大连中考数学压轴题之圆的综合(中考题型整理,突破提升)
一、圆的综合真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.如图,点P在⊙O的直径AB的延长线上,PC为⊙O的切线,点C为切点,连接AC,过点A作PC的垂线,点D为垂足,AD交⊙O于点E.(1)如图1,求证:∠DAC=∠PAC;(2)如图2,点F(与点C位于直径AB两侧)在⊙O上,BF FA=,连接EF,过点F作AD 的平行线交PC于点G,求证:FG=DE+DG;(3)在(2)的条件下,如图3,若AE=23DG,PO=5,求EF的长.【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)EF=32.【解析】【分析】(1)连接OC,求出OC∥AD,求出OC⊥PC,根据切线的判定推出即可;(2)连接BE交GF于H,连接OH,求出四边形HGDE是矩形,求出DE=HG,FH=EH,即可得出答案;(3)设OC交HE于M,连接OE、OF,求出∠FHO=∠EHO=45°,根据矩形的性质得出EH∥DG,求出OM=12AE,设OM=a,则HM=a,AE=2a,AE=23DG,DG=3a,求出ME=CD=2a,BM=2a,解直角三角形得出tan∠MBO=12MOBM=,tanP=12COPO=,设OC=k,则PC=2k,根据OP=5k=5求出k=5,根据勾股定理求出a,即可求出答案.【详解】(1)证明:连接OC,∵PC为⊙O的切线,∴OC⊥PC,∵AD⊥PC,∴OC∥AD,∴∠OCA=∠DAC,∵OC=OA,∴∠PAC=∠OCA,∴∠DAC=∠PAC;(2)证明:连接BE交GF于H,连接OH,∵FG∥AD,∴∠FGD+∠D=180°,∵∠D=90°,∴∠FGD=90°,∵AB为⊙O的直径,∴∠BEA=90°,∴∠BED=90°,∴∠D=∠HGD=∠BED=90°,∴四边形HGDE是矩形,∴DE=GH,DG=HE,∠GHE=90°,∵BF AF=,∴∠HEF=∠FEA=12∠BEA=1902o⨯=45°,∴∠HFE=90°﹣∠HEF=45°,∴∠HEF=∠HFE,∴FH=EH,∴FG=FH+GH=DE+DG;(3)解:设OC交HE于M,连接OE、OF,∵EH=HF,OE=OF,HO=HO,∴△FHO≌△EHO,∴∠FHO=∠EHO=45°,∵四边形GHED是矩形,∴EH∥DG,∴∠OMH=∠OCP=90°,∴∠HOM=90°﹣∠OHM=90°﹣45°=45°,∴∠HOM=∠OHM,∴HM=MO,∵OM⊥BE,∴BM=ME,∴OM=12 AE,设OM=a,则HM=a,AE=2a,AE=23DG,DG=3a,∵∠HGC=∠GCM=∠GHE=90°,∴四边形GHMC是矩形,∴GC=HM=a,DC=DG﹣GC=2a,∵DG=HE,GC=HM,∴ME=CD=2a,BM=2a,在Rt△BOM中,tan∠MBO=122 MO aBM a==,∵EH∥DP,∴∠P=∠MBO,tanP=12 COPO=,设OC=k,则PC=2k,在Rt△POC中,,解得:在Rt△OME中,OM2+ME2=OE2,5a2=5,a=1,∴HE=3a=3,在Rt△HFE中,∠HEF=45°,∴.【点睛】考查了切线的性质,矩形的性质和判定,解直角三角形,勾股定理等知识点,能综合运用性质进行推理是解此题的关键.2.如图,⊙M交x轴于B、C两点,交y轴于A,点M的纵坐标为2.B(﹣O),C,O).(1)求⊙M的半径;(2)若CE⊥AB于H,交y轴于F,求证:EH=FH.(3)在(2)的条件下求AF的长.【答案】(1)4;(2)见解析;(3)4.【解析】【分析】(1)过M作MT⊥BC于T连BM,由垂径定理可求出BT的长,再由勾股定理即可求出BM的长;(2)连接AE,由圆周角定理可得出∠AEC=∠ABC,再由AAS定理得出△AEH≌△AFH,进而可得出结论;(3)先由(1)中△BMT的边长确定出∠BMT的度数,再由直角三角形的性质可求出CG 的长,由平行四边形的判定定理判断出四边形AFCG为平行四边形,进而可求出答案.【详解】(1)如图(一),过M作MT⊥BC于T连BM,∵BC是⊙O的一条弦,MT是垂直于BC的直径,∴BT=TC=123∴124+;(2)如图(二),连接AE,则∠AEC=∠ABC,∵CE⊥AB,∴∠HBC+∠BCH=90°在△COF中,∵∠OFC+∠OCF=90°,∴∠HBC=∠OFC=∠AFH,在△AEH和△AFH中,∵AFH AEHAHF AHE AH AH∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△AEH≌△AFH(AAS),∴EH=FH;(3)由(1)易知,∠BMT=∠BAC=60°,作直径BG,连CG,则∠BGC=∠BAC=60°,∵⊙O的半径为4,∴CG=4,连AG ,∵∠BCG=90°,∴CG ⊥x 轴,∴CG ∥AF ,∵∠BAG=90°,∴AG ⊥AB ,∵CE ⊥AB ,∴AG ∥CE ,∴四边形AFCG 为平行四边形,∴AF=CG=4.【点睛】本题考查的是垂径定理、圆周角定理、直角三角形的性质及平行四边形的判定与性质,根据题意作出辅助线是解答此题的关键.3.如图,AB 是半圆的直径,过圆心O 作AB 的垂线,与弦AC 的延长线交于点D ,点E 在OD 上DCE B ∠=∠.(1)求证:CE 是半圆的切线;(2)若CD=10,2tan 3B =,求半圆的半径.【答案】(1)见解析;(2)13【解析】分析: (1)连接CO ,由DCE B ∠=∠且OC=OB,得DCE OCB ∠=∠,利用同角的余角相等判断出∠BCO+∠BCE=90°,即可得出结论;(2)设AC=2x ,由根据题目条件用x 分别表示出OA 、AD 、AB ,通过证明△AOD ∽△ACB ,列出等式即可.详解:(1)证明:如图,连接CO .∵AB 是半圆的直径,∴∠ACB =90°.∴∠DCB =180°-∠ACB =90°.∴∠DCE+∠BCE=90°.∵OC =OB ,∴∠OCB =∠B.∵=DCE B ∠∠,∴∠OCB =∠DCE .∴∠OCE =∠DCB =90°.∴OC ⊥CE .∵OC 是半径,∴CE 是半圆的切线.(2)解:设AC =2x ,∵在Rt △ACB 中,2tan 3AC B BC ==, ∴BC =3x .∴()()222313AB x x x =+=.∵OD ⊥AB ,∴∠AOD =∠A CB=90°.∵∠A =∠A ,∴△AOD ∽△ACB .∴AC AO AB AD=. ∵1132OA AB ==,AD =2x +10, ∴113221013x x x =+. 解得 x =8. ∴138413OA ==则半圆的半径为413.点睛:本题考查了切线的判定与性质,圆周角定理,相似三角形.4.定义:有一个角是其邻角一半的圆内接四边形叫做圆内倍角四边形.(1)如图1,四边形ABCD内接于⊙O,∠DCB﹣∠ADC=∠A,求证:四边形ABCD为圆内接倍角四边形;(2)在(1)的条件下,⊙O半径为5.①若AD为直径,且sinA=45,求BC的长;②若四边形ABCD中有一个角为60°,且BC=CD,则四边形ABCD的面积是;(3)在(1)的条件下,记AB=a,BC=b,CD=c,AD=d,求证:d2﹣b2=ab+cd.【答案】(1)见解析;(2)①BC=6,753或754;(3)见解析【解析】【分析】(1)先判断出∠ADC=180°﹣2∠A.进而判断出∠ABC=2∠A,即可得出结论;(2)①先用锐角三角函数求出BD,进而得出AB,由(1)得出∠ADB=∠BDC,即可得出结论;②分两种情况:利用面积和差即可得出结论;(3)先得出BE=BC=b,DE=DA=b,进而得出CE=d﹣c,再判断出△EBC∽△EDA,即可得出结论.【详解】(1)设∠A=α,则∠DCB=180°﹣α.∵∠DCB﹣∠ADC=∠A,∴∠ADC=∠DCB﹣∠A=180°﹣α﹣α=180°﹣2α,∴∠ABC=180°﹣∠ADC=2α=2∠A,∴四边形ABCD是⊙O内接倍角四边形;(2)①连接BD.∵AD是⊙O的直径,∴∠ABD=90°.在Rt△ABD中,AD=2×5=10,sin∠A=45,∴BD=8,根据勾股定理得:AB=6,设∠A=α,∴∠ADB=90°﹣α.由(1)知,∠ADC=180°﹣2α,∴∠BDC=90°﹣α,∴∠ADB=∠BDC,∴BC=AB=6;②若∠ADC=60°时.∵四边形ABCD是圆内接倍角四边形,∴∠BCD=120°或∠BAD=30°.Ⅰ、当∠BCD=120°时,如图3,连接OA,OB,OC,OD.∵BC=CD,∴∠BOC=∠COD,∴∠OCD=∠OCB=12∠BCD=60°,∴∠CDO=60°,∴AD是⊙O 的直径,(为了说明AD是直径,点O没有画在AD上)∴∠ADC+∠BCD=180°,∴BC∥AD,∴AB=CD.∵BC=CD,∴AB=BC=CD,∴△OAB,△BOC,△COD是全等的等边三角形,∴S四边形ABCD=3S△AOB=3×34×52=7534.Ⅱ、当∠BAD=30°时,如图4,连接OA,OB,OC,OD.∵四边形ABCD是圆内接四边形,∴∠BCD=180°﹣∠BAD=150°.∵BC=CD,∴∠BOC=∠COD,∴∠BCO=∠DCO=12∠BCD=75°,∴∠BOC=∠DOC=30°,∴∠OBA=45°,∴∠AOB=90°.连接AC,∴∠DAC=12∠BAD=15°.∵∠ADO=∠OAB﹣∠BAD=15°,∴∠DAC=∠ADO,∴OD∥AC,∴S△OAD=S△OCD.过点C作CH⊥OB于H.在Rt△OCH中,CH=12OC=52,∴S四边形ABCD=S△COD+S△BOC+S△AOB﹣S△AOD=S△BOC+S△AOB=1522×5+12×5×5=754.故答案为:753或754;(3)延长DC ,AB 交于点E .∵四边形ABCD 是⊙O 的内接四边形,∴∠BCE =∠A =12∠ABC . ∵∠ABC =∠BCE +∠A ,∴∠E =∠BCE =∠A ,∴BE =BC =b ,DE =DA =b ,∴CE =d ﹣c . ∵∠BCE =∠A ,∠E =∠E ,∴△EBC ∽△EDA ,∴CE BC AE AD =,∴d c b a b d-=+,∴d 2﹣b 2=ab +cd .【点睛】本题是圆的综合题,主要考查了圆的内接四边形的性质,新定义,相似三角形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,正确作出辅助线是解答本题的关键.5.等腰Rt △ABC 和⊙O 如图放置,已知AB=BC=1,∠ABC=90°,⊙O 的半径为1,圆心O 与直线AB 的距离为5.(1)若△ABC 以每秒2个单位的速度向右移动,⊙O 不动,则经过多少时间△ABC 的边与圆第一次相切?(2)若两个图形同时向右移动,△ABC 的速度为每秒2个单位,⊙O 的速度为每秒1个单位,则经过多少时间△ABC 的边与圆第一次相切?(3)若两个图形同时向右移动,△ABC 的速度为每秒2个单位,⊙O 的速度为每秒1个单位,同时△ABC 的边长AB 、BC 都以每秒0.5个单位沿BA 、BC 方向增大.△ABC 的边与圆第一次相切时,点B 运动了多少距离?【答案】(152-;(2) 52;(32042- 【解析】 分析:(1)分析易得,第一次相切时,与斜边相切,假设此时,△ABC 移至△A′B′C′处,A′C′与⊙O 切于点E ,连OE 并延长,交B′C′于F .由切线长定理易得CC′的长,进而由三角形运动的速度可得答案;(2)设运动的时间为t 秒,根据题意得:CC′=2t ,DD′=t ,则C′D′=CD+DD′-CC′=4+t -2t=4-t ,由第(1)的结论列式得出结果;(3)求出相切的时间,进而得出B 点移动的距离.详解:(1)假设第一次相切时,△ABC 移至△A′B′C′处,如图1,A′C′与⊙O 切于点E ,连接OE 并延长,交B′C′于F ,设⊙O 与直线l 切于点D ,连接OD ,则OE ⊥A′C′,OD ⊥直线l ,由切线长定理可知C′E=C′D ,设C′D=x ,则C′E=x ,∵△ABC 是等腰直角三角形,∴∠A=∠ACB=45°,∴∠A′C′B′=∠ACB=45°,∴△EFC′是等腰直角三角形,∴C′F=2x ,∠OFD=45°, ∴△OFD 也是等腰直角三角形,∴OD=DF ,∴2x+x=1,则x=2-1,∴CC′=BD -BC-C′D=5-1-(2-1)=5-2,∴点C 运动的时间为522-; 则经过52-秒,△ABC 的边与圆第一次相切; (2)如图2,设经过t 秒△ABC 的边与圆第一次相切,△ABC 移至△A′B′C′处,⊙O 与BC 所在直线的切点D 移至D′处,A′C′与⊙O 切于点E ,连OE 并延长,交B′C′于F ,∵CC′=2t ,DD′=t ,∴C′D′=CD+DD′-CC′=4+t -2t=4-t ,由切线长定理得C′E=C′D′=4-t ,由(1)得:4-t=2-1, 解得:t=5-2,答:经过5-2秒△ABC 的边与圆第一次相切;(3)由(2)得CC′=(2+0.5)t=2.5t ,DD′=t ,则C′D′=CD+DD′-CC′=4+t -2.5t=4-1.5t ,由切线长定理得C′E=C′D′=4-1.5t ,由(1)得:4-1.5t=2-1,解得:t=1022-, ∴点B 运动的距离为2×1022-=2042-.点睛:本题要求学生熟练掌握圆与直线的位置关系,并结合动点问题进行综合分析,比较复杂,难度较大,考查了学生数形结合的分析能力.6.如图,⊙O 的直径AB =8,C 为圆周上一点,AC =4,过点C 作⊙O 的切线l ,过点B 作l 的垂线BD ,垂足为D ,BD 与⊙O 交于点E .(1)求∠AEC 的度数;(2)求证:四边形OBEC 是菱形.【答案】(1)30°;(2)详见解析.【解析】【分析】(1)易得△AOC 是等边三角形,则∠AOC =60°,根据圆周角定理得到∠AEC =30°; (2)根据切线的性质得到OC ⊥l ,则有OC ∥BD ,再根据直径所对的圆周角为直角得到∠AEB=90°,则∠EAB=30°,可证得AB∥CE,得到四边形OBE C为平行四边形,再由OB =OC,即可判断四边形OBEC是菱形.【详解】(1)解:在△AOC中,AC=4,∵AO=OC=4,∴△AOC是等边三角形,∴∠AOC=60°,∴∠AEC=30°;(2)证明:∵OC⊥l,BD⊥l.∴OC∥BD.∴∠ABD=∠AOC=60°.∵AB为⊙O的直径,∴∠AEB=90°,∴△AEB为直角三角形,∠EAB=30°.∴∠EAB=∠AEC.∴CE∥OB,又∵CO∥EB∴四边形OBEC为平行四边形.又∵OB=OC=4.∴四边形OBEC是菱形.【点睛】本题考查了切线的性质:圆的切线垂直于过切点的半径.也考查了圆周角定理及其推论以及菱形的判定方法.7.如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,AC为直径,BD AD=,DE⊥BC,垂足为E.(1)判断直线ED与⊙O的位置关系,并说明理由;(2)若CE=1,AC=4,求阴影部分的面积.【答案】(1)ED与O相切.理由见解析;(2)2=33Sπ-阴影【解析】【分析】(1)连结OD,如图,根据圆周角定理,由BD AD=得到∠BAD=∠ACD,再根据圆内接四边形的性质得∠DCE =∠BAD ,所以∠ACD =∠DCE ;利用内错角相等证明OD ∥BC ,而DE ⊥BC ,则OD ⊥DE ,于是根据切线的判定定理可得DE 为⊙O 的切线;(2)作OH ⊥BC 于H ,易得四边形ODEH 为矩形,所以OD =EH =2,则CH =HE ﹣CE =1,于是有∠HOC =30°,得到∠COD =60°,然后根据扇形面积公式、等边三角形的面积公式和阴影部分的面积=S 扇形OCD ﹣S △OCD 进行计算即可.【详解】(1)直线ED 与⊙O 相切.理由如下:连结OD ,如图,∵BD AD =,∴∠BAD =∠ACD .∵∠DCE =∠BAD ,∴∠ACD =∠DCE .∵OC =OD ,∴∠OCD =∠ODC ,而∠OCD =∠DCE ,∴∠DCE =∠ODC ,∴OD ∥BC . ∵DE ⊥BC ,∴OD ⊥DE ,∴DE 为⊙O 的切线;(2)作OH ⊥BC 于H ,则四边形ODEH 为矩形,∴OD =EH .∵CE =1,AC =4,∴OC =OD =2,∴CH =HE ﹣CE =2﹣1=1.在Rt △OHC 中,∵OC =2,CH =1,∠OHC =90°,∠HOC =30°,∴∠COD =60°,∴阴影部分的面积=S 扇形OCD ﹣S △OCD26023360π⋅⋅=-•22 23=π3-.【点睛】本题考查了切线的判定定理:经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线.要证某线是圆的切线,已知此线过圆上某点,连接圆心与这点(即为半径),再证垂直即可.也考查了扇形面积的计算.8.如图所示,ABC ∆内接于圆O ,CD AB ⊥于D ;(1)如图1,当AB 为直径,求证:OBC ACD ∠=∠;(2)如图2,当AB 为非直径的弦,连接OB ,则(1)的结论是否成立?若成立请证明,不成立说明由;(3)如图3,在(2)的条件下,作AE BC ⊥于E ,交CD 于点F ,连接ED ,且2AD BD ED =+,若3DE =,5OB =,求CF 的长度.【答案】(1)见解析;(2)成立;(3)145【解析】【分析】 (1)根据圆周角定理求出∠ACB=90°,求出∠ADC=90°,再根据三角形内角和定理求出即可; (2)根据圆周角定理求出∠BOC=2∠A ,求出∠OBC=90°-∠A 和∠ACD=90°-∠A 即可; (3)分别延长AE 、CD 交⊙O 于H 、K ,连接HK 、CH 、AK ,在AD 上取DG=BD ,延长CG 交AK 于M ,延长KO 交⊙O 于N ,连接CN 、AN ,求出关于a 的方程,再求出a 即可.