题目内容

【题目】在解决数学问题时,我们常常从特殊入手,猜想结论,并尝试发现解决问题的策略与方法.

(问题提出)

求证:如果一个定圆的内接四边形对角线互相垂直,那么这个四边形的对边的平方和是一个定值.

(从特殊入手)

我们不妨设定圆O的半径是R,⊙O的内接四边形ABCD中,AC⊥BD.

请你在图①中补全特殊殊位置时的图形,并借助于所画图形探究问题的结论.

(问题解决)

已知:如图②,定圆⊙O的半径是R,四边形ABCD是⊙O的内接四边形, AC⊥BD.

求证: .

证明:

【答案】【从特殊入手】见解析;【问题解决】见解析.

【解析】分析:(1)、当AC、BD是两条互相垂直的直径时,然后根据直角三角形的勾股定理分别得出四条边的平方,从而得出答案;(2)、作直径DE,连接CE,根据弧与角的关系得出AB=CE,然后根据勾股定理得出答案.

详解:【从特殊入手】

如果一个定圆的内接四边形对角线互相垂直,

那么这个四边形的对边平方和是定圆半径平方的4倍.

法1 如图1,当AC、BD是两条互相垂直的直径时.

则AB2=OA2+ OB2=R2+R2=2R2, CD2=OC2+ OD2=R2+R2=2R2,

BC2=OC2+ OB2=R2+R2=2R2, AD2=OA2+ OD2=R2+R2=2R2.

所以AB2+CD2=BC2+AD2=2R2+2R2=4R2.

【问题解决】

求证:AB2+CD2=BC2+AD2=4R2.

证明一:如图2.作直径DE,连接CE.

∵DE是直径,∴∠DCE=90°. ∵所对的圆周角是∠E与∠DAH,

∴∠E=∠DAH. ∵∠DAC+∠ADB=90°,∠E+∠CDE=90°, ∴∠ADB=∠CDE.

∴=. ∴AB=CE. ∴AB2+CD2=CE2+CD2=DE2=4R2.

同理:BC2+AD2=4R2.

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