题目内容

12.如图,AC、BD是⊙O的两条互相垂直的直径,G是CA延长线上的一点,连接DG,过点G作FG⊥CD,交BA延长线于点E,交CB延长线于点F.
(1)如图1,设GD交⊙O于点H,连接BC,求证:∠BGD=2∠HBD;
(2)如图2,求证:△DGE是等腰直角三角形;
(3)设圆O的半径为$\sqrt{2}$,DF与BE交于点I,tan∠DFC=$\frac{1}{3}$,求EI的长.

分析 (1)根据AC⊥BD,OB=OD得到∠GOD=90°,GD=GB,从而得到∠BGD=2∠DGO,然后求得∠DGO=∠HBD即可得到BGD=2∠HBD;
(2)过点G作GG1⊥BC,垂足为G1,过点G作GG2⊥DC,垂足为G2,得到四边形GG1BP为矩形,四边形GG1CG2是正方形、四边形PADG2为正方形,从而证得△FGG1≌△DGG2,利用全等三角形的性质得到GE=GD即可得到△DGE是等腰直角三角形;
(3)由(1)可知四边形ABCD是正方形求得FD=2$\sqrt{10}$,由(2)知DG是EF的垂直平分线得到DI=$\frac{2}{3}$$\sqrt{10}$,然后根据IE2=DE2+ID2=(2$\sqrt{10}$)2+($\frac{2}{3}$$\sqrt{10}$)2=$\frac{400}{9}$求得EI=$\frac{20}{3}$;

解答 (1)证明:∵AC⊥BD,OB=OD,
∴∠GOD=90°,GD=GB,
∴∠BGO=∠DGO,
∴∠BGD=2∠DGO,
∵BD是⊙O的直径,
∴∠BHD=90°,
∴∠DGO+∠ODG=90°,∠HBD+∠ODG=90°,
∴∠DGO=∠HBD,
∴∠BGD=2∠HBD; 

(2)过点G作GG1⊥BC,垂足为G1,过点G作GG2⊥DC,垂足为G2,则GG1=GG2,
∵AC、BD是⊙O的两条互相垂直的直径,
∴四边形ABCD是正方形,
∴∠BCD=∠ABC=∠ADC=90°,GG1⊥CF,CA是∠BCD的平分线,
∴△AGP为等腰直角三角形,∠PBF=∠ADG2=90°,
∴AP=GP,四边形GG1BP为矩形,四边形GG1CG2是正方形,
∴GP=G1B,
同理:四边形PADG2为正方形,AP=DG2,
∵∠GG1F=90°,∠ABF=90°,
∴GG1∥BE,
∴∠FGG1=∠GEP,

∴∠G2GD=∠FGG1
∴可证△FGG1≌△DGG2,
∴FG1=DG2,
∴FG1=BG1,
∴$\frac{FG}{GE}=\frac{F{G}_{1}}{{G}_{1}B}$=1,
∴FG=GE,
∴GE=GD,
∴△DGE是等腰直角三角形;

(3)由(1)可知四边形ABCD是正方形,
∴AC=2OC=2$\sqrt{2}$,
∴AD2+DC2=AC2,
∴AD=DC=$\frac{\sqrt{2}}{2}$×2$\sqrt{2}$=2,
∵tan∠DFC=$\frac{DC}{FC}$=$\frac{1}{3}$,
∴FC=6,
∴FD2=DC2+CF2,
∴FD=2$\sqrt{10}$,
由(2)知DG是EF的垂直平分线,
∴DF=DE=2$\sqrt{5}$,
∴∠DFC=∠FED=45°,
∴∠FDE=180°-45°-45°=90°,
∴∠IED+∠EID=90°,
又∵∠BFI+∠BIF=90°,
∴tan∠IED=tan∠DFC=$\frac{1}{3}$=$\frac{DI}{ED}$,
∴DI=$\frac{2}{3}$$\sqrt{10}$,
∴IE2=DE2+ID2=(2$\sqrt{10}$)2+($\frac{2}{3}$$\sqrt{10}$)2=$\frac{400}{9}$,
∴EI=$\frac{20}{3}$;

点评 本题考查了全等三角形的判定与性质、平行线的判定与性质、等腰三角形的判定以及三角函数;本题有一定难度,特别是(2)中,需要通过作辅助线证明正方形和运用三角函数才能求出结果.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网