【详解】(1)证明:∵AB 为直径,∴ACB 90∠=︒, ∵CD AB ⊥于D , ∴ADC 90∠=︒,∴OBC A 90∠∠+=︒,A ACD 90∠∠+=︒,∴OBC ACD ∠∠=;(2)成立,证明:连接OC ,由圆周角定理得:BOC 2A ∠∠=,∵OC OB =,∴()()11OBC 180BOC 1802A 90A 22∠∠∠∠=︒-=︒-=︒-, ∵ADC 90∠=︒,∴ACD 90A ∠∠=︒-,∴OBC ACD ∠∠=;(3)分别延长AE 、CD 交⊙O 于H 、K ,连接HK 、CH 、AK ,∵AE BC ⊥,CD BA ⊥,∴AEC ADC 90∠∠==︒,∴BCD CFE 90∠∠+=︒,BAH DFA 90∠∠+=︒,∵CFE DFA ∠∠=,∴BCD BAH ∠∠=,∵根据圆周角定理得:BAH BCH ∠∠=,∴BCD BAH BCH ∠∠∠==,∴由三角形内角和定理得:CHE CFE ∠∠=, ∴CH CF =,∴EH EF =,同理DF DK =,∵DE 3=,∴HK 2DE 6==,在AD 上取DG BD =,延长CG 交AK 于M ,则AG AD BD 2DE 6=-==, BC GC =,∴MCK BCK BAK ∠∠∠==,∴CMK 90∠=︒,延长KO 交⊙O 于N ,连接CN 、AN ,则NAK 90CMK ∠∠=︒=,∴CM //AN ,∵NCK ADK 90∠∠==︒,∴CN //AG ,∴四边形CGAN 是平行四边形,∴AG CN 6==,作OT CK ⊥于T ,则T 为CK 的中点,∵O 为KN 的中点, ∴1OT CN 32==,∵OTC 90∠=︒,OC 5=,∴由勾股定理得:CT 4=,∴CK 2CT 8==,作直径HS ,连接KS ,∵HK 6=,HS 10=,∴由勾股定理得:KS 8=, ∴3tan HSK tan HAK 4∠∠==, ∴1tan EAB tan BCD 3∠∠==, 设BD a =,CD 3a =, ∴AD BD 2ED a 6=+=+,11DK AD a 233==+, ∵CD DK CK +=,∴13a a 283++=, 解得:9a 5=, ∴113DK a 235=+=, ∴2614CF CK 2DK 855=-=-=. 【点睛】本题考查了垂径定理、解直角三角形、等腰三角形的性质、圆周角定理、勾股定理等知识点,能综合运用知识点进行推理是解此题的关键,综合性比较强,难度偏大.9.如图,在△ABC 中,AB =AC ,以AC 为直径作⊙O 交BC 于点D ,过点D 作FE ⊥AB 于点E ,交AC 的延长线于点F .(1)求证:EF 与⊙O 相切;(2)若AE =6,sin ∠CFD =35,求EB 的长.【答案】(1)见解析(2)32【解析】【分析】()1如图,欲证明EF 与O 相切,只需证得OD EF ⊥.()2通过解直角AEF 可以求得AF 10.=设O 的半径为r ,由已知可得△FOD ∽△FAE ,继而得到OF OD AF AE =,即10r r 106-=,则易求15AB AC 2r 2===,所以153EB AB AE 622=-=-=. 【详解】(1)如图,连接OD ,OC OD =,OCD ODC ∠∠∴=.AB AC =,ACB B ∠∠∴=,ODC B ∠∠∴=,OD //AB ∴,ODF AEF ∠∠∴=,EF AB ⊥, ODF AEF 90∠∠∴==,OD EF ∴⊥,OD 是O 的半径,EF ∴与O 相切;()2由()1知,OD//AB ,OD EF ⊥.在Rt AEF 中,AE 3sin CFD AF 5∠==,AE 6=, 则AF 10=, OD //AB ,∴△FOD ∽△FAE ,OF OD AF AE∴=, 设O 的半径为r ,10r r 106-∴=,解得,15r 4=, 15AB AC 2r 2∴===, 153EB AB AE 622∴=-=-=. 【点睛】 本题考查了切线的判定、相似三角形的判定与性质、解直角三角形的应用等,正确添加辅助线、灵活应用相关知识是解题的关键.10.对于平面内的⊙C 和⊙C 外一点Q ,给出如下定义:若过点Q 的直线与⊙C 存在公共点,记为点A ,B ,设AQ BQ k CQ+=,则称点A (或点B )是⊙C 的“K 相关依附点”,特别地,当点A 和点B 重合时,规定AQ=BQ ,2AQ k CQ =(或2BQ CQ ). 已知在平面直角坐标系xoy 中,Q(-1,0),C(1,0),⊙C 的半径为r .(1)如图1,当2r =时,①若A 1(0,1)是⊙C 的“k 相关依附点”,求k 的值.②A 2(1+2,0)是否为⊙C 的“2相关依附点”.(2)若⊙C 上存在“k 相关依附点”点M ,①当r=1,直线QM 与⊙C 相切时,求k 的值.②当3k =时,求r 的取值范围.(3)若存在r 的值使得直线3y x b =-+与⊙C 有公共点,且公共点时⊙C 的“3相关依附点”,直接写出b 的取值范围.【答案】(1)2.②是;(2)①3k =②r 的取值范围是12r <≤;(3)333b -<. 【解析】【分析】(1)①如图1中,连接AC 、1QA .首先证明1QA 是切线,根据2AQ k CQ =计算即可解决问题; ②根据定义求出k 的值即可判断; (2)①如图,当1r =时,不妨设直线QM 与C 相切的切点M 在x 轴上方(切点M 在x 轴下方时同理),连接CM ,则QM CM ⊥,根据定义计算即可; ②如图3中,若直线QM 与C 不相切,设直线QM 与C 的另一个交点为N (不妨设QN QM <,点N ,M 在x 轴下方时同理),作CD QM ⊥于点D ,则MD ND =,可得()222MQ NQ MN NQ NQ ND NQ DQ +=++=+=,2CQ ,推出2MQ NQ DQ k DQ CQ CQ +===,可得当3k =时,3DQ =,此时221CD CQ DQ =-=,假设C 经过点Q ,此时2r ,因为点Q 早C 外,推出r 的取值范围是12r <; (3)如图4中,由(2)可知:当3k =时,12r <.当2r 时,C 经过点(1,0)Q -或(3,0)E ,当直线3y x b =-+经过点Q 时,3b =-,当直线3y x b =-+经过点E 时,33b =,即可推出满足条件的b 的取值范围为333b -<<.【详解】(1)①如图1中,连接AC 、1QA .由题意:1OC OQ OA ==,∴△1QA C 是直角三角形,190CA Q ∴∠=︒,即11CA QA ⊥,1QA ∴是C 的切线,12222QA k QC ∴=== ②2(12,0)A +在C 上,2212122k +∴==,2A ∴是C 的“2相关依附点”.2(2)①如图2,当1r =时,不妨设直线QM 与C 相切的切点M 在x 轴上方(切点M 在x 轴下方时同理),连接CM ,则QM CM ⊥.(1,0)Q -,(1,0)C ,1r =,2CQ ∴=,1CM =,∴3MQ =,此时23MQ k CQ ==; ②如图3中,若直线QM 与C 不相切,设直线QM 与C 的另一个交点为N (不妨设QN QM <,点N ,M 在x 轴下方时同理),作CD QM ⊥于点D ,则MD ND =,()222MQ NQ MN NQ NQ ND NQ DQ ∴+=++=+=,2CQ =,∴2MQ NQ DQ k DQ CQ CQ +===,∴当3k =时,3DQ =,此时221CD CQ DQ =-=,假设C 经过点Q ,此时2r ,点Q 早C 外,r ∴的取值范围是12r <.(3)如图4中,由(2)可知:当3k =时,12r <.当2r 时,C 经过点(1,0)Q -或(3,0)E ,当直线3y x b =+经过点Q 时,3b =3y x b =-+经过点E 时,33b =,∴满足条件的b 的取值范围为333b -<.【点睛】本题考查了一次函数综合题、圆的有关知识、勾股定理、切线的判定和性质、点A (或点)B 是C 的“k 相关依附点”的定义等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题,学会考虑特殊位置解决问题,属于中考压轴题.。
2024中考压轴题05 圆的综合(5题型+解题模板+技巧精讲)(原卷版)
压轴题05圆的综合目录题型一切线的判定题型二圆中求线段长度题型三圆中的最值问题题型四圆中的阴影部分面积题型五圆中的比值(相似)问题下图为二次函数图象性质与几何问题中各题型的题型一切线的判定解题模板:技巧:有切点,连半径,证垂直(根据题意,可以证角为90°,如已有90°角,可以尝试证平行) 没切点,作垂直,证半径(通常为证全等,也可以通过计算得到与半径相等)【例1】1.(2023-四川攀枝花-中考真题)如图,AB 为O 的直径,如果圆上的点D 恰使ADC B ∠=∠,求证:直线CD 与O 相切.【变式1-1】(2023-辽宁-中考真题)如图,ABC 内接于O ,AB 是O 的直径,CE 平分ACB ∠交O 于点E ,过点E 作EF AB ∥,交CA 的延长线于点F .求证:EF 与O 相切;【变式1-2】(2023-辽宁-中考真题)如图,AB 是O 的直径,点C E ,在O 上,2CAB EAB ∠=∠,点F 在线段AB 的延长线上,且AFE ABC ∠=∠.(1)求证:EF与O相切;(2)若41sin5BF AFE=∠=,,求BC的长.【变式1-3】(2023-湖北鄂州-中考真题)如图,AB为O的直径,E为O上一点,点C为EB的中点,过点C作CD AE⊥,交AE的延长线于点D,延长DC交AB的延长线于点F.(1)求证:CD是O的切线;题型二圆中求线段长度解题模板:【例2】(2023-西藏-中考真题)如图,已知AB为O的直径,点C为圆上一点,AD垂直于过点C的直线,交O于点E,垂足为点D,AC平分BAD∠.(1)求证:CD 是O 的切线; (2)若8AC =,6BC =,求DE 的长.【变式2-1】(2023-内蒙古-中考真题)如图,AB 是⊙O 的直径,E 为⊙O 上的一点,点C 是AE 的中点,连接BC ,过点C 的直线垂直于BE 的延长线于点D ,交BA 的延长线于点P .(1)求证:PC 为⊙O 的切线;(2)若PC =,10PB =,求BE 的长.【变式2-2】(2023-辽宁大连-中考真题)如图1,在O 中,AB 为O 的直径,点C 为O 上一点,AD 为CAB ∠的平分线交O 于点D ,连接OD 交BC 于点E .(1)求BED ∠的度数;(2)如图2,过点A 作O 的切线交BC 延长线于点F ,过点D 作DG AF ∥交AB 于点G .若AD =4DE =,求DG 的长.【变式2-3】(2023-湖北恩施-中考真题)如图,ABC 是等腰直角三角形,90ACB ∠=︒,点O 为AB 的中点,连接CO 交O 于点E ,O 与AC 相切于点D .(1)求证:BC是O的切线;(2)延长CO交O于点G,连接AG交O于点F,若AC FG的长.题型三圆中的最值问题解题模板:技巧精讲:1、辅助圆模型【例3】(2023-湖南长沙-三模)如图1:在O 中,AB 为直径,C 是O 上一点,3,4AC BC ==.过O 分别作OH BC ⊥于点H ,OD AC ⊥于点D ,点E 、F 分别在线段BC AC 、上运动(不含端点),且保持90EOF ∠=︒.(1)OC =______;四边形CDOH 是______(填矩形/菱形/正方形); CDOH S =四边形______; (2)当F 和D 不重合时,求证:OFD OEH ∽;(3)⊙在图1中,P 是CEO 的外接圆,设P 面积为S ,求S 的最小值,并说明理由;⊙如图2:若Q 是线段AB 上一动点,且1QAQB n =∶∶,90EQF ∠=︒,M 是四边形CEQF 的外接圆,则当n 为何值时,M 的面积最小?最小值为多少?请直接写出答案.【变式3-1】(2023-安徽-模拟预测)如图,半圆的直径4AB =,弦CD AB ∥,连接,,,AC BD AD BC .(1)求证:ADC BCD △≌△;(2)当ACD 的面积最大时,求CAD ∠的度数.【变式3-2】(2023-四川-中考真题)如图1,已知线段AB ,AC ,线段AC 绕点A 在直线AB 上方旋转,连接BC ,以BC 为边在BC 上方作Rt BDC ,且30DBC ∠=︒.(1)若=90BDC ∠︒,以AB 为边在AB 上方作Rt BAE △,且90AEB ∠=︒,30EBA ∠=︒,连接DE ,用等式表示线段AC 与DE 的数量关系是 ;(2)如图2,在(1)的条件下,若DE AB ⊥,4AB =,2AC =,求BC 的长;(3)如图3,若90BCD ∠=︒,4AB =,2AC =,当AD 的值最大时,求此时tan CBA ∠的值.【变式3-3】(2023-陕西西安-模拟预测)【问题情境】如图1,在ABC 中,120A ∠=︒,AB AC =,BC =ABC 的外接圆的半径值为______; 【问题解决】如图2,点P 为正方形ABCD 内一点,且90BPC ∠=︒,若4AB =,求AP 的最小值; 【问题解决】如图3,正方形ABCD 是一个边长为的书展区域设计图,CE 为大门,点E 在边BC 上,CE =,点P 是正方形ABCD 内设立的一个活动治安点,到B 、E 的张角为120︒,即120BPE ∠=︒,点A 、D 为另两个固定治安点,现需在展览区域内部设置一个补水供给点Q ,使得Q 到A 、D 、P 三个治安点的距离和最小,试求QA QD QP ++的最小值.(结果精确到0.1m 1.7≈,214.3205≈)题型四 圆中的阴影部分面积【例4】(2024-西藏拉萨-一模)如图,等腰ABC 的顶点A ,C 在O 上, BC 边经过圆心0且与O 交于D 点,30B ∠=︒.(1)求证:AB 是O 的切线; (2)若6AB =,求阴影部分的面积【变式4-1】(2023-陕西西安-一模)如图,正六边形ABCDEF 内接于O .(1)若P 是CD 上的动点,连接BP ,FP ,求BPF ∠的度数;(2)已知ADF △的面积为O 的面积.【变式4-2】(2023-浙江衢州-中考真题)如图,在Rt ABC △中,90,ACB O ∠=︒为AC 边上一点,连结OB .以OC 为半径的半圆与AB 边相切于点D ,交AC 边于点E .(1)求证:BC BD =.(2)若,2OB OA AE ==.⊙求半圆O 的半径.⊙求图中阴影部分的面积.【变式4-3】(2023-辽宁阜新-中考真题)如图,AB 是O 的直径,点C ,D 是O 上AB 异侧的两点,DE CB ⊥,交CB 的延长线于点E ,且BD 平分ABE ∠.(1)求证:DE 是O 的切线.(2)若60ABC ∠=︒,4AB =,求图中阴影部分的面积.【变式4-4】(2023-山东枣庄-中考真题)如图,AB 为O 的直径,点C 是AD 的中点,过点C 做射线BD 的垂线,垂足为E .(1)求证:CE 是O 切线;(2)若34BE AB ==,,求BC 的长;(3)在(2)的条件下,求阴影部分的面积(用含有π的式子表示).题型五 圆中的比值(相似)问题 技巧精讲:【例5】(2024-陕西西安-模拟预测)如图,AB 为O 的直径, 点 D 为O 上一点, 过点 B 作O 切线交AD 延长线于点 C ,CE 平分ACB ∠,CE BD ,交于F .(1)求证:BE BF =;(2)若O 半径为2,3sin 5A =,求DF 的长度. 【变式5-1】(2023-湖南湘西-二模)如图,AB 是O 的直径,点C ,D 在O 上,AD 平分CAB ∠,交BC 于点E ,连接BD .(1)求证:BED ABD △△.(2)当3tan 4ABC ∠=,且10AB =时,求线段BD 的长.(3)点G 为线段AE 上一点,且BG 平分ABC ∠,若GE =,3BG =,求CE 的长.【变式5-2】(2024-陕西西安-一模)如图,AB 是O 的直径CD 与O 相切于点C ,与BA 的延长线交于点D ,连接BC ,点E 在线段OB 上,过点E 作BD 的垂线交DC 的延长线于点F ,交BC 于点G .(1)求证:FC FG =;(2)若220AO AD ==,点E 为OB 的中点,求GE 的长.【变式5-3】(2024-陕西西安-一模)如图,AB 是O 的直径,点D 在直径AB 上(D 与,A B 不重合),CD AB ⊥且CD AB =,连接CB ,与O 交于点F ,在CD 上取一点E ,使EF 与O 相切.(1)求证:EF EC =;(2)若D 是OA 的中点,4AB =,求BF 的长.一、解答题1.(2024-云南-模拟预测)如图,四边形ABCD 内接于O ,对角线AC 是O 的直径,过点C 作AC 的垂线交AD 的延长线于点E ,F 为CE 的中点,连接BD ,DF ,BD 与AC 交于点P .(1)求证:DF 是O 的切线;(2)若45DPC ∠=︒,228PD PB +=,求AC 的长.2.(2024-湖北黄冈-模拟预测)如图,PO 平分APD ∠,PA 与⊙O 相切于点A ,延长AO 交PD 于点C ,过点O 作OB PD ⊥,垂足为B .(1)求证:PB 是⊙O 的切线;(2)若⊙O 的半径为4,5OC =,求PA 的长.3.(2024-江苏淮安-模拟预测)如图,已知直线l 与O 相离,OA l ⊥于点A ,交O 于点 P ,点 B 是O 上一点,连接BP 并延长,交直线l 于点 C ,使得AB AC =.(1)判断直线AB 与O 的位置关系并说明理由;(2)4PC OA ==,求线段 PB 的长.4.(2024-四川凉山-模拟预测)如图,CD 是O 的直径,点P 是CD 延长线上一点,且AP 与O 相切于点A ,弦AB CD ⊥于点F ,过D 点作DE AP ⊥于点E .(1)求证:∠∠EAD FAD =;(2)若4PA =,2PD =,求O 的半径和DE 的长.5.(2024-四川凉山-模拟预测)如图,在Rt ABC △中,90ACB ∠=︒,以AC 为直径的O 交AB 于点D ,E 为BC 的中点,连接DE 并延长交AC 的延长线于点F .(1)求证:DE 是O 的切线;(2)若30A ∠=︒,3DF =,求CE 长.6.(2024-山东泰安-一模)如图,AB CD ,是O 的两条直径,过点C 的O 的切线交AB 的延长线于点E ,连接AC BD ,.(1)求证:ABD CAB ∠=∠;(2)若B 是OE 的中点,12AC =,求O 的半径.7.(2024-福建南平-一模)如图1,点D 是ABC 的边AB 上一点.AD AC =,CAB α∠=,O 是BCD △的外接圆,点E 在DBC 上(不与点C ,点D 重合),且90CED α∠=︒-.(1)求证:ABC 是直角三角形;(2)如图2,若CE 是⊙O 的直径,且2CE =,折线ADF 是由折线ACE 绕点A 顺时针旋转α得到. ⊙当30α=︒时,求CDE 的面积;⊙求证:点C ,D ,F 三点共线.8.(2023-四川甘孜-中考真题)如图,在Rt ABC △中,=90ABC ∠︒,以BC 为直径的O 交AC 边于点D ,过点C 作O 的切线,交BD 的延长线于点E .(1)求证:=DCE DBC ∠∠;(2)若=2AB ,=3CE ,求O 的半径.9.(2023-湖北黄石-中考真题)如图,AB 为O 的直径,DA 和O 相交于点F ,AC 平分DAB ∠,点C 在O 上,且CD DA ⊥,AC 交BF 于点P .(1)求证:CD 是O 的切线;(2)求证:2AC PC BC ⋅=;(3)已知23BC FP DC =⋅,求AF AB的值.10.(2023-辽宁鞍山-中考真题)如图,四边形ABCD 内接于O ,AB 为O 的直径,过点D 作DF BC ⊥,交BC 的延长线于点F ,交BA 的延长线于点E ,连接BD .若180EAD BDF ∠+∠=︒.(1)求证:EF 为O 的切线.(2)若10BE =,2sin 3BDC ∠=,求O 的半径.11.(2023-湖南湘西-中考真题)如图,点D ,E 在以AC 为直径的O 上,ADC ∠的平分线交O 于点B ,连接BA ,EC ,EA ,过点E 作EH AC ⊥,垂足为H ,交AD 于点F .(1)求证:2AE AF AD =⋅;(2)若sin 5ABD AB ∠==,求AD 的长. 12.(2023-辽宁沈阳-中考真题)如图,AB 是O 的直径,点C 是O 上的一点(点C 不与点A ,B 重合),连接AC 、BC ,点D 是AB 上的一点,AC AD =,BE 交CD 的延长线于点E ,且BE BC =.(1)求证:BE 是O 的切线;(2)若O 的半径为5,1tan 2E =,则BE 的长为______ .13.(2023-黑龙江大庆-中考真题)如图,AB 是O 的直径,点C 是圆上的一点,CD AD ⊥于点D ,AD 交O 于点F ,连接AC ,若AC 平分DAB ∠,过点F 作FG AB ⊥于点G ,交AC 于点H ,延长AB ,DC 交于点E .(1)求证:CD 是O 的切线;(2)求证:AF AC AE AH ⋅=⋅;(3)若4sin 5DEA ∠=,求AH FH的值.14.(2023-四川雅安-中考真题)如图,在Rt ABC △中,90ABC ∠=︒,以AB 为直径的O 与AC 交于点D ,点E 是BC 的中点,连接BD ,DE .(1)求证:DE 是O 的切线;(2)若2DE =,1tan 2BAC ∠=,求AD 的长;(3)在(2)的条件下,点P 是O 上一动点,求PA PB +的最大值.15.(2023-辽宁营口-中考真题)如图,在ABC 中,AB BC =,以BC 为直径作O 与AC 交于点D ,过点D 作DE AB ⊥,交CB 延长线于点F ,垂足为点E .(1)求证:DF 为O 的切线;(2)若3BE =,4cos 5C =,求BF 的长.。
