阶段方法技巧训练(一)
专训
2
垂径定理的四种
应用技巧
习题课
垂径定理的巧用主要体现在求点的坐标、解
决最值问题、解决实际问题等.解题时,巧用弦
的一半、圆的半径和圆心到弦的垂线段三条线段
组成的直角三角形,然后借助勾股定理,在这三
个量中知道任意两个,可求出第三个.
1
技巧
巧用垂径定理求点的坐标
1
.如图所示,在平面直角坐标系中,点
A
的坐标是
(10
,
0)
,点
B
的坐标是
(8
,
0)
,点
C
,
D
在以
OA
为直径的半圆
M
上, 且四边形
OCDB
是平行四
边形,求点
C
的坐标.
如图,连接
CM
,作
MN
⊥
CD
于
N
,
CH
⊥
OA
于
H
.
∵
四边形
OCDB
为平行四边形,
B
点的坐标是
(8
,
0)
,
∴
CD
=
OB
=
8
,
CN
=
MH
,
CH
=
MN
.
又∵
MN
⊥
CD
,
∴
CN
=
DN
=
CD
=
4.
易知
OA
=
10
,∴
MO
=
MC
=
5.
在
Rt△
MNC
中,
MN
=
∴
CH
=
3
,又
OH
=
OM
-
MH
=
5
-
4
=
1.
∴
点
C
的坐标为
(1
,
3)
.
解
:
2
技巧
巧用垂径定理解决最值问题
(
对称思想
)
2
.如图,
AB
,
CD
是半径为
5
的⊙
O
的两条弦,
AB
=
8
,
CD
=
6
,
MN
是直径,
AB
⊥
MN
于点
E
,
CD
⊥
MN
于点
F
,
P
为直线
EF
上的任意一点,求
PA
+
PC
的最小值.
解
:
如图,易知点
C
关于
MN
的对称点为点
D
,连接
AD
,交
MN
于点
P
,连接
PC
,
易知此时
PA
+
PC
最小且
PA
+
PC
=
AD
.
过点
D
作
DH
⊥
AB
于点
H
,
连接
OA
,
OC
.
易知
AE
=
4
,
CF
=
3
,
由勾股定理易得
OE
=
3
,
OF
=
4
,
∴
DH
=
EF
=
7
,又
AH
=
AE
+
EH
=
4
+
3
=
7.
∴
AD
=
7 .
即
PA
+
PC
的最小值为
7 .
本题运用了
转化思想
,将分散的线段转化为同一直线上的一条线段,然后运用勾股定理求出线段的长度.
3
技巧
巧用垂径定理计算
3
.如图,
CD
为⊙
O
的直径,
CD
⊥
AB
,垂足为点
F
,
AO
⊥
BC
,垂足为
E
,
BC
=
2 .
(1)
求
AB
的长;
(2)
求⊙
O
的半径.
解
:
(1)
连接
AC
,
∵
CD
为⊙的直径,
CD
⊥
AB
,
∴
AF
=
BF
,
∴
AC
=
BC
.
延长
AO
交⊙
O
于
G
,
则
AG
为⊙
O
的直径,又
AO
⊥
BC
,
∴
BE
=
CE
,
∴
AC
=
AB
.
∴
AB
=
BC
=
2 .
(2)
由
(1)
知
AB
=
BC
=
AC
,
∴△
ABC
为等边三角形,
∵
AE
⊥
BC
,
∴∠
EAB
=∠
CAE
=
∠
CAB
=
30°.
即∠
OAF
=
30°
,
在
Rt△
OAF
中,
AF
=
,
易得
OA
=
2
,即⊙
O
的半径为
2.
4
技巧
巧用垂径定理解决实际问题
(
建模思想
)
4
.某地有一座拱桥,它的桥拱是圆弧形,桥下的
水面宽度为
7.2
米,拱顶高出水面
2.4
米,现有
一艘宽
3
米,船舱顶部为长方形并高出水面
2
米
的货船要经过这里,此货船能顺利通过这座拱
桥吗?
解
:
如图,设圆弧形桥拱
AB
所在圆的圆心为
O
,
连接
OA
,
OB
,作
OD
⊥
AB
于点
D
,
交
⊙
O
于点
C
,交
MN
于点
H
,
由垂径定理可知,
D
为
AB
的中点.
设
OA
=
r
米,则
OD
=
OC
-
DC
=
(
r
-
2.4)
米,
AD
=
AB
=
3.6
米.
在
Rt△
AOD
中,
OA
2
=
AD
2
+
OD
2
,
即
r
2
=
3.6
2
+
(
r
-
2.4)
2
,
解得
r
=
3.9.
在
Rt△
OHN
中,
OH
=
=
3.6(
米
)
.
所以
FN
=
DH
=
OH
-
OD
=
3.6
-
(3.9
-
2.4)
=
2.1(
米
)
.
因为
2.1
米>
2
米,所以此货船能顺利通过这座拱桥.