直線和圓的位置關(guān)系
直線和圓有兩個(gè)公共點(diǎn)時(shí),我們說(shuō)這條直線和圓相交。這條直線叫做圓的割線。
直線和圓只有一個(gè)公共點(diǎn)時(shí),我們說(shuō)這條直線和圓相切。這條直線叫做圓的切線,這個(gè)點(diǎn)叫做切點(diǎn)。
直線和圓沒(méi)有公共點(diǎn)時(shí),我們說(shuō)這條直線和圓相離。
設(shè)⊙O的半徑為r,圓心O到直線l的距離d,則有:
直線l和⊙O相交d<r ;
直線l和⊙O相切d=r ;
直線l和⊙O相離d>r 。
切線的判定定理:經(jīng)過(guò)半徑的外端并且垂直于這條半徑的直線是圓的切線。
切線的性質(zhì)定理:圓的切線垂直于過(guò)切點(diǎn)的半徑。
經(jīng)過(guò)圓外一點(diǎn)的圓的切線上,這點(diǎn)和切點(diǎn)之間線段的長(zhǎng),叫做這點(diǎn)到圓的切線長(zhǎng)。
與三角形各邊都相切的圓叫做三角形的內(nèi)切圓。內(nèi)切圓的圓心是三角形三條角平分線的交點(diǎn),叫做三角形的內(nèi)心。
二、課標(biāo)要求:
1、知道三角形的內(nèi)心。
2、了解直線和圓的位置關(guān)系,掌握切線的概念,探索切線與過(guò)切點(diǎn)的半徑的關(guān)系,會(huì)用三角尺過(guò)圓上一點(diǎn)畫圓的切線。
三、常見考點(diǎn):
1、直線和圓的位置關(guān)系,圓和圓的位置關(guān)系。2、切線的性質(zhì)及判定。
四、專題訓(xùn)練:
1.如圖,Rt△ABC中,∠C=90°,AB=5,csA=,以點(diǎn)B為圓心,r為半徑作⊙B,當(dāng)r=3時(shí),⊙B與AC的位置關(guān)系是( )
A.相離B.相切C.相交D.無(wú)法確定
2.以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心,作半徑為2的圓,若直線y=﹣x+b與⊙O相交,則b的取值范圍是( )
A.0≤b<2B.﹣2C.﹣22D.﹣2<b<2
3.如圖,菱形OABC的頂點(diǎn)A,B,C在⊙O上,過(guò)點(diǎn)B作⊙O的切線交OA的延長(zhǎng)線于點(diǎn)D.若⊙O的半徑為1,則BD的長(zhǎng)為( )
A.1B.2C.D.
4.如圖,在平行四邊形ABCD中,AB是⊙O的直徑,DC與⊙O相切于點(diǎn)E,點(diǎn)F是AD與⊙O的交點(diǎn),已知AB=12,∠C=60°,則弧FE的長(zhǎng)等于( )
A.6πB.3πC.2πD.π
5.如圖,在⊙O中,E是半徑OA上一點(diǎn),射線EF⊥OA,交圓于B,P為EB上任一點(diǎn),射線AP交圓于C,D為射線BF上一點(diǎn),且DC=DP,下列結(jié)論:①CD為⊙O的切線;②PA>PC;③∠CDP=2∠A,其中正確的結(jié)論有( )
A.3個(gè)B.2個(gè)C.1個(gè)D.0個(gè)
6.如圖,△ABC內(nèi)心為I,連接AI并延長(zhǎng)交△ABC的外接圓于D,則線段DI與DB的關(guān)系是( )
A.DI=DBB.DI>DBC.DI<DBD.不確定
7.如圖,△ABC的內(nèi)切圓⊙O與BC、CA、AB分別相切于點(diǎn)D、E、F,且AB=5,BC=13,CA=12,則陰影部分(即四邊形AEOF)的面積是( )
A.4B.6.25C.7.5D.9
8.如圖,點(diǎn)I為△ABC的內(nèi)心,AB=4,AC=3,BC=2,將∠ACB平移使其頂點(diǎn)與I重合,則圖中陰影部分的周長(zhǎng)為( )
A.4.5B.4C.3D.2
9.如圖,I點(diǎn)為△ABC的內(nèi)心,D點(diǎn)在BC上,且ID⊥BC,若∠B=44°,∠C=56°,則∠AID的度數(shù)為何?( )
A.174B.176C.178D.180
10.如圖,四邊形ABCD內(nèi)接于⊙O,點(diǎn)I是△ABC的內(nèi)心,∠AIC=124°,點(diǎn)E在AD的延長(zhǎng)線上,則∠CDE的度數(shù)為( )
A.56°B.62°C.68°D.78°
11.如圖,直線l:y=﹣x+1與坐標(biāo)軸交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)M(m,0)是x軸上一動(dòng)點(diǎn),以點(diǎn)M為圓心,2個(gè)單位長(zhǎng)度為半徑作⊙M,當(dāng)⊙M與直線l相切時(shí),則m的值為 .
12.⊙O的半徑為R,點(diǎn)O到直線l的距離為d,R,d是方程x2﹣4x+m=0的兩根,當(dāng)直線l與⊙O相切時(shí),m的值為 .
13.如圖,已知⊙O是以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心,1為半徑的圓,∠AOB=45°,點(diǎn)P在x軸上運(yùn)動(dòng),若過(guò)點(diǎn)P且與OA平行的直線與⊙O有公共點(diǎn),設(shè)P(x,0),則x的取值范圍是 .
14.如圖,在Rt△ABC中,∠ABC是直角,AB=3,BC=4,P是BC邊上的動(dòng)點(diǎn),設(shè)BP=x,若能在AC邊上找到一點(diǎn)Q,使∠BQP=90°,則x的取值范圍是 .
15.如圖,在△ABC中,D是邊BC上的一點(diǎn),以AD為直徑的⊙O交AC于點(diǎn)E,連接DE.若⊙O與BC相切,∠ADE=55°,則∠C的度數(shù)為 .
16.如圖,已知AB是⊙O的直徑,AC是⊙O的切線,連接OC交⊙O于點(diǎn)D,連接BD.若∠C=40°,則∠B的度數(shù)是 °.
17.如圖,在菱形OABC中,OB是對(duì)角線,OA=OB=2,⊙O與邊AB相切于點(diǎn)D,則圖中陰影部分的面積為 .
18.如圖,矩形ABCD中,E是AB上一點(diǎn),連接DE,將△ADE沿DE翻折,恰好使點(diǎn)A落在BC邊的中點(diǎn)F處,在DF上取點(diǎn)O,以O(shè)為圓心,OF長(zhǎng)為半徑作半圓與CD相切于點(diǎn)G.若AD=4,則圖中陰影部分的面積為 .
19.如圖,點(diǎn)A、B、D在⊙O上,∠A=25°,OD的延長(zhǎng)線交直線BC于點(diǎn)C,且∠OCB=40°,直線BC與⊙O的位置關(guān)系為 .
20.如圖,在△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,則△ABC的內(nèi)切圓半徑r= .
21.如圖,⊙O為△ABC的內(nèi)切圓,D、E、F分別為切點(diǎn),已知∠C=90°,⊙O半徑長(zhǎng)為3cm,AC=10cm,則AD長(zhǎng)度為 cm.
22.如圖,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=60°,內(nèi)切圓O與邊AB、BC、CA分別相切于點(diǎn)D、E、F,則∠DEF的度數(shù)為 °.
23.邊長(zhǎng)為1的正三角形的內(nèi)切圓半徑為 .
24.如圖,△ABC內(nèi)接于⊙O,∠B=60°,點(diǎn)E在直徑CD的延長(zhǎng)線上,且AE=AC.
(1)試判斷AE與⊙O的位置關(guān)系,并說(shuō)明理由;
(2)若AC=6,求陰影部分的面積.
25.如圖,AB為⊙O的直徑,點(diǎn)C在⊙O外,∠ABC的平分線與⊙O交于點(diǎn)D,∠C=90°.
