题目
如图,AB为⊙O的直径,F为弦AC的中点,连接OF并延长交widehat(AC)于点D,过点D作⊙O的切线,交BA的延长线于点E.D C-|||-F-|||-E A 0-|||-B(1)求证:AC∥DE;(2)连接CD,若OA=AE=a,求四边形ACDE的面积.
如图,AB为⊙O的直径,F为弦AC的中点,连接OF并延长交$\widehat{AC}$于点D,过点D作⊙O的切线,交BA的延长线于点E.

(1)求证:AC∥DE;
(2)连接CD,若OA=AE=a,求四边形ACDE的面积.
题目解答
答案
(1)证明:∵F为弦AC的中点,
∴OD⊥AC,
∵DE是圆O的切线,
∴OD⊥DE,∴AC∥DE.
(2)求解思路如下:
①在Rt△ODE中,由OA=AE=OD=a可得△ODE,△OFA为含30°的直角三角形;
②由∠ACD=$\frac{1}{2}$∠AOD=30°可得CD∥OE;
③由AC∥DE可得四边形ACDE是平行四边形;
④由△ODE,△OFA为含有30°的直角三角形,可求DE、DF的长,进而求出四边形ACDE的面积.
解析
考查要点:本题综合考查圆的性质、切线性质、平行四边形判定及面积计算。
解题思路:
- 第(1)问:利用弦的中垂线性质和切线性质,证明两条直线均与同一直线垂直,从而得平行。
- 第(2)问:通过特殊角(30°)的直角三角形求边长,结合平行四边形判定及面积公式求解。
破题关键:
- 第(1)问抓住垂直关系的传递性;
- 第(2)问需发现含30°角的直角三角形,并利用平行四边形的面积特性。
第(1)题
证明:
-
弦的中垂线性质:
∵ F为弦AC的中点,
∴ $OF \perp AC$(弦的垂直平分线必过圆心)。 -
切线性质:
∵ DE是⊙O的切线,OD为半径,
∴ $OD \perp DE$。 -
平行判定:
∵ $OF$与$OD$共线,且$AC \perp OD$,$DE \perp OD$,
∴ $AC \parallel DE$(同垂直于一条直线的两直线平行)。
第(2)题
解题步骤:
步骤1:分析特殊角
- 在Rt△ODE中,$OD = OA = a$,$AE = a$,则$OE = OA + AE = 2a$。
∵ $\sin \theta = \frac{OD}{OE} = \frac{a}{2a} = \frac{1}{2}$,
∴ $\theta = 30^\circ$,即$\angle DEO = 30^\circ$。 - 同理,在Rt△OFA中,$\angle OAF = 30^\circ$。
步骤2:证明四边形ACDE是平行四边形
- 由(1)已证:$AC \parallel DE$。
- 证明$CD \parallel AE$:
∵ $\angle ACD = \frac{1}{2} \angle AOD = \frac{1}{2} \times 60^\circ = 30^\circ$(圆周角定理),
∵ $\angle OAE = 30^\circ$,
∴ $\angle ACD = \angle OAE$,即$CD \parallel AE$。
步骤3:计算面积
- 求DE的长度:
在Rt△ODE中,$DE = OE \cdot \sin 30^\circ = 2a \cdot \frac{1}{2} = a$。 - 求AC的长度:
在Rt△OFA中,$AF = OA \cdot \sin 30^\circ = a \cdot \frac{1}{2} = \frac{a}{2}$,
∴ $AC = 2AF = a$。 - 面积计算:
四边形ACDE为平行四边形,面积$S = AC \cdot AE \cdot \sin 30^\circ = a \cdot a \cdot \frac{1}{2} = \frac{a^2}{2}$。