专题25 圆的问题
专题知识回顾
一、与圆有关的概念与规律
1.圆:平面上到定点的距离等于定长的所有点组成的图形叫做圆。定点称为圆心,定长称为半径。圆的半径或直径决定圆的大小,圆心决定圆的位置。
2.圆的性质:(1)圆具有旋转不变性;(2)圆具有轴对称性;(3)圆具有中心对称性。 3.垂径定理:垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧。
4.推论:平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧.
5.圆心角:顶点在圆心上的角叫做圆心角。圆心角的度数等于它所对弧的度数。
6.在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦相等,所对的弦心距也相等。 在同圆或等圆中,如果两条弧相等,那么他们所对的圆心角相等,所对的弦相等,所对的弦心距也相等。
在同圆或等圆中,如果两条弦相等,那么他们所对的圆心角相等,所对的弧相等,所对的弦心距也相等。
7.圆周角:顶点在圆周上,并且两边分别与圆相交的角叫做圆周角。
8.在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半. 9.半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90°的圆周角所对的弦是直径. 10. 点和圆的位置关系:
① 点在圆内点到圆心的距离小于半径 ② 点在圆上点到圆心的距离等于半径 ③ 点在圆外点到圆心的距离大于半径
11. 过三点的圆:不在同一直线上的三个点确定一个圆。
12. 外接圆和外心:经过三角形的三个顶点可以做一个圆,这个圆叫做三角形的外接圆。
外接圆的圆心,叫做三角形的外心。外心是三角形三条边垂直平分线的交点。外心到三角形三个顶点的距离相等。
13.若四边形的四个顶点都在同一个圆上,这个四边形叫做圆内接四边形,这个圆叫做这个四边形的外接圆。
14.圆内接四边形的特征: ①圆内接四边形的对角互补;
②圆内接四边形任意一个外角等于它的内对角。 15.直线与圆有3种位置关系:
如果⊙O的半径为r,圆心O到直线l的距离为d,那么 ① 直线l和⊙O相交dr; ② 直线l和⊙O相切dr; ③ 直线l和⊙O相离dr。
16.和三角形三边都相切的圆叫做这个三角形的内切圆,其圆心称为内心。内心是三角形三个角的角平分线的交点。内心到三角形三边的距离相等。 17.切线的性质
(1)经过切点垂直于这条半径的直线是圆的切线。 (2)经过切点垂直于切线的直线必经过圆心。 (3)圆的切线垂直于经过切点的半径。
18.切线的判定方法:经过半径外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线。
19.切线长定理: 从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等,并且圆心和这一点的连线平分两条切 线的夹角。
20.设圆O1的半径为r1,圆O2的半径为r2,两个圆的圆心距d|O1O2|,则: 两圆外离 dr1r2; 两圆外切 dr1r2; 两圆相交 |r1r2|dr1r2; 两圆内切 d|r1r2|; 两圆内含 d|r1r2|
21.圆中几个关键元素之间的相互转化
弧、弦、圆心角、圆周角等都可以通过相等来互相转化.这在圆中的证明和计算中经常用到. 22.与圆有关的公式 设圆的周长为r,则:
(1)求圆的直径公式d=2r (2)求圆的周长公式 C=2πr (3)求圆的面积公式S=πr 二、解题要领 1.判定切线的方法:
(1)若切点明确,则“连半径,证垂直”。常见手法有全等转化;平行转化;直径转化;中线转化等;有时可通过计算结合相似、勾股定理证垂直;
(2)若切点不明确,则“作垂直,证半径”。常见手法有角平分线定理;等腰三角形三线合一,隐藏角平分线;
