(1)切線判定: = 1 \* GB3 ①經(jīng)過半徑的外端并且垂直于這條半徑的直線是圓的切線
= 2 \* GB3 ②和圓只有一個公共點的直線是圓的切線(定義法)
= 3 \* GB3 ③如果圓心到一條直線的距離等于圓的半徑,那么這條直線是圓的切線
(2)切線判定常用的證明方法:
①知道直線和圓有公共點時,連半徑,證垂直;
②不知道直線與圓有沒有公共點時,作垂直,證垂線段等于半徑.
1.如圖,在中,,以為直徑作圓,分別交于點,交的延長線于點,過點作于點,連接交線段于點.
(1)求證:EH=CH;
(2)求證:是圓的切線;
(3)若,求圓的半徑.
【答案】(1)證明見解析;
(2)證明見解析;
(3).
【分析】(1)先判斷出是等腰三角形,即可得出結(jié)論;
(2)連接OD,先判斷出是等腰三角形,進而得出,進而判斷出,即可得出結(jié)論
(3)設(shè)的半徑為r,即,先判斷出,進而得出,得出,,進而得出,再判斷出,得出比例式建立方程求解,即可求出答案.
(1)
證明: ,
,
在⊙中,,
∴,
是等腰三角形,
∵,

(2)
證明:連接,如圖1,
,
是等腰三角形,

,
,
,
∴,
,
,
∵是的半徑,
是圓的切線;
(3)
連接,如圖1,,
設(shè)⊙的半徑為,即,
,
,
∵,

則,
,

∵是等腰三角形,
∴,

∴是等腰三角形,
∵是⊙的直徑,
∴,
∴,
,
在⊙中,,
,
在中,,
,
,,
,

,
解得:,舍,
綜上所述,⊙的半徑為.
【我思故我在】此題是圓的綜合題,主要考查了切線的判定和性質(zhì),等腰三角形的判定和性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),用方程的思想解決問題是解(3)的關(guān)鍵.
2.小明學(xué)習(xí)了垂徑定理,做了下面的探究,請根據(jù)題目要求幫小明完成探究.
(1)更換定理的題設(shè)和結(jié)論可以得到許多真命題.如圖1,在中,是劣弧的中點,直線于點,則.請證明此結(jié)論;
(2)從圓上任意一點出發(fā)的兩條弦所組成的折線,成為該圓的一條折弦.如圖2,,組成的一條折弦.是劣弧的中點,直線于點,則.可以通過延長、相交于點,再連接證明結(jié)論成立.請寫出證明過程;
(3)如圖3,,組成的一條折弦,若是優(yōu)弧的中點,直線于點,則,與之間存在怎樣的數(shù)量關(guān)系?請寫出證明過程.
【答案】(1)見解析;(2)見解析;(3),理由見解析
【分析】(1)連接,,易證為等腰三角形,根據(jù)等腰三角形三線合一這一性質(zhì),可以證得.
(2)根據(jù)圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì),先,再證為等腰三角形,進一步證得,從而證得結(jié)論.
(3)根據(jù),從而證明,得出,然后判斷出,進而求得.
【詳解】證明:(1)如圖1,連接,,
是劣弧的中點,

,
,
,,
,
為等腰三角形,

;
(2)如圖2,延長、相交于點,再連接,
是圓內(nèi)接四邊形,
,
是劣弧的中點,
,

為等腰三角形,
,,
,

(3).
連接,,,、相交于點,
弧弧,

,
,,
,
,
,,
,
,,
,
,

【我思故我在】本題主要考查了垂徑定理及其推論,等腰三角形的性質(zhì),三角形全等的判定及性質(zhì),解題的關(guān)鍵是掌握垂徑定理在5個條件中,1.平分弦所對的一條?。?.平分弦所對的另一條??;3.平分弦;4.垂直于弦;5.經(jīng)過圓心(或者說直徑).只要具備任意兩個條件,就可以推出其他的三個.
3.如圖,AB是的直徑,AC是的切線,連接OC,弦,連接BC,DC.
求證:DC是的切線;
若,求的值.
【分析】連接OD,如圖,利用切線的性質(zhì)得,再利用平行線的性質(zhì)證明,則可判定≌,從而得到,然后根據(jù)切線的判定方法得到結(jié)論;作于E,如圖,在中由于,則可設(shè),,所以,則,再在中利用正弦可表示出,利用勾股定理可得到,于是得到,從而在中根據(jù)正切定義得到,然后根據(jù)平行線的性質(zhì)即可得到的值.
【詳解】證明:連接OD,如圖,
為切線,

