初中数学相似三角形的判定与性质解答题

已知是的直径，是的切线，是上的点，，是直径上的动点，与直线上的点连线距离的最小值为，与直线上的点连线距离的最小值为．

（1）求证：是的切线；

（2）设，求的正弦值；

（3）设，，求的取值范围．

如图， $\mathit{AB}$ 为 $\odot O$ 的直径， $\mathit{AC}$ 为 $\odot O$ 的弦， $\mathit{AD}\perp \mathit{CD}$ ，且 $\angle \mathit{BAC}=\angle \mathit{CAD}$ ．

（1）求证： $\mathit{CD}$ 是 $\odot O$ 的切线；

（2）若 $\mathit{AD}=1$ ， $\mathit{CD}=2$ ，求 $\odot O$ 的半径．

请阅读下列材料，并完成相应的任务：

在数学中，利用图形在变化过程中的不变性质，常常可以找到解决问题的办法．著名美籍匈牙利数学家波利亚在他所著的《数学的发现》一书中有这样一个例子：请问如何在一个三角形的和两边上分别取一点和，使得．（如图）解决这个问题的操作步骤如下： 第一步，在上作出一点，使得，连接．第二步，在上取一点，作，交于点，并在上取一点，使．第三步，过点作，交于点．第四步，过点作，交于点，再过点作，交于点． 则有． 下面是该结论的部分证明： 证明：，， 又．△． ． 同理可得．． ，．

任务：（1）请根据上面的操作步骤及部分证明过程，判断四边形的形状，并加以证明；

（2）请再仔细阅读上面的操作步骤，在（1）的基础上完成的证明过程；

（3）上述解决问题的过程中，通过作平行线把四边形放大得到四边形，从而确定了点，的位置，这里运用了下面一种图形的变化是　　．

．平移             ．旋转            ．轴对称           ．位似

如图，内接于，且为的直径，，与交于点，与过点的的切线交于点．

（1）若，，求的长．

（2）试判断与的数量关系，并说明理由．

综合与实践

问题情境

在综合与实践课上，老师让同学们以"菱形纸片的剪拼"为主题开展数学活动，如图1，将一张菱形纸片 $\mathit{ABCD}(\angle \mathit{BAD}>90°)$ 沿对角线 $\mathit{AC}$ 剪开，得到 $\mathit{\Delta ABC}$ 和 $\mathit{\Delta ACD}$ ．

操作发现

（1）将图1中的 $\mathit{\Delta ACD}$ 以 $A$ 为旋转中心，按逆时针方向旋转角 $\alpha$ ，使 $\alpha =\angle \mathit{BAC}$ ，得到如图2所示的△ $\mathit{AC}\text{'}D$ ，分别延长 $\mathit{BC}$ 和 $\mathit{DC}\text{'}$ 交于点 $E$ ，则四边形 $\mathit{ACEC}\text{'}$ 的形状是 　 　；

（2）创新小组将图1中的 $\mathit{\Delta ACD}$ 以 $A$ 为旋转中心，按逆时针方向旋转角 $\alpha$ ，使 $\alpha =2\angle \mathit{BAC}$ ，得到如图3所示的△ $\mathit{AC}\text{'}D$ ，连接 $\mathit{DB}$ ， $C\text{'}C$ ，得到四边形 $\mathit{BCC}\text{'}D$ ，发现它是矩形，请你证明这个结论；

实践探究

（3）缜密小组在创新小组发现结论的基础上，量得图3中 $\mathit{BC}=13\mathit{cm}$ ， $\mathit{AC}=10\mathit{cm}$ ，然后提出一个问题：将△ $\mathit{AC}\text{'}D$ 沿着射线 $\mathit{DB}$ 方向平移 $\mathit{acm}$ ，得到△ $A\text{'}C\text{'}D\text{'}$ ，连接 $\mathit{BD}\text{'}$ ， $\mathit{CC}\text{'}$ ，使四边形 $\mathit{BCC}\text{'}D$ 恰好为正方形，求 $a$ 的值，请你解答此问题；

（4）请你参照以上操作，将图1中的 $\mathit{\Delta ACD}$ 在同一平面内进行一次平移，得到△ $A\text{'}C\text{'}D$ ，在图4中画出平移后构造出的新图形，标明字母，说明平移及构图方法，写出你发现的结论，不必证明．