(1)CD與⊙O有怎樣的位置關(guān)系?請(qǐng)說(shuō)明理由;
(2)若∠CDB=60°,AB=6,求的長(zhǎng).
26.如圖,AB為⊙O的直徑,C為⊙O上一點(diǎn),D為的中點(diǎn).過(guò)點(diǎn)D作直線AC的垂線,垂足為E,連接OD.
(1)求證:∠A=∠DOB;
(2)DE與⊙O有怎樣的位置關(guān)系?請(qǐng)說(shuō)明理由.
27.如圖,AB是⊙O的直徑,點(diǎn)C,點(diǎn)D在⊙O上,,AD與BC相交于點(diǎn)E,AF與⊙O相切于點(diǎn)A,與BC延長(zhǎng)線相交于點(diǎn)F.
(1)求證:AE=AF.
(2)若EF=12,sin∠ABF=,求⊙O的半徑.
28.如圖,AC為⊙O的直徑,AP為⊙O的切線,M是AP上一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M的直線與⊙O交于點(diǎn)B,D兩點(diǎn),與AC交于點(diǎn)E,連接AB,AD,AB=BE.
(1)求證:AB=BM;
(2)若AB=3,AD=,求⊙O的半徑.
29.如圖,在△ABC中,AB=AC,以AB為直徑的⊙O與BC相交于點(diǎn)D,過(guò)點(diǎn)D作⊙O的切線交AC于點(diǎn)E.
(1)求證:DE⊥AC;
(2)若⊙O的半徑為5,BC=16,求DE的長(zhǎng).
30.如圖,在四邊形ABCD中,AD∥BC,AB=2a,∠ABC=60°,過(guò)點(diǎn)B的⊙O與邊AB,BC分別交于E,F(xiàn)兩點(diǎn).OG⊥BC,垂足為G,OG=a.連接OB,OE,OF.
(1)若BF=2a,試判斷△BOF的形狀,并說(shuō)明理由;
(2)若BE=BF,求證:⊙O與AD相切于點(diǎn)A.
31.如圖,△ABC為等邊三角形,以邊BC為直徑的半圓與邊AB,AC分別交于D,F(xiàn)兩點(diǎn),過(guò)點(diǎn)D作DE⊥AC,垂足為點(diǎn)E.
(1)判斷DE與⊙O的位置關(guān)系,并證明你的結(jié)論;
(2)過(guò)點(diǎn)F作FH⊥BC,垂足為點(diǎn)H,若AB=4,求FH的長(zhǎng)(結(jié)果保留根號(hào)).
32.如圖,⊙O的直徑AB=4,∠ABC=30°,BC交⊙O于D,D是BC的中點(diǎn).
(1)求BC的長(zhǎng);
(2)過(guò)點(diǎn)D作DE⊥AC,垂足為E,求證:直線DE是⊙O的切線.
33.如圖,AB是⊙O的直徑,點(diǎn)E在AB的延長(zhǎng)線上,AC平分∠DAE交⊙O于點(diǎn)C,AD⊥DE于點(diǎn)D.
(1)求證:直線DE是⊙O的切線.
(2)如果BE=2,CE=4,求線段AD的長(zhǎng).
34.如圖,AB是⊙O的直徑,AB=6,OC⊥AB,OC=5,BC與⊙O交于點(diǎn)D,點(diǎn)E是的中點(diǎn),EF∥BC,交OC的延長(zhǎng)線于點(diǎn)F.
(1)求證:EF是⊙O的切線;
(2)CG∥OD,交AB于點(diǎn)G,求CG的長(zhǎng).
35.如圖,AB是⊙O的直徑,AC是⊙O的一條弦,點(diǎn)P是⊙O上一點(diǎn),且PA=PC,PD∥AC,與BA的延長(zhǎng)線交于點(diǎn)D.
(1)求證:PD是⊙O的切線;
(2)若tan∠PAC=,AC=12,求直徑AB的長(zhǎng).
36.如圖,PA是⊙O的切線,切點(diǎn)為A,AC是⊙O的直徑,連接OP交⊙O于E.過(guò)A點(diǎn)作AB⊥PO于點(diǎn)D,交⊙O于B,連接BC,PB.
(1)求證:PB是⊙O的切線;
(2)求證:E為△PAB的內(nèi)心;
(3)若cs∠PAB=,BC=1,求PO的長(zhǎng).
參考答案
1.如圖,Rt△ABC中,∠C=90°,AB=5,csA=,以點(diǎn)B為圓心,r為半徑作⊙B,當(dāng)r=3時(shí),⊙B與AC的位置關(guān)系是( )
A.相離B.相切C.相交D.無(wú)法確定
分析:根據(jù)三角函數(shù)的定義得到AC,根據(jù)勾股定理求得BC,和⊙B的半徑比較即可.
解:∵Rt△ABC中,∠C=90°,AB=5,csA=,
∴==,
∴AC=4,
∴BC==3,
∵r=3,
∴BC=r=3,
∴⊙B與AC的位置關(guān)系是相切,
故選:B.
點(diǎn)評(píng):本題考查了直線與圓的位置關(guān)系的應(yīng)用,注意:直線和圓有三種位置關(guān)系:相切、相交、相離.
2.以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心,作半徑為2的圓,若直線y=﹣x+b與⊙O相交,則b的取值范圍是( )
A.0≤b<2B.﹣2C.﹣22D.﹣2<b<2
分析:求出直線y=﹣x+b與圓相切,且函數(shù)經(jīng)過(guò)一、二、四象限,和當(dāng)直線y=﹣x+b與圓相切,且函數(shù)經(jīng)過(guò)二、三、四象限時(shí)b的值,則相交時(shí)b的值在相切時(shí)的兩個(gè)b的值之間.
解:當(dāng)直線y=﹣x+b與圓相切,且函數(shù)經(jīng)過(guò)一、二、四象限時(shí),如圖.
在y=﹣x+b中,令x=0時(shí),y=b,則與y軸的交點(diǎn)是(0,b),
當(dāng)y=0時(shí),x=b,則A的交點(diǎn)是(b,0),
則OA=OB,即△OAB是等腰直角三角形.
連接圓心O和切點(diǎn)C.則OC=2.
則OB=OC=2.即b=2;
同理,當(dāng)直線y=﹣x+b與圓相切,且函數(shù)經(jīng)過(guò)二、三、四象限時(shí),b=﹣2.
則若直線y=﹣x+b與⊙O相交,則b的取值范圍是﹣2<b<2.
故選:D.
點(diǎn)評(píng):本題考查了切線的性質(zhì),正確證得直線y=﹣x+b與圓相切時(shí),可得△OAB是等腰直角三角形是關(guān)鍵.
3.如圖,菱形OABC的頂點(diǎn)A,B,C在⊙O上,過(guò)點(diǎn)B作⊙O的切線交OA的延長(zhǎng)線于點(diǎn)D.若⊙O的半徑為1,則BD的長(zhǎng)為( )
A.1B.2C.D.
分析:連接OB,根據(jù)菱形的性質(zhì)得到OA=AB,求得∠AOB=60°,根據(jù)切線的性質(zhì)得到∠DBO=90°,解直角三角形即可得到結(jié)論.
解:連接OB,
∵四邊形OABC是菱形,
∴OA=AB,
∵OA=OB,
∴OA=AB=OB,
∴∠AOB=60°,
∵BD是⊙O的切線,
∴∠DBO=90°,
∵OB=1,
∴BD=OB=,
故選:D.
點(diǎn)評(píng):本題考查了切線的性質(zhì),菱形的性質(zhì),等邊三角形的判定和性質(zhì),解直角三角形,熟練正確切線的性質(zhì)定理是解題的關(guān)鍵.
4.如圖,在平行四邊形ABCD中,AB是⊙O的直徑,DC與⊙O相切于點(diǎn)E,點(diǎn)F是AD與⊙O的交點(diǎn),已知AB=12,∠C=60°,則弧FE的長(zhǎng)等于( )
A.6πB.3πC.2πD.π
分析:首先求出圓心角∠EOF的度數(shù),再根據(jù)弧長(zhǎng)公式l=,即可解決問(wèn)題.
