引言
圆压轴题是中考数学中常见且难度较高的题型,通常位于试卷的倒数第二题。这类题目综合性强,涉及圆的性质、几何证明和计算等多个方面。本文将结合近年来各省市中考题,深入解析圆压轴题的八大模型,帮助考生掌握解题技巧,提高解题能力。
模型一:弧中点的运用
1.1 模型概述
在圆中,若点C是弦AD的中点,且弦CE与弦AB相交于点E,则有以下结论:
- AP = CP = FP
- CH = AD
- AC² = AP·AD = CF·CB = AE·AB
1.2 实战解析
例题:如图,圆O中,点C是弦AD的中点,弦CE与弦AB相交于点E。
(1)证明:AP = CP = FP;
(2)证明:CH = AD;
(3)证明:AC² = AP·AD = CF·CB = AE·AB。
解析:
(1)由等弧所对的圆周角相等及同角或等角的余角相等得:CAD = BAE,CPE = PFC,所以AP = CP = FP。
(2)由垂径定理和弧中点的性质得,DC = AC·AH,再由弧叠加得:CH = AD。
(3)由共边角相似易证:ACE ≌ ABC,ACP ≌ ADC,ACF ≌ BCA,进而得AC² = AE·AB = AP·AD = CF·CB。
模型二:切割线互垂
2.1 模型概述
在直角三角形中,若以斜边为直径的圆与直角边相切,则切点与直角顶点的连线垂直于斜边。
2.2 实战解析
例题:如图,在直角三角形ABC中,点E是斜边AB上一点,以EB为直径的圆与AC相切于点D,与BC相交于点F。
(1)求证:DF⊥AC;
(2)求证:BD² = BC·BE;
(3)求证:AE² = AD·AB。
解析:
(1)由切线垂直于半径得:DF⊥AC。
(2)由切线定理得:BD² = BC·BE。
(3)由勾股定理和切割线定理得:AE² = AD·AB。
模型三:双切线组合
3.1 模型概述
在直角三角形中,若以直角边为直径的圆与斜边相切,则切点与斜边的两个端点连线互相垂直。
3.2 实战解析
例题:如图,在直角三角形ABC中,ABC = 90°,点A在斜边BC上,以AB为直径的圆与AC相切于点D,与BC相交于点E。
(1)求证:DE⊥AC;
(2)求证:AE² = AD·AB;
(3)求证:BE² = BC·CD。
解析:
(1)由切线垂直于半径得:DE⊥AC。
(2)由勾股定理和切割线定理得:AE² = AD·AB。
(3)由勾股定理和切割线定理得:BE² = BC·CD。
模型四:圆内接四边形
4.1 模型概述
在圆内,若四边形ABCD的对角互补,则该四边形为圆内接四边形。
4.2 实战解析
例题:如图,在圆O内,四边形ABCD中,∠A + ∠C = 180°,∠B + ∠D = 180°。
(1)证明:四边形ABCD为圆内接四边形;
(2)求证:AD·BC = AB·CD。
解析:
(1)由圆内接四边形的性质得:四边形ABCD为圆内接四边形。
(2)由圆内接四边形的性质得:AD·BC = AB·CD。
模型五:圆外切四边形
5.1 模型概述
在圆外,若四边形ABCD的对角互补,则该四边形为圆外切四边形。
5.2 实战解析
例题:如图,在圆O外,四边形ABCD中,∠A + ∠C = 180°,∠B + ∠D = 180°。
(1)证明:四边形ABCD为圆外切四边形;
(2)求证:AD·BC = AB·CD。
解析:
(1)由圆外切四边形的性质得:四边形ABCD为圆外切四边形。
(2)由圆外切四边形的性质得:AD·BC = AB·CD。
模型六:圆内接等腰三角形
6.1 模型概述
在圆内,若三角形ABC为等腰三角形,且底边BC为圆的直径,则顶点A在圆的直径上。
6.2 实战解析
例题:如图,在圆O内,三角形ABC为等腰三角形,底边BC为圆的直径。
(1)证明:顶点A在圆的直径上;
(2)求证:∠BAC = ∠BCA。
解析:
(1)由圆内接等腰三角形的性质得:顶点A在圆的直径上。
(2)由圆内接等腰三角形的性质得:∠BAC = ∠BCA。
模型七:圆外切等腰三角形
7.1 模型概述
在圆外,若三角形ABC为等腰三角形,且底边BC为圆的切线,则顶点A在圆的切线上。
7.2 实战解析
例题:如图,在圆O外,三角形ABC为等腰三角形,底边BC为圆的切线。
(1)证明:顶点A在圆的切线上;
(2)求证:∠BAC = ∠BCA。
解析:
(1)由圆外切等腰三角形的性质得:顶点A在圆的切线上。
(2)由圆外切等腰三角形的性质得:∠BAC = ∠BCA。
模型八:圆内接直角三角形
8.1 模型概述
在圆内,若三角形ABC为直角三角形,则斜边AB为圆的直径。
8.2 实战解析
例题:如图,在圆O内,三角形ABC为直角三角形。
(1)证明:斜边AB为圆的直径;
(2)求证:∠C = 90°。
解析:
(1)由圆内接直角三角形的性质得:斜边AB为圆的直径。
(2)由圆内接直角三角形的性质得:∠C = 90°。
总结
圆压轴题八大模型是中考数学中常见的题型,掌握这些模型和解题技巧对于提高解题能力至关重要。考生在复习过程中,应注重理解模型背后的原理,结合实际例题进行练习,以达到熟练掌握的目的。