,
,
,,
,

,
在和中,
≌,
,
,
是的切線;
解:作于E,如圖,
在中,,
設(shè),,

,
在中,,
,
,

在中,,

,
的值為.
【我思故我在】本題考查了切線的性質(zhì):經(jīng)過半徑的外端且垂直于這條半徑的直線是圓的切線;圓的切線垂直于經(jīng)過切點的半徑判定切線時“連圓心和直線與圓的公共點”或“過圓心作這條直線的垂線”;有切線時,常?!坝龅角悬c連圓心得半徑”也考查了解直角三角形.
4.圖,是的直徑,點C在的延長線上,平分交于點D,過點A作,垂足為點E.
(1)判斷直線與的位置關(guān)系,并說明理由;
(2)若,,求的半徑以及線段的長.
【答案】(1)是的切線,理由見解析
(2)3;
【分析】(1)連接,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)得出,根據(jù)角平分線的定義得出,即,根據(jù)平行線的判定方法得出,根據(jù),得出,根據(jù)即可得出結(jié)論;
(2)設(shè),在中,由勾股定理列出關(guān)于x的方程即可;先求出,然后再根據(jù),得出,代入數(shù)據(jù)即可得出答案.
【詳解】(1):是的切線,理由如下:
連接OD,如圖所示:
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∵是半徑,
∴是的切線;
(2)解:設(shè),在中,由勾股定理得,,
即,
解得,
即半徑為3;
∵,
∴,
根據(jù)解析(1)可知,,
∴,
即,
解得:.
【我思故我在】本題主要考查了切線的判定,平行線的判定和性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),勾股定理,解題的關(guān)鍵是根據(jù)平行線的性質(zhì)得出.
5.如圖,在等腰中,,以為直徑的與交于點D,,垂足為E,的延長線與的延長線交于點F.
(1)求證:是的切線;
(2)若的半徑為,,求的長.
【詳解】(1)證明:如圖,連接,
∵,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴.
∵,
∴,即,
∵是的半徑,
∴是的切線;
(2)解:如圖,連接,
∵是的直徑,
∴.
∵,
∴.
∵,
∴,
∴.
∵,
∴.

∴.
【我思故我在】本題考查等腰三角形的性質(zhì),平行線的判定和性質(zhì),切線的判定,圓周角定理,相似三角形的判定和性質(zhì)等知識.連接常用的輔助線是解題關(guān)鍵.
6.如圖,在中,,以為直徑的與斜邊交于點,點為邊的中點,連接.
(1)求證:是的切線;
(2)填空
①若,,則___________;
②當(dāng)___________時,以,,,為頂點的四邊形是正方形.
【答案】(1)見解析
(2)①;②
【詳解】(1)證明:∵是直徑,
∴,
∵點為邊的中點,
∴DE=CE=BE,
∴,,
連接,則,
∴,
∴是的切線.
(2)解:①∵在中,,
∴,
∴,
故答案為:;
②只要,以,,,為頂點的四邊形就是正方形,
則,
故答案為:.
【我思故我在】本題考查了圓的切線的判定及解直角三角形的知識和正方形的判定,通過作輔助線連接圓心和切點,利用垂直構(gòu)造直角三角形是解答本題的關(guān)鍵.
7.如圖,AB是⊙O的直徑,弦,E是CA延長線上的一點,連接DE交⊙O于點F連接AF,CE.
(1)若,求的度數(shù).
(2)求證:AF平分.
(3)若,,且CF經(jīng)過圓心O,求CE的長.
【答案】(1)70° (2)詳見解析 (3)
【分析】(1)由垂徑定理得到,從而得到與的關(guān)系,通過直角三角形的性質(zhì)可以得到,由圓周角定理的推理即可得出;
(2)由垂徑定理和圓周角定理的推理可以得出,再由圓內(nèi)接四邊形和得出與的關(guān)系,從而得到,由圓周角定理的推理得出與的關(guān)系,從而得出與的關(guān)系,得證;
(3)由垂徑定理可以得出CH,由勾股定理得出OH,從而得出AH的長,再由勾股定理得出AC的長,由,根據(jù)平行線分線段成比例定理,得出,從而得出CE的長.
(1)
(1)解:如圖,連接OD,AD,設(shè)AB交CD于H.
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴∠AFC=∠ADH=70°.
(2)
(2)證明:∵AB是直徑,,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴AF平分.
(3)
(3)解:如圖,設(shè)AB交CD于H.
∵AB是直徑,,
∴,
∵,,

