這是上海中考數學的一道壓軸題。與圓内接正多邊形有關,題型還是比較少見的。題目是這樣的:
已知⊙O的直徑AB=2,弦AC與弦BD交于點E,且OD⊥AC,垂足為點F.
(1)如圖1, 如果AC=BD,求弦AC的長;
(2)如圖2,如果E為弦BD的中點,求∠ABD的餘切值;
(3)聯結BC, CD, DA,如果BC是⊙O的内接正n邊形的一邊,CD是⊙O的内接正(n+4)邊形的一邊,求△ACD的面積.
很多時候,就算是中考的壓軸題第一小題也是送分題,但這道題從第一小題開始,就沒有那麼容易,至少不算是送分題吧。【】内為注釋:
解:(1)連接BC,CD,則BC⊥AC,【因為角ACB是直徑AB所對的圓周角,所以是直角】
又OD⊥AC,∴BC//OD.【平面内垂直于同一直線的兩條直線互相平行】
∵AC=BD,∴弧AC=弧BD,【等弦對等劣弧】
∴弧AD=弧BC,【上面兩弧同時減去弧CD得到的】
∴∠ABD=∠BAC=∠BDC,【前面是等弧對等角,後面是同弧BC對等角】
∴CD//AB,【内錯角相等,兩直線平行】
∴BC=OD=AB/2=1,【BC=OD,是因為平行線間的平行線段相等】
在Rt△ABC中,AC=根号(AB^2-BC^2)=根号3.
(2)連接AD,OE,則
這次我們需要連接AD和OE,那麼AD//OE, 且AD=2OE,【三角形中位線定理】
三角形AFD相似于三角形EFO,∴OF/DF=OE/AD=1/2,∴DF=2OF,
又OF+DF=OD=AB/2=1, ∴DF=2/3,OF=1/3,
在Rt△AOF中,AF^2=OA^2-OF^2=8/9,
在Rt△ADF中,AD=根号(AF^2+DF^2) =2倍根号3/3,
在Rt△ABD中,BD=根号(AB^2-AD^2)=2倍根号6/3.
【連用三次勾股定理,見證了勾股定理的強大了嗎?】
∴cot∠ABD=BD/AD=根号2.
(3)如圖:∵OD⊥AC,∴CD=AD,【垂徑定理】
∴∠ADO=∠DAO=90度-180度/(n+4), 【利用正n+4邊形的内角公式,以及“中心與頂點的連線平分頂角”的定理】
在Rt△ADF中,∠DAF=90度-∠ADO=180度/(n+4),【直角三角形兩個銳角互餘的定理】
∵∠ACB=90度, ∴BC//OD,
∴∠AOD=∠ABC=90度-180度/n. 【兩直線平行,同位角相等】
在Rt△AOF中,∠OAF=90度-∠AOD=180度/n,
由∠OAF+∠DAF=∠DAO, 有
180度/n+180度/(n+4)=90度-180度/(n+4),
解得:n=4.【舍去不合理的解n=-2】
AC=BC=AB/根号2=根号2,
OF=BC/2=根号2/2,
DF=OD-OF=1-根号2/2,
S△ACD=DF·AC/2=(根号2-1)/2.
怎麼樣?你自己做出來了嗎?
有話要說...