Question

（2003•桂林）如圖，AB是⊙O的直徑，過圓上一點(diǎn)D作⊙O的切線DE，與過點(diǎn)A的直線垂直于E，弦BD的延長(zhǎng)線與直線AE交于C點(diǎn)．
（1）求證：點(diǎn)D為BC的中點(diǎn)；
（2）設(shè)直線EA與⊙O的另一交點(diǎn)為F，求證：CA²-AF²=4CE•EA；
（3）若弧AD=弧DB，⊙O的半徑為r．求由線段DE，AE和弧AD所圍成的陰影部分的面積．

Answer 1

【答案】分析：（1）連接OD、ED為⊙O切線，由切線的性質(zhì)知：OD⊥DE；根據(jù)垂直于同一直線的兩條直線平行知：OD∥AC；由于O為AB中點(diǎn)，則點(diǎn)D為BC中點(diǎn)．
（2）連接BF，AB為⊙O直徑，根據(jù)直徑對(duì)的圓周角是直角知，∠CFB=∠CED=90°，根據(jù)垂直于同一直線的兩條直線平行知
ED∥BF由平行線的性質(zhì)知，由于點(diǎn)D為BC中點(diǎn)，則點(diǎn)E為CF中點(diǎn)，所以CA²-AF²=（CA-AF）（CA+AF）=（CE+AE-EF+AE）•CF=2AE•CF，將CF=2CE代入即可得出所求的結(jié)論．
（3）由于則弧AD是半圓ADB的三分之一，有∠AOD=180°÷3=60°；連接DA，可知等腰三角形△OAD為等邊三角形，則有OD=AD=r；在Rt△DEA中，由弦切角定理知：∠EDA=∠B=30°，可求得EA=r，ED=r，則有S_陰影=S_梯形AODE-S_扇形AOD，從而可求得陰影部分的面積．
解答：（1）證明：連接OD，
∵ED為⊙O切線，∴OD⊥DE；
∵DE⊥AC，∴OD∥AC；
∵O為AB中點(diǎn)，
∴D為BC中點(diǎn)；

（2）證明：連接BF，
∵AB為⊙O直徑，
∴∠CFB=∠CED=90°；
∴ED∥BF；
∵D為BC中點(diǎn)，
∴E為CF中點(diǎn)；
∴CA²-AF²=（CA-AF）（CA+AF）
=（CE+AE-EF+AE）•CF=2AE•CF；
∴CA²-AF²=4CE•AE；

（3）解：∵，
∴∠AOD=60°；
連接DA，可知△OAD為等邊三角形，
∴OD=AD=r，
在Rt△DEA中，∠EDA=30°，
∴EA=r，ED=r；
∴S_陰影=S_梯形AODE-S_扇形AOD=
=．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了切線的性質(zhì)、平行線的判定和性質(zhì)、直角三角形的性質(zhì)、平方差公式、圓周角定理、等邊三角形的判定和性質(zhì)以及梯形和扇形的面積計(jì)算方法等知識(shí)．