总而言之,要完成两个层次的证明: ①直线所垂直的是圆的半径(过圆上一点);
②直线与半径的关系是互相垂直。在证明中的关键是要处理好弧、弦、角之间的相互转化,要善于进行由此及彼的联想、要总结常添加的辅助线. 2.与圆有关的计算:
计算圆中的线段长或线段比,通常与勾股定理、垂径定理与三角形的全等、相似等知识的结合,形式复杂,无规律性。分析时要重点注意观察已知线段间的关系,选择定理进行线段或者角度的转化。特别是要借助圆的相关定理进行弧、弦、角之间的相互转化,找出所求线段与已知线段的关系,从而化未知为已知,解决问题。其中重要而常见的数学思想方法有:
(1)构造思想:①构建矩形转化线段;②构建“射影定理”基本图研究线段(已知任意两条线段可求其它所有线段长);③构造垂径定理模型:弦长一半、弦心距、半径;④构造勾股定理模型;⑤构造三角函数. (2)方程思想:设出未知数表示关键线段,通过线段之间的关系,特别是发现其中的相等关系建立方程,解决问题。
(3)建模思想:借助基本图形的结论发现问题中的线段关系,把问题分解为若干基本图形的问题,通过基本图形的解题模型快速发现图形中的基本结论,进而找出隐藏的线段之间的数量关系。
专题典型题考法及解析
【例题1】(2019•山东省滨州市)如图,AB为⊙O的直径,C,D为⊙O上两点,若∠BCD=40°,则∠ABD的大小为( )
2
A.60° 【答案】B
【解析】考点是圆周角定理。本题考查的是圆周角定理,根据题意作出辅助线,构造出圆周角是解答此题的关键.连接AD,先根据圆周角定理得出∠A及∠ADB的度数,再由直角三角形的性质即可得出结论. 连接AD,
B.50°
C.40°
D.20°
∵AB为⊙O的直径,∴∠ADB=90°. ∵∠BCD=40°,∴∠A=∠BCD=40°, ∴∠ABD=90°﹣40°=50°.
【例题2】(2019•南京)如图,PA.PB是⊙O的切线,A.B为切点,点C.D在⊙O上.若∠P=102°,则∠A+∠C= .
【答案】219°.
【解析】连接AB,根据切线的性质得到PA=PB,根据等腰三角形的性质得到∠PAB=∠PBA=(180°﹣102°)=39°,由圆内接四边形的性质得到∠DAB+∠C=180°,于是得到结论. 连接AB,
∵PA.PB是⊙O的切线,∴PA=PB,
∵∠P=102°,∴∠PAB=∠PBA=(180°﹣102°)=39°,
∵∠DAB+∠C=180°,
∴∠PAD+∠C=∠PAB+∠DAB+∠C=180°+39°=219°
【例题3】(2019•甘肃武威)如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=120°,点D在BC边上,⊙D经过点A和点B且与BC边相交于点E. (1)求证:AC是⊙D的切线; (2)若CE=2
,求⊙D的半径.
【答案】见解析。
【解析】本题考查了切线的判定和性质,等腰三角形的性质,等边三角形的判定和性质,正确的作出辅助线是解题的关键.
(1)连接AD,根据等腰三角形的性质得到∠B=∠C=30°,∠BAD=∠B=30°,求得∠ADC=60°,根据三角形的内角和得到∠DAC=180°﹣60°﹣30°=90°,于是得到AC是⊙D的切线; 证明:连接AD,
∵AB=AC,∠BAC=120°, ∴∠B=∠C=30°,
∵AD=BD,∴∠BAD=∠B=30°,∴∠ADC=60°, ∴∠DAC=180°﹣60°﹣30°=90°, ∴AC是⊙D的切线;
(2)连接AE,推出△ADE是等边三角形,得到AE=DE,∠AED=60°,求得∠EAC=∠AED﹣∠C=30°,得到AE=CE=2连接AE,
,于是得到结论.
∵AD=DE,∠ADE=60°,
∴△ADE是等边三角形,∴AE=DE,∠AED=60°, ∴∠EAC=∠AED﹣∠C=30°,∴∠EAC=∠C, ∴AE=CE=2
,∴⊙D的半径AD=2
.