解:如圖,連接OE、OF,
∵CD是⊙O的切線,
∴OE⊥CD,
∴∠OED=90°,
∵四邊形ABCD是平行四邊形,∠C=60°,
∴∠A=∠C=60°,∠D=120°,
∵OA=OF,
∴∠A=∠OFA=60°,
∴∠DFO=120°,
∴∠EOF=360°﹣∠D﹣∠DFO﹣∠DEO=30°,
∵AB=12,
∴OA=6,
∴的長(zhǎng)為:.
故選:D.
點(diǎn)評(píng):本題考查切線的性質(zhì)、平行四邊形的性質(zhì)、弧長(zhǎng)公式等知識(shí),解題的關(guān)鍵是求出圓心角的度數(shù),熟記弧長(zhǎng)公式.
5.如圖,在⊙O中,E是半徑OA上一點(diǎn),射線EF⊥OA,交圓于B,P為EB上任一點(diǎn),射線AP交圓于C,D為射線BF上一點(diǎn),且DC=DP,下列結(jié)論:①CD為⊙O的切線;②PA>PC;③∠CDP=2∠A,其中正確的結(jié)論有( )
A.3個(gè)B.2個(gè)C.1個(gè)D.0個(gè)
分析:根據(jù)已知及切線的判定等對(duì)各個(gè)結(jié)論進(jìn)行分析,從而得到答案.
解:∵DC=DP,
∴∠DPC=∠DCP,
∵∠DPC=∠APE,
∴∠DCP=∠APE,
∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA;
∵∠OAC+∠APE=90°,
∴∠OCA+∠DCP=90°,
∴CD為⊙O的切線(①正確);
②不一定;
連接CO,
∵CD是⊙O的切線,
∴∠DCP=∠AOC.
∵∠DCP=(180°﹣2∠A),
又∵∠DCP=(180°﹣∠CDP),
∴180°﹣2∠A=180°﹣∠CDP,
∴∠CDP=2∠A,③正確.
故選:B.
點(diǎn)評(píng):本題主要考查了切線的判定的理解及運(yùn)用.
6.如圖,△ABC內(nèi)心為I,連接AI并延長(zhǎng)交△ABC的外接圓于D,則線段DI與DB的關(guān)系是( )
A.DI=DBB.DI>DBC.DI<DBD.不確定
分析:連接BI,如圖,根據(jù)三角形內(nèi)心的性質(zhì)得∠1=∠2,∠5=∠6,再根據(jù)圓周角定理得到∠3=∠1,然后利用三角形外角性質(zhì)和角度的代換證明∠4=∠DBI,從而可判斷DI=DB.
解:連接BI,如圖,
∵△ABC內(nèi)心為I,
∴∠1=∠2,∠5=∠6,
∵∠3=∠1,
∴∠3=∠2,
∵∠4=∠2+∠6=∠3+∠5,
即∠4=∠DBI,
∴DI=DB.
故選:A.
點(diǎn)評(píng):本題考查了三角形的內(nèi)切圓與內(nèi)心:三角形的內(nèi)心到三角形三邊的距離相等;三角形的內(nèi)心與三角形頂點(diǎn)的連線平分這個(gè)內(nèi)角.也考查了三角形的外接圓和圓周角定理.
7.如圖,△ABC的內(nèi)切圓⊙O與BC、CA、AB分別相切于點(diǎn)D、E、F,且AB=5,BC=13,CA=12,則陰影部分(即四邊形AEOF)的面積是( )
A.4B.6.25C.7.5D.9
分析:利用勾股定理的逆定理得到△ABC為直角三角形,∠A=90°,再利用切線的性質(zhì)得到OF⊥AB,OE⊥AC,所以四邊形OFAE為正方形,設(shè)OE=AE=AF=r,利用切線長(zhǎng)定理得到BD=BF=5﹣r,CD=CE=12﹣r,所以5﹣r+12﹣r=13,然后求出r后可計(jì)算出陰影部分(即四邊形AEOF)的面積.
解:∵AB=5,BC=13,CA=12,
∴AB2+CA2=BC2,
∴△ABC為直角三角形,∠A=90°,
∵AB、AC與⊙O分別相切于點(diǎn)E、F
∴OF⊥AB,OE⊥AC,
∴四邊形OFAE為正方形,
設(shè)OE=r,
則AE=AF=r,
∵△ABC的內(nèi)切圓⊙O與BC、CA、AB分別相切于點(diǎn)D、E、F,
∴BD=BF=5﹣r,CD=CE=12﹣r,
∴5﹣r+12﹣r=13,
∴r==2,
∴陰影部分(即四邊形AEOF)的面積是2×2=4.
故選:A.
點(diǎn)評(píng):本題考查了三角形的內(nèi)切圓和內(nèi)心:三角形的內(nèi)心到三角形三邊的距離相等;三角形的內(nèi)心與三角形頂點(diǎn)的連線平分這個(gè)內(nèi)角.也考查了勾股定理的逆定理和切線的性質(zhì).
8.如圖,點(diǎn)I為△ABC的內(nèi)心,AB=4,AC=3,BC=2,將∠ACB平移使其頂點(diǎn)與I重合,則圖中陰影部分的周長(zhǎng)為( )
A.4.5B.4C.3D.2
分析:連接AI、BI,因?yàn)槿切蔚膬?nèi)心是角平分線的交點(diǎn),所以AI是∠CAB的平分線,由平行的性質(zhì)和等角對(duì)等邊可得:AD=DI,同理BE=EI,所以圖中陰影部分的周長(zhǎng)就是邊AB的長(zhǎng).
解:連接AI、BI,
∵點(diǎn)I為△ABC的內(nèi)心,
∴AI平分∠CAB,
∴∠CAI=∠BAI,
由平移得:AC∥DI,
∴∠CAI=∠AID,
∴∠BAI=∠AID,
∴AD=DI,
同理可得:BE=EI,
∴△DIE的周長(zhǎng)=DE+DI+EI=DE+AD+BE=AB=4,
即圖中陰影部分的周長(zhǎng)為4,
故選:B.
點(diǎn)評(píng):本題考查了三角形內(nèi)心的定義、平移的性質(zhì)及角平分線的定義等知識(shí),熟練掌握三角形的內(nèi)心是角平分線的交點(diǎn)是關(guān)鍵.
9.如圖,I點(diǎn)為△ABC的內(nèi)心,D點(diǎn)在BC上,且ID⊥BC,若∠B=44°,∠C=56°,則∠AID的度數(shù)為何?( )
A.174B.176C.178D.180
分析:連接CI,利用三角形內(nèi)角和定理可求出∠BAC的度數(shù),由I點(diǎn)為△ABC的內(nèi)心,可得出∠CAI、∠ACI、∠DCI的度數(shù),利用三角形內(nèi)角和定理可得出∠AIC、∠CID的度數(shù),再由∠AID=∠AIC+∠CID即可求出∠AID的度數(shù).
解:連接CI,如圖所示.
在△ABC中,∠B=44°,∠ACB=56°,
∴∠BAC=180°﹣∠B﹣∠ACB=80°.
∵I點(diǎn)為△ABC的內(nèi)心,
∴∠CAI=∠BAC=40°,∠ACI=∠DCI=∠ACB=28°,
∴∠AIC=180°﹣∠CAI﹣∠ACI=112°,
又ID⊥BC,
∴∠CID=90°﹣∠DCI=62°,
∴∠AID=∠AIC+∠CID=112°+62°=174°.
故選:A.
點(diǎn)評(píng):本題考查了三角形的內(nèi)心、三角形內(nèi)角和定理以及角平分線的性質(zhì),根據(jù)三角形內(nèi)心的性質(zhì)結(jié)合三角形內(nèi)角和定理求出∠AIC、∠CID的度數(shù)是解題的關(guān)鍵.
