
?專題13 圓中的面積綜合問(wèn)題
1、已知:AB是⊙O的直徑,BD是⊙O的弦,延長(zhǎng)BD到點(diǎn)C,使AB=AC,連接AC,過(guò)點(diǎn)D作DE⊥AC,垂足為 E.
(1)求證:DC=BD;
(2)求證:DE為⊙O的切線;
(3)若AB=12,AD=6,連接OD,求扇形BOD的面積.
證明:(1)連接AD,
∵AB是⊙O的直徑,
∴∠ADB=90°,
又∵AB=AC,
∴DC=BD;
(2)連接半徑OD,
∵OA=OB,CD=BD,
∴OD∥AC,
∴∠ODE=∠CED,
又∵DE⊥AC,
∴∠CED=90°,
∴∠ODE=90°,即OD⊥DE.
∴DE是⊙O的切線;
(3)∵AB=12,AD=6,
∴sinB===,
∴∠B=60°,
∴∠BOD=60°,
∴S扇形BOD==6π.
2、如圖,AB是⊙O的直徑,AC⊥AB,E為⊙O上的一點(diǎn),AC=EC,延長(zhǎng)CE交AB的延長(zhǎng)線于點(diǎn)D.
(1)求證:CE為⊙O的切線;
(2)若OF⊥AE,AE=4,∠OAF=30°,求圖中陰影部分的面積.(結(jié)果保留π)
(1)證明:連接OE,
∵AC=EC,OA=OE,
∴∠CAE=∠CEA,∠FAO=∠FEO,
∵AC⊥AB,
∴∠CAD=90°,
∴∠CAE+∠EAO=90°,
∴∠CEA+∠AEO=90°,
即∠CEO=90°,
∴OE⊥CD,
∴CE為⊙O的切線;
(2)解:設(shè)OF=x,
∵∠OAF=30°,OF⊥AF,
∴OA=2OF=2x,
在Rt△OEF中,由勾股定理得:,
解得x=2,
∴OA=4,
∴,
∵∠AOE=120°,AO=4;
∴,
∴.
3、如圖,以△ABC的邊AB為直徑畫(huà)⊙O,交AC于點(diǎn)D,半徑OE∥BD,連接BE,DE,BD,設(shè)BE交AC于點(diǎn)F,若∠DEB=∠DBC.
(1)求證:BC是⊙O的切線;
(2)若BF=BC=2,求圖中陰影部分的面積.
證明:(1)∵AB是⊙O的直徑,
∴∠ADB=90°,
∴∠A+∠ABD=90°,
∵∠A=∠DEB,∠DEB=∠DBC,
∴∠A=∠DBC,
∵∠DBC+∠ABD=90°,
∴BC是⊙O的切線;
(2)連接OD,
∵BF=BC=2,且∠ADB=90°,
∴∠CBD=∠FBD,
∵OE∥BD,
∴∠FBD=∠OEB,
∵OE=OB,
∴∠OEB=∠OBE,
∴∠CBD=∠OEB=∠OBE=∠ADB=90°=30°,
∴∠C=60°,
∴AB=BC=2,
∴⊙O的半徑為,
∴陰影部分的面積=扇形DOB的面積﹣三角形DOB的面積=.
4、如圖,△ABD內(nèi)接于半徑為5的⊙O,連結(jié)AO并延長(zhǎng)交BD于點(diǎn)M,交⊙O于點(diǎn)C,過(guò)點(diǎn)A作AE∥BD,交CD的延長(zhǎng)線于點(diǎn)E,AB=AM.
(1)求證:△ABM∽△ECA.
(2)當(dāng)CM=4OM時(shí),求BM的長(zhǎng);
(3)當(dāng)CM=k?OM時(shí),設(shè)△ADE的面積為S1,△MCD的面積為S2,求的值.(用含k的代數(shù)式表示).
證明:(1)∵AE∥BD,
∴∠AMB=∠CAE,
又∵∠ABD=∠ACD,
∴△ABM∽△ECA;
(2)解:∵AB=AM,△ABM∽△ECA,
∴AE=CE,
∵CM=4OM,
∴可以假設(shè)OM=k,CM=4k,
∴OA=OC=5k=5,
∴k=1,
∴AM=6,CM=4,
∵DM∥AE,
∴DM:AE=CM:CA=4:10,
設(shè)DM=4m,則EA=EC=10m,
∵AB=AM,
∴∠ABM=∠AMB,
∵∠AMB=∠DMC,∠B=∠C,
∴∠DMC=∠C,
∴DM=DC=4m,
∴DE=EC﹣DC=6m,
∵AC是直徑,
∴∠ADE=∠ADC=90°,
∴AD===8m,
∵AD2+CD2=AC2,
∴(8m)2+(4m)2=102
∵m>0,
∴m=,
∵△AMB∽△DMC,
∴=,
∴=,
∴BM=.
