基本圖形分析法:弦切角問題怎樣思考(九)

例46如圖4-135,已知:△ABC中,D是BC的中點,E、F是AB、AC上的點,且滿足DE=DF=DB,AG是過A、E、F三點所作的⊙O的直徑。求證:DF、DE是⊙O的切線。

基本圖形分析法:弦切角問題怎樣思考(九)

圖4-135

分析:本題的條件中出現了AG是⊙O的直徑,所以可應用半圓上的圓周角的基本圖形的性質進行證明,由於現在圖形中是有直徑AG,有半圓上的點F(或E),而沒有圓周角,所以應將圓周角添上,也就是聯結GF(如圖4-136),可得∠GFA=90°,而我們現在要證明的結論是DF與⊙O相切,由於DF與⊙O已經有一個公共點F,所以F點就是切點,而FG就是過切點的弦,從而就可以應用弦切角的基本圖形的性質進行證明,也就是要證DF與⊙O相切,就可以轉化為證∠DFG=∠FAG。

基本圖形分析法:弦切角問題怎樣思考(九)

圖4-136

由條件DF=DB=DC,出現了邊BC上的中線DF等於這條邊的一半,所以可應用直角三角形斜邊上的中線的基本圖形的性質進行證明。於是聯結BF(如圖4-137),由DF=DB,可得∠DFB=∠DBF,由DF=DC,可得∠DFC=∠DCF而這四個角的和為180°,所以就有∠BFC=∠DFB+∠DFC=90°,或者也可由DF=DB=DC,得到F必定在以BC為直徑的圓上,從而也可得∠BFC=90°,BF⊥AC。從而就可得GF和BF重合,BF就是△ABC的一條高。根據同樣的道理,聯結EG、EC後(如圖4-138),也可證明GE⊥AB,CE⊥AB,GE和CE重合,CE是△ABC的另一條高,那麼BF和CE的交點G就是△ABC的垂心。

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圖4-137

由於我們要證的性質是∠DFG=∠FAG,而我們已經證得∠DFG=∠DBF,所以問題就成為要證∠DBF=∠FAG。但由BF⊥AC,可得∠DBF+∠ACB=90°,所以問題又進一步轉化成要證∠FAG+∠ACB=90°,也就是要證AG⊥BC。由於我們已經證明G是△ABC的垂心,所以根據三角形垂心的定義,延長AG交BC於K後(如圖4-138),可得AK也是△ABC的一條高,所以上述性質就可以證明。

基本圖形分析法:弦切角問題怎樣思考(九)

圖4-138

例47如圖4-139,已知:⊙O、⊙O′相交於A、B,CD是兩圓的外公切線,切點是C、D。求證:∠CAD+∠CBD=180°

基本圖形分析法:弦切角問題怎樣思考(九)

圖4-139

分析:本題條件中出現了CD是⊙O和⊙O′的外公切線,所以對每一個圓來講,CD都是這個圓的切線,所以就可應用弦切角的基本圖形的性質來進行證明。由CD與⊙O相切於C,CA是過切點的弦,但圖形中尚未出現弦切角∠DCA所夾的弧,即弧AC所對的圓周角,所以聯結AB(如圖4-140),可得∠DCA=∠ABC。而由CD與⊙O′相切於D和DA是過切點的弦,又可得∠CDA=∠ABD。而在△ADC中,有∠CAD+∠ACD+∠ADC=180°,所以由∠CAD+∠CBD=∠CAD+∠ABC+∠ABD=∠CAD+∠ACD+∠ADC=180°就可以證明結論。

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圖4-140


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