【例题4】(2019•江苏苏州)如图,AE为eO的直径,D是弧BC的中点BC与AD,OD分别交于点E,F. (1)求证:DO∥AC; (2)求证:DEDADC2; (3)若tanCADCEFAOB1,求sinCDA的值. 2D
【答案】见解析。
【解析】(1)证明:∵D为弧BC的中点,OD为eO的半径 ∴OD⊥BC
又∵AB为eO的直径 ∴ACB90∴AC∥OD (2)证明:∵D为弧BC的中点
»BD»∴DCBDAC∴DCE∽DAC ∴CD∴
DCDE即DEDADC2 DADC,
(3)解:∵DCE∽DAC,tanCAD∴
CDDECE1 DADCAC21 2
设CD=2a,则DE=a,DA4a 又∵AC∥OD∴AEC∽DEF ∴
CEAE83所以BCCE EFDE3,
10CE 3CA3 AB5又AC2CE,∴AB即sinCDAsinCBA
专题典型训练题
一、选择题
1.(2019甘肃陇南)如图,点A,B,S在圆上,若弦AB的长度等于圆半径的
倍,则∠ASB的度数是( )
A.22.5° 【答案】C.
【解析】本题考查了圆周角定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半.
设圆心为0,连接OA.OB,如图,先证明△OAB为等腰直角三角形得到∠AOB=90°,然后根据圆周角定理确定∠ASB的度数.
设圆心为O,连接OA.OB,如图, ∵弦AB的长度等于圆半径的即AB=
2
2
B.30° C.45° D.60°
倍,
OA,
2
∴OA+OB=AB,
∴△OAB为等腰直角三角形,∠AOB=90°, ∴∠ASB=∠AOB=45°.
2.(2019•山东省聊城市)如图,BC是半圆O的直径,D,E是接OD,OE.如果∠A=70°,那么∠DOE的度数为( )
上两点,连接BD,CE并延长交于点A,连
A.35° 【答案】C.
【解析】考点是圆周角定理、直角三角形的性质。连接CD,由圆周角定理得出∠BDC=90°,求出∠ACD=90°﹣∠A=20°,再由圆周角定理得出∠DOE=2∠ACD=40°即可, 连接CD,如图所示:
∵BC是半圆O的直径,∴∠BDC=90°,∴∠ADC=90°, ∴∠ACD=90°﹣∠A=20°,∴∠DOE=2∠ACD=40°
B.38°
C.40°
D.42°
3.(2019•广西贵港)如图,AD是⊙O的直径,
=
,若∠AOB=40°,则圆周角∠BPC的度数是( )
A.40° 【答案】B.
B.50°
C.60°
D.70°
【解析】根据圆周角定理即可求出答案. ∵
=
,∠AOB=40°,
∴∠COD=∠AOB=40°, ∵∠AOB+∠BOC+∠COD=180°, ∴∠BOC=100°, ∴∠BPC=∠BOC=50°
4.(2019•湖北天门)如图,AB为⊙O的直径,BC为⊙O的切线,弦AD∥OC,直线CD交BA的延长线于点E,连接BD.下列结论:①CD是⊙O的切线;②CO⊥DB;③△EDA∽△EBD;④ED•BC=BO•BE.其中正确结论的个数有( )
A.4个 【答案】A
【解析】本题主要考查了切线的判定、全等三角形的判定与性质以及相似三角形的判定与性质,注意掌握辅助线的作法,注意数形结合思想的应用是解答此题的关键. 连结DO.
