Question

如图，AB为⊙O的直径，BF切⊙O于点B，AF交⊙O于点D，点C在DF上，BC交⊙O于点E，且∠BAF=2∠CBF，CG⊥BF于点G，连接AE．

（1）直接写出AE与BC的位置关系；

（2）求证：△BCG∽△ACE；

（3）若∠F=60°，GF=1，求⊙O的半径长．

Answer 1

解：（1）如图1，

∵AB是⊙O的直径，

∴∠AEB=90°．

∴AE⊥BC．

（2）如图1，

∵BF与⊙O相切，

∴∠ABF=90°．

∴∠CBF=90°﹣∠ABE=∠BAE．

∵∠BAF=2∠CBF．

∴∠BAF=2∠BAE．

∴∠BAE=∠CAE．

∴∠CBF=∠CAE．

∵CG⊥BF，AE⊥BC，

∴∠CGB=∠AEC=90°．

∵∠CBF=∠CAE，∠CGB=∠AEC，

∴△BCG∽△ACE．

（3）连接BD，如图2所示．

∵∠DAE=∠DBE，∠DAE=∠CBF，

∴∠DBE=∠CBF．

∵AB是⊙O的直径，

∴∠ADB=90°．

∴BD⊥AF．

∵∠DBC=∠CBF，BD⊥AF，CG⊥BF，

∴CD=CG．

∵∠F=60°，GF=1，∠CGF=90°，

∴tan∠F==CG=tan60°=

∵CG=，

∴CD=．

∵∠AFB=60°，∠ABF=90°，

∴∠BAF=30°．

∵∠ADB=90°，∠BAF=30°，

∴AB=2BD．

∵∠BAE=∠CAE，∠AEB=∠AEC，

∴∠ABE=∠ACE．

∴AB=AC．

设⊙O的半径为r，则AC=AB=2r，BD=r．

∵∠ADB=90°，

∴AD=r．

∴DC=AC﹣AD=2r﹣r=（2﹣）r=．

∴r=2+3．

∴⊙O的半径长为2+3．