(3)設(shè)△CDM的面積為x.
∵CM=kOM,
∴OM=,CM=,AM=5+=,
∴AC:CM=(2+2k):k,
∴△ACD的面積=?x,
∵DM∥AE,
∴CD:DE=CM:AM=k:(2+k),
∴△ADE的面積=??x,
∴=.
5、如圖1,Rt△ABC內(nèi)接于⊙O,∠ACB=90°,點(diǎn)M為AB中點(diǎn),點(diǎn)D在弧上,連接CD、BD,點(diǎn)G是CD的中點(diǎn),連結(jié)MG.
(1)求證:MG⊥CD;
(2)如圖2,若AC=BC,AD平分∠BAC,AD與BC交于點(diǎn)E,延長(zhǎng)BD,與AC的延長(zhǎng)線交于點(diǎn)F,求證:CF=CE;
(3)在(2)的條件下,若OG?DE=3(2﹣),求⊙O的面積.
(1)證明:如圖1中,
∵∠ACB=90°,
∴AB是⊙O的直徑,點(diǎn)M與O重合,
∴∠ADB=90°,[來(lái)源:Zxxk.Com]
∵OA=OB,
∴CO=AB,OD=AB,
∴CO=OD,∵CG=GD,
∴CG⊥CD,
即MG⊥CD.
(2)證明:如圖2中,
在△ACE和△BCF中,
,
∴△ACE≌△BCF,
∴CE=CF.
(3)解:過(guò)點(diǎn)O作OH⊥BD于H,則BH=DH,
則OH=AD,即AD=2OH,
又∵∠CAD=∠BAD,
∴CD=BD,
∴OH=OG,
∵∠DBE=∠DAC=∠BAD,
∴Rt△BDE∽R(shí)t△ADB,
∴BD:AD=DE:BD,
∴BD2=AD?DE=2OH?DE=2OG?DE=6(2﹣),
∵AB是⊙O的直徑,
∴∠ACB=90°,
∴AD⊥BF,
而AD平分∠BAC,
∴AB=AF,
∴BD=FD,
∴BF=2BD,
∴BF2=4BD2=24(2﹣),
設(shè)AC=x,則BC=x,AB=x,
∴AF=x,
∴CF=AF﹣AC=x﹣x=( ﹣1)x,
在Rt△BCF中,∵CF2+BC2=BF2,
∴[﹣1)x]2+x2=24(2﹣),
∴x2=12,解得x=2 或x=﹣2 (舍去),
∴AB=x=2 ,
∴OA=,
∴⊙O面積=π?( )2=6π.
6、如圖,已知AB是半圓O的直徑,點(diǎn)P是半圓上一點(diǎn),連結(jié)BP,并延長(zhǎng)BP到點(diǎn)C,使PC=PB,連結(jié)AC.
(1)求證:AB=AC.
(2)若AB=4,∠ABC=30°.
①求弦BP的長(zhǎng).②求陰影部分的面積.
(1)證明:連接AP,
∵AB是半圓O的直徑,
∴∠APB=90°,
∴AP⊥BC.
∵PC=PB,
∴△ABC是等腰三角形,即AB=AC;
(2)解:①∵∠APB=90°,AB=4,∠ABC=30°,
∴AP=AB=2,[來(lái)源:學(xué)科網(wǎng)ZXXK]
∴BP===2;
②連接OP,
∵∠ABC=30°,
∴∠PAB=60°,
∴∠POB=120°.
∵點(diǎn)O時(shí)AB的中點(diǎn),
∴S△POB=S△PAB=×AP?PB=×2×2=,
∴S陰影=S扇形BOP﹣S△POB
=﹣
=π﹣.
7、如圖,以△ABC的BC邊上一點(diǎn)O為圓心的圓,經(jīng)過(guò)A,B兩點(diǎn),且與BC邊交于點(diǎn)E,D為弧BE的中點(diǎn),連接AD交BC于F,AC=FC,連接BD.
(1)求證:AC是⊙O的切線;
(2)已知⊙O的半徑R=5cm,AB=8cm,求△ABD的面積.
(1)證明:連接OA,OD.