∵AB为⊙O的直径,BC为⊙O的切线,∴∠CBO=90°, ∵AD∥OC,∴∠DAO=∠COB,∠ADO=∠COD. 又∵OA=OD,∴∠DAO=∠ADO,∴∠COD=∠COB. 在△COD和△COB中,∴△COD≌△COB(SAS), ∴∠CDO=∠CBO=90°. 又∵点D在⊙O上,
∴CD是⊙O的切线;故①正确,
,
B.3个
C.2个
D.1个
∵△COD≌△COB,∴CD=CB, ∵OD=OB,∴CO垂直平分DB, 即CO⊥DB,故②正确;
∵AB为⊙O的直径,DC为⊙O的切线,∴∠EDO=∠ADB=90°, ∴∠EDA+∠ADO=∠BDO+∠ADO=90°,∴∠ADE=∠BDO, ∵OD=OB,∴∠ODB=∠OBD,∴∠EDA=∠DBE, ∵∠E=∠E,∴△EDA∽△EBD,故③正确; ∵∠EDO=∠EBC=90°,∠E=∠E, ∴△EOD∽△ECB, ∴
,
∵OD=OB,
∴ED•BC=BO•BE,故④正确.
5.(2019•山东省德州市 )如图,点O为线段BC的中点,点A,C,D到点O的距离相等,若∠ABC=40°,则∠ADC的度数是( )
A.130° 【答案】B.
【解析】根据题意得到四边形ABCD共圆,利用圆内接四边形对角互补即可求出所求角的度数.由题意得到
B.140°
C.150°
D.160°
OA=OB=OC=OD,作出圆O,如图所示,
∴四边形ABCD为圆O的内接四边形, ∴∠ABC+∠ADC=180°,
∵∠ABC=40°,∴∠ADC=140°
6.(2019湖南益阳)如图,PA、PB为圆O的切线,切点分别为A、B,PO交AB于点C,PO的延长线交圆O于点D,下列结论不一定成立的是( )
A.PA=PB 【答案】D.
【解析】本题考查了切线的性质:圆的切线垂直于经过切点的半径.也考查了切线长定理、垂径定理和等腰三角形的性质.
先根据切线长定理得到PA=PB,∠APD=∠BPD;再根据等腰三角形的性质得OP⊥AB,根据菱形的性质,只有当AD∥PB,BD∥PA时,AB平分PD,由此可判断D不一定成立. ∵PA,PB是⊙O的切线, ∴PA=PB,所以A成立; ∠BPD=∠APD,所以B成立; ∴AB⊥PD,所以C成立; ∵PA,PB是⊙O的切线, ∴AB⊥PD,且AC=BC,
只有当AD∥PB,BD∥PA时,AB平分PD,所以D不一定成立.
7.(2019•广东广州)平面内,⊙O的半径为1,点P到O的距离为2,过点P可作⊙O的切线条数为( ) A.0条 【答案】C.
【解析】此题主要考查了对点与圆的位置关系,切线的定义,切线就是与圆有且只有1个公共点的直线,
B.∠BPD=∠APD C.AB⊥PD D.AB平分PD
B.1条 C.2条 D.无数条
理解定义是关键.
先确定点与圆的位置关系,再根据切线的定义即可直接得出答案. ∵⊙O的半径为1,点P到圆心O的距离为2, ∴d>r,
∴点P与⊙O的位置关系是:P在⊙O外, ∵过圆外一点可以作圆的2条切线。
8.(2019•山东泰安)如图,△ABC是⊙O的内接三角形,∠A=119°,过点C的圆的切线交BO于点P,则∠P的度数为( )
A.32° 【答案】A.
【解析】连接OC、CD,由切线的性质得出∠OCP=90°,由圆内接四边形的性质得出∠ODC=180°﹣∠A=61°,由等腰三角形的性质得出∠OCD=∠ODC=61°,求出∠DOC=58°,由直角三角形的性质即可得出结果.
