11. 如图,已知DC为$\odot O$的直径,B为CD延长线上一点,AB为$\odot O$的切线,A为切点,且$AB=AC$。
(1)求$∠ ACB$的度数;
(2)若$\odot O$的半径为3,求劣弧$\overset{\frown}{AC}$的长。

答案:解:
(1) 连接OA,
∵ AB是$\odot O$的切线,A为切点,
∴ $OA⊥ AB$,即$∠ OAB=90°$。
∵ $AB=AC$,$OA=OC$,
∴ $∠ B=∠ ACB$,$∠ OAC=∠ ACB$。
设$∠ ACB=x$,则$∠ B=x$,$∠ OAC=x$,
∴ $∠ AOB=∠ OAC+∠ ACB=2x$。
在$\mathrm{Rt}△ OAB$中,$∠ B+∠ AOB=90°$,
即$x+2x=90°$,
解得$x=30°$,
∴ $∠ ACB=30°$。
(2) 由(1)得$∠ AOB=2×30°=60°$,
∴ $∠ AOC=180°-∠ AOB=120°$。
∵ $\odot O$的半径$r=3$,
∴ 劣弧$\overset{\frown}{AC}$的长$l=\frac{nπ r}{180}=\frac{120×π×3}{180}=2π$。
综上,(1) $∠ ACB=30°$;(2) 劣弧$\overset{\frown}{AC}$的长为$2π$。
解析:
【分析】
(1)解决圆的切线相关问题,常规思路是连接圆心与切点,利用切线性质得到垂直关系。本题先连接OA,可得∠OAB=90°;再结合AB=AC、OA=OC的等腰三角形条件,可推得多组相等的角,设∠ACB为x,利用三角形外角性质表示出∠AOB,最后在Rt△OAB中根据两锐角互余列方程,即可求解∠ACB的度数。
(2)先根据(1)的结论求出劣弧$\overset{\frown}{AC}$对应的圆心角∠AOC的度数,再代入弧长公式计算即可得到劣弧的长度。
【解析】
(1) 连接OA,
∵ AB是$\odot O$的切线,A为切点,
∴ $OA⊥ AB$,即$∠ OAB=90°$。
∵ $AB=AC$,$OA=OC$,
∴ $∠ B=∠ ACB$,$∠ OAC=∠ ACB$。
设$∠ ACB=x$,则$∠ B=x$,$∠ OAC=x$,
∴ $∠ AOB=∠ OAC+∠ ACB=2x$。
在$\mathrm{Rt}△ OAB$中,$∠ B+∠ AOB=90°$,
即$x+2x=90°$,
解得$x=30°$,
∴ $∠ ACB=30°$。
(2) 由(1)得$∠ AOB=2×30°=60°$,
∴ $∠ AOC=180°-∠ AOB=120°$。
∵ $\odot O$的半径$r=3$,
∴ 劣弧$\overset{\frown}{AC}$的长$l=\frac{nπ r}{180}=\frac{120×π×3}{180}=2π$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{∠ ACB=30°}$;(2) 劣弧$\overset{\frown}{AC}$的长为$\boldsymbol{2π}$
【知识点】
切线的性质;等腰三角形的性质;弧长计算
【点评】
本题是圆的基础综合题,是圆章节的常考题型,解题关键是掌握切线相关辅助线的常规作法,结合等腰三角形性质梳理角度关系求解,再套用弧长公式计算即可。
【难度系数】
0.7
12. 如图,在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,已知$∠ ABC=90°$,在边AB上取一点M,以BM为直径的$\odot O$恰与AC相切于点D,$AM=2$,$AD=4$.
(1)求$\odot O$的直径BM的长;
(2)求$△ ABC$的面积.

答案:解:
(1) 连接OD,
∵ AC是⊙O的切线,D为切点,
∴ OD⊥AC,即∠ADO=90°。
设⊙O的半径为r,则OD=r,OA=AM+MO=2+r。
在Rt△ADO中,由勾股定理得:
$AD^2 + OD^2 = OA^2$
代入AD=4,得:
$4^2 + r^2 = (2+r)^2$
展开化简:$16 + r^2 = 4 + 4r + r^2$,解得r=3。
∴ ⊙O的直径BM=2r=6。
(2) ∵ ∠ABC=90°,BM是⊙O的直径,
∴ BC⊥OB,即BC是⊙O的切线。
由切线长定理得:CD=CB。
设BC=x,则CD=x,AC=AD+CD=4+x。
由(1)得AB=AM+BM=2+6=8,
在Rt△ABC中,由勾股定理得:
$AB^2 + BC^2 = AC^2$
代入得:
$8^2 + x^2 = (4+x)^2$
展开化简:$64 + x^2 = 16 + 8x + x^2$,解得x=6。
∴ $S_{△ ABC}=\frac{1}{2} · AB · BC = \frac{1}{2} × 8 × 6 = 24$。
答:(1) ⊙O的直径BM的长为6;(2) △ABC的面积为24。
解析:
【分析】
(1)解决圆的切线相关问题时,连接圆心和切点是常用辅助线,可得到垂直关系,构造直角三角形。本题中连接OD后得到Rt△ADO,设⊙O半径为r,即可用r表示出该直角三角形的三边,再利用勾股定理列方程求解r,进而得到直径BM的长度。
(2)首先根据∠ABC=90°可判断BC是⊙O的切线,结合AC也是切线,利用切线长定理可得CD=CB,设BC长为x,即可表示出AC的长度,再在Rt△ABC中利用勾股定理列方程求出BC的长,最后代入三角形面积公式计算即可。
【解析】
(1) 连接OD,
∵ AC是⊙O的切线,D为切点,
∴ OD⊥AC,即∠ADO=90°。
设⊙O的半径为r,则OD=r,OA=AM+MO=2+r。
在Rt△ADO中,由勾股定理得:
$AD^2 + OD^2 = OA^2$
代入AD=4,得:
$4^2 + r^2 = (2+r)^2$
展开化简:$16 + r^2 = 4 + 4r + r^2$,解得r=3。
∴ ⊙O的直径BM=2r=6。
(2)
∵ ∠ABC=90°,BM是⊙O的直径,
∴ BC⊥OB,即BC是⊙O的切线。
由切线长定理得:CD=CB。
设BC=x,则CD=x,AC=AD+CD=4+x。
由(1)得AB=AM+BM=2+6=8,
在Rt△ABC中,由勾股定理得:
$AB^2 + BC^2 = AC^2$
代入得:
$8^2 + x^2 = (4+x)^2$
展开化简:$64 + x^2 = 16 + 8x + x^2$,解得x=6。
∴ $S_{△ ABC}=\frac{1}{2} · AB · BC = \frac{1}{2} × 8 × 6 = 24$。
【答案】
(1)$\odot O$的直径BM的长为6;(2)$△ ABC$的面积为24。
【知识点】
切线的性质;勾股定理;切线长定理
【点评】
本题是圆与直角三角形结合的基础综合题,连接圆心与切点是解决切线问题的常用辅助线作法,解题过程中用设未知数列方程的思路体现了几何计算中的方程思想,熟练掌握切线相关性质和勾股定理是解决这类问题的核心。
【难度系数】
0.7