设AB为⊙O的直径,C是⊙O上一点,过点C作⊙O的切线交直线AB于点D,设⊙O的半径是2,当△ACD是等腰三角形时,它的面积是________.
网友回答
3或
解析分析:分两种情况考虑:(i)当AC=CD时,根据题意画出相应的图形,如图所示,连接OC,BC,过C作CE⊥AD,由CD为圆O的切线,根据弦切角等于夹弧所对的圆周角可得出∠DCB=∠CAD,由AC=CD,利用等边对等角可得∠CDA=∠CAD,等量代换得到∠BCD=∠CDA,由∠CBO为三角形BCD的外角,∠COB为三角形AOC的外角,利用外角性质及等量代换可得∠CBO=∠COB,利用等角对等边可得BC=OC,又OC=OB,可得三角形BOC为边长为2的等边三角形,求出等边三角形的高CE的长,同时得到DB=OB=OA=2,可得AD的长,由AD及AD边上的高CE,利用三角形的面积公式即可求出三角形ACD的面积;
(ii)当AC=AD时,根据题意画出相应的图形,连接BC,OC,过C作CM⊥BD,由CD为圆O的切线,根据切线的性质得到OC与CD垂直,得到一个直角,再由直径所对的圆周角为直角得到一个直角,根据同角的余角相等可得∠ACD=∠OCB,再利用外角性质及等量代换可得∠CAO=∠COA,利用等角对等边可得CO=CA,由OA=OC,可得三角形AOC为边长为2的等边三角形,求出等边三角形的高CM,同时求出AB及BD的长,由三角形BCD的面积减去三角形ABC的面积可求出三角形ACD的面积.
解答:分两种情况考虑:
(i)当AC=CD时,根据题意画出图形如下:
连接OC,BC,过C作CE⊥AD,
∵CD为圆O的切线,
∴∠DCB=∠CAD,
又∵AC=CD,
∴∠CDA=∠CAD,
∴∠BCD=∠CDA,
∵∠OBC为△BCD的外角,
∴∠OBC=∠BCD+∠CDA=2∠CDA,
∵OA=OC,
∴∠OCA=∠CAD,
∵∠BOC为△AOC的外角,
∴∠BOC=∠OCA+∠CAD=2∠CAD,
∴∠CBO=∠COB,
∴CO=CB,又OC=OB,
∴OC=OB=BC,又圆O的半径是2,
∴△OBC为边长为2的等边三角形,
∴CE=×2=,DB=OB=OA=2,
∴AD=DB+OB+OA=6,
此时S△ACD=AD?CE=3;
(ii)当AC=AD时,根据题意画出相应的图形,
连接BC,OC,过C作CM⊥BD,
∵AC=AD,∴∠ACD=∠D,
∵∠CAO为△ACD的外角,
∴∠CAO=∠ACD+∠D=2∠ACD,
又∵CD为圆O的切线,
∴OC⊥CD,
∴∠OCD=90°,
∴∠OCA+∠ACD=90°,
又AB为圆O的直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠OCA+∠OCB=90°,
∴∠ACD=∠OCB,
又∵OB=OC,
∴∠OCB=∠OBC,
∴∠ACD=∠OBC,
又∵∠COA为△BOC的外角,
∴∠COA=∠OCB+∠OBC=2∠OBC,
∴∠CAO=∠COA,
∴CO=CA,又OA=OC,
∴OC=OA=AC,又OC=2,
∴△AOC为边长为2的等边三角形,
∴CM=×2=,BO=AO=AD=2,
∴AB=4,BD=6,
∴S△ACD=S△BCD-S△ABC=BD?CM-AB?CM=3-2=,
综上,△ACD的面积为3或.
故