如图所示,A、B、C 在以 O 为圆心的圆上,AC 为直径。过圆上 B、C 两点的切线相交于 Q。BO 的延长线与直线 QC 相交于 P。

  1. (i)

    证明角 BOC = 2×2 \times 角 BCQ。

    证明角 BOC = 2×2 \times 角 BCQ。

  2. (ii)

    若 C 是 PO 的中点,

    1. (a)

      证明三角形 POC 与三角形 PQB 相似。

    2. (b)

      证明 PO×PB=12PQ2PO \times PB = \tfrac{1}{2} PQ^{2}。

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完整解法

10(i)

1. Identify the relationship between the tangent and the radius at the point of contact.

Since QCQC is a tangent to the circle at CC and OCOC is a radius, ∠OCQ=90∘\angle OCQ = 90^\circ.

2. Express angle OCB in terms of angle BCQ.

∠OCB=∠OCQ−∠BCQ=90∘−∠BCQ\angle OCB = \angle OCQ - \angle BCQ = 90^\circ - \angle BCQ.

3. Use the property of isosceles triangle OBC to find angle BOC.

In △OBC\triangle OBC, OB=OCOB = OC (radii of the same circle), so △OBC\triangle OBC is an isosceles triangle.
Therefore, ∠OBC=∠OCB=90∘−∠BCQ\angle OBC = \angle OCB = 90^\circ - \angle BCQ.
The sum of angles in △OBC\triangle OBC is 180∘180^\circ, so:
∠BOC=180∘−(∠OBC+∠OCB)\angle BOC = 180^\circ - (\angle OBC + \angle OCB)
∠BOC=180∘−2(90∘−∠BCQ)\angle BOC = 180^\circ - 2(90^\circ - \angle BCQ)
∠BOC=180∘−180∘+2∠BCQ\angle BOC = 180^\circ - 180^\circ + 2\angle BCQ
∠BOC=2∠BCQ\angle BOC = 2\angle BCQ (Shown)

答案

Shown.

10(ii)(a)

1. Find the right angle in each triangle using the tangent–radius property

OCOC is a radius and QCQC (which contains PP) is the tangent at CC, so OC⊥QCOC \perp QC.
∠PCO=90∘\angle PCO = 90^\circ
Similarly, OBOB is a radius and QBQB is the tangent at BB, and since BB, OO, PP are collinear, OB⊥QBOB \perp QB gives
∠PBQ=90∘\angle PBQ = 90^\circ
Hence ∠PCO=∠PBQ=90∘\angle PCO = \angle PBQ = 90^\circ.

2. Identify the common angle and conclude AA similarity

∠OPC\angle OPC (in △POC\triangle POC) and ∠QPB\angle QPB (in △PQB\triangle PQB) are the same angle since PP lies on both line BOPBOP and line QCPQCP:
∠OPC=∠QPB(common angle)\angle OPC = \angle QPB \quad (\text{common angle})
With two pairs of equal angles,
△POC∼△PQB(AA)\triangle POC \sim \triangle PQB \quad (\text{AA})

答案

Triangle POCPOC is similar to triangle PQBPQB (AA), with correspondence P↔P, O↔Q, C↔BP\leftrightarrow P,\ O\leftrightarrow Q,\ C\leftrightarrow B.

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