如图1,△ABC内接于⊙O,∠BAC的平分线交⊙O于点D,交BC于点E(BE>EC),且BD=2
.过点D作DF∥BC,交AB的延长线于点F.
(1)求证:DF为⊙O的切线;
(2)若∠BAC=60°,DE=
,求图中阴影部分的面积;
(3)若
=
,DF+BF=8,如图2,求BF的长.

如图1,△ABC内接于⊙O,∠BAC的平分线交⊙O于点D,交BC于点E(BE>EC),且BD=2
.过点D作DF∥BC,交AB的延长线于点F.
(1)求证:DF为⊙O的切线;
(2)若∠BAC=60°,DE=
,求图中阴影部分的面积;
(3)若
=
,DF+BF=8,如图2,求BF的长.

【解答】证明:(1)连结OD,如图1,
∵AD平分∠BAC交⊙O于D,
∴∠BAD=∠CAD,
∴
=
,
∴OD⊥BC,
∵BC∥EF,
∴OD⊥DF,
∴DF为⊙O的切线;
(2)连结OB,连结OD交BC于P,作BH⊥DF于H,如图1,
∵∠BAC=60°,AD平分
∠BAC,
∴∠BAD=30°,
∴∠BOD=2∠BAD=60°,
∴△OBD为等边三角形,
∴∠ODB=60°,OB=BD=2
,
∴∠BDF=30°,
∵BC∥DF,
∴∠DBP=30°,
在Rt△DBP中,PD=
BD=
,PB=
PD=3,
在Rt△DEP中,∵PD=
,DE=
,
∴PE=
=2,
∵OP⊥BC,
∴BP=CP=3,
∴CE=3﹣2=1,
易证得△BDE∽△ACE,
∴AE:BE=CE:DE,即AE:5=1:
,
∴AE=![]()
∵BE∥DF,
∴△ABE∽△AFD,
∴
=
,即
=
,解得DF=12,
在Rt△BDH中,BH=
BD=
,
∴S阴影部分=S△BDF﹣S弓形BD
=S△BDF﹣(S扇形BOD﹣S△BOD)
=
•12•
﹣
+
•(2
)2
=9
﹣2π;
(3)连结CD,如图2,由
=
可设AB=4x,AC=3x,设BF=y,
∵
=
,
∴CD=BD=2
,
∵∠F=∠ABC=∠ADC,
∵∠FDB=∠DBC=∠DAC,
∴△BFD∽△CDA,
∴
=
,即
=
,
∴xy=4,
∵∠FDB=∠DBC=∠DAC=∠FAD,
而∠DFB=∠AFD,
∴△FDB∽△FAD,
∴
=
,即
=
,
整理得16﹣4y=xy,
∴16﹣4y=4,解得y=3,
即BF的长为3.

