正方形ABCD的边AB是⊙O的弦,CF切⊙O于点E,交AD于点F,且切点E在正方形的内部,AE,BE的长是方程x2-3x+m=0两个实根.(1)当AB是⊙O的直径时(

发布时间:2020-08-05 20:55:49

正方形ABCD的边AB是⊙O的弦,CF切⊙O于点E,交AD于点F,且切点E在正方形的内部,AE,BE的长是方程x2-3x+m=0两个实根.
(1)当AB是⊙O的直径时(如图),
①用含m的代数式表示AB的长;
②求m的值和AF的长;
(2)当AB不是⊙O的直径时,△ABE能否与以B、C、E为顶点的三角形相似?请说明理由,若相似,求AE+AB的长.

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解:(1)①根据题意,有AE,BE的长是方程x2-3x+m=0两个实根,
则AE+BE=3,AE?BE=m;
又有AB是⊙O的直径,可得AB2=AE2+BE2,
化简可得:AB2=(AE+BE)2-2AE?BE=9-2m,
故AB=;
②连接OC、OF,分别交BE、AE于M、N,连接OE;
∵CE、CB都是⊙O的切线,
∴∠ECO=∠BCO,∠OEC=∠OBC=90°,
∴∠EOC=∠BOC,
∴OM垂直平分BE,即OM⊥BE、EM=BM,
又∵O是AB的中点,∴OM是△ABE的中位线,即AE=2OM;
△ABE和△BMC中:
AB=BC,∠AEB=∠BMC=90°,∠CBM=∠EAB(弦切角定理),
∴△AEB≌△BMC,即MC=BE=2BM=4OM;
设OM=x,则AE=BM=2x,BE=MC=4x,
∵AE+BE=3,即2x+4x=3,故x=,
∴AE=1,BE=2,m=AE?E=2,AB=;
同理可证得ON是△ABE的中位线,则ON∥BE,∠AOF=∠ABE,
∴tan∠AOF=tan∠ABE=,即AF=OA=AB=.

(2)由于CF切⊙O于E,则∠CEB=∠EAB;
∵点E在正方形ABCD的内部,
∴AE、BC不平行,即∠AEB≠∠CBE;
若△ABE能否与以B、C、E为顶点的三角形相似,
则必有∠AEB=∠ECB,此时:
,即BE2=AB2,BE=AB;
所以△ABE可以与以B、C、E为顶点的三角形相似,此时BE等于正方形的边长;
那么AE+AB=AE+BE=3.

解析分析:(1)①根据圆周角定理知∠AEB=90°,则△ABE是直角三角形,利用韦达定理及勾股定理即可得到AB的表达式;
②连接OC,交BE于M,由切线长定理知∠ECO=∠BCO,即∠EOC=∠BOC,那么由垂径定理即可得到OC垂直平分BE;由于AB=BC,易证得△BMC≌△AEB,则BE=CM=2BM,由此可得到BM、OM、MC的比例关系式,由于OM=AE(三角形中位线定理),根据AE+BE的值,即可求得OM、MC的长,从而得到AE、BE的值,也就能求出m的值和AB的长;
连接OF,交AE于N,同上可证得OF垂直平分AE,则ON是△ABE的中位线,那么∠AOF和∠ABE的正切值相等,已知了OA的长,即可得到AF的长.
(2)由于CE切⊙O于E,由弦切角定理知∠CEB=∠EAB,由于E在正方形内部,即AE不与BC平行,所以∠AEB与∠EBC不相等,若两三角形相似,只有∠AEB=∠ECB,可得BE2=AB?BC=AB2,即BE与正方形的边长相等,因此两个三角形有可能相似,且此时AE+AB=AE+BE=3.

点评:此题考查了正方形的性质、切线的性质、弦切角定理、垂径定理、三角形中位线定理以及全等三角形、相似三角形的判定和性质等重要知识点,理清图中线段、角之间的关系是解答此题的关键.
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