在图中,A、B、C 和 D 位于以 O 为圆心的圆上。 PQ 和 PR 分别是圆在 A 和 D 处的切线。 已知 ∠AOC = 140°,∠DCO = 28° 且 OA 平行于 CB。

  1. (a)

    请清楚地说明理由,证明 CA 平分 ∠BCO。

  2. (b)

    请清楚地说明理由,求:

    1. (i)

      ∠BAC\angle BAC,

      答案 ∠BAC\angle BAC = ...°

    2. (ii)

      ∠PDA\angle PDA,

      答案 ∠PDA\angle PDA = ...°

  3. (c)

    Lizzy 声称 QADR... 构成了一个正 n 边形的一部分。

    说明你同意还是不同意 Lizzy 的观点,并给出理由。

    答案 ...

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完整解法

23(a)

1. Find $\angle BCO$ using the parallel lines $OA \parallel CB$.

Since OA∥CBOA \parallel CB, the angle between CBCB and COCO is supplementary to ∠AOC\angle AOC.

∠BCO=180∘−140∘=40∘\angle BCO = 180^\circ - 140^\circ = 40^\circ

2. Show that $CA$ divides $\angle BCO$ into two equal angles.

In △AOC\triangle AOC, OA=OCOA = OC because both are radii of the circle.

So △AOC\triangle AOC is isosceles and

∠ACO=∠OAC=180∘−140∘2=20∘.\angle ACO = \angle OAC = \frac{180^\circ - 140^\circ}{2} = 20^\circ.

Since CACA lies inside ∠BCO\angle BCO,

∠BCA=∠BCO−∠ACO=40∘−20∘=20∘.\angle BCA = \angle BCO - \angle ACO = 40^\circ - 20^\circ = 20^\circ.

Thus

∠BCA=∠ACO,\angle BCA = \angle ACO,

so CACA bisects ∠BCO\angle BCO.

答案

Since OA∥CBOA \parallel CB, ∠BCO=180∘−140∘=40∘\angle BCO = 180^\circ - 140^\circ = 40^\circ.

In △AOC\triangle AOC, OA=OCOA = OC, so
∠ACO=∠OAC=180∘−140∘2=20∘\angle ACO = \angle OAC = \dfrac{180^\circ - 140^\circ}{2} = 20^\circ.

Hence ∠BCA=40∘−20∘=20∘\angle BCA = 40^\circ - 20^\circ = 20^\circ.

Therefore ∠BCA=∠ACO\angle BCA = \angle ACO, so CACA bisects ∠BCO\angle BCO.

23(b)(i)

1. Use part (a) to state the angle at $C$ made by $BC$ and $CA$.

From part (a), CACA bisects ∠BCO\angle BCO and ∠BCA=20∘\angle BCA = 20^\circ.

2. Use the circle theorem that angles in the same segment are equal.

Since ∠BAC\angle BAC and ∠BCA\angle BCA are angles in the same segment, subtended by the same chord BCBC,

∠BAC=∠BCA=20∘\angle BAC = \angle BCA = 20^\circ.

答案

∠BAC=20∘\angle BAC = 20^\circ

23(b)(ii)

1. Find the angle subtended by chord $AD$ at the circumference, $\angle DCA$.

From part (a), ∠ACO=20∘\angle ACO = 20^\circ.

Given ∠DCO=28∘\angle DCO = 28^\circ,
∠DCA=∠DCO+∠OCA=28∘+20∘=48∘.\angle DCA = \angle DCO + \angle OCA = 28^\circ + 20^\circ = 48^\circ.

2. Use the tangent-chord theorem to find $\angle PDA$.

Since PDPD is a tangent at DD and DADA is a chord,
∠PDA=∠DCA\angle PDA = \angle DCA
by the tangent-chord theorem.

Hence
∠PDA=48∘.\angle PDA = 48^\circ.

答案

∠PDA=48∘\angle PDA = 48^\circ

23(c)

1. Use the tangent angle from part (b)(ii) to test whether a regular polygon is possible.

From part (b)(ii), ∠PDA=48∘\angle PDA=48^\circ.

Since DPDP and DRDR are opposite rays on the same tangent line,
∠ADR=180∘−48∘=132∘.\angle ADR=180^\circ-48^\circ=132^\circ.

For a regular polygon with interior angle 132∘132^\circ, the exterior angle would be
180∘−132∘=48∘.180^\circ-132^\circ=48^\circ.

Hence
n=360∘48∘=7.5.n=\frac{360^\circ}{48^\circ}=7.5.

Since nn is not a whole number, Lizzy's claim is not possible.

答案

Disagree. Since ∠PDA=48∘\angle PDA=48^\circ, ∠ADR=180∘−48∘=132∘\angle ADR=180^\circ-48^\circ=132^\circ. If it is regular, the exterior angle is 48∘48^\circ, so n=36048=7.5n=\dfrac{360}{48}=7.5, not an integer. Hence it cannot be part of a regular nn-sided polygon.

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