中考数学压轴题专题复习——圆的综合的综合附答案
一、圆的综合真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.如图,AB为⊙O的直径,点D为AB下方⊙O上一点,点C为弧ABD的中点,连接CD,CA.(1)求证:∠ABD=2∠BDC;(2)过点C作CH⊥AB于H,交AD于E,求证:EA=EC;(3)在(2)的条件下,若OH=5,AD=24,求线段DE的长度.【答案】(1)证明见解析;(2)见解析;(3)92 DE=.【解析】【分析】(1)连接AD,如图1,设∠BDC=α,∠ADC=β,根据圆周角定理得到∠CAB=∠BDC=α,由AB为⊙O直径,得到∠ADB=90°,根据余角的性质即可得到结论;(2)根据已知条件得到∠ACE=∠ADC,等量代换得到∠ACE=∠CAE,于是得到结论;(3)如图2,连接OC,根据圆周角定理得到∠COB=2∠CAB,等量代换得到∠COB=∠ABD,根据相似三角形的性质得到OH=5,根据勾股定理得到AB=22AD BD+=26,由相似三角形的性质即可得到结论.【详解】(1)连接AD.如图1,设∠BDC=α,∠ADC=β,则∠CAB=∠BDC=α,∵点C为弧ABD中点,∴AC=CD,∴∠ADC=∠DAC=β,∴∠DAB=β﹣α,∵AB为⊙O直径,∴∠ADB=90°,∴α+β=90°,∴β=90°﹣α,∴∠ABD=90°﹣∠DAB=90°﹣(β﹣α),∴∠ABD=2α,∴∠ABD=2∠BDC;(2)∵CH⊥AB,∴∠ACE+∠CAB=∠ADC+∠BDC=90°,∵∠CAB =∠CDB ,∴∠ACE =∠ADC , ∵∠CAE =∠ADC ,∴∠ACE =∠CAE ,∴AE =CE ; (3)如图2,连接OC ,∴∠COB =2∠CAB , ∵∠ABD =2∠BDC ,∠BDC =∠CAB ,∴∠COB =∠ABD , ∵∠OHC =∠ADB =90°,∴△OCH ∽△ABD ,∴12OH OC BD AB ==, ∵OH =5,∴BD =10,∴AB =22AD BD +=26,∴AO =13,∴AH =18,∵△AHE ∽△ADB ,∴AH AE AD AB =,即1824=26AE ,∴AE =392,∴DE =92.【点睛】本题考查了垂径定理,相似三角形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,正确的作出辅助线是解题的关键.2.在平面直角坐标系xOy 中,点M 的坐标为(x 1,y 1),点N 的坐标为(x 2,y 2),且x 1≠x 2,y 1≠y 2,以MN 为边构造菱形,若该菱形的两条对角线分别平行于x 轴,y 轴,则称该菱形为边的“坐标菱形”.(1)已知点A (2,0),B (0,23),则以AB 为边的“坐标菱形”的最小内角为 ;(2)若点C (1,2),点D 在直线y=5上,以CD 为边的“坐标菱形”为正方形,求直线CD 表达式;(3)⊙O 的半径为2,点P 的坐标为(3,m ).若在⊙O 上存在一点Q ,使得以QP 为边的“坐标菱形”为正方形,求m 的取值范围.【答案】(1)60°;(2)y=x+1或y=﹣x+3;(3)1≤m≤5或﹣5≤m≤﹣1【解析】分析:(1)根据定义建立以AB为边的“坐标菱形”,由勾股定理求边长AB=4,可得30度角,从而得最小内角为60°;(2)先确定直线CD与直线y=5的夹角是45°,得D(4,5)或(﹣2,5),易得直线CD的表达式为:y=x+1或y=﹣x+3;(3)分两种情况:①先作直线y=x,再作圆的两条切线,且平行于直线y=x,如图3,根据等腰直角三角形的性质分别求P'B=BD=1,PB=5,写出对应P的坐标;②先作直线y=﹣x,再作圆的两条切线,且平行于直线y=﹣x,如图4,同理可得结论.详解:(1)∵点A(2,0),B(0,3∴OA=2,OB3.在Rt△AOB中,由勾股定理得:AB22(),∴∠ABO=30°.223∵四边形ABCD是菱形,∴∠ABC=2∠ABO=60°.∵AB∥CD,∴∠DCB=180°﹣60°=120°,∴以AB为边的“坐标菱形”的最小内角为60°.故答案为:60°;(2)如图2.∵以CD为边的“坐标菱形”为正方形,∴直线CD与直线y=5的夹角是45°.过点C作CE⊥DE于E,∴D(4,5)或(﹣2,5),∴直线CD的表达式为:y=x+1或y=﹣x+3;(3)分两种情况:①先作直线y=x,再作圆的两条切线,且平行于直线y=x,如图3.∵⊙O2,且△OQ'D是等腰直角三角形,∴OD2OQ'=2,∴P'D=3﹣2=1.∵△P'DB是等腰直角三角形,∴P'B=BD=1,∴P'(0,1),同理可得:OA=2,∴AB=3+2=5.∵△ABP是等腰直角三角形,∴PB=5,∴P(0,5),∴当1≤m≤5时,以QP为边的“坐标菱形”为正方形;②先作直线y=﹣x,再作圆的两条切线,且平行于直线y=﹣x,如图4.∵⊙O的半径为2,且△OQ'D是等腰直角三角形,∴OD=2OQ'=2,∴BD=3﹣2=1.∵△P'DB是等腰直角三角形,∴P'B=BD=1,∴P'(0,﹣1),同理可得:OA=2,∴AB=3+2=5.∵△ABP是等腰直角三角形,∴PB=5,∴P(0,﹣5),∴当﹣5≤m≤﹣1时,以QP为边的“坐标菱形”为正方形;综上所述:m的取值范围是1≤m≤5或﹣5≤m≤﹣1.点睛:本题是一次函数和圆的综合题,考查了菱形的性质、正方形的性质、点P,Q的“坐标菱形”的定义等知识,解题的关键是理解题意,学会利用图象解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题,注意一题多解,属于中考创新题目.3.(1)问题背景如图①,BC是⊙O的直径,点A在⊙O上,AB=AC,P为BmC上一动点(不与B,C重2PA=PB+PC.小明同学观察到图中自点A出发有三条线段AB,AP,AC,且AB=AC,这就为旋转作了铺垫.于是,小明同学有如下思考过程:第一步:将△PAC绕着点A顺时针旋转90°至△QAB(如图①);第二步:证明Q,B,P三点共线,进而原题得证.请你根据小明同学的思考过程完成证明过程.(2)类比迁移如图②,⊙O的半径为3,点A,B在⊙O上,C为⊙O内一点,AB=AC,AB⊥AC,垂足为A,求OC的最小值.(3)拓展延伸如图③,⊙O的半径为3,点A,B在⊙O上,C为⊙O内一点,AB=43AC,AB⊥AC,垂足为A,则OC的最小值为.【答案】(1)证明见解析;(2)OC最小值是32﹣3;(3)32.【解析】试题分析:(1)将△PAC绕着点A顺时针旋转90°至△QAB(如图①),只要证明△APQ 是等腰直角三角形即可解决问题;(2)如图②中,连接OA,将△OAC绕点O顺时针旋转90°至△QAB,连接OB,OQ,在△BOQ中,利用三边关系定理即可解决问题;(3)如图③构造相似三角形即可解决问题.作AQ⊥OA,使得AQ=43OA,连接OQ,BQ,OB.由△QAB∽OAC,推出BQ=43OC,当BQ最小时,OC最小;试题解析:(1)将△PAC绕着点A顺时针旋转90°至△QAB(如图①);∵BC是直径,∴∠BAC=90°,∵AB=AC,∴∠ACB=∠ABC=45°,由旋转可得∠QBA=∠PCA,∠ACB=∠APB=45°,PC=QB,∵∠PCA+∠PBA=180°,∴∠QBA+∠PBA=180°,∴Q,B,P三点共线,∴∠QAB+∠BAP=∠BAP+∠PAC=90°,∴QP2=AP2+AQ2=2AP2,∴2AP=QB+BP=PC+PB,∴2.(2)如图②中,连接OA,将△OAC绕点A顺时针旋转90°至△QAB,连接OB,OQ,∵AB ⊥AC,∴∠BAC=90°,由旋转可得 QB=OC ,AQ=OA ,∠QAB=∠OAC ,∴∠QAB+∠BAO=∠BAO+∠OAC=90°, ∴在Rt △OAQ 中,OQ=32,AO=3 ,∴在△OQB 中,BQ≥OQ ﹣OB=32﹣3 , 即OC 最小值是32﹣3;(3)如图③中,作AQ ⊥OA ,使得AQ=43OA ,连接OQ ,BQ ,OB .∵∠QAO=∠BAC=90°,∠QAB=∠OAC ,∵QA AB OA AC ==43, ∴△QAB ∽OAC ,∴BQ=43OC , 当BQ 最小时,OC 最小,易知OA=3,AQ=4,OQ=5,BQ≥OQ ﹣OB ,∴OQ≥2,] ∴BQ 的最小值为2, ∴OC 的最小值为34×2=32, 故答案为32. 【点睛】本题主要考查的圆、旋转、相似等知识,能根据题意正确的添加辅助线是解题的关键.4.已知,ABC ∆内接于O ,点P 是弧AB 的中点,连接PA 、PB ;(1)如图1,若AC BC =,求证:AB PC ⊥; (2)如图2,若PA 平分CPM ∠,求证:AB AC =; (3)在(2)的条件下,若24sin 25BPC ∠=,8AC =,求AP 的值.【答案】(1)见解析;(2)见解析5 【解析】 【分析】(1)由点P 是弧AB 的中点,可得出AP=BP , 通过证明APC BPC ∆≅∆ ,ACE BCE ∆≅∆可得出AEC BEC ∠=∠进而证明AB ⊥ PC.(2)由PA 是∠CPM 的角平分线,得到∠MPA=∠APC, 等量代换得到∠ABC=∠ACB, 根据等腰三角形的判定定理即可证得AB=AC.(3)过A 点作AD ⊥BC,有三线合一可知AD 平分BC,点O 在AD 上,连结OB ,则∠BOD =∠BAC ,根据圆周角定理可知∠BOD=∠BAC, ∠BPC=∠BAC ,由∠BOD=∠BPC 可得sin sin BDBOD BPC OB∠=∠=,设OB=25x ,根据勾股定理可算出OB 、BD 、OD 、AD 的长,再次利用勾股定理即可求得AP 的值. 【详解】解:(1)∵点P 是弧AB 的中点,如图1, ∴AP =BP ,在△APC 和△BPC 中 AP BP AC BC PC PC =⎧⎪=⎨⎪=⎩, ∴△APC ≌△BPC (SSS ), ∴∠ACP =∠BCP , 在△ACE 和△BCE 中AC BC ACP BCP CE CE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩, ∴△ACE ≌△BCE (SAS ), ∴∠AEC =∠BEC , ∵∠AEC +∠BEC =180°, ∴∠AEC =90°,∴AB ⊥PC ;(2)∵PA 平分∠CPM , ∴∠MPA =∠APC ,∵∠APC +∠BPC +∠ACB =180°,∠MPA +∠APC +∠BPC =180°, ∴∠ACB =∠MPA =∠APC , ∵∠APC =∠ABC , ∴∠ABC =∠ACB , ∴AB =AC ;(3)过A 点作AD ⊥BC 交BC 于D ,连结OP 交AB 于E ,如图2,由(2)得出AB =AC , ∴AD 平分BC , ∴点O 在AD 上,连结OB ,则∠BOD =∠BAC , ∵∠BPC =∠BAC , ∴sin sin BOD BPC ∠=∠=2425BD OB=, 设OB =25x ,则BD =24x , ∴OD 22OB BD -7x ,在Rt ABD 中,AD =25x +7x =32x ,BD =24x , ∴AB 22AD BD +40x ,∵AC =8, ∴AB =40x =8, 解得:x =0.2,∴OB =5,BD =4.8,OD =1.4,AD =6.4, ∵点P 是AB 的中点, ∴OP 垂直平分AB , ∴AE =12AB =4,∠AEP =∠AEO =90°, 在Rt AEO ∆中,OE 223AO AE -=,∴PE =OP ﹣OE =5﹣3=2,在Rt APE ∆中,AP =22222425PE AE +=+=. 【点睛】本题是一道有关圆的综合题,考查了圆周角定理、勾股定理、等腰三角形的判定定理和三线合一,是初中数学的重点和难点,一般以压轴题形出现,难度较大.5.如图,⊙O 的直径AB =8,C 为圆周上一点,AC =4,过点C 作⊙O 的切线l ,过点B 作l 的垂线BD ,垂足为D ,BD 与⊙O 交于点E . (1)求∠AEC 的度数;(2)求证:四边形OBEC 是菱形.【答案】(1)30°;(2)详见解析. 【解析】 【分析】(1)易得△AOC 是等边三角形,则∠AOC =60°,根据圆周角定理得到∠AEC =30°; (2)根据切线的性质得到OC ⊥l ,则有OC ∥BD ,再根据直径所对的圆周角为直角得到∠AEB =90°,则∠EAB =30°,可证得AB ∥CE ,得到四边形OBE C 为平行四边形,再由OB =OC ,即可判断四边形OBEC 是菱形. 【详解】(1)解:在△AOC 中,AC =4, ∵AO =OC =4, ∴△AOC 是等边三角形, ∴∠AOC =60°, ∴∠AEC =30°;(2)证明:∵OC ⊥l ,BD ⊥l . ∴OC ∥BD .∴∠ABD =∠AOC =60°. ∵AB 为⊙O 的直径, ∴∠AEB =90°,∴△AEB 为直角三角形,∠EAB =30°. ∴∠EAB =∠AEC . ∴CE ∥OB ,又∵CO ∥EB ∴四边形OBEC 为平行四边形. 又∵OB =OC =4.∴四边形OBEC 是菱形. 【点睛】本题考查了切线的性质:圆的切线垂直于过切点的半径.也考查了圆周角定理及其推论以及菱形的判定方法.6.如图,等边△ABC 内接于⊙O ,P 是弧AB 上任一点(点P 不与A 、B 重合),连AP ,BP ,过C 作CM ∥BP 交PA 的延长线于点M ,(1)求证:△PCM 为等边三角形;(2)若PA =1,PB =2,求梯形PBCM 的面积. 【答案】(1)见解析;(21534【解析】 【分析】(1)利用同弧所对的圆周角相等即可求得题目中的未知角,进而判定△PCM 为等边三角形;(2)利用上题中得到的相等的角和等边三角形中相等的线段证得两三角形全等,进而利用△PCM 为等边三角形,进而求得PH 的长,利用梯形的面积公式计算梯形的面积即可. 【详解】(1)证明:作PH ⊥CM 于H , ∵△ABC 是等边三角形, ∴∠APC=∠ABC=60°, ∠BAC=∠BPC=60°, ∵CM ∥BP , ∴∠BPC=∠PCM=60°, ∴△PCM 为等边三角形;(2)解:∵△ABC 是等边三角形,△PCM 为等边三角形, ∴∠PCA+∠ACM=∠BCP+∠PCA , ∴∠BCP=∠ACM , 在△BCP 和△ACM 中,BC AC BCP ACM CP CM =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩, ∴△BCP ≌△ACM (SAS ),∴PB=AM,∴CM=CP=PM=PA+AM=PA+PB=1+2=3,在Rt△PMH中,∠MPH=30°,∴PH=332,∴S梯形PBCM=12(PB+CM)×PH=12×(2+3)×332=1534.【点睛】本题考查圆周角定理、等边三角形的判定、全等三角形的性质及梯形的面积计算方法,是一道比较复杂的几何综合题.7.(问题情境)如图1,点E是平行四边形ABCD的边AD上一点,连接BE、CE.求证:BCE 1S2=S平行四边形ABCD.(说明:S表示面积)请以“问题情境”为基础,继续下面的探究(探究应用1)如图2,以平行四边形ABCD的边AD为直径作⊙O,⊙O与BC边相切于点H,与BD相交于点M.若AD=6,BD=y,AM=x,试求y与x之间的函数关系式.(探究应用2)如图3,在图1的基础上,点F在CD上,连接AF、BF,AF与CE相交于点G,若AF=CE,求证:BG平分∠AGC.(迁移拓展)如图4,平行四边形ABCD中,AB:BC=4:3,∠ABC=120°,E是AB的中点,F在BC上,且BF:FC=2:1,过D分别作DG⊥AF于G,DH⊥CE于H,请直接写出DG:DH的值.【答案】【问题情境】见解析;【探究应用1】18yx=;【探究应用2】见解析;【迁移1927【解析】【分析】(1)作EF ⊥BC 于F ,则S △BCE =12BC×EF ,S 平行四边形ABCD =BC×EF ,即可得出结论; (2)连接OH ,由切线的性质得出OH ⊥BC ,OH =12AD =3,求出平行四边形ABCD 的面积=AD×OH =18,由圆周角定理得出AM ⊥BD ,得出△ABD 的面积=12BD×AM =12平行四边形的面积=9,即可得出结果; (3)作BM ⊥AF 于M ,BN ⊥CE 于N ,同图1得:△ABF 的面积=△BCE 的面积=12平行四边形ABCD 的面积,得出12AF×BM =12CE×BN ,证出BM =BN ,即可得出BG 平分∠AGC . (4)作AP ⊥BC 于P ,EQ ⊥BC 于Q ,由平行四边形的性质得出∠ABP =60°,得出∠BAP =30°,设AB =4x ,则BC =3x ,由直角三角形的性质得出BP =12AB =2x ,BQ =12BE ,AP =BP =,由已知得出BE =2x ,BF =2x ,得出BQ =x ,EQ x ,PF =4x ,QF =3x ,QC =4x ,由勾股定理求出AF =x ,CE,连接DF 、DE ,由三角形的面积关系得出AF×DG =CE×DH ,即可得出结果.【详解】(1)证明:作EF ⊥BC 于F ,如图1所示:则S △BCE =12BC×EF ,S 平行四边形ABCD =BC×EF , ∴12BCE ABCD S S =.