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[组图]切线的判定方法

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一、知识要点:
1、切线的判定:
  我们知道,当直线和圆有唯一公共点时,叫做直线和圆相切,这时的直线叫做圆的切线,唯一的公共点叫做切点.这里“有唯一公共点”是有一个且只有一个公共点,即说明“存在性”又说明“唯一性”.
  按此定义,如果设⊙O的半径为r,圆心O到直线的距离为d,那么直线与⊙O相切
  那么如何判定一条直线是圆的切线呢?
  切线的判定定理:经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线.
  定理的题设是:一条直线满足:(1)过半径OA的外端点A;(2)垂直于半径OA;
  结论是:这条直线是圆的切线,如图-1.

2、切线的判定方法:
  (1)和圆只有一公共点的直线是圆的切线;
  (2)圆心到直线的距离等于半径的直线是圆的切线;
  (3)经过半径的外端且与半径垂直的直线是圆的切线;
    所以判定切线有三种方法,证题中常用后两种方法,且往往需要添加辅助线.

3、添加辅助线的方法:
  (1)如果已知直线经过圆上一点,那么连结这点和圆心得到半径,再证所作半径与这条直线垂直.即“连
    半径,证垂直”;
  (2)如果已知条件中不知直线与圆是否有公共点,那么过圆心作直线的垂线段,再证明垂线段的长等于
    半径,即“作垂直,证半径”.

二、例题分析:
  1. 如图-2,△ABC内接于⊙O,D为AB延长线上一点,且∠DCB=∠A,求证:CD是⊙O的切线.
                    
  分析与解答:要证CD是⊙O切线,且已知公共点C,所以连结OC,用判定定理,只需OC⊥CD,
        即证:∠OCB+∠DCB=90°,要证直角可利用直径所对圆周角是直角,所以
        作直径CE,连结BE,则∠CBE=90°
        ∴∠E+∠OCB=90°
        ∵∠A=∠E,∠DCB=∠A
        ∴∠DCB+∠OCB=90°
        ∴OC⊥CD
        ∴CD是⊙O切线.
  说明:此题也可采用圆周角定理:如图-3
     设∠A=∠DCB=x,则
     ∠BOC=2x
     ∵OB=OC
     
     ∴∠OCB+∠DCB=90°
     ∴OC⊥CD,即CD是⊙O切线.

  2. 如图-4,△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O交BC于D,DE⊥AC于E,求证:DE是⊙O的切线.
  分析与解答:要证DE是⊙O切线,且已知公共点D,所以连结OD,只需证OD⊥DE即可,又已知DE⊥AE,
        所以需证:OD∥AC,所以:连结OD
        ∵OB=OD
        ∴∠B=∠ODB
        ∵AB=AC
        ∴∠B=∠C
        ∴∠ODB=∠C
        ∴OD∥AC
        又∵DE⊥AC
        ∴OD⊥DE
        ∴DE是⊙O的切线.
  说明:此题中证明OD∥AC,还有另外方法:
     如连结AD,∵AB是⊙O直径,∴AD⊥BC
     ∵AB=AC
     ∴BD=CD
     又∵OB=OA
     ∴OD∥AC
     又∵DE⊥AC
     ∴OD⊥DE
     ∴DE是⊙O切线.

  3.如图-5,△ABC中,∠ACB=90°,以AC为直径的⊙O,交AB于D,E为BC中点.求证:DE是⊙O切线.
  分析与解答:要证DE是⊙O切线,且已知公共点D,所以连结OD,只需证∠ODE=∠OCB=90°即可
        从而证明:△ODE≌△OCE,连结OD,OE
        ∵OA=OC,E为BC中点
        ∴OE∥AB
        ∴∠DOE=∠ADO
        ∠COE=∠A
        ∵OA=OD
        ∴∠A=∠ADO
        ∴∠DOE=∠COE
        ∵OD=OC
        OE=OE
        ∴△DOE≌△COE
        ∴∠ODE=∠OCE
        ∵∠ACB=90°
        ∴∠ODE=90°
        ∴DE是⊙O的切线.
  此题证明∠ODE=∠OCE还有另外证法
  连结OD,CD
  ∵AC是⊙O直径
  ∴CD⊥AB
  ∵E为BC中点
  ∴ED=EC
  ∴∠EDC=∠ECD
  又∵OD=OC
  ∴∠ODC=∠OCD
  ∴∠EDC+∠ODC=∠ECD+∠OCD
  ∴∠ODE=∠OCE=90°
  ∴DE是⊙O的切线.

