(1)證明:連接 $OE,$
因?yàn)?$AD$ 是 $\odot O$ 的直徑,所以 $OA = OE = \frac{AD}{2} = 2。$
在 $\triangle ABC$ 中,$\angle C = 90^\circ,$$\angle B = 30^\circ,$所以 $\angle BAC = 60^\circ。$
因?yàn)?$AE$ 是角平分線,所以 $\angle BAE = \frac{1}{2}\angle BAC = 30^\circ。$
又因?yàn)?$OA = OE,$所以 $\triangle AOE$ 是等腰三角形,$\angle OEA = \angle BAE = 30^\circ。$
在 $\triangle AEC$ 中,$\angle C = 90^\circ,$$\angle CAE = 30^\circ,$所以 $\angle AEC = 60^\circ。$
因此 $\angle OEC = \angle AEC - \angle OEA = 60^\circ - 30^\circ = 90^\circ,$即 $OE \perp BC。$
因?yàn)?$OE$ 是 $\odot O$ 的半徑,所以 $BC$ 是 $\odot O$ 的切線。
(2)解:連接 $DE,$過 $E$ 作 $EF \perp AB$ 于 $F。$
由(1)知 $\angle BAE = 30^\circ,$$OA = 2,$在 $\triangle AOE$ 中,由正弦定理得 $OE \cdot \sin 30^\circ = EF,$即 $EF = OE \cdot \sin 30^\circ = 2 \times \frac{1}{2} = 1$(此處修正:應(yīng)為 $EF = OE \cdot \sin 60^\circ = 2 \times \frac{\sqrt{3}}{2} = \sqrt{3},$因 $\angle AOE = 180^\circ - 30^\circ - 30^\circ = 120^\circ,$$EF$ 為 $\triangle OEB$ 的高)。
$\angle AOE = 120^\circ,$扇形 $AOE$ 的面積為 $\frac{120^\circ}{360^\circ} \times \pi \times 2^2 = \frac{4\pi}{3}。$
$\triangle AOE$ 的面積為 $\frac{1}{2} \times OA \times OE \times \sin 120^\circ = \frac{1}{2} \times 2 \times 2 \times \frac{\sqrt{3}}{2} = \sqrt{3}。$
在 $\triangle ABE$ 中,$\angle BAE = 30^\circ,$$AB = 2AC$(設(shè) $AC = x,$則 $AB = 2x,$由 $BC$ 是切線,$BE = \frac{OE}{\tan 30^\circ} = 2\sqrt{3},$$AB = AD + DB = 4 + DB,$但更簡便:陰影部分面積為 $\triangle OEB$ 的面積減去扇形 $OED$ 的面積(因 $D$ 在圓上,$OE = OD = 2,$$\angle EOD = 60^\circ$)。
$\triangle OEB$ 中,$OB = OD + DB,$$\angle OBE = 30^\circ,$$OE = 2,$則 $OB = \frac{OE}{\sin 30^\circ} = 4,$所以 $DB = OB - OD = 4 - 2 = 2。$
$\triangle OEB$ 的面積為 $\frac{1}{2} \times OB \times EF = \frac{1}{2} \times 4 \times \sqrt{3} = 2\sqrt{3}。$
扇形 $OED$ 中,$\angle EOD = 60^\circ$(因 $\angle OEB = 60^\circ,$$OE = OD$),面積為 $\frac{60^\circ}{360^\circ} \times \pi \times 2^2 = \frac{2\pi}{3}。$
故陰影部分面積為 $\triangle OEB$ 的面積減去扇形 $OED$ 的面積,即 $2\sqrt{3} - \frac{2\pi}{3}。$
綜上,陰影部分面積為 $2\sqrt{3} - \frac{2\pi}{3}。$