∴,

∵CF是直徑,
∴,
∴,

∵,
∴,
∴.
【我思故我在】本題考查了垂徑定理、圓周角定理及推理、勾股定理、平行線分線段成比例定理,熟練掌握相關(guān)定理是解決本題的關(guān)鍵.
8.如圖,四邊形ABCD內(nèi)接于⊙O,BC為⊙O的直徑,AC與BD交于點E,P為CB延長線上一點,連接PA,且∠PAB=∠ADB.
(1)求證:PA為⊙O的切線;
(2)若AB=6,tan∠ADB=,求PB的長;
(3)在(2)的條件下,若AD=CD,求△CDE的面積.
【答案】(1)見解析
(2)
(3)5
【分析】(1)連接OA,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)得到∠OAB=∠OBA,根據(jù)圓周角定理得到∠CAB=90°,根據(jù)切線的判定定理即可得到結(jié)論;
(2)根據(jù)三角函數(shù)的定義得到AC=8,根據(jù)勾股定理得到BC=,求得OB=5,過B作BF⊥AP于F,設(shè)AF=4k,BF=3k,求得BF=,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)即可得到結(jié)論;
(3)連接OD交AC于H,根據(jù)垂徑定理得到AH=CH=4,得到OH=,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)得到DE=,根據(jù)三角形的面積公式即可得到結(jié)論.
(1)
證明:連接OA,
∵OA=OB,
∴∠OAB=∠OBA,
∵BC為⊙O的直徑,
∴∠CAB=90°,
∴∠ACB+∠ABC=90°,
∵∠ADB=∠ACB=∠PAB,
∴∠PAB+∠OAB=90°,
∴∠OAP=90°,
∴PA為⊙O的切線;
(2)
解:∵∠ADB=∠ACB,
∴tan∠ADB=tan∠ACB=,
∵AB=6,
∴AC=8,
∴BC=,
∴OB=5,
過B作BF⊥AP于F,
∵∠ADB=∠BAF,
∴tan∠ADB=tan∠BAF=,
∴設(shè)AF=4k,BF=3k,
∴AB=5k=6,
∴k=,
∴BF=,
∵OA⊥AP,BF⊥AP,
∴BFOA,
∴△PBF∽△POA,
∴,
即,
∴PB=;
(3)
解:連接OD交AC于H,
∵AD=CD,
∴,
∴OD⊥AC,
∴AH=CH=4,
∴OH=,
∴DH=2,
∴CD=,
∴BD=,
∵∠ADE=∠BDA,∠DAE=∠ABD,
∴△ADE∽△BDA,
∴,
即,
∴DE=,
∴△CDE的面積為.
9.問題提出
(1)如圖1,AB為圓O的弦,在圓O上找一點P,使點P到AB的距離最大.
(2)問題探究
如圖2,在扇形AMB中,點M為扇形所在圓的圓心,點P為上任意一點,連接PM,與AB交于點Q,若AB=10,AM=7,求出PQ的最大值.
(3)問題解決
如圖3,小華家有一塊扇形AOB的田地,線段OA、線段OB以及分別為扇形AOB的邊沿部分.經(jīng)過市場調(diào)查發(fā)現(xiàn),小華爸爸打算在扇形AOB的田地中圈出一片空地用作種植當(dāng)季蔬菜,具體操作方式如下:在上選取點C,過點C作CMOB,CNOA,則四邊形MONC為小華爸爸所圈空地.已知:扇形AOB的圓心角∠AOB=60°,OA=OB=90m,且用于修建圍擋的線段MC部分與線段CN部分的成本均為30元/米.請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算:小華爸爸最終所花費的修建費預(yù)算最多是多少元?(即求出CM+CN的最大值)(結(jié)果保留整數(shù),取1.73)
【答案】(1)見解析
(2)
(3)210元
解:如圖1,過點O作OP⊥AB,
此時點P處于中心位置,
∵在圓內(nèi),弦所對弧的中點到弦的垂線段距離最大,
∴此時P點到AB的距離最大;
(2)
解:如下圖,Q點在AB的中點時,QM最小,則PQ最大,
∵MA=MB,AQ=BQ,
∴QM⊥AM,
∵AB=10,AM=7,
∴AQ=BQ=5,
∴,
∴;
(3)
解:由題意可知,當(dāng)點C處于中點時,對角線最長,
此時,OC=OA=90,AB⊥OC與點Q,
∵CMOB,
∴∠AMC=60°,
∵CNOA,
∴∠CNB=60°,
∴∠CMQ=∠CNQ=60°,
∴△CMN為等邊三角形,
同理證明△OMN也為等邊三角形,
在Rt△OMQ中,OQOC=45,OM=2MQ,OM2=MQ2+OQ2,
∴OM=1526.01,
∴?OMCN的周長C=OM+ON+NC+MC=4OM=8MQ=208.08≈209(不足1米按照1米計算),
∵成本均為30元/米,
∴,
則預(yù)算最多為:7×30=210(元).
【我思故我在】本題考查了弦所對弧的中點到弦的垂線段距離最大,點到弦之間的距離垂線段最短,平行四邊形周長的最大值,解題關(guān)鍵是把求平行四邊形四條邊的平方的和,換成求平行四邊形對角線的最大值,問題就得以解決.
10.如圖,在中,,,以AB為直徑的半圓O交AC于點D,點E是上不與點B,D重合的任意一點,連接AE交BD于點F,連接BE并延長交AC于點G.
(1)求證:;
(2)填空:
①若,且點E是的中點,則DF的長為 ;
②取的中點H,當(dāng)?shù)亩葦?shù)為 時,四邊形OBEH為菱形.
【答案】(1)見解析(2)①②30°
【分析】(1)利用直徑所對的圓周角是直角,可得,再應(yīng)用同角的余角相等可得,易得,得證;
(2)作,應(yīng)用等弧所對的圓周角相等得,再應(yīng)用角平分線性質(zhì)可得結(jié)論;由菱形的性質(zhì)可得,結(jié)合三角函數(shù)特殊值可得.
【詳解】
解:(1)證明:如圖1,,,
AB是的直徑,
,