10.如圖,四邊形ABCD內(nèi)接于⊙O,點(diǎn)I是△ABC的內(nèi)心,∠AIC=124°,點(diǎn)E在AD的延長(zhǎng)線上,則∠CDE的度數(shù)為( )
A.56°B.62°C.68°D.78°
分析:由點(diǎn)I是△ABC的內(nèi)心知∠BAC=2∠IAC、∠ACB=2∠ICA,從而求得∠B=180°﹣(∠BAC+∠ACB)=180°﹣2(180°﹣∠AIC),再利用圓內(nèi)接四邊形的外角等于內(nèi)對(duì)角可得答案.
解:∵點(diǎn)I是△ABC的內(nèi)心,
∴∠BAC=2∠IAC、∠ACB=2∠ICA,
∵∠AIC=124°,
∴∠B=180°﹣(∠BAC+∠ACB)
=180°﹣2(∠IAC+∠ICA)
=180°﹣2(180°﹣∠AIC)
=68°,
又四邊形ABCD內(nèi)接于⊙O,
∴∠CDE=∠B=68°,
故選:C.
點(diǎn)評(píng):本題主要考查三角形的內(nèi)切圓與內(nèi)心,解題的關(guān)鍵是掌握三角形的內(nèi)心的性質(zhì)及圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì).
11.如圖,直線l:y=﹣x+1與坐標(biāo)軸交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)M(m,0)是x軸上一動(dòng)點(diǎn),以點(diǎn)M為圓心,2個(gè)單位長(zhǎng)度為半徑作⊙M,當(dāng)⊙M與直線l相切時(shí),則m的值為 2﹣2或2+2. .
分析:根據(jù)直線l:y=﹣x+1由x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)A(0,1),B(2,0),得到OA=1,OB=2,求出AB=;設(shè)⊙M與AB相切與C,連接MC,則MC=2,MC⊥AB,通過(guò)△BMC∽△BAO,即可得到結(jié)果.
解:在y=﹣x+1中,
令x=0,則y=1,
令y=0,則x=2,
∴A(0,1),B(2,0),
∴AB=;
如圖,設(shè)⊙M與AB相切與C,
連接MC,則MC=2,MC⊥AB,
∵∠MCB=∠AOB=90°,∠ABO=∠CBM,
∴△BMC~△BAO,
∴,即,
∴BM=2,
∴OM=2﹣2,或OM=2+2.
∴m=2﹣2或m=2+2.
故答案為:2﹣2,2+2.
點(diǎn)評(píng):本題考查了直線與圓的位置關(guān)系,一次函數(shù)的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),注意分類討論是解題的關(guān)鍵.
12.⊙O的半徑為R,點(diǎn)O到直線l的距離為d,R,d是方程x2﹣4x+m=0的兩根,當(dāng)直線l與⊙O相切時(shí),m的值為 4 .
分析:先根據(jù)切線的性質(zhì)得出方程有且只有一個(gè)根,再根據(jù)△=0即可求出m的值.
解:∵d、R是方程x2﹣4x+m=0的兩個(gè)根,且直線L與⊙O相切,
∴d=R,
∴方程有兩個(gè)相等的實(shí)根,
∴△=16﹣4m=0,
解得,m=4,
故答案為:4.
點(diǎn)評(píng):本題考查的是切線的性質(zhì)及一元二次方程根的判別式,熟知以上知識(shí)是解答此題的關(guān)鍵.
13.如圖,已知⊙O是以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心,1為半徑的圓,∠AOB=45°,點(diǎn)P在x軸上運(yùn)動(dòng),若過(guò)點(diǎn)P且與OA平行的直線與⊙O有公共點(diǎn),設(shè)P(x,0),則x的取值范圍是 ﹣≤x≤且x≠0 .
分析:由題意得x有兩個(gè)極值點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P與⊙O相切時(shí),x取得極值,作出切線,利用切線的性質(zhì)求解即可.
解:將OA平移至P'D的位置,使P'D與圓相切,
連接OD,由題意得,OD=1,∠DOP'=45°,∠ODP'=90°,
故可得OP'=,即x的極大值為,
同理當(dāng)點(diǎn)P在y軸左邊時(shí)也有一個(gè)極值點(diǎn),此時(shí)x取得極小值,x=﹣,
綜上可得x的范圍為:﹣≤x≤.
又∵DP'與OA平行,
∴x≠0,
故答案為:﹣≤x≤且x≠0.
點(diǎn)評(píng):此題主要考查了直線與圓的位置關(guān)系,分別得出兩圓與圓相切時(shí)求出OP的長(zhǎng)是解決問(wèn)題的關(guān)鍵,難度一般,注意兩個(gè)極值點(diǎn)的尋找.
14.如圖,在Rt△ABC中,∠ABC是直角,AB=3,BC=4,P是BC邊上的動(dòng)點(diǎn),設(shè)BP=x,若能在AC邊上找到一點(diǎn)Q,使∠BQP=90°,則x的取值范圍是 3≤x≤4 .
分析:根據(jù)已知首先找出BP取最小值時(shí)QO⊥AC,進(jìn)而求出△ABC∽△OQC,再求出x的最小值,進(jìn)而求出PB的取值范圍即可.
解:取BP中點(diǎn)O,以BP為直徑作⊙O,
連接QO,當(dāng)QO⊥AC時(shí),QO最短,即BP最短,
∵∠OQC=∠ABC=90°,∠C=∠C,
∴△ABC∽△OQC,
∴=,
∵AB=3,BC=4,
∴AC=5,
∵BP=x,
∴QO=x,CO=4﹣x,
∴=,
解得:x=3,
當(dāng)P與C重合時(shí),BP=4,
∴BP=x的取值范圍是:3≤x≤4,
故答案為:3≤x≤4.
點(diǎn)評(píng):此題主要考查了直線與圓的位置關(guān)系以及三角形的相似的性質(zhì)與判定和勾股定理等知識(shí),找出當(dāng)QO⊥AC時(shí),QO最短即BP最短,進(jìn)而利用相似求出是解決問(wèn)題的關(guān)鍵.
15.如圖,在△ABC中,D是邊BC上的一點(diǎn),以AD為直徑的⊙O交AC于點(diǎn)E,連接DE.若⊙O與BC相切,∠ADE=55°,則∠C的度數(shù)為 55° .
分析:由直徑所對(duì)的圓周角為直角得∠AED=90°,由切線的性質(zhì)可得∠ADC=90°,然后由同角的余角相等可得∠C=∠ADE=55°.
解:∵AD為⊙O的直徑,
∴∠AED=90°,
∴∠ADE+∠DAE=90°;
∵⊙O與BC相切,
∴∠ADC=90°,
∴∠C+∠DAE=90°,
∴∠C=∠ADE,
∵∠ADE=55°,
∴∠C=55°.
故答案為:55°.
點(diǎn)評(píng):本題考查了切線的性質(zhì)、圓的相關(guān)概念及性質(zhì)及互余關(guān)系等知識(shí)點(diǎn),熟練掌握?qǐng)A的相關(guān)性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
16.如圖,已知AB是⊙O的直徑,AC是⊙O的切線,連接OC交⊙O于點(diǎn)D,連接BD.若∠C=40°,則∠B的度數(shù)是 25 °.
分析:先根據(jù)切線的性質(zhì)得∠OAC=90°,再利用互余計(jì)算出∠AOC=90°﹣∠C=50°,由于∠OBD=∠ODB,利用三角形的外角性質(zhì)得∠OBD=∠AOC=25°.
解:∵AC是⊙O的切線,
∴OA⊥AC,
∴∠OAC=90°,
∴∠AOC=90°﹣∠C=90°﹣40°=50°,
∵OB=OD,
∴∠OBD=∠ODB,
而∠AOC=∠OBD+∠ODB,
∴∠OBD=∠AOC=25°,
即∠ABD的度數(shù)為25°,
故答案為:25.