如图所示:连接OC、CD,
∵PC是⊙O的切线,∴PC⊥OC,∴∠OCP=90°, ∵∠A=119°,∴∠ODC=180°﹣∠A=61°, ∵OC=OD,∴∠OCD=∠ODC=61°, ∴∠DOC=180°﹣2×61°=58°, ∴∠P=90°﹣∠DOC=32°
B.31°
C.29°
D.61°
9.(2019•湖南益阳)如图,PA、PB为圆O的切线,切点分别为A、B,PO交AB于点C,PO的延长线交圆O
于点D,下列结论不一定成立的是( ) A.PA=PB
B.∠BPD=∠APD
C.AB⊥PD
D.AB平分PD
【答案】D
【解析】先根据切线长定理得到PA=PB,∠APD=∠BPD;再根据等腰三角形的性质得OP⊥AB,根据菱形的性质,只有当AD∥PB,BD∥PA时,AB平分PD,由此可判断D不一定成立. ∵PA,PB是⊙O的切线,∴PA=PB,所以A成立; ∠BPD=∠APD,所以B成立; ∴AB⊥PD,所以C成立;
∵PA,PB是⊙O的切线,∴AB⊥PD,且AC=BC,
只有当AD∥PB,BD∥PA时,AB平分PD,所以D不一定成立.故选D.
10. (2019湖北荆门)如图,△ABC内心为I,连接AI并延长交△ABC的外接圆于D,则线段DI与DB的关系是( )
A.DI=DB 【答案】A.
【解析】本题考查了三角形的内切圆与内心:三角形的内心到三角形三边的距离相等;三角形的内心与三角形顶点的连线平分这个内角.也考查了三角形的外接圆和圆周角定理.
连接BI,如图,根据三角形内心的性质得∠1=∠2,∠5=∠6,再根据圆周角定理得到∠3=∠1,然后利用三角形外角性质和角度的代换证明∠4=∠DBI,从而可判断DI=DB. 连接BI,如图,
∵△ABC内心为I,∴∠1=∠2,∠5=∠6,
B.DI>DB
C.DI<DB
D.不确定
∵∠3=∠1,∴∠3=∠2, ∵∠4=∠2+∠6=∠3+∠5, 即∠4=∠DBI,∴DI=DB.
二、填空题
11.(2019广西北部湾)《九章算术》作为古代中国乃至东方的第一部自成体系的数学专著,与古希腊的《几何原本》并称现代数学的两大源泉.在《九章算术》中记载有一问题:“今有圆材埋在壁中,不知大小。以锯锯之,深一寸,锯道长一尺,问径几何?”小辉同学根据原文题意,画出圆材截面图如图所示,已知:锯口深为1寸,锯道AB=1尺(1尺=10寸),则该圆材的直径为 寸.
【答案】26.
【解析】本题考查垂径定理、勾股定理等知识,设⊙O的半径为r.在Rt△ADO中,AD=5,OD=r-1,OA=r,则有r=5+(r-1),解方程即可. 设⊙O的半径为r.
2
2
2
在Rt△ADO中,AD=5,OD=r-1,OA=r, 则有r=5+(r-1),
2
2
2
解得r=13,
∴⊙O的直径为26寸。
12. (2019黑龙江绥化)半径为5的¤O是锐角三角形ABC的外接圆,AB=AC,连接OB,OC,延长CO交弦AB于点D.若△OBD是直角三角形,则弦BC的长为______. 【答案】53或52
【解析】∵△OBD为直角三角形,∴分类讨论:如图,当∠BOD=90°时,∠BOC=90°,在Rt△BOC中,BO=OC=5,∴BC=52;当∠ODB=90°时,∵OB=OC,设∠OBC=∠OCB=x,∴∠BOD=2x,∠BOC=180°-2x,∴∠ABO=90°-2x,∠ABC=∠ACB=90°-x,∴∠A=2x,∵∠BOC=2∠A,即180-2x=2×2x,∴x=30°,∴∠BOC=120°,∵OB=OC=5,∴BC=53.综上所述,BC的长度为53或52
13. (2019山东东营)如图,AC是⊙O的弦,AC=5,点B是⊙O 上的一个动点,且∠ABC=45°,若点M、N分别是 AC、BC的中点,则 MN的最大值是____________.
【答案】
522
1【解析】∵MN是△ABC的中位线,∴MN=AB.
