Question

如圖，Rt△ABC內接于⊙O，AC=BC，∠BAC的平分線AD與⊙O交于點D，與BC交于點E，延長BD，與AC的延長線交于點F，連接CD，G是CD的中點，連接OG．
（1）判斷OG與CD的位置關系，寫出你的結論并證明；
（2）求證：AE=BF；
（3）若OG?DE=3（2-），求⊙O的面積．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據G是CD的中點，利用垂徑定理證明即可；
（2）先證明△ACE與△BCF全等，再利用全等三角形的性質即可證明；
（3）構造等弦的弦心距，運用相似三角形以及勾股定理進行求解．
解答：（1）解：猜想OG⊥CD．
證明：如圖，連接OC、OD，
∵OC=OD，G是CD的中點，
∴由等腰三角形的性質，有OG⊥CD．

（2）證明：∵AB是⊙O的直徑，∴∠ACB=90°，
而∠CAE=∠CBF（同弧所對的圓周角相等），
在Rt△ACE和Rt△BCF中，
∵∠ACE=∠BCF=90°，AC=BC，∠CAE=∠CBF，
∴Rt△ACE≌Rt△BCF（ASA）．
∴AE=BF．

（3）解：如圖，過點O作BD的垂線，垂足為H，則H為BD的中點．
∴OH=AD，即AD=2OH，
又∠CAD=∠BAD?CD=BD，∴OH=OG．
在Rt△BDE和Rt△ADB中，
∵∠DBE=∠DAC=∠BAD，
∴Rt△BDE∽Rt△ADB，
∴，即BD²=AD•DE．
∴．
又BD=FD，∴BF=2BD，
∴①，
設AC=x，則BC=x，AB=，
∵AD是∠BAC的平分線，
∴∠FAD=∠BAD．
在Rt△ABD和Rt△AFD中，
∵∠ADB=∠ADF=90°，AD=AD，∠FAD=∠BAD，
∴Rt△ABD≌Rt△AFD（ASA）．
∴AF=AB=，BD=FD．
∴CF=AF-AC=．
在Rt△BCF中，由勾股定理，得
②，
由①、②，得，
∴x²=12，解得或（舍去），
∴，
∴⊙O的半徑長為．
∴S_⊙O=π•（）²=6π．
點評：熟練運用垂徑定理、勾股定理、相似三角形的判定與性質．