初中数学中有些问题看似与圆无关,而用题设条件又不好入手时,可挖掘题中条件,构造辅助圆,往往能“柳暗花明”,笔者总结了当条件中出现以下三种情况时,可考虑构造辅助圆,帮助我们有效地解题.
一、条件中有一锐角为45°时,可考虑构造辅助圆
例1 如图1,在△ABC中,AD⊥BC于点D,∠BAC=45°,BD=3,CD=2.求△ABC的面积.
分析 本题主要求出△ABC的高AD即可获解,而利用“∠BAC=45°’这个条件是关键,不妨构造辅助圆.让∠BAC变为圆周角,那么圆心角∠BOC为90°,这时△BOC为等腰直角三角形了,再利用圆的有关知识就可求出高AD了.
解 如图1,作△ABC的外接圆O.过点O作OE⊥BC,于点E,由∠BAC=45°知∠BOC为90°,则△OBE、△OBC均为等腰直角三角形,且OE=EC=BE=2.5,则ED=CE-CD=0.5,过点O作OF⊥AD于点F,连OA,则四边形OEDF为矩形,于是OF=DE=0.5,DF=OE=2.5.在Rt△AOF中,由勾股定理AF=3.5,所以AD=AF+FD=6,即S△ARC=½×5×6=15.
二、条件中有共顶点的两边或三边相等时,可考虑构造辅助圆
例2 在四边形ABCD中,∠BAD=100°,∠BCD=130°,AB=AD=2,求AC.
解 如图3,以点A为圆心,AB为半径作⊙A.则点D在圆上,由∠BAD=100°知弧BMD的度数为260°,正好为∠BCD度数的2倍,故点C在⊙A上,所以AC=2.
例3 在四边形ABCD中,AB∥CD,AD=DC=DB=2,BC=√7.求对角线AC的长.
分析 由“AD=DC=DB=2”可知A、B、C在半径为2的⊙D上.利用圆的性质可找到AC与CD、BC的关系
解 如图4,延长CD交半径为2的⊙D于点E,连AE,显然点A、B、C在⊙上,因AB∥CD,则
弧BC=弧AE,从而BC=AE=√7.在△ACE中,∠BOC=90°,CE=4,AE=√7,故AC=3.
三、条件中有一角是另一角的2倍时,可考虑构造辅助圆
例4 (2001年全国初中数学竞赛)如图5,在△ABP中,PA=PB,∠APB=2∠ACB,AC与PB交PB于点D,且PB=4,PD=3,则AD·DC等于( )
(A)6 (B)7 (C)12 (D)16
分析 构造以点P为圆心,PA为半径的⊙P.由“∠APB=2∠ACB”可知点C在⊙O上.利用圆的有关性质可求出AD·DC的值.
解 如图5,延长BP交OP于点E,由相交弦定理,得AD·DC=DE·DB
=(PE+PD)·(PB-PD)=(4+3)(4-3)=7.
故选 B.
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