朱國華
計(jì)算圓中線段的長度是中考??碱}型,是對圓的性質(zhì)、三角函數(shù)、相似三角形、勾股定理等知識的綜合運(yùn)用。此類題目屢考屢新,但我們只需掌握兩個解題策略,便能以不變應(yīng)萬變。
策略一:借助解直角三角形
1.利用勾股定理求解
例1 如圖1,在Rt△ABC中,AC=8,BC=6,點(diǎn)O是AC上一點(diǎn),以O(shè)為圓心,OC為半徑作⊙O,⊙O與AB相切于點(diǎn)D。求AO的長。
【解析】如圖2,連接OD。在Rt△ABC中,AB=[82+62]=10。因?yàn)镺C⊥BC,所以BC是⊙O的切線。又因?yàn)锽D也是⊙O的切線,所以BD=BC=6,所以AD=10-6=4,且∠ADO=90°。設(shè)AO=x,則有OD=OC=8-x。在Rt△ADO中,有AD2+OD2=AO2,所以42+(8-x)2=x2,解得x=5,所以AO=5。
【點(diǎn)評】將已知量和未知量集中到直角三角形中求解,是求線段長度常用的方法。本題由切線產(chǎn)生直角,形成直角三角形,建立線段關(guān)系,為用勾股定理求線段長度提供了可能性。
2.利用三角函數(shù)求解
例2 如圖3,四邊形ABCD內(nèi)接于⊙O,AD是⊙O的直徑,連接AC,sin∠BAC=[13],AD=6,求BC的長。
【解析】如圖4,作直徑BE,連接EC。因?yàn)锽E是直徑,所以∠BCE=90°,且BE=AD=6。因?yàn)閟in∠BAC=[13],所以sin∠BEC=[13]。在Rt△BCE中,sin∠BEC=[BCBE],則有BC=BE·sin∠BEC=6×[13]=2。
【點(diǎn)評】本題通過“直徑所對的圓周角是直角”構(gòu)造直角三角形,建立邊角關(guān)系,再利用三角函數(shù)求解。例1由切線產(chǎn)生直角,例2由直徑產(chǎn)生直角。其實(shí),“垂徑定理”“切線長定理”中也有直角,希望同學(xué)們注意。
策略二:借助相似三角形
例3 如圖5,⊙O是△ABC的外接圓,點(diǎn)O在BC邊上,∠BAC的平分線交⊙O于點(diǎn)D,連接BD、CD,過點(diǎn)D作DP∥BC,與AC的延長線交于點(diǎn)P。當(dāng)AB=5,AC=12時,求線段PC的長。
【解析】在Rt△ABC中,BC=[AB2+AC2]
=13。由AD平分∠BAC,可知BD=DC,進(jìn)而可求得BD=DC=[1322]。因?yàn)镈P∥BC,所以∠ACB=∠P。又因?yàn)椤螦CB=∠ADB,所以∠P=∠ADB。由于四邊形ABDC是⊙O內(nèi)接四邊形,則有∠DCP=∠ABD,所以△ABD∽△DCP,得[ABCD]=[BDCP],即[51322]=[1322CP],解得CP=[16910]。
【點(diǎn)評】把已知線段和未知線段集中到兩個相似三角形中,利用對應(yīng)邊成比例列方程求解,是求線段長度常用的方法。和圓有關(guān)的圖形中,經(jīng)常隱藏很多等角,存在著相似三角形,這就需要同學(xué)們用敏銳的眼光去發(fā)現(xiàn)、構(gòu)造相似三角形,建立線段之間的關(guān)系,尋求問題的解決方法。
對于較復(fù)雜的圓中線段求解問題,常需對求解線段進(jìn)行轉(zhuǎn)化,靈活運(yùn)用這兩種策略,分而破之。希望同學(xué)們手持這兩把利劍,讓圓中線段求解問題迎刃而解。
(作者單位:江蘇省鹽城市初級中學(xué))