(2)解:连接OH ,如图2所示:∵⊙O 与BC 边相切于点H , ∴OH ⊥BC ,OH =12AD =3, ∴平行四边形ABCD 的面积=AD×OH =6×3=18,∵AD 是⊙O 的直径,∴∠AMD =90°,∴AM ⊥BD ,∴△ABD 的面积=12BD×AM =12平行四边形的面积=9, 即12xy =9,∴y 与x 之间的函数关系式y =18x ; (3) 证明:作BM ⊥AF 于M ,BN ⊥CE 于N ,如图3所示:同图1得:△ABF 的面积=△BCE 的面积=12平行四边形ABCD 的面积, ∴12AF×BM =12CE×BN , ∵AF =CE ,∴BM =BN ,∴BG 平分∠AGC . (4)解:作AP ⊥BC 于P ,EQ ⊥BC 于Q ,如图4所示:∵平行四边形ABCD 中,AB :BC =4:3,∠ABC =120°,∴∠ABP =60°,∴∠BAP =30°,设AB =4x ,则BC =3x ,∴BP =12AB =2x ,BQ =12BE ,AP =3BP =23x , ∵E 是AB 的中点,F 在BC 上,且BF :FC =2:1,∴BE =2x ,BF =2x ,∴BQ =x , ∴EQ =3x ,PF =4x ,QF =3x ,QC =4x ,由勾股定理得:AF =22AP PF +=27x ,CE =22EQ QC +=19x ,连接DF 、DE ,则△CDE 的面积=△ADF 的面积=12平行四边形ABCD 的面积, ∴AF×DG =CE×DH , ∴DG :DH =CE :AF =19x :27x 19:27=.【点睛】本题是圆的综合题目,考查了圆周角定理、平行四边形的性质、三角形面积公式、含30°角的直角三角形的性质、勾股定理、角平分线的判定等知识;本题综合性强,需要添加辅助线,熟练掌握平行四边形的性质和勾股定理是解题的关键.8.如图,AB为⊙O的直径,BC为⊙O的弦,过O点作OD⊥BC,交⊙O的切线CD于点D,交⊙O于点E,连接AC、AE,且AE与BC交于点F.(1)连接BD,求证:BD是⊙O的切线;(2)若AF:EF=2:1,求tan∠CAF的值.【答案】(1)证明见解析;(2)3 3.【解析】【分析】(1)根据全等三角形的性质得到∠OBD=∠OCD=90°,根据切线的判定定理即可得到结论;(2)根据已知条件得到AC∥DE,设OD与BC交于G,根据平行线分线段成比例定理得到AC:EG=2:1,EG=12AC,根据三角形的中位线的性质得到OG=12AC于是得到AC=OE,求得∠ABC=30°,即可得到结论.【详解】证明:(1)∵OC=OB,OD⊥BC,∴∠COD=∠BOD,在△COD与△BOD中,OC OB COD BOD OD OD ===⎧⎪∠∠⎨⎪⎩,∴△COD ≌△BOD ,∴∠OBD=∠OCD=90°,∴BD 是⊙O 的切线;(2)解:∵AB 为⊙O 的直径,AC ⊥BC ,∵OD ⊥CB ,∴AC ∥DE ,设OD 与BC 交于G ,∵OE ∥AC ,AF :EF=2:1,∴AC :EG=2:1,即EG=12AC , ∵OG ∥AC ,OA=OB ,∴OG=12AC , ∵OG+GE=12AC+12AC=AC , ∴AC=OE , ∴AC=12AB , ∴∠ABC=30°,∴∠CAB=60°,∵CE BE =,∴∠CAF=∠EAB=12∠CAB=30°, ∴tan ∠CAF=tan30°3 【点睛】本题考查了切线的判定和性质,垂径定理,全等三角形的判定与性质,三角形的中位线的性质,三角函数的定义,正确的识别图形是解题的关键.9.结果如此巧合!下面是小颖对一道题目的解答.题目:如图,Rt△ABC的内切圆与斜边AB相切于点D,AD=3,BD=4,求△ABC的面积.解:设△ABC的内切圆分别与AC、BC相切于点E、F,CE的长为x.根据切线长定理,得AE=AD=3,BF=BD=4,CF=CE=x.根据勾股定理,得(x+3)2+(x+4)2=(3+4)2.整理,得x2+7x=12.所以S△ABC=12 AC•BC=12(x+3)(x+4)=12(x2+7x+12)=12×(12+12)=12.小颖发现12恰好就是3×4,即△ABC的面积等于AD与BD的积.这仅仅是巧合吗?请你帮她完成下面的探索.已知:△ABC的内切圆与AB相切于点D,AD=m,BD=n.可以一般化吗?(1)若∠C=90°,求证:△ABC的面积等于mn.倒过来思考呢?(2)若AC•BC=2mn,求证∠C=90°.改变一下条件……(3)若∠C=60°,用m、n表示△ABC的面积.【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)S△ABC3;【解析】【分析】(1)设△ABC的内切圆分别与AC、BC相切于点E、F,CE的长为x,仿照例题利用勾股定理得(x+m)2+(x+n)2=(m+n)2,再根据S△ABC=AC×BC,即可证明S△ABC=mn.(2)由AC•BC=2mn,得x2+(m+n)x=mn,因此AC2+BC2=(x+m)2+(x+n)2=AB2,利用勾股定理逆定理可得∠C=90°.(3)过点A作AG⊥BC于点G,在Rt△ACG中,根据条件求出AG、CG,又根据BG=BC-CG得到BG .在Rt△ABG中,根据勾股定理可得x2+(m+n)x=3mn,由此S△ABC=BC•AG=mn.【详解】设△ABC的内切圆分别与AC、BC相切于点E、F,CE的长为x,根据切线长定理,得:AE=AD=m、BF=BD=n、CF=CE=x,(1)如图1,在Rt△ABC中,根据勾股定理,得:(x+m)2+(x+n)2=(m+n)2,整理,得:x2+(m+n)x=mn,所以S△ABC=AC•BC=(x+m)(x+n)=[x2+(m+n)x+mn]=(mn+mn)=mn;(2)由AC•BC=2mn,得:(x+m)(x+n)=2mn,整理,得:x2+(m+n)x=mn,∴AC2+BC2=(x+m)2+(x+n)2=2[x2+(m+n)x]+m2+n2=2mn+m2+n2=(m+n)2=AB2,根据勾股定理逆定理可得∠C=90°;(3)如图2,过点A作AG⊥BC于点G,在Rt△ACG中,AG=AC•sin60°=(x+m),CG=AC•cos60°=(x+m),∴BG=BC﹣CG=(x+n )﹣(x+m),在Rt△ABG中,根据勾股定理可得:[(x+m)]2+[(x+n )﹣(x+m)]2=(m+n)2,整理,得:x2+(m+n)x=3mn,∴S△ABC =BC•AG=×(x+n)•(x+m)=34[x2+(m+n)x+mn]=34×(3mn+mn)3.【点睛】本题考查了圆中的计算问题、与圆有关的位置关系以及直角三角形,注意掌握方程思想与数形结合思想的应用.10.如图,已知△ABC内接于⊙O,BC交直径AD于点E,过点C作AD的垂线交AB的延长线于点G,垂足为F.连接OC.(1)若∠G=48°,求∠ACB的度数;(2)若AB=AE,求证:∠BAD=∠COF;(3)在(2)的条件下,连接OB,设△AOB的面积为S1,△ACF的面积为S2.若tan∠CAF=12,求12SS的值.【答案】(1)48°(2)证明见解析(3)3 4【解析】【分析】(1)连接CD,根据圆周角定理和垂直的定义可得结论;(2)先根据等腰三角形的性质得:∠ABE=∠AEB,再证明∠BCG=∠DAC,可得CD PB PD==,则所对的圆周角相等,根据同弧所对的圆周角和圆心角的关系可得结论;(3)过O作OG⊥AB于G,证明△COF≌△OAG,则OG=CF=x,AG=OF,设OF=a,则OA=OC=2x-a,根据勾股定理列方程得:(2x-a)2=x2+a2,则a=34x,代入面积公式可得结论.【详解】(1)连接CD,∵AD是⊙O的直径,∴∠ACD=90°,∴∠ACB+∠BCD=90°,∵AD⊥CG,∴∠AFG=∠G+∠BAD=90°,∵∠BAD=∠BCD,∴∠ACB=∠G=48°;(2)∵AB=AE,∴∠ABE=∠AEB,∵∠ABC=∠G+∠BCG,∠AEB=∠ACB+∠DAC,由(1)得:∠G=∠ACB,∴∠BCG=∠DAC,∴CD PB=,∵AD是⊙O的直径,AD⊥PC,∴CD PD=,∴CD PB PD==,∴∠BAD=2∠DAC,∵∠COF=2∠DAC,∴∠BAD=∠COF;(3)过O作OG⊥AB于G,设CF=x,∵tan∠CAF=12=CF AF,∴AF=2x,∵OC=OA,由(2)得:∠COF=∠OAG,∵∠OFC=∠AGO=90°,∴△COF≌△OAG,∴OG=CF=x,AG=OF,设OF=a,则OA=OC=2x﹣a,Rt△COF中,CO2=CF2+OF2,∴(2x﹣a)2=x2+a2,a=34 x,∴OF=AG=34 x,∵OA=OB,OG⊥AB,∴AB=2AG=32x,∴1213··3 22 1·24·2AB OG x xSS x xCF AF===.【点睛】圆的综合题,考查了三角形的面积、垂径定理、角平分线的性质、三角形全等的性质和判定以及解直角三角形,解题的关键是:(1)根据圆周角定理找出∠ACB+∠BCD=90°;(2)根据外角的性质和圆的性质得:CD PB PD==;(3)利用三角函数设未知数,根据勾股定理列方程解决问题.。
中考数学压轴题专题圆的综合的经典综合题附详细答案
中考数学压轴题专题圆的综合的经典综合题附详细答案中考数学压轴题专题:圆的综合一、圆的综合1.如图,⊙O的半径为6cm,经过⊙O上一点C作⊙O的切线交半径OA的延长于点B,作∠ACO的平分线交⊙O于点D,交OA于点F,延长DA交BC于点E。
1) 求证:AC∥OD;2) 如果DE⊥BC,求AC的长度。
答案】(1) 证明见解析;(2) 2π。
解析】试题分析:(1) 由OC=OD,CD平分∠ACO,易证得∠ACD=∠ODC,即可证得AC∥OD;(2) BC切⊙O于点C,DE⊥BC,易证得平行四边形ADOC是菱形,继而可证得△AOC是等边三角形,则可得:∠AOC=60°,继而求得弧AC的长度。
试题解析:1) 证明:因为OC=OD,所以∠OCD=∠XXX。
因为CD平分∠ACO,所以∠XXX∠ACD。
因此,∠ACD=∠ODC,即可证得AC∥OD。
2) 因为BC切⊙XXXC,所以XXX。
因为DE⊥BC,所以OC∥DE。
因为AC∥OD,所以四边形ADOC是平行四边形。
因为OC=OD,所以平行四边形ADOC是菱形,所以OC=AC=OA。
因为△AOC是等边三角形,所以∠AOC=60°,因此弧AC的长度为2π。
点睛:本题考查了切线的性质、等腰三角形的判定与性质、菱形的判定与性质以及弧长公式。
此题难度适中,注意掌握数形结合思想的应用。
2.(类比概念) 三角形的内切圆是以三个内角的平分线的交点为圆心,以这点到三边的距离为半径的圆,则三角形可以称为圆的外切三角形,可以得出三角形的三边与该圆相切。
以此类推,如图1,各边都和圆相切的四边形称为圆外切四边形。
性质探究) 如图1,试探究圆外切四边形的ABCD两组对边AB,CD与BC,AD之间的数量关系。
猜想结论:(要求用文字语言叙述)写出证明过程(利用图1,写出已知、求证、证明)性质应用)①初中学过的下列四边形中哪些是圆外切四边形(填序号):A:平行四边形;B:菱形;C:矩形;D:正方形。
中考数学压轴题之圆的综合(中考题型整理,突破提升)及答案
一、圆的综合真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.在⊙O 中,点C是AB上的一个动点(不与点A,B重合),∠ACB=120°,点I是∠ABC的内心,CI的延长线交⊙O于点D,连结AD,BD.(1)求证:AD=BD.(2)猜想线段AB与DI的数量关系,并说明理由.(3)若⊙O的半径为2,点E,F是AB的三等分点,当点C从点E运动到点F时,求点I 随之运动形成的路径长.23【答案】(1)证明见解析;(2)AB=DI,理由见解析(3【解析】分析:(1)根据内心的定义可得CI平分∠ACB,可得出角相等,再根据圆周角定理,可证得结论;(2)根据∠ACB=120°,∠ACD=∠BCD,可求出∠BAD的度数,再根据AD=BD,可证得△ABD是等边三角形,再根据内心的定义及三角形的外角性质,证明∠BID=∠IBD,得出ID=BD,再根据AB=BD,即可证得结论;(3)连接DO,延长DO根据题意可知点I随之运动形成的图形式以D为圆心,DI1为半径的弧,根据已知及圆周角定理、解直角三角形,可求出AD的长,再根据点E,F是弧AB ⌢的三等分点,△ABD是等边三角形,可证得∠DAI1=∠AI1D,然后利用弧长的公式可求出点I 随之运动形成的路径长.详解:(1)证明:∵点I是∠ABC的内心∴CI平分∠ACB∴∠ACD=∠BCD∴弧AD=弧BD∴AD=BD(2)AB=DI理由:∵∠ACB=120°,∠ACD=∠BCD∴∠BCD=×120°=60°∵弧BD=弧BD∴∠DAB=∠BCD=60°∵AD=BD∴△ABD是等边三角形,∴AB=BD,∠ABD=∠C∵I是△ABC的内心∴BI平分∠ABC∴∠CBI=∠ABI∵∠BID=∠C+∠CBI,∠IBD=∠ABI+∠ABD∴∠BID=∠IBD∴ID=BD∵AB=BD∴AB=DI(3)解:如图,连接DO,延长DO根据题意可知点I随之运动形成的图形式以D为圆心,DI1为半径的弧∵∠ACB=120°,弧AD=弧BD∴∠AED=∠ACB=×120°=60°∵圆的半径为2,DE是直径∴DE=4,∠EAD=90°∴AD=sin∠AED×DE=×4=2∵点E,F是弧AB ⌢的三等分点,△ABD是等边三角形,∴∠ADB=60°∴弧AB的度数为120°,∴弧AM、弧BF的度数都为为40°∴∠ADM=20°=∠FAB∴∠DAI1=∠FAB+∠DAB=80°∴∠AI1D=180°-∠ADM-∠DAI1=180°-20°-80°=80°∴∠DAI1=∠AI1D∴AD=I1D=2∴弧I1I2的长为:点睛:此题是一道圆的综合题,有一定的难度,熟记圆的相关性质与定理,并对圆中的弦、弧、圆心角、圆周角等进行灵活转化是解题关键,注意数形结合思想的渗透.2.如图,已知AB是⊙O的直径,点C为圆上一点,点D在OC的延长线上,连接DA,交BC的延长线于点E,使得∠DAC=∠B.(1)求证:DA是⊙O切线;(2)求证:△CED∽△ACD;(3)若OA=1,sinD=13,求AE的长.【答案】(1)证明见解析;(22【解析】分析:(1)由圆周角定理和已知条件求出AD⊥AB即可证明DA是⊙O切线;(2)由∠DAC=∠DCE,∠D=∠D可知△DEC∽△DCA;(3)由题意可知AO=1,OD=3,DC=2,由勾股定理可知AD=2,故此可得到DC2=DE•AD,故此可求得DE的长,于是可求得AE的长.详解:(1)∵AB为⊙O的直径,∴∠ACB=90°,∴∠CAB+∠B=90°.∵∠DAC=∠B,∴∠CAB+∠DAC=90°,∴AD⊥AB.∵OA是⊙O半径,∴DA为⊙O的切线;(2)∵OB=OC,∴∠OCB=∠B.∵∠DCE=∠OCB,∴∠DCE=∠B.∵∠DAC=∠B,∴∠DAC=∠DCE.∵∠D=∠D,∴△CED∽△ACD;(3)在Rt△AOD中,OA=1,sin D=13,∴OD=OAsinD=3,∴CD=OD﹣OC=2.∵AD=22OD OA-=22.又∵△CED∽△ACD,∴AD CDCD DE=,∴DE=2CDAD=2,∴AE=AD﹣DE=22﹣2=2.点睛:本题主要考查的是切线的性质、圆周角定理、勾股定理的应用、相似三角形的性质和判定,证得△DEC∽△DCA是解题的关键.3.如图,已知AB为⊙O直径,D是BC的中点,DE⊥AC交AC的延长线于E,⊙O的切线交AD的延长线于F.(1)求证:直线DE与⊙O相切;(2)已知DG⊥AB且DE=4,⊙O的半径为5,求tan∠F的值.【答案】(1)证明见解析;(2)2.【解析】试题分析:(1)连接BC、OD,由D是弧BC的中点,可知:OD⊥BC;由OB为⊙O的直径,可得:BC⊥AC,根据DE⊥AC,可证OD⊥DE,从而可证DE是⊙O的切线;(2)直接利用勾股定理得出GO的长,再利用锐角三角函数关系得出tan∠F的值.试题解析:解:(1)证明:连接OD,BC,∵D是弧BC的中点,∴OD垂直平分BC,∵AB 为⊙O的直径,∴AC⊥BC,∴OD∥AE.∵DE⊥AC,∴OD⊥DE,∵OD为⊙O的半径,∴DE 是⊙O的切线;(2)解:∵D是弧BC的中点,∴DC DB=,∴∠EAD=∠BAD,∵DE⊥AC,DG⊥AB且DE=4,∴DE=DG=4,∵DO=5,∴GO=3,∴AG=8,∴tan∠ADG=84=2,∵BF是⊙O的切线,∴∠ABF=90°,∴DG∥BF,∴tan∠F=tan∠ADG=2.点睛:此题主要考查了切线的判定与性质以及勾股定理等知识,正确得出AG,DG的长是解题关键.4.如图,A是以BC为直径的⊙O上一点,AD⊥BC于点D,过点B作⊙O的切线,与CA 的延长线相交于点E,G是AD的中点,连结CG并延长与BE相交于点F,延长AF与CB的延长线相交于点P.(1)求证:BF=EF:(2)求证:PA是⊙O的切线;(3)若FG=BF,且⊙O的半径长为32,求BD的长度.【答案】(1)证明见解析;(2) 证明见解析;(3)2【解析】分析:(1)利用平行线截三角形得相似三角形,得△BFC∽△DGC且△FEC∽△GAC,得到对应线段成比例,再结合已知条件可得BF=EF;(2)利用直角三角形斜边上的中线的性质和等边对等角,得到∠FAO=∠EBO,结合BE是圆的切线,得到PA⊥OA,从而得到PA是圆O的切线;(3)点F作FH⊥AD于点H,根据前两问的结论,利用三角形的相似性质即可以求出BD 的长度.详解:证明:(1)∵BC是圆O的直径,BE是圆O的切线,∴EB⊥BC.又∵AD⊥BC,∴AD∥BE.∴△BFC∽△DGC,△FEC∽△GAC,∴BFDG=CFCG,EFAG=CFCG,∴BFDG=EFAG,∵G是AD的中点,∴BF=EF;(2)连接AO,AB.∵BC是圆O的直径,∴∠BAC=90°,由(1)得:在Rt△BAE中,F是斜边BE的中点,∴AF=FB=EF,可得∠FBA=∠FAB,又∵OA=OB,∴∠ABO=∠BAO,∵BE是圆O的切线,∴∠EBO=90°,∴∠FBA+∠ABO=90°,∴∠FAB+∠BAO=90°,即∠FAO=90°,∴PA⊥OA,∴PA是圆O的切线;(3)过点F作FH⊥AD于点H,∵BD⊥AD,FH⊥AD,∴FH∥BC,由(2),知∠FBA=∠BAF,∴BF=AF.∵BF=FG,∴AF=FG,∴△AFG是等腰三角形.∵FH⊥AD,∴AH=GH,∴DG =2HG . 即12HG DG =, ∵FH ∥BD ,BF ∥AD ,∠FBD =90°,∴四边形BDHF 是矩形,∴BD =FH ,∵FH ∥BC∴△HFG ∽△DCG ,∴12FH HG CD DG ==, 即12BD CD =, ∴23 2.153≈, ∵O 的半径长为32,∴BC =62,∴BD =13BC =22. 点睛:本题考查了切线的判定、勾股定理、圆周角定理、相似三角形的判定与性质.结合已知条件准确对图形进行分析并应用相应的图形性质是解题的关键.5.如图,正三角形ABC 内接于⊙O ,P 是BC 上的一点,且PB <PC ,PA 交BC 于E ,点F 是PC 延长线上的点,CF=PB ,AB=13,PA=4.(1)求证:△ABP ≌△ACF ;(2)求证:AC 2=PA•AE ;(3)求PB 和PC 的长.【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)PB=1,PC=3.【解析】试题分析:(1)先根据等边三角形的性质得到AB=AC ,再利用圆的内接四边形的性质得∠ACF=∠ABP ,于是可根据“SAS”判断△ABP ≌△ACF ;(2)先根据等边三角形的性质得到∠ABC=∠ACB=60°,再根据圆周角定理得∠APC=∠ABB=60°,加上∠CAE=∠PAC ,于是可判断△ACE ∽△APC ,然后利用相似比即可得到结论;(3)先利用AC 2=PA •AE 计算出AE=134 ,则PE=AP-AE=34,再证△APF 为等边三角形,得到PF=PA=4,则有PC+PB=4,接着证明△ABP ∽△CEP ,得到PB•PC=PE•A=3,然后根据根与系数的关系,可把PB 和PC 看作方程x 2-4x+3=0的两实数解,再解此方程即可得到PB 和PC 的长.试题解析:(1)∵∠ACP+∠ABP=180°,又∠ACP+∠ACF=180°,∴∠ABP=∠ACF在ABP ∆和ACF ∆中,∵AB=AC ,∠ABP=∠ACF , CF PB =∴ABP ∆≌ACF ∆.(2)在AEC ∆和ACP ∆中,∵∠APC=∠ABC ,而ABC ∆是等边三角形,故∠ACB=∠ABC=60º,∴∠ACE =∠APC .又∠CAE =∠PAC ,∴AEC ∆∽ACP ∆ ∴AC AE AP AC=,即2AC PA AE =⋅. 由(1)知ABP ∆≌ACF ∆,∴∠BAP=∠CAF , CF PB =∴∠BAP+∠PAC=∠CAF+∠PAC∴∠PAF=∠BAC=60°,又∠APC =∠ABC =60°.∴APF ∆是等边三角形∴AP=PF∴4PB PC PC CF PF PA +=+===在PAB ∆与CEP ∆中,∵∠BAP=∠ECP ,又∠APB=∠EPC=60°,∴PAB ∆∽CEP ∆ ∴PB PA PE PC=,即PB PC PA PE ⋅=⋅ 由(2)2AC PA AE =⋅, ∴()22AC PB PC PA AE PA PE PA AE PE PA +⋅=⋅+⋅=+= ∴()22AC PB PC PA AE PA PE PA AE PE PA +⋅=⋅+⋅=+=∴22222243PB PC PA AC PA AB ⋅=-=-=-=因此PB 和PC 的长是方程2430x x --=的解.解这个方程,得11x =, 23x =.∵PB<PB ,∴PB=11x =,PC=23x =,∴PB 和PC 的长分别是1和3。