點(diǎn)評(píng):本題考查了切線的性質(zhì):圓的切線垂直于經(jīng)過(guò)切點(diǎn)的半徑.也考查了等腰三角形的性質(zhì).
17.如圖,在菱形OABC中,OB是對(duì)角線,OA=OB=2,⊙O與邊AB相切于點(diǎn)D,則圖中陰影部分的面積為 2﹣π .
分析:連接OD,根據(jù)菱形的性質(zhì)得到OA=AB,得到△OAB為等邊三角形,根據(jù)切線的性質(zhì)得到OD⊥AB,根據(jù)余弦的定義求出OD,根據(jù)菱形面積公式、扇形面積公式計(jì)算,得到答案.
解:連接OD,
∵四邊形OABC為菱形,
∴OA=AB,
∵OA=OB,
∴OA=OB=AB,
∴△OAB為等邊三角形,
∴∠A=∠AOB=60°,
∵AB是⊙O的切線,
∴OD⊥AB,
∴OD=OA?sinA=,
同理可知,△OBC為等邊三角形,
∴∠BOC=60°,
∴圖中陰影部分的面積=2×﹣=2﹣π,
故答案為:2﹣π.
點(diǎn)評(píng):本題考查的是切線的性質(zhì)、扇形面積計(jì)算、等邊三角形的判定和性質(zhì),掌握切線的性質(zhì)定理、扇形面積公式是解題的關(guān)鍵.
18.如圖,矩形ABCD中,E是AB上一點(diǎn),連接DE,將△ADE沿DE翻折,恰好使點(diǎn)A落在BC邊的中點(diǎn)F處,在DF上取點(diǎn)O,以O(shè)為圓心,OF長(zhǎng)為半徑作半圓與CD相切于點(diǎn)G.若AD=4,則圖中陰影部分的面積為 .
分析:連接OG,QG,證明△DOG∽△DFC,得出,設(shè)OG=OF=x,則,求出圓的半徑為,證明△OFQ為等邊三角形,求出CQ,CG,則可由三角形的面積公式求出答案.
解:連接OG,QG,
∵將△ADE沿DE翻折,恰好使點(diǎn)A落在BC邊的中點(diǎn)F處,
∴AD=DF=4,BF=CF=2,
∵矩形ABCD中,∠DCF=90°,
∴∠FDC=30°,
∴∠DFC=60°,
∵⊙O與CD相切于點(diǎn)G,
∴OG⊥CD,
∵BC⊥CD,
∴OG∥BC,
∴△DOG∽△DFC,
∴,
設(shè)OG=OF=x,則,
解得:x=,即⊙O的半徑是.
連接OQ,作OH⊥FQ,
∵∠DFC=60°,OF=OQ,
∴△OFQ為等邊三角形;同理△OGQ為等邊三角形;
∴∠GOQ=∠FOQ=60°,OH=OQ=,
∴QH==,
∴CQ=
∵四邊形OHCG為矩形,
∴OH=CG=,
∴S陰影=S△CGQ===.
故答案為:.
點(diǎn)評(píng):本題考查了扇形面積的計(jì)算,切線的性質(zhì),翻折變換,熟練掌握基本圖形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
19.如圖,點(diǎn)A、B、D在⊙O上,∠A=25°,OD的延長(zhǎng)線交直線BC于點(diǎn)C,且∠OCB=40°,直線BC與⊙O的位置關(guān)系為 相切 .
分析:先利用同弧所對(duì)的圓周角與圓心角的關(guān)系求出∠BOC=2∠A=50°,再求,∠OBC=180°﹣50°﹣40°=90°,可得結(jié)論.
解:∵∠BOC=2∠A=50°,∠OCB=40°,
∴在△OBC中,∠OBC=180°﹣50°﹣40°=90度.
∴直線BC與⊙O相切.
點(diǎn)評(píng):此題主要考查同弧所對(duì)的圓周角與圓心角的關(guān)系,及圓的切線的判定.
20.如圖,在△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,則△ABC的內(nèi)切圓半徑r= 1 .
分析:在△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,根據(jù)勾股定理可得AB=5,設(shè)△ABC的內(nèi)切圓與三條邊的切點(diǎn)分別為D、E、F,連接OD、OE、OF,可得OD⊥AB,OE⊥BC,OF⊥AC,可得矩形EOFC,再根據(jù)切線長(zhǎng)定理可得CE=CF,所以矩形EOFC是正方形,可得CE=CF=r,所以AF=AD=3﹣r,BE=BD=4﹣r,進(jìn)而可得△ABC的內(nèi)切圓半徑r的值.
解:在△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,
根據(jù)勾股定理,得AB=5,
如圖,設(shè)△ABC的內(nèi)切圓與三條邊的切點(diǎn)分別為D、E、F,
連接OD、OE、OF,
∴OD⊥AB,OE⊥BC,OF⊥AC,
∵∠C=90°,
∴四邊形EOFC是矩形,
根據(jù)切線長(zhǎng)定理,得
CE=CF,
∴矩形EOFC是正方形,
∴CE=CF=r,
∴AF=AD=AC﹣FC=3﹣r,
BE=BD=BC﹣CE=4﹣r,
∵AD+BD=AB,
∴3﹣r+4﹣r=5,
解得r=1.
則△ABC的內(nèi)切圓半徑r=1.
故答案為:1.
點(diǎn)評(píng):本題考查了三角形的內(nèi)切圓與內(nèi)心,解決本題的關(guān)鍵是掌握三角形的內(nèi)切圓與內(nèi)心.
21.如圖,⊙O為△ABC的內(nèi)切圓,D、E、F分別為切點(diǎn),已知∠C=90°,⊙O半徑長(zhǎng)為3cm,AC=10cm,則AD長(zhǎng)度為 7 cm.
分析:連接OD、OE、OF,如圖,根據(jù)內(nèi)切圓的定義和切線的性質(zhì)得OD⊥AB,OE⊥BC,OF⊥AC,接著證明四邊形OECF為正方形,則CE=OE=3,所以AF=AC﹣CF=7,然后根據(jù)切線長(zhǎng)定理求AD.
解:連接OD、OE、OF,如圖,設(shè)⊙O的半徑為r,
∵⊙O為△ABC內(nèi)切圓,與三邊分別相切于D、E、F,
∴OD⊥AB,OE⊥BC,OF⊥AC,
∴四邊形OECF為矩形
而OF=OE,
∴四邊形OECF為正方形,
∴CE=OE=3,
∵AC=10,
∴AF=AC﹣CF=7,
∴AD=AF=7(cm).故答案為7.
點(diǎn)評(píng):本題考查了三角形的內(nèi)切圓與內(nèi)心:與三角形各邊都相切的圓叫三角形的內(nèi)切圓,三角形的內(nèi)切圓的圓心叫做三角形的內(nèi)心,這個(gè)三角形叫做圓的外切三角形.三角形的內(nèi)心就是三角形三個(gè)內(nèi)角角平分線的交點(diǎn).也考查了切線的性質(zhì)與切線長(zhǎng)定理.
22.如圖,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=60°,內(nèi)切圓O與邊AB、BC、CA分別相切于點(diǎn)D、E、F,則∠DEF的度數(shù)為 75 °.
分析:連接DO,F(xiàn)O,利用切線的性質(zhì)得出∠ODA=∠OFA=90°,再利用三角形內(nèi)角和以及四邊形內(nèi)角和定理求出∠DOF的度數(shù),進(jìn)而利用圓周角定理得出∠DEF的度數(shù).
解:連接DO,F(xiàn)O,
∵在Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=60°
∴∠A=30°,
∵內(nèi)切圓O與邊AB、BC、CA分別相切于點(diǎn)D、E、F,
∴∠ODA=∠OFA=90°,
∴∠DOF=150°,
∴∠DEF的度數(shù)為75°.
故答案為:75.
點(diǎn)評(píng):此題主要考查了圓周角定理以及切線的性質(zhì)和四邊形內(nèi)角和定理等知識(shí),得出∠DOF=150°是解題關(guān)鍵.
23.邊長(zhǎng)為1的正三角形的內(nèi)切圓半徑為 .
