题目内容

如图所示,△ABC内接于⊙O,AB是直径,D是
AB
上的点,BD交AC于E,已知AB=5,sin∠CAB=
3
5

(1)设CE=m,
DE
BE
=k,试用含m的代数式表示k;
(2)当AD∥OC时,求k的值;
(3)当BE=6DE时,求
CD
的长.
(参考数据:tan6°≈
1
10
,tan7°≈
1
8
,tan8°≈
1
7
,结果保留π)
分析:(1)先由直径所对的圆周角是直角得出∠ACB=90°,再解Rt△ABC,得出BC=3,AC=4,在△BCE中利用勾股定理得出BE2=m2+9,然后根据相交弦定理得出BE•DE=AE•CE,即可求出k=
m(4-m)
m2+9

(2)先由平行线的性质与圆周角定理证明∠OAC=∠EBC,又∠ACB=∠BCE,根据两角对应相等的两三角形相似得出△ABC∽△BEC,由相似三角形对应边成比例列出比例式BC:EC=AC:BC,求出m=
9
4
,进而得到k的值;
(3)先由BE=6DE,即k=
1
6
,得出
m(4-m)
m2+9
=
1
6
,解得m1=3,m2=
3
7
.再分两种情况讨论:①当m=3时,易证△CBE是等腰直角三角形,得出∠CBE=45°,由圆周角定理求出∠COD=90°,然后根据弧长公式求出
CD
的长;②当m=
3
7
时,在△CBE中利用正切函数的定义求出∠CBE≈8°,由圆周角定理求出∠COD=16°,然后根据弧长公式求出
CD
的长.
解答:解:(1)∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∵AB=5,sin∠CAB=
3
5

∴BC=3,AC=4,
又∵BE2=m2+9,BE•DE=AE•CE,
∴k•BE2=m(4-m),即k=
m(4-m)
m2+9


(2)∵AD∥OC,∴∠DAC=∠OCA,
∵∠OAC=∠OCA,∠DAC=∠EBC,
∴∠OAC=∠EBC,
又∵∠ACB=∠BCE,
∴△ABC∽△BEC,
∴BC:EC=AC:BC,即3:m=4:3,
解得m=
9
4

∴k=
m(4-m)
m2+9
=
9
4
(4-
9
4
)
(
9
4
)2+9
=
7
25



(3)∵BE=6DE,即k=
1
6

m(4-m)
m2+9
=
1
6

解得m1=3,m2=
3
7

①当m=3时,CE=BC=3,
∴∠CBE=45°,
∴∠COD=2∠CBE=90°,
CD
的长为:
90π×
5
2
180
=
5
4
π;
②当m=
3
7
时,tan∠CBE=
CE
BC
=
3
7
3
=
1
7

∴∠CBE≈8°,
∴∠COD=2∠CBE=16°,
CD
的长约为:
16π×
5
2
180
=
2
9
π.
点评:本题考查了相似三角形的判定与性质,圆周角定理,勾股定理,相交弦定理,平行线的性质,解直角三角形等知识,综合性较强,有一定难度,利用数形结合及分类讨论的思想是解题的关键.
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