2024年中考数学高频考点突破——圆的综合题(含解析)
2024年中考数学高频考点突破——圆的综合题1.如图,线段AB 为的直径,点C 、E 在上,弧BC=弧CE ,连接BE 、CE ,过点C 作CM ∥BE 交AB 的延长线于点M.(1)求证:直线CM 是圆O 的切线;(2)若sin ∠ABE= ,BM=4,求圆O 的半径. 2.如图,在△ABC 的边BC 上取一点O ,以O 为圆心,OC 为半径画⊙O ,⊙O 与边AB 相切于点D ,AC =AD ,连接OA 交⊙O 于点E ,连接CE ,并延长交线段AB 于点F .(1)求证:AC 是⊙O 的切线;(2)若AB =10,tanB ,求⊙O 的半径; (3)若F 是AB 的中点,试探究BD +CE 与AF 的数量关系并说明理由.3.如图,已知圆 的直径 与弦 交于点 ,连接 , 且 . (1)求证: (2)点 为弧 上一点,连接 交 于点 ,交 于点 ,若,求证: 4.如图,在菱形 中, 是对角线 上一点( ), ,垂足为 ,以 为半径的 分别交 于点 ,交 的延长线于点 , 与 交于点.3543=O AB CD E AC AD AC AD =AB CD⊥F AC BF AC W CD G WG CG =»»BCCF =ABCD O BD BO DO >OE AB ⊥E OE O e DC H EO F EF DC G(1)求证: 是 的切线;(2)若 是 的中点, , .①求 的长;②求 的长.5.如图,已知以为斜边的内接于,的平分线交于点D ,过点D 作交的延长线于点E ,连接,.(1)求证:为的切线;(2)求证:;(3)若,的长.6.如图,在每个小正方形的边长为1的网格中,O 为格点,⊙经过格点A .(1)⊙的周长等于 ;(2)请用无刻度的直尺,在如图所示的网格中,画出⊙的内接等边,并简要说明点B ,C 的位置是如何找到的(不要求证明) ▲ .BC O e G OF 2OG =1DG =»HEAD BC Rt ABC V O ☉BAC ∠O ☉DE BC P AB DB DC ED O ☉22BC ED FC =⋅2tan ABC ∠=AD =BC O O O ABC V7.已知:如图,以等边△ABC 的边BC 为直径作⊙O ,分别交AB ,AC 于点D ,E ,过点D 作DF ⊥AC 交AC 于点F.(1)求证:DF 是⊙O 的切线;(2)若等边△ABC 的边长为8,求由 、DF 、EF 围成的阴影部分面积 8.如图, 是 的直径,C 为 上一点,连接 , 于点 ,D 是直径 延长线上一点,且 .(1)求证: 是 的切线;(2)若 ,,求 的长.9.如图, 是 的弦,半径 ,交 于点 为 延长线上一点, 与 相切于点与 交于点 .(1)求证: ;(2)连接 ,若 ,求 的长. 10.如图,已知AB 是⊙O 的直径,C 是圆周上的动点,P 是优弧ABC 的中点.»DEAB O e O e AC CE AB ⊥E AB BCE BCD ∠=∠CD O e 8AD =12BE CE =CD AB O e OE AB ⊥AB G P ,AB PC O e C CE ,AB F PC PF =OB BC ,3//tan 4OB PC BC P ==,FB(1)如图①,求证:OP ∥BC ;(2)如图②,PC 交AB 于点D ,当△ODC 是等腰三角形时,求∠PAO 的度数.11.已知, 内接于圆O ,过点C 作 的垂线,垂足为点E ,交圆O 于点D .(1)如图1,连接 ,求证: ;(2)如图2,过点O 作 的垂线,垂足为G ,交 于F ,若 ,求证;(3)如图3,在(2)的条件下,连接 交 于点M ,过点B 作 的垂线交 于点N ,垂足为H ,连接 ,若 , ,求 的长.12.如图,在 中,点A 、B 、C 在 上,射线 交 于点H ,弧 弧 .(1)求证 ;(2)如图,延长 交 于点D ,E 为 上一点,且弧 弧 ,点F 在ABC V AB OB ACD CBO ∠=∠AB BC FG AG =AB CD =DF AB DF CD MN 2NMF NBA ∠=∠3FO =MN O e O e AO BC AB =AC BH CH =AH O e O e CE =CD AB上, 于点G , 于点K ,若 ,求证: ;(3)在(2)的条件下,连接 并延长交 于点W ,若 , , ,求 的长.13.如图,在 中,直径 与弦 互相垂直,垂足为H ,点E 是弧 上一点,连接 ,过点E 作直线 交 的延长线于点M ,交 的延长线于点G ,连接 交 于点F ,且 .(1)求证: 是 的切线;(2)若 ,求证: ;(3)在(2)的条件下,若 , ,求 的值. 14.已知AB 、CD 为 的两条弦, .(1)如图1,求证:弧 弧BD ;(2)如图2,连接AC 、BC 、OA 、BD ,弦BC 与半径OA 相交于点G ,延长AO 交CD 于点E ,连接BE ,使 ,若 ,求证:四边形ABEC 为菱形;(3)在(2)的条件下,CH 与 相切于点C ,连接CO 并延长交BE 于点F ,延长BE 交CH 于点H , ,,求CH 长. 15.如图,AB 是O 的直径,C 、D 是O 上两点,且,过点D 的直线交FG AE ⊥CK AE ⊥FG BC =12CK FG =CO FG 2AB CE =FC GC =33WG =OW O e AB CD BD AC EM AB CD AE CD EG FG =EG O e EM AC P AF FG EF CF ⋅=⋅4AH =1tan 3G =FH EMO e //AB CD AC =BE BD =OA BC ⊥O e 11OF =24sin 25BDC ∠=e e »»BDCD =DE AC ⊥AC 的延长线于点E ,交AB 的延长线于点F ,连接AD 、OE 交于点G .(1)求证:DE 是O 的切线;(2)若,O 的半径为2,求阴影部分的面积:(3)连接BE ,在(2)的条件下,求BE 的长.16.如图,⊙O 是的外接圆,圆心O 在AC 上.过点B 作直线交AC 的延长线于点D ,使得.过点A 作于点E ,交⊙O 于点F .(1)求证:BD 是⊙O 的切线;(2)若,,则AE 的长为 .17.如图,已知为的直径,点为的中点,点在上,连接、、、、与相交于点.(1)求证:;(2)如图2,过点C 作的垂线,分别与,,相交于点F 、G 、H ,求证:;(3)如图3,在(2)的条件下,连接,若,的面积等于3,求的长.e 23DG AG =e ABC V CBD CAB ∠=∠AE BD ⊥4AC =23sinD =1AB O e C »AB D »BCBD CD BC AD BC AD E C CBD CBA ∠+∠=∠CD AD AB O e AF BD =BF BF BC =CEF V FG18.已知:是的直径,弦,垂足为E ,点H 是上一点,连接并延长交于点G ,交于点F ,连接、、.(1)如图1.求证:;(2)如图2,过A 作交于点M ,连接,求证;(3)如图3,在(2)的条件下,连接并延长交于点N ,连接,若,,,求的面积.19.如图,是⊙O 的内接三角形,于点D ,直径AE 平分∠BAD ,交BC 于点F ,连接BE .(1)求证:;(2)若,,求AD 的长;(3)若点G 是AB 的中点,当点O 在DG 上时,探究BF 与FD 存在的数量关系,并说明理由.20.如图,已知的半径为1,P 是平面内一点.(1)如图①,若,过点P 作的两条切线、,切点分别为E 、F ,连接.则 , .AB O e CD AB ⊥AE DH AC O e AF AD CF AFD ACF CDF ∠=∠+∠AM AC ⊥O e BD AM BD =CH AD MN AM DF P 73AH =8CD =AMN V ABC V AD BC ⊥AEB AFD ∠=∠10AB =5BF =O e 2OP =O e PE PF EF EPO ∠=︒EF =(2)若点M 、N 是上两点,且存在,则规定点P 为的“直角点”.①如图②,已知平面内有一点D ,,试说明点D 是的“直角点”.②如图③,直线分别与x 轴、y 轴相交于点A 、B ,若线段上所有点都是半径为r 的圆的“直角点”,求r 的最小值与该圆心的坐标.21.M (﹣1,﹣ ),N (1,﹣ )是平面直角坐标系xOy 中的两点,若平面内直线MN 上方的点P 满足:45°≤∠MPN≤90°,则称点P 为线段MN 的可视点.(1)在点 , , ,A 4(2,2)中,线段MN 的可视点为 ; (2)若点B 是直线y =x+ 上线段MN 的可视点,求点B 的横坐标t 的取值范围; (3)直线y =x+b (b≠0)与x 轴交于点C ,与y 轴交于点D ,若线段CD 上存在线段MN 的可视点,直接写出b 的取值范围.22.已知钝角三角形ABC 内接于00,E 、D 分别为AC 、BC 的中点,连接DE.O e 90MPN ∠=︒Oe OD =O e 223y x =-AB 121211(0,2A 21(,0)2A 3A 12(1)如图1,当点A 、D 、O 在同一条直线上时,求证:DE= AC .(2)如图2,当A 、D 、O 不在同一条直线上时,取AO 的中点F ,连接FD 交AC 于点G ,当AB+AC=2AG 时.①求证:△DEG 是等腰三角形;②如图3,连OD 并延长交⊙O 于点H ,连接AH 求证:AH ∥FG .23.如图[问题探究](1)如图1, ABC 为等边三角形,边长为6,AD ⊥BC ,垂足为点D ,点E 和点F 分别是线段和AD 和AB 上的两个动点,连接CE ,EF.则CE+EF 的最小值为 ;(2)如图2,⊙O 为 ABC 的外接圆,AB 是直径,AC =BC ,点D 是直径AB 左侧的圆上一点,连接DA ,DB ,DC.将 ACD 绕点C 逆时针旋转得到 BCE.若CD =4,求四边形ADBC 的面积; (3)如图3,⊙O 为等边 ABC 的外接圆,半径为2,点D 在劣弧 上运动(不与点A ,B 重合),连接DA.DB ,DC.设线段DC 的长为x.四边形ADBC 的面积为S.①求S 与x 的函数关系式;②若点M ,N 分别在线段CA ,CB 上运动(不含瑞点),经过探究发现,点D 运动到每一个确定的位置. DMN 的周长有最小值t ,随着点D 的运动,t 的值会发生变化.求所有t 值中的最大值,并求此时四边形ADBC 的面积S.24.已知,为的直径,弦与交于点E ,点A 为弧的中点.12V V V V V »AB V AB O e CD AB CD(1)如图1,求证:;(2)如图2,点F 为弧上一点,连接,,,过点C 作交于点G ,求证:.(3)如图3,在(2)的条件下,连接交于点L ,连接,若,,求线段的长.25.如图13-1至图13-5,⊙O 均作无滑动滚动,⊙O 1、⊙O 2、⊙O 3、⊙O 4均表示⊙O 与线段AB 或BC 相切于端点时刻的位置,⊙O 的周长为c .阅读理解:AB CD ⊥BC BF BD 2FBA DBA ∠=∠CG AB P BF 12CG AB =DF OE LG 4FG=tan GLB ∠=LF①如图13-1,⊙O 从⊙O 1的位置出发,沿AB 滚动到⊙O 2的位置,当AB=c 时,⊙O 恰好自转1周.②如图13-2,∠ABC 相邻的补角是n °,⊙O 在∠ABC 外部沿A -B -C 滚动,在点B 处,必须由⊙O 1的位置旋转到⊙O 2的位置,⊙O 绕点B 旋转的角∠O 1BO 2 = n °,⊙O 在点B 处自转周.(1)实践应用:在阅读理解的①中,若AB = 2c ,则⊙O 自转 周;若AB=1,则⊙O 自转 周.在阅读理解的②中,若∠ABC = 120°,则⊙O 在点B 处自转 周;若∠ABC = 60°,则⊙O 在点B 处自转 周.(2)如图13-3,∠ABC=90°,AB=BC=c .⊙O 从⊙O 1的位置出发,在∠ABC 外部沿A -B -C 滚动到⊙O 4的位置,⊙O 自转 周. (3)拓展联想:如图13-4,△ABC 的周长为l ,⊙O 从与AB 相切于点D 的位置出发,在△ABC 外部,按顺时针方向沿三角形滚动,又回到与AB 相切于点D 的位置,⊙O 自转了多少周?请说明理由.(4)如图13-5,多边形的周长为l ,⊙O 从与某边相切于点D 的位置出发,在多边形外部,按顺时针方向沿多边形滚动,又回到与该边相切于点D 的位置,直接写出⊙O 自转的周数.360n 12答案解析部分1.【答案】(1)证明:连接OE ,OC∵弧BC=弧CE∴OC ⊥BE∵CM ∥BE∴OC ⊥CM∴直线CM 是圆O 的切线(2)解:设半径为r∵CM ∥BE∴∠CMO=∠ABE在Rt △OCM 中sin ∠CMO==sin ∠ABE= ∴圆O 的半径是6【解析】【分析】(1)连接OE ,OC ,根据垂径定理可得OC ⊥BE ,利用平行线的性质可得OC ⊥CM ,即证直线CM 是圆O 的切线 .(2)设半径为r ,根据两直线平行同位角相等可得∠CMO=∠ABE ,由sin ∠CMO= =sin ∠ABE= ,即可求出r 值.2.【答案】(1)证明:如图,连接OD ,∵⊙O 与边AB 相切于点D ,OC OM 35r 3r 6r 45∴==+OC OM35∴OD ⊥AB ,即∠ADO =90°,∵AO =AO ,AC =AD ,OC =OD ,∴△ACO ≌△ADO (SSS ),∴∠ADO =∠ACO =90°,又∵OC 是半径,∴AC 是⊙O 的切线;(2)解:∵tanB , ∴设AC =4x ,BC =3x ,∵ ,∴ ,∴x =2,∴BC =6,∵AC =AD =8,AB =10,∴BD =2,∵ ,∴ ,∴OC ,故⊙O 的半径为 ;(3)解:如图,连接OD ,DE ,由(1)可知:△ACO ≌△ADO ,∴∠ACO =∠ADO =90°,∠AOC =∠AOD ,又∵CO =DO ,OE =OE ,∴△COE ≌△DOE (SAS ),∴∠OCE =∠ODE,43AC BC ==222=AC BC AB +22169=100x x +222=OB OD BD +()2264OC OC -=+83=83∵OC =OE =OD ,∴∠OCE =∠OEC =∠OED =∠ODE ,∴∠DEF =180°﹣∠OEC ﹣∠OED =180°﹣2∠OCE ,∵点F 是AB 中点,∠ACB =90°,∴CF =BF =AF ,∴∠FCB =∠FBC ,∴∠DFE =180°﹣∠BCF ﹣∠CBF =180°﹣2∠OCE ,∴∠DEF =∠DFE ,∴DE =DF =CE ,∴AF =BF =DF +BD =CE +BD .【解析】【分析】(1)连接OD ,由切线的性质可得∠ADO =90°,由“SSS ”可证△ACO ≌△ADO ,可得∠ADO =∠ACO =90°,可得结论;(2)由锐角三角函数可设AC =4x ,BC =3x ,由勾股定理可求BC =6,再由勾股定理可求解;(3)连接OD ,DE ,由“SAS ”可知△COE ≌△DOE ,可得∠OCE =∠OED ,由三角形内角和定理可得∠DEF =180°-∠OEC -∠OED =180°-2∠OCE ,∠DFE =180°-∠BCF -∠CBF =180°-2∠OCE ,可得∠DEF =∠DFE ,可证DE =DF =CE ,可得结论.3.【答案】(1)证明:如图:连接OC 、OD∵在△AOC 和△AOD 中OA=OA,AC=AD,OC=OD∴△AOC ≌△AOD∴∠CAO=∠DAO又∵AC=AD∴(2)证明:如图:连接OC 、BCAB CD∵AB 是直径∴∠ACB=90°∵∴∠AEC=90°∴∠CAE+∠ABC =90°, ∠CAE+∠ACE =90°∴∠ACE=∠ABC∵OC=OB∴∠OCB=∠ABC∴∠CAB+∠ABC =90°, ∠OCA+∠OCB =90°∴∠OAB=∠OCA∵∴∠ACE=∠GWC∴∠ABC=∠GWC∴∠OCA+∠GWC =∠OAB +∠CAB= 90°, 即OC ⊥BE∴【解析】【分析】(1)连接OC 、OD ,先证明△AOC ≌△AOD,得到∠CAO=∠DAO,再根据等腰三角形三线合一的性质即可证明;(2)连接OC 、BC ,先根据圆周角定理和直角三角形的性质求得:∠ABC=∠ACE,再根据直角三角形的性质证得OC ⊥BF,然后证得∠EOC=∠BOC 即可完成证明.4.