分析:根據(jù)等邊三角形的三線合一,可以構(gòu)造一個(gè)由其內(nèi)切圓的半徑、外接圓的半徑和半邊組成的30°的直角三角形,利用銳角三角函數(shù)關(guān)系求出內(nèi)切圓半徑即可.
解:∵內(nèi)切圓的半徑、外接圓的半徑和半邊組成一個(gè)30°的直角三角形,
則∠OBD=30°,BD=,
∴tan∠OBD==,
∴內(nèi)切圓半徑OD==.
故答案為:.
點(diǎn)評(píng):此題主要考查了三角形的內(nèi)切圓,注意:根據(jù)等邊三角形的三線合一,可以發(fā)現(xiàn)其內(nèi)切圓的半徑、外接圓的半徑和半邊正好組成了一個(gè)30°的直角三角形.
24.如圖,△ABC內(nèi)接于⊙O,∠B=60°,點(diǎn)E在直徑CD的延長(zhǎng)線上,且AE=AC.
(1)試判斷AE與⊙O的位置關(guān)系,并說(shuō)明理由;
(2)若AC=6,求陰影部分的面積.
分析:(1)連接OA、AD,可求得∠ACE=∠AEC=30°,可證明△AOD為等邊三角形,可求得∠EAO=90°,可證明AE為⊙O的切線;
(2)結(jié)合(1)可得到OA=2,AE=6,再根據(jù)圓的面積公式和扇形面積公式即可求解.
(1)證明:連接OA、AD,如圖,
∵CD為⊙O的直徑,
∴∠DAC=90°,
又∵∠ADC=∠B=60°,
∴∠ACE=30°,
又∵AE=AC,OA=OD,
∴△ADO為等邊三角形,
∴∠AEC=30°,∠ADO=∠DAO=60°,
∴∠EAD=30°,
∴∠EAD+∠DAO=90°,
∴∠EAO=90°,即OA⊥AE,
∴AE為⊙O的切線;
(2)解:由(1)可知△AEO為直角三角形,且∠E=30°,
∴OA=2,AE=6,
∴陰影部分的面積為×6×2﹣=6﹣2π.
故陰影部分的面積為6﹣2π.
點(diǎn)評(píng):本題主要考查切線的判定和性質(zhì),掌握切線的證明方法是解題的關(guān)鍵,即有切點(diǎn)時(shí)連接圓心和切點(diǎn)證明垂直,沒(méi)有切點(diǎn)時(shí),作垂直證明距離等于半徑.注意這類問(wèn)題的常用輔助線的作法.
25.如圖,AB為⊙O的直徑,點(diǎn)C在⊙O外,∠ABC的平分線與⊙O交于點(diǎn)D,∠C=90°.
(1)CD與⊙O有怎樣的位置關(guān)系?請(qǐng)說(shuō)明理由;
(2)若∠CDB=60°,AB=6,求的長(zhǎng).
分析:(1)連接OD,只需證明∠ODC=90°即可;
(2)由(1)中的結(jié)論可得∠ODB=30°,可求得弧AD的圓心角度數(shù),再利用弧長(zhǎng)公式求得結(jié)果即可.
解:(1)相切.理由如下:
連接OD,
∵BD是∠ABC的平分線,
∴∠CBD=∠ABD,
又∵OD=OB,
∴∠ODB=∠ABD,
∴∠ODB=∠CBD,
∴OD∥CB,
∴∠ODC=∠C=90°,
∴CD與⊙O相切;
(2)若∠CDB=60°,可得∠ODB=30°,
∴∠AOD=60°,
又∵AB=6,
∴AO=3,
∴的長(zhǎng)==π.
點(diǎn)評(píng):此題主要考查圓的切線的判定、等腰三角形的性質(zhì)及圓周角定理的運(yùn)用.一條直線和圓只有一個(gè)公共點(diǎn),叫做這條直線和圓相切,這條直線叫圓的切線,唯一的公共點(diǎn)叫切點(diǎn).
26.如圖,AB為⊙O的直徑,C為⊙O上一點(diǎn),D為的中點(diǎn).過(guò)點(diǎn)D作直線AC的垂線,垂足為E,連接OD.
(1)求證:∠A=∠DOB;
(2)DE與⊙O有怎樣的位置關(guān)系?請(qǐng)說(shuō)明理由.
分析:(1)連接OC,由D為的中點(diǎn),得到=,根據(jù)圓周角定理即可得到結(jié)論;
(2)根據(jù)平行線的判定定理得到AE∥OD,根據(jù)平行線的性質(zhì)得到OD⊥DE,于是得到結(jié)論.
(1)證明:連接OC,
∵D為的中點(diǎn),
∴=,
∴∠BOD=BOC,
∵∠BAC=BOC,
∴∠A=∠DOB;
(2)解:DE與⊙O相切,
理由:∵∠A=∠DOB,
∴AE∥OD,
∵DE⊥AE,
∴OD⊥DE,
∴DE與⊙O相切.
點(diǎn)評(píng):本題考查了直線與圓的位置關(guān)系,圓心角、弧、弦的關(guān)系,圓周角定理,熟練掌握切線的判定定理是解題的關(guān)鍵.
27.如圖,AB是⊙O的直徑,點(diǎn)C,點(diǎn)D在⊙O上,,AD與BC相交于點(diǎn)E,AF與⊙O相切于點(diǎn)A,與BC延長(zhǎng)線相交于點(diǎn)F.
(1)求證:AE=AF.
(2)若EF=12,sin∠ABF=,求⊙O的半徑.
分析:(1)由切線的性質(zhì)得出∠FAB=90°,由圓周角定理得出∠CAE=∠D,∠D=∠B,證得∠F=∠CEA,則可得出結(jié)論;
(2)由銳角三角函數(shù)的定義得出,求出AE=10,由勾股定理求出AC,則可求出AB的長(zhǎng).
(1)證明:∵AF與⊙O相切于點(diǎn)A,
∴FA⊥AB,
∴∠FAB=90°,
∴∠F+∠B=90°,
∵AB是⊙O的直徑,
∴∠ACB=90°,
∴∠CAE+∠CEA=90°,
∵=,
∴∠CAE=∠D,
∴∠D+∠CEA=90°,
∵∠D=∠B,
∴∠B+∠CEA=90°,
∴∠F=∠CEA,
∴AE=AF.
(2)解:∵AE=AF,∠ACB=90°,
∴CF=CE=EF=6,
∵∠ABF=∠D=∠CAE,
∴sin∠ABF=sin∠CAE=,
∴,
∴AE=10,
∴AC===8,
∵sin∠ABC===,
∴AB=,
∴OA=AB=.
即⊙O的半徑為.
點(diǎn)評(píng):本題考查了切線的性質(zhì),圓周角定理,勾股定理,銳角三角函數(shù),等腰三角形的判定與性質(zhì)等知識(shí),熟練掌握切線的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
28.如圖,AC為⊙O的直徑,AP為⊙O的切線,M是AP上一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M的直線與⊙O交于點(diǎn)B,D兩點(diǎn),與AC交于點(diǎn)E,連接AB,AD,AB=BE.
(1)求證:AB=BM;
(2)若AB=3,AD=,求⊙O的半徑.
分析:(1)根據(jù)切線的性質(zhì)以及等腰三角形的性質(zhì)即可求出答案.
(2)連接BC,先求出EM與AE的長(zhǎng)度,再證明△MAE∽△CBA,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)即可求出答案.
解:(1)∵AP為⊙O的切線,AC為⊙O的直徑,
∴AP⊥AC,
∴∠CAB+∠PAB=90°,
∴∠AMD+∠AEB=90°,
∵AB=BE,
∴∠AEB=∠CAB,
∴∠AMD=∠PAB,
∴AB=BM.