2当AB为⊙O的直径时,AB有最大值,则MN有最大值. 当AB为直径时,∠ACB=90°, ∵∠ABC=45°,AC=5,∴AB=52,
∴MN=52. 214.(2019黑龙江省龙东地区)如图,在⊙O中,半径OA垂直于弦BC,点D在圆上,且∠ADC=30°,则∠
AOB的度数为________.
DOBAC
【答案】60°.
【解析】∵OA⊥BC,∴»AB»AC ,∴∠AOB=2∠ADC, ∵∠ADC=30°,∴∠AOB=60°.
15.(2019江苏常州)如图,AB是⊙O的直径,C、D是⊙O上的两点,∠AOC=120°,则∠CDB= °.
【答案】30
【解析】∵∠BOC=180°﹣∠AOC=180°﹣120°=60°, ∴∠CDB=2∠BOC=30°.
16.(2019四川省雅安市)如图,△ABC内接于⊙O,BD是⊙O的直径,∠CBD=21°,则 ∠A的度数为_______.
1
ADBOC
【答案】69°
【解析】∵BD是⊙O的直径,∴∠BCD=90°,∵∠CBD=21°,∴∠D=69°,∴∠A=∠D=69°.
17.(2019安徽)如图,△ABC内接于⊙O,∠CAB=30°,∠CBA=45°,CD⊥AB于点D,若⊙O的半径为2, 则CD的长为 .
【答案】
.
【解析】本题考查了三角形的外接圆与外心,圆周角定理,等腰直角三角形的性质,正确的作出辅助线是解题的关键.
连接CO并延长交⊙O于E,连接BE,于是得到∠E=∠A=30°,∠EBC=90°,解直角三角形即可得到结论. 连接CO并延长交⊙O于E,连接BE, 则∠E=∠A=30°,∠EBC=90°,
∵⊙O的半径为2,∴CE=4,∴BC=CE=2, ∵CD⊥AB,∠CBA=45°,∴CD=
BC=
18.(2019•江苏泰州)如图,⊙O的半径为5,点P在⊙O上,点A在⊙O内,且AP=3,过点A作AP的垂线交⊙O于点B.C.设PB=x,PC=y,则y与x的函数表达式为 .
【答案】y=x.
【解析】连接PO并延长交⊙O于D,连接BD,根据圆周角定理得到∠C=∠D,∠PBD=90°,求得∠PAC=∠PBD,根据相似三角形的性质即可得到结论. 连接PO并延长交⊙O于D,连接BD,
则∠C=∠D,∠PBD=90°,
∵PA⊥BC,∴∠PAC=90°,∴∠PAC=∠PBD, ∴△PAC∽△PBD,∴
,
∵⊙O的半径为5,AP=3,PB=x,PC=y, ∴=
,∴y=
x
19.(2019•山东省济宁市 )如图,O 为Rt△ ABC 直角边 AC 上一点,以 OC 为半径的⊙O 与斜边 AB 相切于点 D,交 OA 于点 E,已知 BC=是 .
,AC=3.则图中阴影部分的面积
【答案】 .
【解析】本题考查了切线的性质定理、切线长定理以及勾股定理的运用,熟记和圆有关的各种性质定理是解题的关键. 在Rt△ ABC 中,∵BC=
,AC=3.
∴AB= =2 ,
∵BC⊥OC,∴BC 是圆的切线,
∵⊙O 与斜边 AB 相切于点 D,∴BD=BC, ∴AD=AB﹣BD=2
﹣ = ;
在 Rt△ ABC 中,∵sinA=
= = ,∴∠A=30°,
∵⊙O 与斜边 AB 相切于点 D,∴OD⊥AB,∴∠AOD=90°﹣∠A=60°, ∵ =tanA=tan30°,∴
,∴OD=1,
=
∴S 阴影== .
20.(2019•湖北省鄂州市)如图,在平面直角坐标系中,已知C(3,4),以点C为圆心的圆与y轴相切.点
A、B在x轴上,且OA=OB.点P为⊙C上的动点,∠APB=90°,则AB长度的最大值为 .