【答案】(1)证明:如图,过点 作 于点 ,AB CD⊥WG CG=»»BCCF =O OM BC ⊥M∵ 是菱形 的对角线,∴ ,∵ , ,∴∠OEB=∠OMB=90︒,∵OB=OB ,∴△OEB ≌△OMB (AAS )∴ ,∴ 是 的切线(2)解:①如图,∵ 是 的中点, ,∴ .∵ , ,∴ ,∴ ,∴ ,∴ ,∴ ,∴ ,∵,BD ABCD ABD CBD ∠=∠OM BC ⊥OE AB ⊥OE OM =BC O e G OF OF OH =12OG OH =//AB CD OE AB ⊥OF CD ⊥90OGH ∠=︒1sin 2GHO ∠=30GHO ∠=︒60GOH ∠=︒120HOE ∠=︒2OG =∴ ,∴由弧长公式,得到 的长: .②方法一:如图,过点 作 于点 ,∵ ,∴ ,∴ ,∴ ,∵DG//NE ,DN//GE ,∠GEN=90︒∴四边形 是矩形,∴ ,BN=3,OE=4,DN=6,在菱形 中,AD=AB ,在 中,设 ,∴ ,∴ .方法二:如图,过 作 于点 ,∵ , , ,∴, , ,,4OH =»HE 120481803l ππ⨯⨯==D DN AB ⊥N //AB CD ODG OBE ~V V 122DG OG OG BE OE OG ===22BE DG ==NEGD 1NE DG ==ABCD Rt ADN V AD AB x ==()22236x x =-+152x =A AN BD ⊥N 1DG =2OG =4OE OH ==OD =OB =DN =DOG DAN ~V V∴【解析】【分析】(1)过点O 作OM ⊥BC 于点M ,利用菱形的性质可证得∠ABD=∠CBD ,再利用AAS 证明OEB ≌△OMB ,利用全等三角形的对应角相等,可证得OE=OM ,然后利用切线的判定定理可证得结论.(2)①利用三角形的中位线定理可得到PG 与OH 之间的数量关系,再利用解直角三角形求出∠GHO 的度数,利用直角三角形的性质求出OH 的长,然后利用弧长公式求出弧HE 的长;② 方法一:如图,过点 作 于点 ,易证△ODG ∽△OBE ,利用相似三角形的额对应边成比例,可得两三角形的相似比,可推出BE=2DG ;再证明四边形NEGD 是矩形,利用矩形的性质求出相关线段的长,设AD=AB=x ,利用勾股定理建立关于x 的方程,解方程求出x 的值;方法二: 如图,过 作 于点 ,分别求出OD ,OB ,DN 的长;再证明△DOG ∽△DAN ,利用相似三角形的对应边成比例,可求出AD 的长.5.【答案】(1)证明:如图①,连接.∵为的直径,∴.∵平分,∴.∴.∵,∴.∴为的切线.(2)证明:由(1)可得为等腰直角三角形.DO DG AD DN∴=,DO DN AD DG⋅∴=,152AD =D DN AB ⊥N A AN BD ⊥N OD BC O e 90BAC ∠=︒AD BAC ∠»»BDCD =OD BC ⊥DE BC P OD ED ⊥ED O e BCD V∵,∴,.∴.∴即.又,∴.(3)解:如图②,过点D 作交的延长线于点G .∴,.又,∴∵,,∴.∴,.∴为等腰直角三角形,∴.∵,∴设,则.∴,.即,.∴.【解析】【分析】(1)先证明,再结合可得,即可得到为的切线;DE BC P E ABC ADC ∠=∠=∠45BDE DBC DCB ∠=∠=∠=︒BED FDC V V∽BD FC DE CD=2BD DE FC =⋅BC =22BC ED FC =⋅DG AD ⊥AC 90CDG ADC ∠+∠=︒45DGC DAG ∠=∠=︒90ADB ADC ∠+∠=︒ADB GDC∠=∠DB DC =45BAD DGC ∠=∠=︒ABD GCD V V ≌AB CG =AD DG =ADG V 3AB AC AG +===2tan ABC ∠=AB x =2AC x =33x =1x =1AB =2AC =BC =OD BC ⊥DE BC P OD ED ⊥ED O e(2)先证明可得,即,再结合,即可得到;(3)过点D 作交的延长线于点G ,先证明为等腰直角三角形,可得,再结合,设,则,列出方程,求出x 的值,即可得到。
大连中考数学压轴题之圆的综合(中考题型整理,突破提升)
一、圆的综合真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.如图,点P在⊙O的直径AB的延长线上,PC为⊙O的切线,点C为切点,连接AC,过点A作PC的垂线,点D为垂足,AD交⊙O于点E.(1)如图1,求证:∠DAC=∠PAC;(2)如图2,点F(与点C位于直径AB两侧)在⊙O上,BF FA=,连接EF,过点F作AD 的平行线交PC于点G,求证:FG=DE+DG;(3)在(2)的条件下,如图3,若AE=23DG,PO=5,求EF的长.【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)EF=32.【解析】【分析】(1)连接OC,求出OC∥AD,求出OC⊥PC,根据切线的判定推出即可;(2)连接BE交GF于H,连接OH,求出四边形HGDE是矩形,求出DE=HG,FH=EH,即可得出答案;(3)设OC交HE于M,连接OE、OF,求出∠FHO=∠EHO=45°,根据矩形的性质得出EH∥DG,求出OM=12AE,设OM=a,则HM=a,AE=2a,AE=23DG,DG=3a,求出ME=CD=2a,BM=2a,解直角三角形得出tan∠MBO=12MOBM=,tanP=12COPO=,设OC=k,则PC=2k,根据OP=5k=5求出k=5,根据勾股定理求出a,即可求出答案.【详解】(1)证明:连接OC,∵PC为⊙O的切线,∴OC⊥PC,∵AD⊥PC,∴OC∥AD,∴∠OCA=∠DAC,∵OC=OA,∴∠PAC=∠OCA,∴∠DAC=∠PAC;(2)证明:连接BE交GF于H,连接OH,∵FG∥AD,∴∠FGD+∠D=180°,∵∠D=90°,∴∠FGD=90°,∵AB为⊙O的直径,∴∠BEA=90°,∴∠BED=90°,∴∠D=∠HGD=∠BED=90°,∴四边形HGDE是矩形,∴DE=GH,DG=HE,∠GHE=90°,∵BF AF=,∴∠HEF=∠FEA=12∠BEA=1902o⨯=45°,∴∠HFE=90°﹣∠HEF=45°,∴∠HEF=∠HFE,∴FH=EH,∴FG=FH+GH=DE+DG;(3)解:设OC交HE于M,连接OE、OF,∵EH=HF,OE=OF,HO=HO,∴△FHO≌△EHO,∴∠FHO=∠EHO=45°,∵四边形GHED是矩形,∴EH∥DG,∴∠OMH=∠OCP=90°,∴∠HOM=90°﹣∠OHM=90°﹣45°=45°,∴∠HOM=∠OHM,∴HM=MO,∵OM⊥BE,∴BM=ME,∴OM=12 AE,设OM=a,则HM=a,AE=2a,AE=23DG,DG=3a,∵∠HGC=∠GCM=∠GHE=90°,∴四边形GHMC是矩形,∴GC=HM=a,DC=DG﹣GC=2a,∵DG=HE,GC=HM,∴ME=CD=2a,BM=2a,在Rt△BOM中,tan∠MBO=122 MO aBM a==,∵EH∥DP,∴∠P=∠MBO,tanP=12 COPO=,设OC=k,则PC=2k,在Rt△POC中,,解得:在Rt△OME中,OM2+ME2=OE2,5a2=5,a=1,∴HE=3a=3,在Rt△HFE中,∠HEF=45°,∴.【点睛】考查了切线的性质,矩形的性质和判定,解直角三角形,勾股定理等知识点,能综合运用性质进行推理是解此题的关键.2.如图,⊙M交x轴于B、C两点,交y轴于A,点M的纵坐标为2.B(﹣O),C,O).(1)求⊙M的半径;(2)若CE⊥AB于H,交y轴于F,求证:EH=FH.(3)在(2)的条件下求AF的长.【答案】(1)4;(2)见解析;(3)4.【解析】【分析】(1)过M作MT⊥BC于T连BM,由垂径定理可求出BT的长,再由勾股定理即可求出BM的长;(2)连接AE,由圆周角定理可得出∠AEC=∠ABC,再由AAS定理得出△AEH≌△AFH,进而可得出结论;(3)先由(1)中△BMT的边长确定出∠BMT的度数,再由直角三角形的性质可求出CG 的长,由平行四边形的判定定理判断出四边形AFCG为平行四边形,进而可求出答案.【详解】(1)如图(一),过M作MT⊥BC于T连BM,∵BC是⊙O的一条弦,MT是垂直于BC的直径,∴BT=TC=123∴124+;(2)如图(二),连接AE,则∠AEC=∠ABC,∵CE⊥AB,∴∠HBC+∠BCH=90°在△COF中,∵∠OFC+∠OCF=90°,∴∠HBC=∠OFC=∠AFH,在△AEH和△AFH中,∵AFH AEHAHF AHE AH AH∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△AEH≌△AFH(AAS),∴EH=FH;(3)由(1)易知,∠BMT=∠BAC=60°,作直径BG,连CG,则∠BGC=∠BAC=60°,∵⊙O的半径为4,∴CG=4,连AG ,∵∠BCG=90°,∴CG ⊥x 轴,∴CG ∥AF ,∵∠BAG=90°,∴AG ⊥AB ,∵CE ⊥AB ,∴AG ∥CE ,∴四边形AFCG 为平行四边形,∴AF=CG=4.【点睛】本题考查的是垂径定理、圆周角定理、直角三角形的性质及平行四边形的判定与性质,根据题意作出辅助线是解答此题的关键.3.如图,AB 是半圆的直径,过圆心O 作AB 的垂线,与弦AC 的延长线交于点D ,点E 在OD 上DCE B ∠=∠.(1)求证:CE 是半圆的切线;(2)若CD=10,2tan 3B =,求半圆的半径.【答案】(1)见解析;(2)13【解析】分析: (1)连接CO ,由DCE B ∠=∠且OC=OB,得DCE OCB ∠=∠,利用同角的余角相等判断出∠BCO+∠BCE=90°,即可得出结论;(2)设AC=2x ,由根据题目条件用x 分别表示出OA 、AD 、AB ,通过证明△AOD ∽△ACB ,列出等式即可.详解:(1)证明:如图,连接CO .∵AB 是半圆的直径,∴∠ACB =90°.∴∠DCB =180°-∠ACB =90°.∴∠DCE+∠BCE=90°.∵OC =OB ,∴∠OCB =∠B.∵=DCE B ∠∠,∴∠OCB =∠DCE .∴∠OCE =∠DCB =90°.∴OC ⊥CE .∵OC 是半径,∴CE 是半圆的切线.(2)解:设AC =2x ,∵在Rt △ACB 中,2tan 3AC B BC ==, ∴BC =3x .∴()()222313AB x x x =+=.∵OD ⊥AB ,∴∠AOD =∠A CB=90°.∵∠A =∠A ,∴△AOD ∽△ACB .∴AC AO AB AD=. ∵1132OA AB ==,AD =2x +10, ∴113221013x x x =+. 解得 x =8. ∴138413OA ==则半圆的半径为413.点睛:本题考查了切线的判定与性质,圆周角定理,相似三角形.4.定义:有一个角是其邻角一半的圆内接四边形叫做圆内倍角四边形.(1)如图1,四边形ABCD内接于⊙O,∠DCB﹣∠ADC=∠A,求证:四边形ABCD为圆内接倍角四边形;(2)在(1)的条件下,⊙O半径为5.①若AD为直径,且sinA=45,求BC的长;②若四边形ABCD中有一个角为60°,且BC=CD,则四边形ABCD的面积是;(3)在(1)的条件下,记AB=a,BC=b,CD=c,AD=d,求证:d2﹣b2=ab+cd.【答案】(1)见解析;(2)①BC=6,753或754;(3)见解析【解析】【分析】(1)先判断出∠ADC=180°﹣2∠A.进而判断出∠ABC=2∠A,即可得出结论;(2)①先用锐角三角函数求出BD,进而得出AB,由(1)得出∠ADB=∠BDC,即可得出结论;②分两种情况:利用面积和差即可得出结论;(3)先得出BE=BC=b,DE=DA=b,进而得出CE=d﹣c,再判断出△EBC∽△EDA,即可得出结论.【详解】(1)设∠A=α,则∠DCB=180°﹣α.∵∠DCB﹣∠ADC=∠A,∴∠ADC=∠DCB﹣∠A=180°﹣α﹣α=180°﹣2α,∴∠ABC=180°﹣∠ADC=2α=2∠A,∴四边形ABCD是⊙O内接倍角四边形;(2)①连接BD.∵AD是⊙O的直径,∴∠ABD=90°.在Rt△ABD中,AD=2×5=10,sin∠A=45,∴BD=8,根据勾股定理得:AB=6,设∠A=α,∴∠ADB=90°﹣α.由(1)知,∠ADC=180°﹣2α,∴∠BDC=90°﹣α,∴∠ADB=∠BDC,∴BC=AB=6;②若∠ADC=60°时.∵四边形ABCD是圆内接倍角四边形,∴∠BCD=120°或∠BAD=30°.Ⅰ、当∠BCD=120°时,如图3,连接OA,OB,OC,OD.∵BC=CD,∴∠BOC=∠COD,∴∠OCD=∠OCB=12∠BCD=60°,∴∠CDO=60°,∴AD是⊙O 的直径,(为了说明AD是直径,点O没有画在AD上)∴∠ADC+∠BCD=180°,∴BC∥AD,∴AB=CD.∵BC=CD,∴AB=BC=CD,∴△OAB,△BOC,△COD是全等的等边三角形,∴S四边形ABCD=3S△AOB=3×34×52=7534.Ⅱ、当∠BAD=30°时,如图4,连接OA,OB,OC,OD.∵四边形ABCD是圆内接四边形,∴∠BCD=180°﹣∠BAD=150°.∵BC=CD,∴∠BOC=∠COD,∴∠BCO=∠DCO=12∠BCD=75°,∴∠BOC=∠DOC=30°,∴∠OBA=45°,∴∠AOB=90°.连接AC,∴∠DAC=12∠BAD=15°.∵∠ADO=∠OAB﹣∠BAD=15°,∴∠DAC=∠ADO,∴OD∥AC,∴S△OAD=S△OCD.过点C作CH⊥OB于H.在Rt△OCH中,CH=12OC=52,∴S四边形ABCD=S△COD+S△BOC+S△AOB﹣S△AOD=S△BOC+S△AOB=1522×5+12×5×5=754.故答案为:753或754;(3)延长DC ,AB 交于点E .∵四边形ABCD 是⊙O 的内接四边形,∴∠BCE =∠A =12∠ABC . ∵∠ABC =∠BCE +∠A ,∴∠E =∠BCE =∠A ,∴BE =BC =b ,DE =DA =b ,∴CE =d ﹣c . ∵∠BCE =∠A ,∠E =∠E ,∴△EBC ∽△EDA ,∴CE BC AE AD =,∴d c b a b d-=+,∴d 2﹣b 2=ab +cd .【点睛】本题是圆的综合题,主要考查了圆的内接四边形的性质,新定义,相似三角形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,正确作出辅助线是解答本题的关键.5.等腰Rt △ABC 和⊙O 如图放置,已知AB=BC=1,∠ABC=90°,⊙O 的半径为1,圆心O 与直线AB 的距离为5.(1)若△ABC 以每秒2个单位的速度向右移动,⊙O 不动,则经过多少时间△ABC 的边与圆第一次相切?(2)若两个图形同时向右移动,△ABC 的速度为每秒2个单位,⊙O 的速度为每秒1个单位,则经过多少时间△ABC 的边与圆第一次相切?(3)若两个图形同时向右移动,△ABC 的速度为每秒2个单位,⊙O 的速度为每秒1个单位,同时△ABC 的边长AB 、BC 都以每秒0.5个单位沿BA 、BC 方向增大.△ABC 的边与圆第一次相切时,点B 运动了多少距离?【答案】(152-;(2) 52;(32042- 【解析】 分析:(1)分析易得,第一次相切时,与斜边相切,假设此时,△ABC 移至△A′B′C′处,A′C′与⊙O 切于点E ,连OE 并延长,交B′C′于F .由切线长定理易得CC′的长,进而由三角形运动的速度可得答案;(2)设运动的时间为t 秒,根据题意得:CC′=2t ,DD′=t ,则C′D′=CD+DD′-CC′=4+t -2t=4-t ,由第(1)的结论列式得出结果;(3)求出相切的时间,进而得出B 点移动的距离.详解:(1)假设第一次相切时,△ABC 移至△A′B′C′处,如图1,A′C′与⊙O 切于点E ,连接OE 并延长,交B′C′于F ,设⊙O 与直线l 切于点D ,连接OD ,则OE ⊥A′C′,OD ⊥直线l ,由切线长定理可知C′E=C′D ,设C′D=x ,则C′E=x ,∵△ABC 是等腰直角三角形,∴∠A=∠ACB=45°,∴∠A′C′B′=∠ACB=45°,∴△EFC′是等腰直角三角形,∴C′F=2x ,∠OFD=45°, ∴△OFD 也是等腰直角三角形,∴OD=DF ,∴2x+x=1,则x=2-1,∴CC′=BD -BC-C′D=5-1-(2-1)=5-2,∴点C 运动的时间为522-; 则经过52-秒,△ABC 的边与圆第一次相切; (2)如图2,设经过t 秒△ABC 的边与圆第一次相切,△ABC 移至△A′B′C′处,⊙O 与BC 所在直线的切点D 移至D′处,A′C′与⊙O 切于点E ,连OE 并延长,交B′C′于F ,∵CC′=2t ,DD′=t ,∴C′D′=CD+DD′-CC′=4+t -2t=4-t ,由切线长定理得C′E=C′D′=4-t ,由(1)得:4-t=2-1, 解得:t=5-2,答:经过5-2秒△ABC 的边与圆第一次相切;(3)由(2)得CC′=(2+0.5)t=2.5t ,DD′=t ,则C′D′=CD+DD′-CC′=4+t -2.5t=4-1.5t ,由切线长定理得C′E=C′D′=4-1.5t ,由(1)得:4-1.5t=2-1,解得:t=1022-, ∴点B 运动的距离为2×1022-=2042-.点睛:本题要求学生熟练掌握圆与直线的位置关系,并结合动点问题进行综合分析,比较复杂,难度较大,考查了学生数形结合的分析能力.6.如图,⊙O 的直径AB =8,C 为圆周上一点,AC =4,过点C 作⊙O 的切线l ,过点B 作l 的垂线BD ,垂足为D ,BD 与⊙O 交于点E .(1)求∠AEC 的度数;(2)求证:四边形OBEC 是菱形.【答案】(1)30°;(2)详见解析.【解析】【分析】(1)易得△AOC 是等边三角形,则∠AOC =60°,根据圆周角定理得到∠AEC =30°; (2)根据切线的性质得到OC ⊥l ,则有OC ∥BD ,再根据直径所对的圆周角为直角得到∠AEB=90°,则∠EAB=30°,可证得AB∥CE,得到四边形OBE C为平行四边形,再由OB =OC,即可判断四边形OBEC是菱形.【详解】(1)解:在△AOC中,AC=4,∵AO=OC=4,∴△AOC是等边三角形,∴∠AOC=60°,∴∠AEC=30°;(2)证明:∵OC⊥l,BD⊥l.∴OC∥BD.∴∠ABD=∠AOC=60°.∵AB为⊙O的直径,∴∠AEB=90°,∴△AEB为直角三角形,∠EAB=30°.∴∠EAB=∠AEC.∴CE∥OB,又∵CO∥EB∴四边形OBEC为平行四边形.又∵OB=OC=4.∴四边形OBEC是菱形.【点睛】本题考查了切线的性质:圆的切线垂直于过切点的半径.也考查了圆周角定理及其推论以及菱形的判定方法.7.