文 缪 娟

圆是初中平面几何中的基本图形之一,是九年级学习的重要章节,知识点繁多,较为复杂。同学们在解决涉及圆的证明或计算等综合型问题时会感到比较困难。如果同学们在审题时弄清题意,拟订计划,就能发现它们是以基本图形为出发点,进行关联,并将推理蕴含其中的。

例题如图1,在△ABC中,∠C=90°,D是AB的中点,过A、C、D三点的⊙O交BC于点E,DF⊥BC,垂足为F。

(1)求证:DF是⊙O的切线;

(2)若AC=4,BC=8,求EF的长。

请同学们先弄清已知和未知是什么,再将题干中的已知条件和一些隐含条件进行适当的组合,看看可以得到哪些基本结论。

基于条件“△ABC是直角三角形”最近联想的知识块链

基于条件“D是AB的中点”最近联想的知识块链

基于条件“AC=4,BC=8”进一步最近联想的知识块链

(1)证明:连接OD。

∵D是AB的中点,

∴AD=BD。

又∵OA=OE,

∴OD∥BE。

∵DF⊥BC,

∴∠DFB=90°,

∴∠ODF=∠DFB=90°,

即OD⊥DF,

∴DF是⊙O的切线。

(2)解法一:连接CD。

∵∠C=90°,D是AB的中点,

∴AE是⊙O的直径,CD=BD=AB。

又∵FD⊥BC,

∴CF=BF=BC=4。

连接DE,

则由AE为⊙O的直径得∠ADE=90°。

又∵D是AB的中点,

∴DE垂直平分AB,

∴AE=BE。

设AE=x,则BE=x,CE=8-x。

在Rt△ACE中,

根据勾股定理,得AE2=AC2+CE2。

∴(8-x)2+42=x2,解得x=5。

∴BE=x=5。

∴EF=BE-BF=5-4=1。

解法二:连接DE。

∵∠C=90°,

∴AE是⊙O的直径,

∴∠EDA=90°。

又∵FD⊥BC,

∴∠EFD=∠EDB=90°,

∴△DEF∽△BDF,

∴EF∶DF=DF∶BF。

∵CD=BD,DF⊥BC,

∴FC=FB=BC=4。

又∵D是AB的中点,

∴DF=AC=2,

∴EF∶2=2∶4,

即EF=1。

解法三:连接DE。

∵四边形ACED是圆的内接四边形,

∴∠DEC+∠DAC=180°。

又∵∠DEC+∠DEF=180°,

∴∠DEF=∠DAC。

∵∠DFE=∠ACB=90°,∠DEF=∠DAC,

∴△DEF∽△BAC,

∴EF∶AC=DF∶BC,

∴EF=1。

【点评】第(1)问考查了切线的判定,我们可以运用切线的判定定理证明。第(2)问是求线段长度。同学们对EF的“定位”是本题一题多解的条件,可以联想到用相似三角形、勾股定理等方法解决问题。在本题中,若将EF“定位”于△DEF中,只需要找到适当的三角形与其相似即可求解;若将EF视为BE上的一段(当然,也可理解为CF上的一段),可将EF“转化”为BE(或CE)求解。

在解决复杂的几何题时,我们需要对常见的基本图形熟知,并能从复杂图形中“分离”出基本图形。比如,本题中包含的“直角三角形斜边上的中线”“等腰三角形的三线合一(垂直平分线)”“三角形的中位线”“A字形”“子母直角三角形”等基本图形。我们如果能巧妙地对较为复杂的几何图形进行分解,就能化繁为简,找到解题的突破口。