Question

【題目】已知：△ABC內接于⊙O，D是 上一點，OD⊥BC，垂足為H．

（1）如圖1，當圓心O在AB邊上時，求證：AC=2OH；
（2）如圖2，當圓心O在△ABC外部時，連接AD、CD，AD與BC交于點P，求證：∠ACD=∠APB；
（3）在（2）的條件下，如圖3，連接BD，E為⊙O上一點，連接DE交BC于點Q、交AB于點N，連接OE，BF為⊙O的弦，BF⊥OE于點R交DE于點G，若∠ACD﹣∠ABD=2∠BDN，AC=5 ，BN=3 ，tan∠ABC= ，求BF的長．

Answer 1

【答案】
（1）解：∵OD⊥BC，

∴由垂徑定理可知：點H是BC的中點，

∵點O是AB的中點，

∴OH是△ABC的中位線，

∴AC=2OH；

（2）解：∵OD⊥BC，

∴由垂徑定理可知： ，

∴∠BAD=∠CAD，

∵ ，

∴∠ABC=∠ADC，

∴180°﹣∠BAD﹣∠ABC=180°﹣∠CAD﹣∠ADC，

∴∠ACD=∠APB，

（3）解：連接AO延長交于⊙O于點I，連接IC，AB與OD相交于點M，

∵∠ACD﹣∠ABD=2∠BDN，

∴∠ACD﹣∠BDN=∠ABD+∠BDN，

∵∠ABD+∠BDN=∠AND，

∴∠ACD﹣∠BDN=∠AND，

∵∠ACD+∠ABD=180°，

∴∠ABD+∠BDN=180°﹣∠AND，

∴∠AND=180°﹣∠AND，

∴∠AND=90°，

∵tan∠ABC= ，BN=3 ，

∴NQ= ，

∴由勾股定理可求得：BQ= ，

∵∠BNQ=∠QHD=90°，

∴∠ABC=∠QDH，

∵OE=OD，

∴∠OED=∠QDH，

∵∠ERG=90°，

∴∠OED=∠GBN，

∴∠GBN=∠ABC，

∵AB⊥ED，

∴BG=BQ= ，GN=NQ= ，

∵AI是⊙O直徑，

∴∠ACI=90°，

∵tan∠AIC=tan∠ABC= ，

∴ = ，

∴IC=10 ，

∴由勾股定理可求得：AI=25，

連接OB，

設QH=x，

∵tan∠ABC=tan∠ODE ，

∴ ，

∴HD=2x，

∴OH=OD﹣HD= ﹣2x，

BH=BQ+QH= +x，

由勾股定理可得：OB2=BH2+OH2，

∴（ ）2=（ +x）2+（ ﹣2x）2，

解得：x= 或x= ，

當QH= 時，

∴QD= QH= ，

∴ND=QD+NQ=6 ，

∴MN=3 ，MD=15

∵MD ，

∴QH= 不符合題意，舍去，

當QH= 時，

∴QD= QH=

∴ND=NQ+QD=4 ，

由垂徑定理可求得：ED=10 ，

∴GD=GN+ND=

∴EG=ED﹣GD= ，

∵tan∠OED= ，

∴ ，

∴EG= RG，

∴RG= ，

∴BR=RG+BG=12

∴由垂徑定理可知：BF=2BR=24．

【解析】本題考查圓的綜合問題，涉及圓周角定理，中位線的性質，銳角三角函數，勾股定理等知識，綜合性較強，解答本題需要我們熟練各部分的內容，對學生的綜合能力要求較高，一定要注意將所學知識貫穿起來．（1）OD⊥BC可知點H是BC的中點，又中位線的性質可得AC=2OH；（2）由垂徑定理可知： ，所以∠BAD=∠CAD，由因為∠ABC=∠ADC，所以∠ACD=∠APB；（3）由∠ACD﹣∠ABD=2∠BDN可知∠AND=90°，由tan∠ABC= 可知NQ和BQ的長度，再由BF⊥OE和OD⊥BC可知∠GBN=∠ABC，所以BG=BQ，連接AO并延長交⊙O于點I，連接IC后利用圓周角定理可求得IC和AI的長度，設QH=x，利用勾股定理可求出QH和HD的長度，利用垂徑定理可求得ED的長度，最后利用tan∠OED= 即可求得RG的長度，最后由垂徑定理可求得BF的長度．