如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,AC为直径,BD AD=,DE⊥BC,垂足为E.(1)判断直线ED与⊙O的位置关系,并说明理由;(2)若CE=1,AC=4,求阴影部分的面积.【答案】(1)ED与O相切.理由见解析;(2)2=33Sπ-阴影【解析】【分析】(1)连结OD,如图,根据圆周角定理,由BD AD=得到∠BAD=∠ACD,再根据圆内接四边形的性质得∠DCE =∠BAD ,所以∠ACD =∠DCE ;利用内错角相等证明OD ∥BC ,而DE ⊥BC ,则OD ⊥DE ,于是根据切线的判定定理可得DE 为⊙O 的切线;(2)作OH ⊥BC 于H ,易得四边形ODEH 为矩形,所以OD =EH =2,则CH =HE ﹣CE =1,于是有∠HOC =30°,得到∠COD =60°,然后根据扇形面积公式、等边三角形的面积公式和阴影部分的面积=S 扇形OCD ﹣S △OCD 进行计算即可.【详解】(1)直线ED 与⊙O 相切.理由如下:连结OD ,如图,∵BD AD =,∴∠BAD =∠ACD .∵∠DCE =∠BAD ,∴∠ACD =∠DCE .∵OC =OD ,∴∠OCD =∠ODC ,而∠OCD =∠DCE ,∴∠DCE =∠ODC ,∴OD ∥BC . ∵DE ⊥BC ,∴OD ⊥DE ,∴DE 为⊙O 的切线;(2)作OH ⊥BC 于H ,则四边形ODEH 为矩形,∴OD =EH .∵CE =1,AC =4,∴OC =OD =2,∴CH =HE ﹣CE =2﹣1=1.在Rt △OHC 中,∵OC =2,CH =1,∠OHC =90°,∠HOC =30°,∴∠COD =60°,∴阴影部分的面积=S 扇形OCD ﹣S △OCD26023360π⋅⋅=-•22 23=π3-.【点睛】本题考查了切线的判定定理:经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线.要证某线是圆的切线,已知此线过圆上某点,连接圆心与这点(即为半径),再证垂直即可.也考查了扇形面积的计算.8.如图所示,ABC ∆内接于圆O ,CD AB ⊥于D ;(1)如图1,当AB 为直径,求证:OBC ACD ∠=∠;(2)如图2,当AB 为非直径的弦,连接OB ,则(1)的结论是否成立?若成立请证明,不成立说明由;(3)如图3,在(2)的条件下,作AE BC ⊥于E ,交CD 于点F ,连接ED ,且2AD BD ED =+,若3DE =,5OB =,求CF 的长度.【答案】(1)见解析;(2)成立;(3)145【解析】【分析】 (1)根据圆周角定理求出∠ACB=90°,求出∠ADC=90°,再根据三角形内角和定理求出即可; (2)根据圆周角定理求出∠BOC=2∠A ,求出∠OBC=90°-∠A 和∠ACD=90°-∠A 即可; (3)分别延长AE 、CD 交⊙O 于H 、K ,连接HK 、CH 、AK ,在AD 上取DG=BD ,延长CG 交AK 于M ,延长KO 交⊙O 于N ,连接CN 、AN ,求出关于a 的方程,再求出a 即可.【详解】(1)证明:∵AB 为直径,∴ACB 90∠=︒, ∵CD AB ⊥于D , ∴ADC 90∠=︒,∴OBC A 90∠∠+=︒,A ACD 90∠∠+=︒,∴OBC ACD ∠∠=;(2)成立,证明:连接OC ,由圆周角定理得:BOC 2A ∠∠=,∵OC OB =,∴()()11OBC 180BOC 1802A 90A 22∠∠∠∠=︒-=︒-=︒-, ∵ADC 90∠=︒,∴ACD 90A ∠∠=︒-,∴OBC ACD ∠∠=;(3)分别延长AE 、CD 交⊙O 于H 、K ,连接HK 、CH 、AK ,∵AE BC ⊥,CD BA ⊥,∴AEC ADC 90∠∠==︒,∴BCD CFE 90∠∠+=︒,BAH DFA 90∠∠+=︒,∵CFE DFA ∠∠=,∴BCD BAH ∠∠=,∵根据圆周角定理得:BAH BCH ∠∠=,∴BCD BAH BCH ∠∠∠==,∴由三角形内角和定理得:CHE CFE ∠∠=, ∴CH CF =,∴EH EF =,同理DF DK =,∵DE 3=,∴HK 2DE 6==,在AD 上取DG BD =,延长CG 交AK 于M ,则AG AD BD 2DE 6=-==, BC GC =,∴MCK BCK BAK ∠∠∠==,∴CMK 90∠=︒,延长KO 交⊙O 于N ,连接CN 、AN ,则NAK 90CMK ∠∠=︒=,∴CM //AN ,∵NCK ADK 90∠∠==︒,∴CN //AG ,∴四边形CGAN 是平行四边形,∴AG CN 6==,作OT CK ⊥于T ,则T 为CK 的中点,∵O 为KN 的中点, ∴1OT CN 32==,∵OTC 90∠=︒,OC 5=,∴由勾股定理得:CT 4=,∴CK 2CT 8==,作直径HS ,连接KS ,∵HK 6=,HS 10=,∴由勾股定理得:KS 8=, ∴3tan HSK tan HAK 4∠∠==, ∴1tan EAB tan BCD 3∠∠==, 设BD a =,CD 3a =, ∴AD BD 2ED a 6=+=+,11DK AD a 233==+, ∵CD DK CK +=,∴13a a 283++=, 解得:9a 5=, ∴113DK a 235=+=, ∴2614CF CK 2DK 855=-=-=. 【点睛】本题考查了垂径定理、解直角三角形、等腰三角形的性质、圆周角定理、勾股定理等知识点,能综合运用知识点进行推理是解此题的关键,综合性比较强,难度偏大.9.如图,在△ABC 中,AB =AC ,以AC 为直径作⊙O 交BC 于点D ,过点D 作FE ⊥AB 于点E ,交AC 的延长线于点F .(1)求证:EF 与⊙O 相切;(2)若AE =6,sin ∠CFD =35,求EB 的长.【答案】(1)见解析(2)32【解析】【分析】()1如图,欲证明EF 与O 相切,只需证得OD EF ⊥.()2通过解直角AEF 可以求得AF 10.=设O 的半径为r ,由已知可得△FOD ∽△FAE ,继而得到OF OD AF AE =,即10r r 106-=,则易求15AB AC 2r 2===,所以153EB AB AE 622=-=-=. 【详解】(1)如图,连接OD ,OC OD =,OCD ODC ∠∠∴=.AB AC =,ACB B ∠∠∴=,ODC B ∠∠∴=,OD //AB ∴,ODF AEF ∠∠∴=,EF AB ⊥, ODF AEF 90∠∠∴==,OD EF ∴⊥,OD 是O 的半径,EF ∴与O 相切;()2由()1知,OD//AB ,OD EF ⊥.在Rt AEF 中,AE 3sin CFD AF 5∠==,AE 6=, 则AF 10=, OD //AB ,∴△FOD ∽△FAE ,OF OD AF AE∴=, 设O 的半径为r ,10r r 106-∴=,解得,15r 4=, 15AB AC 2r 2∴===, 153EB AB AE 622∴=-=-=. 【点睛】 本题考查了切线的判定、相似三角形的判定与性质、解直角三角形的应用等,正确添加辅助线、灵活应用相关知识是解题的关键.10.对于平面内的⊙C 和⊙C 外一点Q ,给出如下定义:若过点Q 的直线与⊙C 存在公共点,记为点A ,B ,设AQ BQ k CQ+=,则称点A (或点B )是⊙C 的“K 相关依附点”,特别地,当点A 和点B 重合时,规定AQ=BQ ,2AQ k CQ =(或2BQ CQ ). 已知在平面直角坐标系xoy 中,Q(-1,0),C(1,0),⊙C 的半径为r .(1)如图1,当2r =时,①若A 1(0,1)是⊙C 的“k 相关依附点”,求k 的值.②A 2(1+2,0)是否为⊙C 的“2相关依附点”.(2)若⊙C 上存在“k 相关依附点”点M ,①当r=1,直线QM 与⊙C 相切时,求k 的值.②当3k =时,求r 的取值范围.(3)若存在r 的值使得直线3y x b =-+与⊙C 有公共点,且公共点时⊙C 的“3相关依附点”,直接写出b 的取值范围.【答案】(1)2.②是;(2)①3k =②r 的取值范围是12r <≤;(3)333b -<. 【解析】【分析】(1)①如图1中,连接AC 、1QA .首先证明1QA 是切线,根据2AQ k CQ =计算即可解决问题; ②根据定义求出k 的值即可判断; (2)①如图,当1r =时,不妨设直线QM 与C 相切的切点M 在x 轴上方(切点M 在x 轴下方时同理),连接CM ,则QM CM ⊥,根据定义计算即可; ②如图3中,若直线QM 与C 不相切,设直线QM 与C 的另一个交点为N (不妨设QN QM <,点N ,M 在x 轴下方时同理),作CD QM ⊥于点D ,则MD ND =,可得()222MQ NQ MN NQ NQ ND NQ DQ +=++=+=,2CQ ,推出2MQ NQ DQ k DQ CQ CQ +===,可得当3k =时,3DQ =,此时221CD CQ DQ =-=,假设C 经过点Q ,此时2r ,因为点Q 早C 外,推出r 的取值范围是12r <; (3)如图4中,由(2)可知:当3k =时,12r <.当2r 时,C 经过点(1,0)Q -或(3,0)E ,当直线3y x b =-+经过点Q 时,3b =-,当直线3y x b =-+经过点E 时,33b =,即可推出满足条件的b 的取值范围为333b -<<.【详解】(1)①如图1中,连接AC 、1QA .由题意:1OC OQ OA ==,∴△1QA C 是直角三角形,190CA Q ∴∠=︒,即11CA QA ⊥,1QA ∴是C 的切线,12222QA k QC ∴=== ②2(12,0)A +在C 上,2212122k +∴==,2A ∴是C 的“2相关依附点”.2(2)①如图2,当1r =时,不妨设直线QM 与C 相切的切点M 在x 轴上方(切点M 在x 轴下方时同理),连接CM ,则QM CM ⊥.(1,0)Q -,(1,0)C ,1r =,2CQ ∴=,1CM =,∴3MQ =,此时23MQ k CQ ==; ②如图3中,若直线QM 与C 不相切,设直线QM 与C 的另一个交点为N (不妨设QN QM <,点N ,M 在x 轴下方时同理),作CD QM ⊥于点D ,则MD ND =,()222MQ NQ MN NQ NQ ND NQ DQ ∴+=++=+=,2CQ =,∴2MQ NQ DQ k DQ CQ CQ +===,∴当3k =时,3DQ =,此时221CD CQ DQ =-=,假设C 经过点Q ,此时2r ,点Q 早C 外,r ∴的取值范围是12r <.(3)如图4中,由(2)可知:当3k =时,12r <.当2r 时,C 经过点(1,0)Q -或(3,0)E ,当直线3y x b =+经过点Q 时,3b =3y x b =-+经过点E 时,33b =,∴满足条件的b 的取值范围为333b -<.【点睛】本题考查了一次函数综合题、圆的有关知识、勾股定理、切线的判定和性质、点A (或点)B 是C 的“k 相关依附点”的定义等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题,学会考虑特殊位置解决问题,属于中考压轴题.。
2024年中考数学高频压轴题训练——圆的综合题含参考答案
2024年中考数学高频压轴题训练——圆的综合题1.如图,在ABC 中,AB AC =,以AB 为直径的O 分别与,BC AC 交于点,D E ,过点D 作DF AC ⊥,垂足为点F .(1)求证:直线DF 是O 的切线;(2)求证:24BC CF AC =⋅;(3)若O 的半径为4,15CDF ∠=︒,求阴影部分的面积.2.如图,AB 为⊙O 的直径,点C 是⊙O 上一点,CD 与⊙O 相切于点C ,过点A 作AD ⊥DC ,连接AC ,BC.(1)求证:AC 是∠DAB 的角平分线;(2)若AD =2,AB =3,求AC 的长.3.如图,在ABC 中,AB AC =,以AB 为直径的O 交BC 于点D ,DE AC ⊥交BA 的延长线于点E ,交AC 于点F .(1)求证:DE 是O 的切线;(2)若364AC tanE ==,,求AF 的长.4.如图,⊙O 是Rt △ABC 的外接圆,AB 为直径,∠ABC=30°,CD 是⊙O 的切线,ED ⊥AB 于F ,(1)求证:△CDE 是等腰三角形;(2)若AB=4,)21AE =,求证:△OBC ≌△DCE .5.已知锐角△ABC 内接于圆O ,D 为弧AC 上一点,分别连接AD 、BD 、CD ,且∠ACB =90°﹣12∠BAD .(1)如图1,求证:AB =AD ;(2)如图2,在CD 延长线上取点E ,连接AE ,使AE =AD ,过E 作EF 垂直BD 的延长线于点F ,过C 作CG ⊥EC 交EF 延长线于点G ,设圆O 半径为r ,求证:EG =2r ;(3)如图3,在(2)的条件下,连接DG ,若AC =BC ,DE =4CD ,当△ACD 的面积为10时,求DG 的长度.6.如图,已知AB 是O 的直径,AC 是O 的弦,点E 在O 外,连接CE ,ACB ∠的平分线交O 于点D .(1)若BCE BAC ∠=∠,求证:CE 是O 的切线;(2)若4AD =,3BC =,求弦AC 的长.7.如图,在Rt △ABC 中,∠ABC =90o ,以BC 为直径的半圆⊙O 交AC 于点D ,点E 是AB 的中点,连接DE 并延长,交CB 延长线于点F .(1)判断直线DF 与⊙O 的位置关系,并说明理由;(2)若CF =8,DF =4,求⊙O 的半径和AC 的长.8.在平面直角坐标系xOy 中,当图形W 上的点P 的横坐标和纵坐标相等时,则称点P 为图形W 的“梦之点”.(1)已知⊙O 的半径为1.①在点E (1,1),F (22,-22),M(-2,-2)中,⊙O 的“梦之点”为;②若点P 位于⊙O 内部,且为双曲线y =k x (k≠0)的“梦之点”,求k 的取值范围.(2)已知点C 的坐标为(1,t ),⊙C 的半径为,若在⊙C 上存在“梦之点”P ,直接写出t 的取值范围.(3)若二次函数21y ax ax =-+的图象上存在两个“梦之点”()11A x y ,,()22B x y ,,且122x x -=,求二次函数图象的顶点坐标.9.如图,点A 是⊙O 直径BD 延长线上的一点,AC 是⊙O 的切线,C 为切点.AD =CD ,(1)求证:AC =BC ;(2)若⊙O 的半径为1,求△ABC 的面积.10.如图,△ABC 中,∠ACB =90°,BO 为△ABC 的角平分线,以点O 为圆心,OC 为半径作⊙O 与线段AC 交于点D.(1)求证:AB 为⊙O 的切线;(2)若tanA =34,AD =2,求BO 的长.11.如图①,A 是O 外一点,AB 与O 相切于点B ,AO 的延长线交O 于点C ,过点B 作//BD AC ,交O 于点D ,连接DO ,并延长DO 交O 于点E ,连接AE .已知2BD =,O 的半径为3.(1)求证:AE 是O 的切线;(2)求AE 的长;(3)如图②,若点M 是O 上一点,且3BM =,过A 作//AN BM ,交弧ME 于点N ,连接ME ,交AN 于点G ,连接OG ,则OG 的长度是.12.我们把三角形三边上的高产生的三个垂足组成的三角形称为该三角形的垂足三角形.(1)如图1,△ABC 中,AB =AC =8,BC =6,△DEF 是△ABC 的垂足三角形,求DE 的长.(2)如图2,圆内接三角形ABC 中,AB =AC =x ,BC =6,△ABC 的垂足三角形DEF 的周长为y .①求y 与x 的关系式;②若△DEF 的周长为19225时,求⊙O 的半径.13.如图,⊙O 是Rt △ABC 的外接圆,∠ABC =90°,D 为圆上一点,且B ,D 两点位于AC 异侧,连接BD ,交AC 于E ,点F 为BD 延长线上一点,连接AF ,使得∠DAF =∠ABD.(1)求证:AF 为⊙O 的切线;(2)当点D 为EF 的中点时,求证:AD 2=AO•AE ;(3)在(2)的条件下,若sin ∠BAC =13,AF =2,求BF 的长.14.如图,△ABC 内接于⊙O ,直径BD 交AC 于E ,过O 作FG ⊥AB ,交AC 于F ,交AB 于H ,交⊙O 于G .(1)求证:OF•DE=2OE•OH ;(2)若⊙O 的半径为12,且OE :OF :OD=2:3:6,求阴影部分的面积.(结果保留根号)15.如图,点P 是圆O 直径CA 延长线上的一点,PB 切圆O 于点B ,点D 是圆上的一点,连接AB ,AD ,BD ,CD ,∠P=30°.(1)求证:PB=BC ;(2)若AD=6,tan∠DCA=34,求BD的长.16.在矩形ABCD中,AB=6,BC=8,BE⊥AC于点E,点O是线段AC上的一点,以AO为半径作圆O 交线段AC于点G,设AO=m.(1)直接写出AE的长:AE=;(2)取BC中点P,连接PE O与△BPE一边所在的直线相切时,求出m的长;(3)设圆O交BE于点F,连接AF并延长交BC于点H.①连接GH,当BF=BH时,求△BFH的面积;②连接DG,当tan∠HFB=3时,直接写出DG的长,DG.17.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,BC=1,以边AC上一点O为圆心,OA为半径的⊙O 经过点B.(1)求⊙O的半径;(2)点P为 AB中点,作PQ⊥AC,垂足为Q,求OQ的长;(3)在(2)的条件下,连接PC ,求tan ∠PCA 的值.18.О 直径12AB cm AM =,和BN 是О 的切线,DC 切О 于点E 且交AM 于点D ,交BN 于点C ,设AD x BC y ==,.(1)求y 与x 之间的关系式;(2)x y ,是关于t 的一元二次方程22300t t m -+=的两个根,求x y ,的值;(3)在(2)的条件下,求COD ∆的面积.19.(1)问题发现:如图1,ABC 内接于半径为4的O ,若60C ∠=︒,则AB =;(2)问题探究:如图2,四边形ABCD 内接于半径为6的O ,若120B ∠=︒,求四边形ABCD 的面积最大值;(3)解决问题:如图3,一块空地由三条直路(线段AD 、AB 、BC )和一条弧形道路CD 围成,点M 是AB 道路上的一个地铁站口,已知AD BM =1=千米,2AM BC ==千米,60A B ∠=∠=︒,CD 的半径为1千米,市政府准备将这块空地规划为一个公园,主入口在点M 处,另外三个入口分别在点C 、D 、P 处,其中点P 在CD 上,并在公园中修四条慢跑道,即图中的线段DM 、MC 、CP 、PD ,是否存在一种规划方案,使得四条慢跑道总长度(即四边形DMCP 的周长)最大?若存在,求其最大值;若不存在,说明理由.20.