∵點(diǎn)D是弧BE的中點(diǎn),
∴∠BOD=∠EOD=90°,
∴∠ODF+∠OFD=90°
又∵∠OFD=∠AFC,
∴∠ODF+∠AFC=90°
又∵AC=FC,
∴∠AFC=∠CAF,
∵OA=OD,
∴∠ODF=∠OAF,
∴∠OAF+∠CAF=90°,
即∠OAC=90°,
故AC是⊙O的切線;
(2)解:過(guò)點(diǎn)B作BG⊥AD于G,
∵∠BOD=90°,OB=OD=R=5,
∴,
∵點(diǎn)D是弧BE的中點(diǎn),
∴∠BAD=45°,
∵∠AGB=90°,
∴∠ABG=∠BAD=45°,即BG=AG.
∴2BG2=AB2=82,
∴
又∵,
∴
故S△ABD=AD?BG==28(cm2).
8、如圖,在△ABC中,AB=AC,⊙O是△ABC的外接圓,連結(jié)OA、OB、OC,延長(zhǎng)BO與AC交于點(diǎn)D,與⊙O交于點(diǎn)F,延長(zhǎng)BA到點(diǎn)G,使得∠BGF=∠GBC,連接FG.
(1)求證:FG是⊙O的切線;
(2)若⊙O的徑為4.
①當(dāng)OD=3,求AD的長(zhǎng)度;
②當(dāng)△OCD是直角三角形時(shí),求△ABC的面積.
(1)證明:連接AF,
∵BF為⊙O的直徑,
∴∠BAF=90°,∠FAG=90°,
∴∠BGF+∠AFG=90°,
∵AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB,
∵∠ACB=∠AFB,∠BGF=∠ABC,
∴∠BGF=∠AFB,
∴∠AFB+∠AFG=90°,即∠OFG=90°,
又∵OF為半徑,
∴FG是⊙O的切線;
(2)解:①連接CF,則∠ACF=∠ABF,
∵AB=AC,AO=AO,BO=CO,
∴△ABO≌△ACO(SSS),
∴∠ABO=∠BAO=∠CAO=∠ACO,
∴∠CAO=∠ACF,
∴AO∥CF,
∴=,
∵半徑是4,OD=3,
∴DF=1,BD=7,
∴==3,即CD=AD,
∵∠ABD=∠FCD,∠ADB=∠FDC,
∴△ADB∽△FDC,
∴=,
∴AD?CD=BD?DF,
∴AD?CD=7,即AD2=7,
∴AD=(取正值);
②∵△ODC為直角三角形,∠DCO不可能等于90°,
∴存在∠ODC=90°或∠COD=90°,
當(dāng)∠ODC=90°時(shí),
∵∠ACO=∠ACF,
∴OD=DF=2,BD=6,
∴AD=CD,
∴AD?CD=AD2=12,
∴AD=2,AC=4,
∴S△ABC=×4×6=12;
當(dāng)∠COD=90°時(shí),
∵OB=OC=4,
∴△OBC是等腰直角三角形,
∴BC=4,
延長(zhǎng)AO交BC于點(diǎn)M,[來(lái)源:學(xué)+科+網(wǎng)]
則AM⊥BC,
∴MO=2,
∴AM=4+2,
∴S△ABC=×4×(4+2)=8+8,
∴△ABC的面積為12或8+8.
9、如圖,已知AB為⊙O的直徑,AD、BD是⊙O的弦,BC是⊙O的切線,切點(diǎn)為B,OC∥AD,BA、CD的延長(zhǎng)線相交于點(diǎn)E.
(1)求證:DC是⊙O的切線;
(2)若AE=1,ED=3,求⊙O的半徑.
(3)在(2)中的條件下,∠ABD=30°,將△ABD以點(diǎn)A為中心逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)120°,求BD掃過(guò)的圖形的面積(結(jié)果用π表示).
證明:(1)連接DO,如圖,
∵AD∥OC,
∴∠DAO=∠COB,∠ADO=∠COD,
又∵OA=OD,
∴∠DAO=∠ADO,
∴∠COD=∠COB.
在△COD和△COB中
∴△COD≌△COB(SAS),
∴∠CDO=∠CBO.
∵BC是⊙O的切線,
∴∠CBO=90°,
∴∠CDO=90°,
∴OD⊥CE,
又∵點(diǎn)D在⊙O上,
∴CD是⊙O的切線;
(2)設(shè)圓O的半徑為R,
則OD=R,OE=R+1,
∵CD是圓O的切線,
∴∠EDO=90°,
∴ED2+OD2=OE2,
∴9+R2=(R+1)2,
∴R=4,
∴圓O的半徑為4;
(3)∵∠ABD=30°,AB=2R=8,
∴AD=4,
∴BD掃過(guò)的圖形的面積==16π.
