题目内容
【题目】已知:△ABC 内接于⊙O,过点 A 作⊙O 的切线交 CB 的延长线于点 P,且∠PAB=45°.
(1)如图 1,求∠ACB 的度数;
(2)如图 2,AD 是⊙O 的直径,AD 交 BC 于点 E,连接 CD,求证:AC CD ;
(3)如图 3 ,在(2)的条件下,当 BC 4CD 时,点 F,G 分别在 AP,AB 上,连接 BF,FG,∠BFG=∠P,且 BF=FG,若 AE=15,求 FG 的长.
【答案】(1)∠ACB=45°;(2)见解析;(3)
【解析】
(1)连接OA,OB,根据切线的性质求出∠OAB=∠OBA=45°,得到∠AOB=90°,再根据圆周角定理可得答案;
(2)作AM⊥BC于M,DN⊥BC于N,连接BD,易求,,然后证明△ABM≌△BDN,得到AM=BN,等量代换即可得证;
(3)根据(2)中结论求出,然后证明△AMC∽△DNC,AM∥DN,根据相似三角形的性质和平行线分线段成比例定理求得DE和AD,进而利用勾股定理求出CD,AC,然后即可求出AB的长,再证明△PAB∽△PCA,求出PA,可得,过点G作GK⊥FB,过点F作FH⊥BG,设GK=3b,利用三角函数及等腰三角形的性质求出AH和BH,然后列方程求出b值即可解决问题.
解:(1)连接OA,OB,则OA=OB,
∴∠OAB=∠OBA,
∵PA是⊙O的切线,
∴∠PAO=90°,
∵∠PAB=45°,
∴∠OAB=∠OBA=45°,
∴∠AOB=90°,
∴∠ACB=∠AOB=45°;
(2)作AM⊥BC于M,DN⊥BC于N,连接BD,
∵AD是⊙O的直径,
∴∠ABD=∠ACD=90°,
∵∠ACB=45°,
∴∠CAM=∠BCD=∠CDN=45°,
∴,,
∵∠ADB=∠ACB=45°,
∴AB=BD,
∵∠ABM+∠DBN=90°=∠BDN+∠DBN,
∴∠ABM=∠BDN,
又∵∠AMB=∠BND=90°,
∴△ABM≌△BDN(AAS),
∴AM=BN,
∴;
(3)如图3,作AM⊥BC于M,DN⊥BC于N,由(2)可知:,
∵,
∴,即,
设CD=x,则AC=7x,
∵∠AMC=∠DNC=90°,∠ACM=∠DCN=45°,
∴△AMC∽△DNC,
∴,
∵AM⊥BC,DN⊥BC,
∴AM∥DN,
∴,
∴,
∴,,
在Rt△ACD中,AC2+CD2=AD2,
∴,
解得:(负值已舍去),
∴,,,
∵△AMC是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
∵∠P=∠P,∠PAB=∠PCA=45°,
∴△PAB∽△PCA,
∴,
设PB=5a,则PA=7a,
由PA2=PB·PC得:,
解得:或a=0(舍去),
∴PA=20,
∴,
∴,
过点G作GK⊥FB,过点F作FH⊥BG,
设GK=3b,则BF=FG=5b,
∴FK=4b,
∴BK=b,
∴,
∴BH,
∴,
∵∠PAB=45°,
∴AH=FH=,
∴,
解得:,
∴.