(2)連接BC,
∵AC為直徑,
∴∠ABC=90°,
∴∠C+∠CAB=90°,
∵∠CAB+∠PAB=90°
∴∠C=∠PAB,
∵∠AMD=∠MAB,∠C=∠D,
∴∠AMD=∠D=∠C,
∴AM=AD=,
∵AB=3,AB=BM=BE,
∴EM=6,
∴由勾股定理可知:AE==,
∵∠AMD=∠C,∠EAM=∠ABC=90°,
∴△MAE∽△CBA,
∴=,
∴,
∴CA=5,
∴⊙O的半徑為2.5.
點(diǎn)評(píng):本題考查圓的綜合問(wèn)題,解題的關(guān)鍵是熟練運(yùn)用切線的性質(zhì),相似三角形的性質(zhì)與判定,勾股定理以及等腰三角形的性質(zhì).
29.如圖,在△ABC中,AB=AC,以AB為直徑的⊙O與BC相交于點(diǎn)D,過(guò)點(diǎn)D作⊙O的切線交AC于點(diǎn)E.
(1)求證:DE⊥AC;
(2)若⊙O的半徑為5,BC=16,求DE的長(zhǎng).
分析:(1)連接AD、OD.先證明∠ADB=90°,∠EDO=90°,從而可證明∠EDA=∠ODB,由OD=OB可得到∠EDA=∠OBD,由等腰三角形的性質(zhì)可知∠CAD=∠BAD,故此∠EAD+∠EDA=90°,由三角形的內(nèi)角和定理可知∠DEA=90°,于是可得到DE⊥AC.
(2)由等腰三角形的性質(zhì)求出BD=CD=8,由勾股定理求出AD的長(zhǎng),根據(jù)三角形的面積得出答案.
(1)證明:連接AD、OD.
∵AB是圓O的直徑,
∴∠ADB=90°.
∴∠ADO+∠ODB=90°.
∵DE是圓O的切線,
∴OD⊥DE.
∴∠EDA+∠ADO=90°.
∴∠EDA=∠ODB.
∵OD=OB,
∴∠ODB=∠OBD.
∴∠EDA=∠OBD.
∵AC=AB,AD⊥BC,
∴∠CAD=∠BAD.
∵∠DBA+∠DAB=90°,
∴∠EAD+∠EDA=90°.
∴∠DEA=90°.
∴DE⊥AC.
(2)解:∵∠ADB=90°,AB=AC,
∴BD=CD,
∵⊙O的半徑為5,BC=16,
∴AC=10,CD=8,
∴AD==6,
∵S△ADC=AC?DE,
∴DE===.
點(diǎn)評(píng):本題考查了圓周角定理,切線的性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì)和判定,三角形的內(nèi)角和定理,勾股定理,三角形的面積等知識(shí),掌握切線的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
30.如圖,在四邊形ABCD中,AD∥BC,AB=2a,∠ABC=60°,過(guò)點(diǎn)B的⊙O與邊AB,BC分別交于E,F(xiàn)兩點(diǎn).OG⊥BC,垂足為G,OG=a.連接OB,OE,OF.
(1)若BF=2a,試判斷△BOF的形狀,并說(shuō)明理由;
(2)若BE=BF,求證:⊙O與AD相切于點(diǎn)A.
分析:(1)由垂徑定理得到BG=FG=a,則BG=OG,F(xiàn)G=OG,所以△BOG和△OFG都是等腰直角三角形,則∠BOF=90°,從而可判斷△BOF為等腰直角三角形.
(2)連接EF,如圖,先證明△BEF為等邊三角形,再證明點(diǎn)E、O、G共線,即EG⊥BF,接著計(jì)算出BE=2BG=2a=AB,則可判斷點(diǎn)A與點(diǎn)E重合,然后證明AG⊥AD,從而得到⊙O與AD相切于點(diǎn)A.
(1)解:△BOF為等腰直角三角形.
理由如下:∵OG⊥BC,
∴BG=FG=BF=a,
∵OG=a,
∴BG=OG,F(xiàn)G=OG,
∴△BOG和△OFG都是等腰直角三角形,
∴∠BOG=∠FOG=45°,
∴∠BOF=90°,
而OB=OF,
∴△BOF為等腰直角三角形.
(2)證明:連接EF,如圖,
∵∠EBF=60°,BF=BE,
∴△BEF為等邊三角形,
∴EB=EF,
∵OG垂直平分BF,
∴點(diǎn)E、O、G共線,
即EG⊥BF,
∵OG=a,∠OBG=30°,
∴BG=OG=a,
∴BE=2BG=2a,
而AB=2a,
∴點(diǎn)A與點(diǎn)E重合,
∵AD∥BC,AG⊥BF,
∴AG⊥AD,
∴⊙O與AD相切于點(diǎn)A
點(diǎn)評(píng):本題考查了切線的判定定理:經(jīng)過(guò)半徑的外端且垂直于這條半徑的直線是圓的切線.也考查了等邊三角形的判定與性質(zhì)和垂徑定理.
31.如圖,△ABC為等邊三角形,以邊BC為直徑的半圓與邊AB,AC分別交于D,F(xiàn)兩點(diǎn),過(guò)點(diǎn)D作DE⊥AC,垂足為點(diǎn)E.
(1)判斷DE與⊙O的位置關(guān)系,并證明你的結(jié)論;
(2)過(guò)點(diǎn)F作FH⊥BC,垂足為點(diǎn)H,若AB=4,求FH的長(zhǎng)(結(jié)果保留根號(hào)).
分析:(1)連接OD,由等邊三角形的性質(zhì)得出AB=BC,∠B=∠C=60°,證出△OBD是等邊三角形,得出∠BOD=∠C,證出OD∥AC,得出DE⊥OD,即可得出結(jié)論;
(2)先證明△OCF是等邊三角形,得出CF=OC=BC=AB=2,再由三角函數(shù)即可求出FH.
解:(1)DE是⊙O的切線;理由如下:
連接OD,如圖1所示:
∵△ABC是等邊三角形,
∴AB=BC=AC,∠B=∠C=60°,
∵OB=OD,
∴△OBD是等邊三角形,
∴∠BOD=60°,
∴∠BOD=∠C,
∴OD∥AC,
∵DE⊥AC,
∴DE⊥OD,
∴DE是⊙O的切線;
(2)連接OF,如圖2所示:
∵OC=OF,∠C=60°,
∴△OCF是等邊三角形,
∴CF=OC=BC=AB=2,
∵FH⊥BC,
∴∠FHC=90°,
∴FH=CF?sin∠C=2×=.
點(diǎn)評(píng):本題考查了切線的判定、等邊三角形的性質(zhì)與判定、平行線的判定、三角函數(shù);熟練掌握等邊三角形的性質(zhì),并能進(jìn)行推理論證與計(jì)算是解決問(wèn)題的關(guān)鍵.
32.如圖,⊙O的直徑AB=4,∠ABC=30°,BC交⊙O于D,D是BC的中點(diǎn).
(1)求BC的長(zhǎng);
(2)過(guò)點(diǎn)D作DE⊥AC,垂足為E,求證:直線DE是⊙O的切線.
分析:(1)根據(jù)圓周角定理求得∠ADB=90°,然后解直角三角形即可求得BD,進(jìn)而求得BC即可;
(2)要證明直線DE是⊙O的切線只要證明∠EDO=90°即可.
證明:(1)解:連接AD,
∵AB是⊙O的直徑,
∴∠ADB=90°,
又∵∠ABC=30°,AB=4,
∴BD=2,
∵D是BC的中點(diǎn),
∴BC=2BD=4;
(2)證明:連接OD.
∵D是BC的中點(diǎn),O是AB的中點(diǎn),
∴DO是△ABC的中位線,
∴OD∥AC,則∠EDO=∠CED
又∵DE⊥AC,
∴∠CED=90°,∠EDO=∠CED=90°
∴DE是⊙O的切線.
點(diǎn)評(píng):此題主要考查了切線的判定以及含30°角的直角三角形的性質(zhì).解題時(shí)要注意連接過(guò)切點(diǎn)的半徑是圓中的常見輔助線.
