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万变不离“教材”之宗

2020-06-13

初中生世界 2020年19期
关键词:平分过点切线

文 丁 云

教材既是中考命题的主要依据,又是中考题的基本来源。翻阅历年的中考题,我们不难看到教材例题的身影。为此,回归教材,重视典型例题的价值挖掘,将有限的例题扩展到无限的考题中去,就显得尤为重要。

一、教材原题再现

(苏科版教材九年级上册第67页例3)如图1,AB是⊙O的直径,弦AD平分∠BAC,过点D的切线交AC于点E。DE与AC有怎样的位置关系?为什么?

【解析】DE与AC互相垂直。由于切线过⊙O上的点D,因此连接OD,通过等腰三角形“等边对等角”,由OD=OA,得到∠OAD=∠ODA。通过 AD 平分∠BAC,借由等量代换,得到∠CAD=∠ODA,从而OD∥AC。此时可以根据直线与圆相切的性质,由DE是⊙O的切线,得到 DE⊥OD,因此∠DEA=∠ODE=90°,于是DE⊥AC。

二、纵向延伸——“垂线”“角平分线”互换

例1如图2,AB是⊙O的直径,点C在⊙O上,AD垂直于过点C的切线,垂足为D,CE垂直于AB,垂足为E。延长DA交⊙O于点F,连接FC,FC与AB相交于点G,连接OC。

(1)求证:CD=CE;

(2)若AE=GE,求证:△CEO是等腰直角三角形。

【解析】(1)如图3,连接AC,根据切线的性质和已知得AD∥OC,得∠DAC=∠ACO。因为OC=OA,所以∠CAO=∠ACO,所以∠DAC=∠CAO。根据“AAS”证明△CDA≌△CEA,可得结论。

(2)证法一(等腰三角形性质):根据△CDA≌△CEA,得∠DCA=∠ECA,由等腰三角形“三线合一”,圆的性质等得∠F=∠ACE=∠DCA=∠ECG,在直角三角形中得∠F=∠DCA=∠ACE=∠ECG=22.5°,所以∠AOC=2∠F=45°,所以△CEO是等腰直角三角形;

证法二(平角定义):设∠F=x,则∠AOC=2∠F=2x,根据平角的定义得∠DAC+∠EAC+∠OAF=180°,则3x+3x+2x=180°,x=22.5°,所以∠AOC=2x=45°,所以△CEO是等腰直角三角形。

【点评】本题用“AD垂直于过点C的切线”替代了“弦AD平分∠BAC”,通过全等得到角之间的关系,具有一定的隐藏性。本题相等的角较多,我们要注意各角之间的关系,注意掌握数形结合思想的应用,由数至形。第二问在原题基础上做了延伸,将等腰三角形和等腰直角三角形的判定与性质融入其中,将角平分线的条件隐藏在等腰三角形的“三线合一”中,让题目更具趣味。

三、双向延伸——增设条件

例2如图4,PA、PB是⊙O的切线,A、B为切点,连接AO并延长,交PB的延长线于点C,连接PO,交⊙O于点D。

(1)求证:PO平分∠APC;

(2)连接DB,若∠C=30°,求证:DB∥AC。

【解析】(1)如图5,连接OB,因为OA⊥PA,OB⊥PB,根据切线长定理得OA=OB,所以PO平分∠APC。

(2)先根据有一个角是60°的等腰三角形证明△ODB是等边三角形,得到∠OBD=60°,再由∠DBP=∠C,即可得到DB∥AC。

【点评】本题在教材原题的基础上强化条件,增设了一条切线,表面上是增加了一组条件,其实质是将原题中已知“弦AD平分∠BAC”和求证“DE与AC互相垂直”进行条件与结论的互换,在求解中知识点也有所增补,用到切线长定理。第二问中解题的关键是判断出△ODB是等边三角形,由角之间的关系证明平行,本质上又回到了教材例题中所隐藏的平行。

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