10、如圖1,點(diǎn)E在矩形ABCD的邊AD上,AD=6,tan∠ACD=,連接CE,線段CE繞點(diǎn)C旋轉(zhuǎn)90°,得到線段CF,以線段EF為直徑做⊙O.
(1)請(qǐng)說(shuō)明點(diǎn)C一定在⊙O上的理由;
(2)點(diǎn)M在⊙O上,如圖2,MC為⊙O的直徑,求證:點(diǎn)M到AD的距離等于線段DE的長(zhǎng);
(3)當(dāng)△AEM面積取得最大值時(shí),求⊙O半徑的長(zhǎng);[來(lái)源:學(xué)科網(wǎng)]
(4)當(dāng)⊙O與矩形ABCD的邊相切時(shí),計(jì)算扇形OCF的面積.
(1)解:點(diǎn)C一定在⊙O上的理由如下:
連接OC,如圖1所示:
由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)得:∠ECF=90°,
∵EF是⊙O的直徑,O為圓心,
∴OE=OF,
∴OC=OE=OF,
∴點(diǎn)C一定在⊙O上;
(2)證明:由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)得:∠ECF=90°,CE=CF,
∵OE=OF,
∴CO⊥EF,
∵M(jìn)C為⊙O的直徑,
∴CM⊥EF,OC=OM,∠MEC=90°,
∴EM=CE,
過(guò)點(diǎn)M作MN⊥AD于N,如圖2所示:
∵∠DEC+∠DCE=90°,∠DEC+∠DEM=90°,
∴∠DEM=∠DCE,
在△MEN和△CED中,,
∴△MEN≌△CED(AAS),
∴MN=DE,即點(diǎn)M到AD的距離等于線段DE的長(zhǎng);
(3)解:∵點(diǎn)E在矩形ABCD的邊AD上,AD=6,
∴∠D=90°,設(shè)AE=x,則DE=6﹣x,
由(2)得:點(diǎn)M到AD的距離等于線段DE的長(zhǎng),
∴S△AEM=×x×(6﹣x)=﹣x2+3x=﹣(x﹣3)2+,
∴當(dāng)x=3時(shí),△AEM面積取得最大值,
此時(shí),DE=6﹣3=3,
∵tan∠ACD==,
∴CD==4,
由勾股定理得:CE2=DE2+CD2,即CE2=32+42,
∴CE=5,
由(2)得:CM⊥EF,OC=OM,∠MEC=90°,
∴∠CEF=45°,
在Rt△CEF中,EF===5,
∴⊙O半徑的長(zhǎng)為;
(4)解:當(dāng)⊙O與矩形ABCD的邊相切時(shí),只有點(diǎn)O與點(diǎn)D重合時(shí)存在,
此時(shí)⊙O半徑r=CD=4,∠COF=90°,
∴扇形OCF的面積==4π.
11、如圖,AB是⊙O的直徑,弦DE垂直平分半徑OA,C為垂足,弦DF與半徑OB相交于點(diǎn)P,連接EF、EO.若DE=2,∠DPA=45°.
(1)求⊙O的半徑;
(2)求圖中陰影部分及△PBF的面積.
解:(1)∵OC⊥DE,
∴DC=EC=DE=×2=,
∵弦DE垂直平分半徑OA,
∴OC=OA=OE,
在Rt△OCE中,∵OE=2OC,
∴∠E=30°,
∴OC=CE=1,
∴OE=2,
即⊙O的半徑為2;
(2)連結(jié)OF,BF,BE,作BH⊥DF于H,如圖,
∵∠DPA=45°,
∴∠DDC=45°,
∴∠EOF=2∠EPF=90°,△PCD為等腰直角三角形,
∴圖中陰影部分的面積=S扇形EOF﹣S△OEF
=﹣?2?2
=π﹣2;
∵BC=AB﹣AC=4﹣1=3,
而DC=,
∴BD==2,
∵BC垂直平分DE,
∴BD=BE=2,
∵BD=DE=BE,
∴△BED為等邊三角形,
∴∠BED=60°,
∴∠BFD=∠BED=60°,
∵△PCD為等腰直角三角形,
∴PC=DC=,
∴OP=PC﹣OC=﹣1,
∴PB=2﹣(﹣1)=3﹣,
在Rt△PBH中,∠BPH=∠DPC=45°,
∴BH=PH=PB=,
在Rt△BHF中,∠HBF=30°,
∴HF=BH=?=,
∴PF=PH+HF=+=,
∴S△PBF=??=.
