Question

如圖AB是⊙O的直徑，PA切⊙O于點(diǎn)C，∠BPA的角平分線交AC于點(diǎn)E，交AB于點(diǎn)F，交⊙O于點(diǎn)D，∠B=60°，線段BF、AF是一元二次方程x²-kx+2

3

=0的兩根（k為常數(shù)）．
（1）求證：PB•AE=PA•BF；
（2）求證：⊙O的直徑是常數(shù)k；
（3）求：tan∠DPB．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)弦切角定理和角平分線的定義發(fā)現(xiàn)兩個(gè)全等三角形，根據(jù)全等三角形的性質(zhì)進(jìn)行證明；
（2）根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系即可證明；
（3）根據(jù)角平分線的定義，可以把∠DPB轉(zhuǎn)化為∠APD，放到直角三角形APF中，只需求得AF和AP的長(zhǎng)．根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系得到AF•BF=2

3

，根據(jù)三角形的外角的性質(zhì)可以發(fā)現(xiàn)∠AFE=∠AEF，得到AE=AF．再結(jié)合相似三角形的性質(zhì)得到AF：BF=AE：BF=AP：BP=sin60°=

3

2

．聯(lián)立兩個(gè)方程，即可求得AF、BF的長(zhǎng)，即求得AB的長(zhǎng)，根據(jù)銳角三角函數(shù)的概念進(jìn)一步求得AP的長(zhǎng)．

解答：（1）證明：∵PA切⊙O于點(diǎn)C，
∴∠PAE=∠B，又∠APE=∠BPF，
∴△PAE∽△PBF，
∴

PB

PA

=

BF

AE

，
即PB•AE=PA•BF．

（2）證明：∵線段BF、AF是一元二次方程x²-kx+2

3

=0的兩根（k為常數(shù)），
根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系，得BF+AF=k，即AB=k．

（3）解：∵∠AEF=∠APF+∠CAP，∠AFP=∠B+∠BPF，
又∵∠APF=∠BPF，∠B=∠CAP，
∴∠AEF=∠AFE，
∴AE=AF，
由（2）知△PAE∽△PBF，
∴

AE

BF

=

PA

PB

，
∴

AF

BF

=

PA

PB

=sin60°=

3

2

，
即

AF

BF

=

3

2

①，
AF•BF=2

3

②，
由①，②得，AE=

3

，BF=2，
AP=3+2

3

，
∴tan∠APE=

AF

AP

=2-

3

，
即tan∠DPB=2-

3

．

點(diǎn)評(píng)：此題綜合運(yùn)用了弦切角定理、根與系數(shù)的關(guān)系、相似三角形的性質(zhì)和判定方法．