题目
如图,
D是
△ABC外接圆上的动点,且
B,
D位于
AC的两侧,
DE⊥AB,垂足为
E,
DE的延长线交此圆于点
F.F.BG⊥AD,垂足为
G,
BG交
DE于点
H,
DC,
FB的延长线交于点
P,且
PC=PB.
(1)求证:
∠BAD=∠PBC;
(2)判断四边形
BCDH的形状,并说明理由;
(3)设
△ABC外接圆的圆心为
O,若
AB=3DH,∠OHD=80°,求
∠BDE的大小.
知识点:平行线的判定、勾股定理、垂径定理、三角形的外接圆与外心、平行线的判定与性质章节:第28章 圆 / 28.2 过三点的圆
答案与解析
答案
(1)证明:
D是
△ABC外接圆上的动点,且
PC=PB,
∴∠PCB=∠PBC,四边形
ABCD为圆内接四边形,
∴∠BAD+∠BCD=180∘,
∵∠PCB+∠BCD=180∘,
∴∠PCB=∠BAD,
∴∠BAD=∠PBC;
(2)四边形
BCDH为平行四边形,理由如下:
∵BD=BD,
∴∠BAD=∠BFD,
由(1)知:
∠BAD=∠PBC,
∴∠PBC=∠BFD,
∴BC∥DF,
∵DE⊥AB,
∴BC⊥AB,
∵BG⊥AD,
∴∠AGB=∠ABC=90∘,
∴∠BAD=∠GBC=90∘−∠ABG,
由(1)知:
∠BAD+∠BCD=180∘,
∴∠GBC+∠BCD=180∘,
∴CD∥BG,
又
∵BC∥DF,
∴四边形
BCDH为平行四边形;
(3)由(2)知:四边形
BCDH是平行四边形,
∴BC=DH,
∴AB=3DH=3BC,
在
Rt△ABC中,
tan∠ACB=BCAB=3,
∴∠ACB=60∘,
∴∠BAC=30∘,
∴∠ADB=60°,BC=21AC,
∴DH=21AC,
△ABC外接圆的圆心为
O,若
AB=3DH,∠OHD=80°,分两种情况讨论:
①当点
O在
DE的左侧时,如图
1,作直径
DM,连接
AM、
OH,则
∠DAM=90∘,
∴∠AMD+∠ADM=90∘,
∵DE⊥AB,
∴∠BED=90∘,
∴∠BDE+∠ABD=90∘,
∵∠AMD=∠ABD,
∴∠ADM=∠BDE,
∵DH=21AC,
∴DH=OD,
∴∠DOH=∠OHD=80∘,
∴∠ODH=20∘,
∵∠ADB=60∘,
∴∠ADM+∠BDE=40∘,
∴∠BDE=∠ADM=20∘,
②当点
O在
DE的右侧时,如图
2,作直径
DN,连接
BN,

由①同理得:
∠ADE=∠BDN=20∘,
∠ODH=20∘,
∴∠BDE=∠BDN+∠ODH=40∘,
综上所述,
∠BDE的度数为
20∘或
40∘.
解析
(1)证明:
D是
△ABC外接圆上的动点,且
PC=PB,
∴∠PCB=∠PBC,四边形
ABCD为圆内接四边形,
∴∠BAD+∠BCD=180∘,
∵∠PCB+∠BCD=180∘,
∴∠PCB=∠BAD,
∴∠BAD=∠PBC;
(2)四边形
BCDH为平行四边形,理由如下:
∵BD=BD,
∴∠BAD=∠BFD,
由(1)知:
∠BAD=∠PBC,
∴∠PBC=∠BFD,
∴BC∥DF,
∵DE⊥AB,
∴BC⊥AB,
∵BG⊥AD,
∴∠AGB=∠ABC=90∘,
∴∠BAD=∠GBC=90∘−∠ABG,
由(1)知:
∠BAD+∠BCD=180∘,
∴∠GBC+∠BCD=180∘,
∴CD∥BG,
又
∵BC∥DF,
∴四边形
BCDH为平行四边形;
(3)由(2)知:四边形
BCDH是平行四边形,
∴BC=DH,
∴AB=3DH=3BC,
在
Rt△ABC中,
tan∠ACB=BCAB=3,
∴∠ACB=60∘,
∴∠BAC=30∘,
∴∠ADB=60°,BC=21AC,
∴DH=21AC,
△ABC外接圆的圆心为
O,若
AB=3DH,∠OHD=80°,分两种情况讨论:
①当点
O在
DE的左侧时,如图
1,作直径
DM,连接
AM、
OH,则
∠DAM=90∘,
∴∠AMD+∠ADM=90∘,
∵DE⊥AB,
∴∠BED=90∘,
∴∠BDE+∠ABD=90∘,
∵∠AMD=∠ABD,
∴∠ADM=∠BDE,
∵DH=21AC,
∴DH=OD,
∴∠DOH=∠OHD=80∘,
∴∠ODH=20∘,
∵∠ADB=60∘,
∴∠ADM+∠BDE=40∘,
∴∠BDE=∠ADM=20∘,
②当点
O在
DE的右侧时,如图
2,作直径
DN,连接
BN,

由①同理得:
∠ADE=∠BDN=20∘,
∠ODH=20∘,
∴∠BDE=∠BDN+∠ODH=40∘,
综上所述,
∠BDE的度数为
20∘或
40∘.