OP=1,AC=4,
∴+=1+=.

(2)连接OA,
∵OP⊥AC于点P,且OP=1,OA=2,
∴∠OAP=30°.
∴AP=.
∵OA⊥直线m,PQ⊥直线m,
∴OA∥PQ,∠PQA=90°.
∴∠APQ=∠OAP=30°.
∴AP=.
∵OA⊥直线m,PQ⊥F直线m,
∴OA∥PQ,∠PQA=90°.
∴∠APQ=∠OAP=30°.
在Rt△AQP中,PQ=,同理,PR=,
∴.

(3)猜想.
证明:过点A作直径交⊙O于点E,连接EC,
∴∠ECA=90°.
∵AE⊥直线m,PQ⊥直线,
∴AE∥PQ且∠PQA=90°.
∴∠EAC=∠APQ.
∴△AEC∽△PAQ.
∴①
同理可得:②
①+②,得:
+=+
∴=()
=?=.
过P作直径交⊙O于M,N,
根据阅读材料可知:AP?PC=PM?PN=3,
∴=.
解析分析:(1)由于AC过圆心,那么Q,A重合,R,C重合,可根据OP和半径的长求出PA,PC的长,即PQ,PR的长.由此可得出所求的结论;
(2)连接OA,不难得出OA∥PQ,那么可得出∠OAP=∠APQ,可先在直角三角形OAP中,求出∠OAP的度数和AP的长,进而可在直角三角形APQ中求出PQ的长,同理可求出PR的长,即可求出所求的结论;(本题还可通过证△ADP和△PAQ相似,得出的值,同理可连接CD得出的值)
(3)本题要通过相似三角形来求解.过点A作直径交⊙O于点E,连接EC,通过相似三角形△AEC∽△PAQ,得出关于AC,PQ,AE,AP的比例关系式,同理可求出AC,PR,AE,PC的比例关系式,两式联立可得出的表达式,然后根据相交弦定理即可证得所求的结论.
(第二种证法和(2)的第二种求法完全相同.)

点评:本题主要考查了相似三角形和相交弦定理的应用,根据相似三角形得出与所求相关的线段成比例是解题的关键.
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