(2)①如圖2,過F作于H,點E是的中點,

,
,即
,
,即,
故答案為.
②連接OE,EH,點H是的中點,
,
四邊形OBEH為菱形,

故答案為
11.如圖,AB是⊙O的直徑,弦CD⊥AB于點E,G是上一動點,AG,DC的延長線交于點F,連接AC,AD,GC,GD.
(1)求證:∠FGC=∠AGD;
(2)若AD=6.
①當(dāng)AC⊥DG,CG=2時,求sin∠ADG;
②當(dāng)四邊形ADCG面積最大時,求CF的長.
【答案】(1)證明見解析;(2)①sin∠ADG=;②CF=6.
【分析】(1)由垂徑定理可得CE=DE,CD⊥AB,由等腰三角形的性質(zhì)和圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì)可得∠FGC=∠ADC=∠ACD=∠AGD;
(2)①如圖,設(shè)AC與GD交于點M,證△GMC∽△AMD,設(shè)CM=x,則DM=3x,在Rt△AMD中,通過勾股定理求出x的值,即可求出AM的長,可求出sin∠ADG的值;
②S四邊形ADCG=S△ADC+S△ACG,因為點G是上一動點,所以當(dāng)點G在的中點時,△ACG的的底邊AC上的高最大,此時△ACG的面積最大,四邊形ADCG的面積也最大,分別證∠GAC=∠GCA,∠F=∠GCA,推出∠F=∠GAC,即可得出FC=AC=6.
【詳解】證明:(1)∵AB是⊙O的直徑,弦CD⊥AB,
∴CE=DE,CD⊥AB,
∴AC=AD,
∴∠ADC=∠ACD,
∵四邊形ADCG是圓內(nèi)接四邊形,
∴∠ADC=∠FGC,
∵∠AGD=∠ACD,
∴∠FGC=∠ADC=∠ACD=∠AGD,
∴∠FGC=∠AGD;
(2)①如圖,設(shè)AC與GD交于點M,
∵,
∴∠GCM=∠ADM,
又∵∠GMC=∠AMD,
∴△GMC∽△AMD,
∴===,
設(shè)CM=x,則DM=3x,
由(1)知,AC=AD,
∴AC=6,AM=6﹣x,
在Rt△AMD中,
AM2+DM2=AD2,
∴(6﹣x)2+(3x)2=62,
解得,x1=0(舍去),x2=,
∴AM=6﹣=,
∴sin∠ADG===;
②S四邊形ADCG=S△ADC+S△ACG,
∵點G是上一動點,
∴當(dāng)點G在的中點時,△ACG的底邊AC上的高最大,此時△ACG的面積最大,四邊形ADCG的面積也最大,∴GA=GC,
∴∠GAC=∠GCA,
∵∠GCD=∠F+∠FGC,
由(1)知,∠FGC=∠ACD,且∠GCD=∠ACD+∠GCA,
∴∠F=∠GCA,
∴∠F=∠GAC,
∴FC=AC=6.

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