【答案】16.
【解析】连接OC并延长,交⊙C上一点P,以O为圆心,以OP为半径作⊙O,交x轴于A、B,此时AB的长度最大,
∵C(3,4),∴OC=
=5,
∵以点C为圆心的圆与y轴相切.∴⊙C的半径为3,∴OP=OA=OB=8, ∵AB是直径,∴∠APB=90°,∴AB长度的最大值为16。 三、解答题
21.(2019•南京)如图,⊙O的弦AB.CD的延长线相交于点P,且AB=CD.求证:PA=PC.
【答案】见解析。
【解析】本题考查了圆心角、弧、弦的关系,圆周角定理,等腰三角形的判定等,熟练掌握性质定理是解
题的关键.
连接AC,由圆心角、弧、弦的关系得出=∠A,根据等角对等边证得结论. 证明:连接AC, ∵AB=CD,∴∴
+
=
+=
,
=
,
=
,进而得出
=
,根据等弧所对的圆周角相等得出∠C,即
∴∠C=∠A,∴PA=PC.
22.(2019•湖南株洲)四边形ABCD是⊙O的圆内接四边形,线段AB是⊙O的直径,连结AC.BD.点H是线段BD上的一点,连结AH、CH,且∠ACH=∠CBD,AD=CH,BA的延长线与CD的延长线相交与点P. (1)求证:四边形ADCH是平行四边形; (2)若AC=BC,PB=
PD,AB+CD=2(+1)
①求证:△DHC为等腰直角三角形; ②求CH的长度.
【答案】见解析。
【解析】本题是圆的综合题,考查了圆的有关知识,平行四边形的判定和性质,相似三角形的判定和性质等知识,求CD的长度是本题的关键.
(1)由圆周角的定理可得∠DBC=∠DAC=∠ACH,可证AD∥CH,由一组对边平行且相等的是四边形是平行
四边形可证四边形ADCH是平行四边形;
(2)①由平行线的性质可证∠ADH=∠CHD=90°,由∠CDB=∠CAB=45°,可证△DH 为等腰直角三角形;
②通过证明△ADP∽△CBP,可得得AB=
,可得
,通过证明△CHD∽△ACB,可得
,可
CD,可求CD=2,由等腰直角三角形的性质可求CH的长度.
证明:(1)∵∠DBC=∠DAC,∠ACH=∠CBD ∴∠DAC=∠ACH,∴AD∥CH,且AD=CH ∴四边形ADCH是平行四边形 (2)①∵AB是直径
∴∠ACB=90°=∠ADB,且AC=BC
∴∠CAB=∠ABC=45°,∴∠CDB=∠CAB=45° ∵AD∥CH
∴∠ADH=∠CHD=90°,且∠CDB=45°
∴∠CDB=∠DCH=45°,∴CH=DH,且∠CHD=90° ∴△DHC为等腰直角三角形;
②∵四边形ABCD是⊙O的圆内接四边形, ∴∠ADP=∠PBC,且∠P=∠P,∴△ADP∽△CBP ∴∴
,且PB=
PD,
,AD=CH,∴
∵∠CDB=∠CAB=45°,∠CHD=∠ACB=90°∴△CHD∽△ACB ∴
,
∵AB+CD=2(
+1),∴∴AB=
CD CD+CD=2(
+1)
∴CD=2,且△DHC为等腰直角三角形,∴CH=
23.(2019▪广西池河)如图,五边形ABCDE内接于⊙O,CF与⊙O相切于点C,交AB延长线于点F. (1)若AE=DC,∠E=∠BCD,求证:DE=BC;(2)若OB=2,AB=BD=DA,∠F=45°,求CF的长.