12、如圖,BE為⊙O的直徑,C為線段BE延長(zhǎng)線上一點(diǎn),CA為⊙O的切線,A為切點(diǎn),連AB,AE,AO.∠C=30°.
(1)求∠ABC的度數(shù);
(2)求證:BO=CE;
(3)已知⊙O的半徑為6,求圖中陰影部分的面積.(結(jié)果保留π)
(1)解:∵CA為⊙O的切線,
∴∠OAC=90°,
∴∠AOC=90°﹣∠C=60°,
由圓周角定理得,∠ABC=∠AOC=30°;
(2)證明:在Rt△AOC中,∠C=30°,
∴OA=OC,
∵OA=OB=OE,
∴OB=CE;
(3)解:在Rt△AOC中,AC==6,
∴圖中陰影部分的面積=×6×6﹣=18﹣6π.
13、如圖,已知⊙O的兩條直徑AB,CD互相垂直,過(guò)BA延長(zhǎng)線上一點(diǎn)P作PE切⊙O于點(diǎn)E,過(guò)點(diǎn)E作EF⊥AB于點(diǎn)F,連接AE.
(1)求證:∠PEA=∠AEF;
(2)若AP=AE,PE=6.求PB的長(zhǎng);
(3)連接PD交⊙O于點(diǎn)G,連接OG,F(xiàn)D,若∠AOG=∠FDO,OD=2.求四邊形AGDB的面積.
(1)證明:連接OE.
∵PE切⊙O于點(diǎn)E,
∴∠PEO=90°.
∴∠PEA+∠OEA=90°.
∵EF⊥AB,
∴∠AGF+∠GAO=90°.
∵OE=OA,
∴∠OEA=∠OAE,
∴∠PEA=∠AEF.
(2)解:∵AP=AE,
∴∠EPA=∠PEA.
∴∠EPA=∠PEA=∠AEF.
∴∠EPA+∠PEF=90°.
∴3∠EPA=90°.[來(lái)源:學(xué)科網(wǎng)]
∴∠EPA=30°.
∴tan∠EPO===,
∴OE=2
∴OP==4,
∴PB=PO+OB=PO+OE=6
∴PB的長(zhǎng)為6.
(3)解:過(guò)點(diǎn)G作GH⊥OA于點(diǎn)H.
∵∠EFO=∠PEO=90°,∠EOF=∠POE,
∴△OFE∽△OEP.
∴=,
∵OE=OD,
∴=,
∵∠FOD=∠DOP,設(shè)∠FOD=∠DOP=α,
∴△FOD∽△DOP.
∴∠FDO=∠DPO.
∵∠POG=∠FDO,
∴∠POG=∠DPO=α.
∴∠OGD=2α,
∵OG=OD,
∴∠ODG=∠OED=2α.
∵∠POD=90°,
∴α+2α=90°.
∴α=30°.
∴∠PDO=60°.
∵GH⊥AO,
∴GH=OG=OD=1.
在Rt△POD中,
tan∠PDO===,
∴OP=2
∴AP=OP﹣OA=OP﹣OD=2﹣2.
∴S四邊形AGDB=S△DBP﹣S△GAP
=BP?OD﹣AP?GH
=×(2+2)×2﹣×(2﹣2)×1
=3+
∴四邊形AEDB的面積為3+.
14、已知:AB是⊙O的直徑,BD是⊙O的弦,延長(zhǎng)BD到點(diǎn)C,使AB=AC,連接AC,過(guò)點(diǎn)D作DE⊥AC,垂足為 E.
(1)求證:DC=BD;
(2)求證:DE為⊙O的切線;
(3)若AB=12,AD=6,連接OD,求扇形BOD的面積.
證明:(1)連接AD,
∵AB是⊙O的直徑,
∴∠ADB=90°,
又∵AB=AC,
∴DC=BD;
(2)連接半徑OD,
∵OA=OB,CD=BD,
∴OD∥AC,
∴∠ODE=∠CED,
又∵DE⊥AC,
∴∠CED=90°,
∴∠ODE=90°,即OD⊥DE.
∴DE是⊙O的切線;
(3)∵AB=12,AD=6,
∴sinB===,
∴∠B=60°,
∴∠BOD=60°,
∴S扇形BOD==6π.
這是一份專題24 二次函數(shù)中的圓的綜合問(wèn)題-2021-2022學(xué)年九年級(jí)數(shù)學(xué)上冊(cè)難點(diǎn)突破(人教版),文件包含專題24二次函數(shù)中的圓的綜合問(wèn)題解析版docx、專題24二次函數(shù)中的圓的綜合問(wèn)題原卷版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共26頁(yè), 歡迎下載使用。
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