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圆的开放探索型问题例

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近年来,圆的开放探索问题已成为中考的热点,为帮助同学们掌握这类题的解法,本文就2006年圆的开放探索型问题进行分类解析。

一、条件开放型

条件开放,是指问题没有确定的已知条件或已知条件不充分,解决这类问题的基本思路是:从结论入手,逐步探求使结论成立的条件。

例1 (湖北省武汉市中考题)如图,ABC内接于O,要使过点A的直线EF与O相切于点A,则图中的角应满足的条件是_______(只填一个即可),

分析与解本例是条件开放型问题,要使过点A的直线EF与O相切于点A,只需图中的角满足∠B=∠CAF(或∠BCA=∠BAE),这是因为,当∠B=∠CAF(或∠BCA=∠BAE)时,可证OAEF,由圆的切线的判定定理可得,EF与O相切,证明OA_LEF的过程如下:连OA、OC,过O作ODAC,垂足为D,交O于Ⅳ,则由垂径定理可得AH=HC=1/24c,从而B=∠AOD,因为∠AOD+∠OAD=90°,所以∠B+∠OAD=90°,若∠B=∠CAF,则∠CAF+∠OAD=90°,因此直线EF是O的切线,当∠BCA=∠BAE时,可用同法证明,请读者自己完成,

二、结论开放型

结论开放,是指问题的结论不确定或答案不唯一,解决这类问题的基本思路是:从条件出发,结合相关知识,寻求结论。

例2 (江苏省盐城市中考题)已知AB为O的直径,P为AB的中点。

(1)若O与O外切于点P(见图甲),AP,BP的延长线分别交O’于点C、D,连接CD,则APCD是________三角形。

(2)若O’与O相交于点P、Q(见图乙),连接AQ、BQ并延长分别交O’于点E、F,请选择下列两个问题中的一个作答:

问题一:判断PEF的形状,并证明你的结论;

问题二:判断线段AE与BF的关系,并证明你的结论。

我选择问题_______,结论:_________。

分析与解 (1)因为AB为O的直径,所以∠APB=90°,所以∠CPD=90°,即PCD是直角三角形,又因为P为AB的中点,所以∠PAB=∠PBA=45°,过P作两圆的内公切线EF,则∠PDC=∠CPF=∠APE=∠PBA=45°,同理∠PCD=∠PAB=45°,所以∠PCD=∠PDC,因此PCD是等腰直角三角形。

(2)问题一的结论为:PEF是等腰直角三角形,

连接PA、PB,因为P为AB的中点,所以PA=PB,又因为AB是O的直径,所以∠AQB=∠EQF=90°,所以EF是O的直径,所以∠EPF=90°,在APE和BPF中,PA=PB,∠PBF=∠PAE,∠APE=90°+∠EPB=∠BPF,所以APE≌BPF,所以PE=PF,因此PEF是等腰直角三角形。

问题二的结论为:AE=BF,且AEBE由问题一的证明过程可知,∠AOB=90°,且APE≌BPF,所以AEBF,且AE=BF。

三、条件和结论全开放型

条件和结论全开放,是指问题的条件和结论都不确定,解决这类问题的基本思路是:认真分析题设条件,结合图形,选择恰当的条件,使某些结论成立,并予以证明。

例3 (宁夏回族自治区中考题)如图,点A、B、D、E在圆上,弦AE的延长线与弦BD的延长线相交于点C,给出下列三个条件:①AB是圆的直径:②D是BC的中点;③AB=AC,请在上述条件中选取两个作为已知条件,剩下的第三个作为结论,写出一个你认为正确的命题,并加以证明。

分析与解根据题设和图形,认真分析给出的三个条件,不难发现,选取三个条件中的任两个作为题设,剩下的第三个作为结论都能组成正确的命题,因而可得三个正确的命题:

命题一的条件为AB是圆的直径,D是BC的中点,结论为AB=AC。

命题二的条件为AB是圆的直径,AB=AC,结论为D是BC的中点,

命题三的条件为AB=AC,D是BC的中点,结论为AB是圆的直径,

现以命题一为例进行证明,请读者自己证明命题二和命题三,连结AD,因为AB是圆的直径,所以∠ADB=90°,因为D是BC的中点,所以BD=DC,所以AD垂直平分BC,由线段垂直平分线的性质可得AB=AC。