Question

13．如图，AB为⊙O的直径，CO⊥AB于点O，D在⊙O上，连接BD、CD，延长CD与AB的延长线交于E，F在BE上，且FD=FE．
（1）求证：FD是⊙O的切线；
（2）若AF=10，tan∠BDF=$\frac{1}{4}$，求EF的长．

Answer 1

分析 （1）连结OD，如图，由CO⊥AB得∠E+∠C=90°，根据等腰三角形的性质由FE=FD，OD=OC得到∠E=∠FDE，∠C=∠ODC，于是有∠FDE+∠ODC=90°，则可根据切线的判定定理得到FD是⊙O的切线；
（2）连结AD，如图，利用圆周角定理，由AB为⊙O的直径得到∠ADB=90°，则∠A+∠ABD=90°，加上∠OBD=∠ODB，∠BDF+∠ODB=90°，则∠A=∠BDF，易得△FBD∽△FDA，根据相似的性质得$\frac{DF}{AF}$=$\frac{BD}{AD}$，再在Rt△ABD中，根据正切的定义得到tan∠A=tan∠BDF=$\frac{BD}{AD}$=$\frac{1}{4}$，于是可计算出DF=2.5，从而得到EF=2.5．

解答 （1）证明：连结OD，如图，
∵CO⊥AB，
∴∠E+∠C=90°，
∵FE=FD，OD=OC，
∴∠E=∠FDE，∠C=∠ODC，
∴∠FDE+∠ODC=90°，
∴∠ODF=90°，
∴OD⊥DF，
∴FD是⊙O的切线；
（2）解：连结AD，如图，
∵AB为⊙O的直径，
∴∠ADB=90°，
∴∠A+∠ABD=90°，
∵OB=OD，
∴∠OBD=∠ODB，
∴∠A+∠ODB=90°，
∵∠BDF+∠ODB=90°，
∴∠A=∠BDF，
而∠DFB=∠AFD，
∴△FBD∽△FDA，
∴$\frac{DF}{AF}$=$\frac{BD}{AD}$，
在Rt△ABD中，tan∠A=tan∠BDF=$\frac{BD}{AD}$=$\frac{1}{4}$，
∴$\frac{DF}{10}$=$\frac{1}{4}$，
∴DF=2.5，
∴EF=2.5．

点评 本题考查了切线的判定：经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线．要证某线是圆的切线，已知此线过圆上某点，连接圆心与这点（即为半径），再证垂直即可．也考查了相似三角形的判定与性质．