33.如圖,AB是⊙O的直徑,點(diǎn)E在AB的延長(zhǎng)線上,AC平分∠DAE交⊙O于點(diǎn)C,AD⊥DE于點(diǎn)D.
(1)求證:直線DE是⊙O的切線.
(2)如果BE=2,CE=4,求線段AD的長(zhǎng).
分析:(1)連接OC,由角平分線的性質(zhì)及等腰三角形的性質(zhì)得出∠DAC=∠ACO,則AD∥OC,證得∠OCE=90°,則可得出結(jié)論;
(2)連接BC,證明△CBE∽△AEC,由相似三角形的性質(zhì)得出,由勾股定理求出AC的長(zhǎng),證明△DAC∽△CAB,得出,則可求出答案.
證明:(1)如圖1,連接OC,
∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA,
∵AC平分∠DAE,
∴∠DAC=∠OAC,
∴∠DAC=∠ACO,
∴AD∥OC,
∵AD⊥DE,
∴∠ADC=90°,
∴∠OCE=∠ADC,
∴∠OCE=90°,
∴DE是⊙O的切線;
(2)解:如圖2,連接BC,
∵∠OCE=90°,
∴∠OCB+∠BCE=90°,
∵AB是⊙O的直徑,
∴∠ACB=90°,
∴∠CAB+∠OBC=90°,
∵OB=OC,
∴∠OCB=∠OBC,
∴∠BCE=∠CAB,
∵∠CEB=∠AEC,
∴△CBE∽△AEC,
∴,
∴AE=8,
∴AB=6,
設(shè)CB=x,則AC=2x,
∵AC2+BC2=AB2,
∴x2+(2x)2=62,
解得,x=.
∴AC=,
∵∠DAC=∠CAB,∠D=∠ACB=90°,
∴△DAC∽△CAB,
∴,
∴,
∴AD=.
點(diǎn)評(píng):本題考查切線的判定和性質(zhì)、相似三角形的判定與性質(zhì)、切線的判定、勾股定理等知識(shí),解題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)作常用輔助線,靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題,屬于中考??碱}型.
34.如圖,AB是⊙O的直徑,AB=6,OC⊥AB,OC=5,BC與⊙O交于點(diǎn)D,點(diǎn)E是的中點(diǎn),EF∥BC,交OC的延長(zhǎng)線于點(diǎn)F.
(1)求證:EF是⊙O的切線;
(2)CG∥OD,交AB于點(diǎn)G,求CG的長(zhǎng).
分析:(1)由垂徑定理可得OE⊥BD,BH=DH,由平行線的性質(zhì)可得OE⊥EF,可證EF是⊙O的切線;
(2)由勾股定理可求BC的長(zhǎng),由面積法可求OH的長(zhǎng),由銳角三角函數(shù)可求BH的長(zhǎng),由平行線分線段成比例可求解.
證明:(1)連接OE,交BD于H,
∵點(diǎn)E是的中點(diǎn),OE是半徑,
∴OE⊥BD,BH=DH,
∵EF∥BC,
∴OE⊥EF,
又∵OE是半徑,
∴EF是⊙O的切線;
(2)∵AB是⊙O的直徑,AB=6,OC⊥AB,
∴OB=3,
∴BC===,
∵S△OBC=×OB×OC=×BC×OH,
∴OH==,
∵cs∠OBC=,
∴=,
∴BH=,
∴BD=2BH=,
∵CG∥OD,
∴,
∴=,
∴CG=.
點(diǎn)評(píng):本題考查了切線的判定和性質(zhì),勾股定理,銳角三角函數(shù),平行線分線段成比例等知識(shí),靈活運(yùn)用這些性質(zhì)進(jìn)行推理是本題的關(guān)鍵.
35.如圖,AB是⊙O的直徑,AC是⊙O的一條弦,點(diǎn)P是⊙O上一點(diǎn),且PA=PC,PD∥AC,與BA的延長(zhǎng)線交于點(diǎn)D.
(1)求證:PD是⊙O的切線;
(2)若tan∠PAC=,AC=12,求直徑AB的長(zhǎng).
分析:(1)連接PO,交AC于H,由等腰三角形的性質(zhì)可得∠PAC=∠PCA,∠PAO=∠OPA,由平行線的性質(zhì)和圓周角定理可得∠DPA=∠PAC=∠PCA=∠PBA,∠APB=90°,可證∠DPO=90°,可得結(jié)論;
(2)由等腰三角形的性質(zhì)可求AH=HC=AC=6,由銳角三角函數(shù)可求PH=4,由勾股定理可求AO的長(zhǎng),即可求解.
解:(1)連接PO,交AC于H,
∵PA=PC,
∴∠PAC=∠PCA,
∵∠PCA=∠PBA,
∴∠PAC=∠PCA=∠PBA,
∵DP∥AC,
∴∠DPA=∠PAC=∠PCA=∠PBA,
∵OA=OP,
∴∠PAO=∠OPA,
∵AB是直徑,
∴∠APB=90°,
∴∠PAB+∠ABP=90°,
∴∠OPA+∠DPA=90°,
∴∠DPO=90°,
又∵OP是半徑,
∴DP是⊙O的切線;
(2)∵DP∥AC,∠DPO=90°,
∴∠DPO=∠AHO=90°,
又∵PA=PC,
∴AH=HC=AC=6,
∵tan∠PAC==,
∴PH=×AH=4,
∵AO2=AH2+OH2,
∴AO2=36+(OA﹣4)2,
∴OA=,
∴AB=2OA=13.
點(diǎn)評(píng):本題考查了切線的判定和性質(zhì),圓周角定理,等腰三角形的性質(zhì),勾股定理,銳角三角函數(shù)等知識(shí),靈活運(yùn)用這些性質(zhì)解決問(wèn)題是本題的關(guān)鍵.
36.如圖,PA是⊙O的切線,切點(diǎn)為A,AC是⊙O的直徑,連接OP交⊙O于E.過(guò)A點(diǎn)作AB⊥PO于點(diǎn)D,交⊙O于B,連接BC,PB.
(1)求證:PB是⊙O的切線;
(2)求證:E為△PAB的內(nèi)心;
(3)若cs∠PAB=,BC=1,求PO的長(zhǎng).
分析:(1)連結(jié)OB,根據(jù)圓周角定理得到∠ABC=90°,證明△AOP≌△BOP,得到∠OBP=∠OAP,根據(jù)切線的判定定理證明;
(2)連結(jié)AE,根據(jù)切線的性質(zhì)定理得到∠PAE+∠OAE=90°,證明EA平分∠PAD,根據(jù)三角形的內(nèi)心的概念證明即可;
(3)根據(jù)余弦的定義求出OA,證明△PAO∽△ABC,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)列出比例式,計(jì)算即可.
(1)證明:連結(jié)OB,
∵AC為⊙O的直徑,
∴∠ABC=90°,
∵AB⊥PO,
∴PO∥BC
∴∠AOP=∠C,∠POB=∠OBC,
OB=OC,
∴∠OBC=∠C,
∴∠AOP=∠POB,
在△AOP和△BOP中,
,
∴△AOP≌△BOP(SAS),
∴∠OBP=∠OAP,
∵PA為⊙O的切線,
∴∠OAP=90°,
∴∠OBP=90°,
∴PB是⊙O的切線;
(2)證明:連結(jié)AE,
∵PA為⊙O的切線,
∴∠PAE+∠OAE=90°,
∵AD⊥ED,
∴∠EAD+∠AED=90°,
∵OE=OA,
∴∠OAE=∠AED,
∴∠PAE=∠DAE,即EA平分∠PAD,
∵PA、PB為⊙O的切線,
∴PD平分∠APB
∴E為△PAB的內(nèi)心;
(3)解:∵∠PAB+∠BAC=90°,∠C+∠BAC=90°,
∴∠PAB=∠C,
∴cs∠C=cs∠PAB=,
在Rt△ABC中,cs∠C===,
∴AC=,AO=,
∵△PAO∽△ABC,
∴,
∴PO===5.

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