【答案】见解析。
【解析】(1)由圆心角、弧、弦之间的关系得出
,由圆周角定理得出∠ADE=∠DBC,证明△ADE≌△
DBC,即可得出结论;
证明:∵AE=DC,∴
,∴∠ADE=∠DBC,
在△ADE和△DBC中,
∴△ADE≌△DBC(AAS),∴DE=BC;
,
(2)连接CO并延长交AB于G,作OH⊥AB于H,则∠OHG=∠OHB=90°,由切线的性质得出∠FCG=90°,得出△CFG、△OGH是等腰直角三角形,得出CF=CG,OG=由直角三角形的性质得出OH=OB=1,OG=
OH,由等边三角形的性质得出∠OBH=30°,
,即可得出答案.
连接CO并延长交AB于G,作OH⊥AB于H,如图所示: 则∠OHG=∠OHB=90°,
∵CF与⊙O相切于点C,∴∠FCG=90°,
∵∠F=45°,∴△CFG、△OGH是等腰直角三角形,∴CF=CG,OG=
OH,
∵AB=BD=DA,∴△ABD是等边三角形,∴∠ABD=60°,∴∠OBH=30°, ∴OH=OB=1,∴OG=
,∴CF=CG=OC+OG=2+
.
24.(2019•甘肃)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,以BC为直径的⊙O交AB于点D,切线DE交AC于点E. (1)求证:∠A=∠ADE;(2)若AD=8,DE=5,求BC的长.
【答案】见解析。
【解析】本题考查切线的性质、勾股定理、等腰三角形的判定和性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型.
(1)只要证明∠A+∠B=90°,∠ADE+∠B=90°即可解决问题。 证明:连接OD,
∵DE是切线,∴∠ODE=90°,∴∠ADE+∠BDO=90°, ∵∠ACB=90°,∴∠A+∠B=90°, ∵OD=OB,∴∠B=∠BDO,∴∠ADE=∠A.
(2)首先证明AC=2DE=10,在Rt△ADC中,DC=6,设BD=x,在Rt△BDC中,BC=x+6,在Rt△ABC中,
2
2
2
BC2=(x+8)2﹣102,可得x2+62=(x+8)2﹣102,解方程即可解决问题.连接CD.
∵∠ADE=∠A,∴AE=DE,
∵BC是⊙O的直径,∠ACB=90°,∴EC是⊙O的切线,∴ED=EC,∴AE=EC, ∵DE=5,∴AC=2DE=10, 在Rt△ADC中,DC=6,
设BD=x,在Rt△BDC中,BC=x+6,在Rt△ABC中,BC=(x+8)﹣10, ∴x+6=(x+8)﹣10,解得x=, ∴BC=
=
.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
25.(2019•湖北省咸宁市)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,D为AB的中点,以CD为直径的⊙O分别交AC,BC于点E,F两点,过点F作FG⊥AB于点G.
(1)试判断FG与⊙O的位置关系,并说明理由. (2)若AC=3,CD=2.5,求FG的长.
【答案】见解析。
【解析】(1)如图,连接OF,根据直角三角形的性质得到CD=BD,得到∠DBC=∠DCB,根据等腰三角形的性质得到∠OFC=∠OCF,得到∠OFC=∠DBC,推出∠OFG=90°,于是得到结论。FG与⊙O相切, 理由:如图,连接OF,
∵∠ACB=90°,D为AB的中点,∴CD=BD,∴∠DBC=∠DCB,
∵OF=OC,∴∠OFC=∠OCF,∴∠OFC=∠DBC,∴OF∥DB,∴∠OFG+∠DGF=180°, ∵FG⊥AB,∴∠DGF=90°,∴∠OFG=90°,∴FG与⊙O相切。 (2)连接DF,根据勾股定理得到BC=的定义即可得到结论.连接DF, ∵CD=2.5,∴AB=2CD=5,∴BC=
=4,
=4,根据圆周角定理得到∠DFC=90°,根据三角函数
∵CD为⊙O的直径,∴∠DFC=90°,∴FD⊥BC, ∵DB=DC,∴BF=BC=2, ∵sin∠ABC=即=
,
,∴FG=.
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