解题思路:(1)由于AB是⊙O的直径,则∠ACB=90°,只需证明P是Rt△ACQ斜边AQ的中点即可;由垂径定理易知弧AC=弧AE,而C是弧AD的中点,那么弧CD=弧AE,即∠PAC=∠PCA,根据等角的余角相等,还可得到∠AQC=∠PCQ,由此可证得AP=PC=PQ,即P是△ACQ的外心;
(2)由(1)的相等弧可知:∠ABC=∠ACE=∠CAQ,那么它们的正切值也相等;在Rt△CAF中,根据CF的长及∠ACF的正切值,通过解直角三角形可求得AC的长,进而可在Rt△CAQ中,根据∠CAQ的正切值求出CQ的长;
(3)由(1)知:PQ=CP,则所求的乘积式可化为:CF2=FP•FG;在Rt△ACB中,由射影定理得:CF2=AF•FB,因此只需证明AF•FB=FG•FP即可,将上式化成比例式,证线段所在的三角形相似即可,即证Rt△AFP∽Rt△GFB.
(1)证明:∵C是
AD的中点,∴
AC=
CD,
∴∠CAD=∠ABC
∵AB是⊙O的直径,∴∠ACB=90°.
∴∠CAD+∠AQC=90°
又CE⊥AB,∴∠ABC+∠PCQ=90°
∴∠AQC=∠PCQ
∴在△PCQ中,PC=PQ,
∵CE⊥直径AB,∴
AC=
AE
∴
AE=
CD
∴∠CAD=∠ACE.
∴在△APC中,有PA=PC,
∴PA=PC=PQ
∴P是△ACQ的外心.
(2)∵CE⊥直径AB于F,
∴在Rt△BCF中,由tan∠ABC=[CF/BF=
3
4],CF=8,
得BF=
32
3.
∴由勾股定理,得BC=
CF2+BF2=[40/3]
∵AB是⊙O的直径,
∴在Rt△ACB中,由tan∠ABC=[AC/BC]=[3/4],BC=[40/3],
∴AC=10,
易知Rt△ACB∽Rt△QCA,
∴AC2=CQ•BC,
∴CQ=
AC2
BC=[15/2];
(3)证明:∵AB是⊙O的直径,∴∠ADB=90°
∴∠DAB+∠ABD=90°
又CF⊥AB,∴∠ABG+∠G=90°
∴∠DAB=∠G;
∴Rt△AFP∽Rt△GFB,
∴[AF/FG=
FP
BF],即AF•BF=FP•FG
易知Rt△ACF∽Rt△CBF,
∴CF2=AF•BF(或由射影定理得)
∴FC2=PF•FG,
由(1),知PC=PQ,∴FP+PQ=FP+PC=FC
∴(FP+PQ)2=FP•FG.
点评:
本题考点: 勾股定理;垂径定理;圆心角、弧、弦的关系;圆周角定理;三角形的外接圆与外心;相似三角形的判定与性质.
考点点评: 此题主要考查了圆心角、弧的关系,圆周角定理,三角形的外接圆,勾股定理以及相似三角形的判定和性质等知识.