  4.如图-7,P点是∠AOB的平分线OC上一点,PE⊥OA于E,以P为圆心,PE为半径作⊙P.
  求证:⊙P与OB相切.
  分析与解答:要证OB是⊙P的切线,且不知道是否有公共点
        所以作PF⊥OB于F,只需证PF=PE即可
        作PF⊥OB于F
        ∵OP平分∠AOB,且PE⊥OA
        ∴PF=PE,∴OB是⊙P的切线.

  5. 如图-8,梯形ABCD中,AD∥BC,∠C=∠D=90°,且AD+BC=AB.
      求证:以AB为直径的⊙O与CD相切.
  分析与解答:要证CD与⊙O相切,且不知CD与⊙O是否有公共点,所以需作OM⊥CD,
        只需证即可.
        作OM⊥CD于M
        ∵∠C=∠D=90°
        ∴AD∥OM∥BC
        又∵OA=OB
        ∴DM=CM
        
        又∵AD+BC=AB
        
        ∴CD是⊙O的切线.

  6. 已知:⊙O及⊙O外一点P,求作:直线m,使得直线m过P点且与⊙O相切.
  分析与解答:假定过点P的直线m与⊙O相切于点A,则OA⊥m
        即在⊙O上取一点A,使∠PAO=90°
        直线PA为所求m,从而利用直径所对圆周角为直角构造
        作法:
        连结OP,使OP为直径作圆交⊙O于点A
        则直线PA为所求

  7.已知:如图, AB是半圆O的直径,D是AB延长线上的一点,AE⊥DC,交DC的延长线于点E,交半圆O于点F,且C为的中点.
  (1)求证:DE是半圆O的切线;
  (2)若∠BCD=, 求证:∠EAC=∠D.
  证明:(1)连接OC,
       ∵C为的中点,∴.∴∠1=∠2.
       ∵OA=OC, ∴∠3=∠2. ∴∠1=∠3.
       ∴OC∥AE.
       ∵AE⊥DE, ∴∠E=90°.
       ∴ ∠DCO=∠E=90°, 即DE⊥OC,
       又OC为半圆O的半径,
       ∴ DE是半圆O的切线.
     (2)∵ AB是⊙O的直径, ∴ ∠ACB=90°.
       ∵ ∠BCD=30°,且∠ECA+∠ACB+∠BCD=180°, ∴ ∠ECA=60°.
       ∵ ∠E=90°,∴ ∠1=30°.
       ∴ ∠EAD=2∠1=60°. ∴∠D=30°.
       ∴ ∠1=∠D. 即∠EAC=∠D.

  8.如图,是以为直径的上一点,于点,过点的切线,与的延长线相交于点的中点,连结并延长与相交于点,延长的延长线相交于点
  (1)求证:
  (2)求证:的切线;
  (3)若,且的半径长为
    求的长度.
  (1)证明:的直径,的切线,
      
       又
       易证
      
      
       的中点,
      
  (2)证明:连结
       的直径,
       在中,由(1),
       知是斜边的中点,
      
       又
       的切线,
       的切线.
  (3)解:过点于点
      由(1),知
      由已知,有,即是等腰三角形.
      ,即
     
      四边形是矩形,
      ,易证
      ,即
      的半径长为
      .解得
     
      在中,,由勾股定理,得
      .解得(负值舍去).
      [或取的中点,连结,则.易证
      ,故
      由,易知
      由,解得
      又在中,由勾股定理,得(舍去负值).]

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