已知：如图，、是的两条弦，且，是延长线上一点，联结并延长交于点，联结并延长交于点．

（1）求证：；

（2）如果，求证：四边形是菱形．

已知：如图，正方形中，是边上一点，，，垂足分别是点、．

（1）求证：；

（2）连接，如果．求证：．

如图，已知中，，．

（1）求边的长；

（2）设边的垂直平分线与边的交点为，求的值．

如图，已知的半径长为1，、是的两条弦，且，的延长线交于点，联结、．

（1）求证：；

（2）当是直角三角形时，求、两点的距离；

（3）记、、 的面积分别为、、，如果是和的比例中项，求的长．

如图所示，梯形 $\mathit{ABCD}$ 中， $\mathit{AB}//\mathit{DC}$ ， $\angle B=90°$ ， $\mathit{AD}=15$ ， $\mathit{AB}=16$ ， $\mathit{BC}=12$ ，点 $E$ 是边 $\mathit{AB}$ 上的动点，点 $F$ 是射线 $\mathit{CD}$ 上一点，射线 $\mathit{ED}$ 和射线 $\mathit{AF}$ 交于点 $G$ ，且 $\angle \mathit{AGE}=\angle \mathit{DAB}$ ．

（1）求线段 $\mathit{CD}$ 的长；

（2）如果 $\mathit{\Delta AEG}$ 是以 $\mathit{EG}$ 为腰的等腰三角形，求线段 $\mathit{AE}$ 的长；

（3）如果点 $F$ 在边 $\mathit{CD}$ 上（不与点 $C$ 、 $D$ 重合），设 $\mathit{AE}=x$ ， $\mathit{DF}=y$ ，求 $y$ 关于 $x$ 的函数解析式，并写出 $x$ 的取值范围．

如图，是的直径，是的一条弦，是的切线．作并与交于点，延长交于点，交于点，连接．

（1）求证：；

（2）若的半径，，求的长．

如图，的半径，过点作的切线，且，连接并延长，与交于点、，过点作，并与交于点，连接、．

（1）求证：；

（2）求的长．

如图，在中，，是的外接圆，点在上，且，过点作的垂线，与的延长线相交于点，并与的延长线相交于点．

（1）求证：是的切线；

（2）若的半径，，求的长．

问题提出

（1）如图①，是等边三角形，，若点是的内心，则的长为　　；

问题探究

（2）如图②，在矩形中，，，如果点是边上一点，且，那么边上是否存在一点，使得线段将矩形的面积平分？若存在，求出的长；若不存在，请说明理由．

问题解决

（3）某城市街角有一草坪，草坪是由草地和弦与其所对的劣弧围成的草地组成，如图③所示．管理员王师傅在处的水管上安装了一喷灌龙头，以后，他想只用喷灌龙头来给这块草坪浇水，并且在用喷灌龙头浇水时，既要能确保草坪的每个角落都能浇上水，又能节约用水，于是，他让喷灌龙头的转角正好等于（即每次喷灌时喷灌龙头由转到，然后再转回，这样往复喷灌．同时，再合理设计好喷灌龙头喷水的射程就可以了．

如图③，已测出，，的面积为；过弦的中点作交于点，又测得．

请你根据以上信息，帮助王师傅计算喷灌龙头的射程至少多少米时，才能实现他的想法？为什么？（结果保留根号或精确到0.01米）

如图， 已知： $\mathit{AB}$ 是 $\odot O$ 的弦， 过点 $B$ 作 $\mathit{BC}\perp \mathit{AB}$ 交 $\odot O$ 于点 $C$ ，过点 $C$ 作 $\odot O$ 的切线交 $\mathit{AB}$ 的延长线于点 $D$ ，取 $\mathit{AD}$ 的中点 $E$ ，过点 $E$ 作 $\mathit{EF}//\mathit{BC}$ 交 $\mathit{DC}$ 的延长线于点 $F$ ，连接 $\mathit{AF}$ 并延长交 $\mathit{BC}$ 的延长线于点 $G$ ．

求证：

（1） $\mathit{FC}=\mathit{FG}$ ；

（2） $A{B}^2=\mathit{BC}·\mathit{BG}$ ．