在平面直角坐标系xOy 中,给定圆C 和点P ,若过点P 最多可以作出k 条不同的直线,且这些直线被圆C 所截得的线段长度为正整数,则称点P 关于圆C 的特征值为.k 已知圆O 的半径为2,(1)若点M 的坐标为()11,,则经过点M 的直线被圆O 截得的弦长的最小值为,点M 关于圆O 的特征值为;(2)直线y x b =+分别与x ,y 轴交于点A ,B ,若线段AB 上总存在关于圆O 的特征值为4的点,求b 的取值范围;(3)点T 是x 轴正半轴上一点,圆T 的半径为1,点R ,S 分别在圆O 与圆T 上,点R 关于圆T 的特征值记为r ,点S 关于圆O 的特征值记为.s 当点T 在x 轴正轴上运动时,若存在点R ,S ,使得3r s +=,直接写出点T 的横坐标t 的取值范围.21.如图,AB 是⊙O 的直径,DO ⊥AB 于点O ,连接DA 交⊙O 于点C ,过点C 作⊙O 的切线交DO 于点E ,连接BC 交DO 于点F .(1)求证:CE=EF ;(2)连接AF 并延长,交⊙O 于点G .填空:①当∠D 的度数为时,四边形ECFG 为菱形;②当∠D 的度数为时,四边形ECOG 为正方形.22.如图,四边形ABCD 内接于O ,O 的半径为4,90ADC AB BC ∠=︒=,,对角线AC 、BD 相交于点P.过点P 分别作PE AD ⊥于点E ,PF CD ⊥于点F.(1)求证:四边形DEPF 为正方形;(2)若 2AD CD =,求正方形DEPF 的边长;(3)设PC的长为x,图中阴影部分的面积为y,求y与x之间的函数关系式,并写出y的最大值.答案解析部分1.【答案】(1)证明:如图所示,连接OD ,∵AB AC =,∴ABC C ∠=∠,而OB OD =,∴ODB ABC C ∠=∠=∠,∵DF AC ⊥,∴90CDF C ∠+∠=︒,∴90CDF ODB ∠+∠=︒,∴90ODF ∠=︒,∴直线DF 是O 的切线(2)证明:连接AD ,则AD BC ⊥,则AB AC =,则12DB DC BC ==,∵90CDF C ∠+∠=︒,90C DAC ∠+∠=︒,∴CDF DCA ∠=∠,而90DFC ADC ∠=∠=︒,∴CFD CDA ∽,∴2CD CF AC =⋅,即24BC CF AC=⋅(3)解:连接OE ,∵15,75CDF C ∠=︒∠=︒,∴30OAE OEA ∠=︒=∠,∴120AOE ∠=︒,11sin 2cos sin 422OAE S AE OE OEA OE OEA OE OEA =⨯∠=⨯⨯∠⨯∠= ,21201643603OAE S OAE S S ππ︒︒=-=⨯-- 阴影部分扇形2.【答案】(1)证明:连接OC,如图,∵CD与⊙O相切于点C,∴∠OCD=90°,∴∠ACD+∠ACO=90°,∵AD⊥DC,∴∠ADC=90°,∴∠ACD+∠DAC=90°,∴∠ACO=∠DAC,∵OA=OC,∴∠OAC=∠OCA,∴∠DAC=∠OAC,∴AC是∠DAB的角平分线;(2)∵AB是⊙O的直径,∴∠ACB=90°,∴∠D=∠ACB=90°,∵∠DAC=∠BAC,∴Rt△ADC∽Rt△ACB,∴AD ACAC AB,∴AC2=AD•AB=2×3=6,∴AC=3.【答案】(1)证明:如下图,连接OD,∵AB AC =,OB OD =,∴B C ∠=∠,B ODB ∠=∠,∴ODB C ∠=∠,∴//OD AC ,∴ODE CFD ∠∠=,又∵DE AC ⊥,∴90CFD ∠= ,∴90ODE ∠= ,∴DE 是O 的切线.(2)解:∵AC=6,∴11322OD OB AB AC ====,在Rt ODE 中,34OD tanE ED ==,∴4ED =,5OE ==,∴532AE OE OB =-=-=,又∵90AEF OED AFE ODE ∠∠∠∠=== ,,∴AFE ODE ~ ,∴AE AF OE OD =,即2=53AF ,∴65AF =.4.【答案】(1)证明:∵AB 为直径,∴∠ACB=90°,又∠ABC=30°,∴∠BAC=60°,又∵OA=OC ,∴△AOC 是正三角形,又∵CD 是⊙O 的切线,∴∠OCD=90°,∴∠DCE=180°﹣60°﹣90°=30°,又∵ED ⊥AB 于F ,∴∠DEC=90°﹣∠BAC=30°,∴∠DCE=∠DEC ,故△CDE 为等腰三角形(2)证明:在Rt △ABC 中,∵AB=4,AC=AO=2,∴BC ==,而)212CE =+-=,∴BC=CE ,又∵∠OBC=∠OCB=∠DCE=∠DEC=30°,∴△OBC ≌△DCE (ASA )5.【答案】(1)证明:如图1中,∵∠ADB =∠ACB ,∠ACB =90°﹣12∠BAD ,∴∠ADB =90°﹣12BAD ,∵∠ABD =180°﹣∠BAD ﹣(90°﹣12∠BAD )=90°﹣12∠BAD ,∴∠ABD =∠ADB ,∴AB =AD (2)证明:如图2中,连接BE 交AC 于L ,连接AO ,延长AO 交BD 于J ,交BE 于T ,连接CO ,延长CO 交⊙O 于K ,连接BK .∵AE =AD ,∴∠ADE =∠AED ,∵∠ADE+∠ADC =180°,∠ADC+∠ABC =180°,∴∠ADE =∠ABC =∠AED ,∵AB =AD ,∴ AB AD ,∴∠ACB =∠ACE ,AJ ⊥BD ,∵AC =AC ,∴△ACB ≌△ACE (AAS ),∴CB =CE ,∵AB =AE ,∴AC ⊥BE ,∴∠ALB =∠AJB =90°,∵∠ATL =∠BTJ ,∴∠TAL =∠TBJ ,∵AB =AD =AE ,∴∠BED =12∠BAD =∠BAJ ,∵∠EDF =∠DBE+∠DEB ,∴∠EDF =∠BAC ,∵∠K =∠BAC ,∴∠K =∠EDF ,∵CG ⊥CE .EG ⊥BF ,∴∠DFE =∠GCG =90°,∵∠DEF+∠EDF =90°,∠DEF+∠G =90°,∴∠G =∠EDF =∠K ,∵∠CBK =∠GCE =90°,∴△CBK ≌△ECG (AAS ),∴EG =CK =2r(3)解:如图3中,在图2的基础上作AH ⊥DE 于H .∵DE =4CD ,∴可以假设CD =k ,DE =4k ,则CE =CB =CA =5k ,∵AE =AD ,AH ⊥DE ,∴DH =EH =2k ,CH =CD+DH =3k ,∴AH =4k =,AD ==∵S △ACD =12•CD•AH =12•k•4k =10,∴k =(负根舍弃),∴CD =,AC =BC =EC =5,AD =AB =10,设CK 交AB 于J ,OA =OC =r ,则BJ =AJ =5,CJ =10==在Rt △AOJ 中,则有r 2=52+(10﹣r )2,解得r =254,∴EG =2r =252,∴CG =552==∴DG =2=6.【答案】(1)证明:连接OC ,∵AB 是O 的直径,∴∠ACB=90︒,∵OA=OC ,∴∠OAC=∠OCA ,∵∠BCE=∠BAC ,∴∠BCE=∠BAC=∠OCA ,∵∠OCA+∠OCB=90︒,∴∠BCE +∠OCB=90︒,∴∠OCE=90︒,∴CE 是⊙O 的切线;(2)解:连接DB ,∵AB 是⊙O 的直径,∴∠ADB=90︒,∵CD 平分∠ACB ,∴ AD DB=,∴AD DB =,∴△ADB 为等腰直角三角形,∴AB ==,∵AB 是⊙O 的直径,∴∠ACB=90︒,∴AC ==.7.【答案】(1)解:相切证明:连接OD ,OE∵点E 是AB 中点,点O 是BC 中点∴OE 是△ABC 的中位线,∴OE ∥AC∴∠1=∠4,∠2=∠3∵OC =OD ,∴∠3=∠4,∴∠1=∠2∵OB =OD ,OE =OE ,∴△OBE ≌△ODE∴∠ODE =∠OBE =90o∴OD ⊥DE ,∴直线DF 与⊙O 相切.(2)解:设⊙O 半径为x ,则OD =x ,OF =8-x在Rt △FOD 中,222OD FD OF +=,∴2224(8)x x +=-,∴x =3∴⊙O 半径为3∵∠FBE =∠FDO =90°,∠F =∠F ,∴△FBE ∽△FDO ,∴BF BE DF OD =,∵BF =FC -BC =2,OD =3,DF =4,∴BE =32,∵点E 是AB 中点,∴AB =2BE =3在Rt △ABC 中,AC ==8.【答案】(1)F 解:∵⊙O 的半径为1.∴⊙O 的“梦之点”坐标为2222⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭和2222⎛ ⎝⎭,.又∵双曲线k y x=(k≠0)与直线y=x 的交点均为圆的“梦之点”,∴将2222⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭代入双曲线表达式中,得,1=2k xy =,∵点P 位于⊙O 内部.∴102k <<(2)解:-1≤t≤3(3)解:由“梦之点”定义可得:()11A x x ,,()22B x x ,.则21x ax ax =-+.整理得,()2110ax a x -++=,解得,11x =,21x a=.把两个根代入122x x -=中,即112a -=,解得,11a =-,213a =.当1a =-时,21y x x =-++,其顶点坐标为1524⎛⎫ ⎪⎝⎭,,当13a =时,211133y x x =-+,其顶点坐标为111.212⎛⎫ ⎪⎝⎭,9.【答案】(1)证明:连接OC ,∵AC 为切线,C 为切点,∴∠ACO =90°,即∠DCO+∠2=90°,又∵BD 是直径,∴∠BCD =90°,即∠DCO+∠1=90°,∴∠1=∠2,∵AD =CD ,OB =OC ,∴∠A =∠2,∠B =∠1,∴∠A =∠B ,∴AC =BC ;(2)解:由题意可得△DCO 是等腰三角形,∵∠CDO =∠A+∠2,∠DOC =∠B+∠1,∴∠CDO =∠DOC ,即△DCO 是等边三角形,∴∠A =∠B =∠1=∠2=30°,CD =AD =1,∴BC ===,在Rt △BCD 中,作CE ⊥AB 于点E ,在Rt △BEC 中,∠B =30°,∴CE =1BC 2=,BE =32,∴S △ABC =1AB CE 2⋅=1324⨯=.10.【答案】(1)证明:过O 作OH ⊥AB 于H ,∵∠ACB =90°,∴OC ⊥BC ,∵BO 为△ABC 的角平分线,OH ⊥AB ,∴OH =OC ,即OH 为⊙O 的半径,∵OH ⊥AB ,∴AB 为⊙O 的切线;(2)解:设⊙O 的半径为3x ,则OH =OD =OC =3x ,在Rt △AOH 中,∵tanA =34,∴OH AH =34,∴3x AH =34,∴AH =4x ,∴AO =22OH AH +=22(3)(4)x x +=5x ,∵AD =2,∴AO =OD+AD =3x+2,∴3x+2=5x ,∴x =1,∴OA =3x+2=5,OH =OD =OC =3x =3,∴AC =OA+OC =5+3=8,在Rt △ABC 中,∵tanA =BC AC ,∴BC =AC•tanA =8×34=6,∴OB =22OC BC +=2236+=35.11.【答案】(1)证明:连接OB∵AB 与O 相切于点B ,∴OB AB ⊥,∴90OBA ∠=︒∵//BD AC ,∴AOE D ∠=∠,AOB OBD ∠=∠∵OB OD =,∴D OBD ∠=∠,∴AOE AOB ∠=∠,∵OE OB =,OA OA =,∴()SAS AOE AOB ≌∴90OEA OBA ∠=∠=︒∴OE AE⊥又∵点E 在圆上,∴AE 是O 的切线.(2)解:过点O 作OH BD ⊥交BD 于点H .∵OH BD ⊥,O 为圆心,∴112DH BD ==,90OHD ∠=︒在Rt OHD 中,OH ==∵OHD AEO ∠=∠,D AOE ∠=∠,∴AOE ODH∽∴AE OH OE DH=∴2231OH OE AE DH ⨯===(3)12.【答案】(1)解:∵AB =AC ,AD ⊥BC ,∴D 是BC 的中点,又∠BEC 是直角,∴DE =12BC =3.(2)解:①如图,连接CE ,同理(1)可得DE =BD =DF =3,∴∠B =∠BED =∠ACB ,∴△BDE ∽△BAC ,∴36BE x =,∴BE =18x ,∴AE =x ﹣18x ,同理可得:AF =x ﹣18x,∴AE =AF ,∵AB =AC ,∴△AEF ∽△ABC ,∴EF AE BC AB =,∴EF =6﹣2108x ,∴y =12﹣2108x ;②当y =19225时,x =5,如图,连接AD ,∵AB =AC ,∴△ABC 的外心O 在线段AD 上,连接BO ,设⊙O 的半径为r ,则32+(4﹣r )2=r 2,∴r =258,即⊙O 的半径为258.13.【答案】(1)证明:连接CD .AC 是直径,90ADC ∴∠=︒,90DAC ACD ∴∠+∠=︒,ABD ACD ∠=∠ ,DAF ABC ∠=∠,DAF ACD ∴∠=∠,90DAF DAC ∴∠+∠=︒,90FAC ∴∠=︒,AF ∴为O 的切线(2)证明:90FAE ∠=︒ ,DF DE =,AD DE DF ∴==,DAE AED ∴∠=∠,OA OD = ,DAO ADO ∴∠=∠,ADO AED ∴∠=∠,OAD DAE ∠=∠ ,ADO AED ∴ ∽,∴AD AO AE AD=,2AD AO AE∴=⋅(3)解:如图,过点B 作BJ EC ⊥于J .AC 是直径,90ABC ∴∠=︒,1sin 3BC BAC AC ∴∠==,∴可以假设BC a =,3AC a =,BJ AC ⊥ ,90AJB ∴∠=︒,90BAC ABJ ∴∠+∠=︒,90ABJ CBJ ∠+∠=︒,CBJ BAC ∴∠=∠,1sin sin 3CJ CBJ BAC BC ∴∠=∠==,13CJ a ∴=,223BJ ∴==,DA DE = ,DAE AED CEB ∴∠=∠=∠,DAE CBE ∠=∠ ,CEB CBE ∴∠=∠,CE CB a ∴==,1233EJ EC CJ a a a ∴=-=-=,2AE AC EC a =-=,//AF BJ ,∴AF AE BJ EJ=,∴222233a a =,a ∴=,AE ∴=,3EJ =,3BJ =,6EF ∴==,2BE ==,628BF EF BE ∴=+=+=14.【答案】(1)证明:∵BD 是直径,∴∠DAB=90°.∵FG ⊥AB ,∴DA ∥FO .∴△FOE ∽△ADE .∴FO OE AD DE=,即OF•DE=OE•AD ∵O 是BD 的中点,DA ∥OH ,∴AD=2OH∴OF•DE=OE•2OH(2)解:∵⊙O 的半径为12,且OE :OF :OD=2:3:6,∴OE=4,ED=8,OF=6代入(1)中OF•DE=OE•AD ,得AD=12.∴OH=12AD=6.在Rt △OHB 中,OB=2OH ,∴∠OBH=30°,∴∠BOH=60°.∴BH=BO•sin60°=122⨯=2OHB GOB 60121=S S =6183602S ππ⨯⨯∴--⨯⨯- 阴影扇形15.【答案】(1)证明:连接OB ,∵PB 是圆O 的切线∴∠OBP=90°∵∠BOP=90°-∠P=90°-30°=60°∵OC=OB∴∠OBC=∠OCB∵∠POB=∠OBC+∠OCB=2∠OCB=60°∴∠OCB=30°=∠P∴PB=BC(2)解:过点A作AE⊥BD于点E ,∴∠AED=∠AEB=90°,∵AC是直径,∴∠ADC=90°在Rt△ADC中,tan∠DCA=634ADDC DC==,解之DC=8∴10 =在Rt△ABC中,∠ACB=30°,∴AB=1110522AC=⨯=在Rt△ADE中,∠ADE=∠ACB=30°∴DE=6×cos30°=AEB=∠ADC,∠ABE=∠ACD∴△ABE∽△CAD∴AB BEAC DC=,即5108BE=解之:BE=4∴DB=DE+BE=16.【答案】(1)AE=18 5(2)解:当圆O与△BPE的BE边相切时,点E和点G重合,则AE⊥BE∴AE是圆O的直径∴m=111892255AE=⨯=;当圆O与△BPE的BP边相切时,切点为F,连接OF∴∠OFC=∠BEC=90°∵∠OCF=∠BCE∴△OFC∽△BCE∴OF OC BE BC=在Rt△ABC中,BE⊥AC∴AB·BC=AC·BE即6×8=10BE解之:BE=245∴102485m m-=解之:m=154;当圆O与△BPE的PE边相切时,交PE的延长线于点F,切点为F,连接OF∴∠OFE=∠BEC=90°∵∠OEF=∠CEP∵点P是Rt△BEC斜边上的中线∴CP=PE∴∠ECP=∠CEP∴∠OEF=∠ECP∴△OFC∽△CBE∴OF OEBE BC=∵圆O的半径为m∴OE=185-m,OF=m∴1852485mm-=解之:m=2720;答:当圆O与△BPE一边所在的直线相切时,95m=,154m=,2720m=(3)过点F作FM⊥AB,过点F作FN⊥BC于点N易证四边形BMFN是矩形∴FN=BM,∵BH=BF∴∠1=∠2,∵∠1=∠5,∠5+∠3=90°,∠2+∠4=90°∴∠3=∠4∴AF平分∠CAB,FE⊥AC,FM⊥AB∴EF=FM在Rt△AEF和Rt△AMF中A=AA=A∴Rt△AEF≌Rt△AMF(HL)∴AE=AM=3.6∴BM=AB-AM=6-3.6=2.4即FN=2.4,∵FM∥BH∴△AFM∽△ABH∴MF AMBH AB=∴3.6365MFBH==,设MF=3x,则BH=BF=5x,在Rt△BMF 中,4x=4x=2.4解之:x=0.6∴BH=5×0.6=3∴S△BFH=11121832255BH FN⋅=⨯⨯=;;1255 17.【答案】(1)解:连接OB,如图,∵OA=OB,∴∠ABO=∠A=30°,∵∠ACB=90°,∠A=30°,∴∠ABC=60°,∴∠OBC=30°,在Rt△OBC中,cosBC OBCOB∠=,即1 cos30OB︒=,解得233 OB=,即⊙O 的半径为23 3(2)解:连接OP,设AB与QP交于点M,∵点P为 AB的中点,∴OP⊥AB,∴∠QPO+∠PMB=90°,∵PQ⊥AC,∴∠A+∠AMQ=90°,又∵∠AMQ=∠PMB,∴∠QPO=∠A=30°,在Rt△OPQ中,sinOQ QPOOP∠=,即sin30233︒=,∴2313323 OQ==(3)解:在Rt△OBC中,∵3OB =,∠OBC=30°,∠ACB=90°∴3sin 30°=3OC OB =⨯,∴233CQ CO OQ =+=,∴tan 2PQ PCA CQ ∠==18.【答案】(1)解:如图,作DF BN ⊥交BC 于F ;AM BN 、与O 切于点A B、AB AM AB BN ∴⊥⊥,.又DF BN ⊥ ,∴BAD ABC BFD ∠=∠=∠=︒,∴四边形ABFD 是矩形,12BF AD x DF AB ∴====,,BC y = ,FC BC BF y x ∴=-=-;DE 切O 于E ,DE DA x CE CB y ∴====,,则DC DE CE x y =+=+,在Rt DFC ∆中,222CD FC DF =+,即222()()12x y y x +=-+,整理为:36y x =,y ∴与x 的函数关系式是36y x=.(2)解:由(1)知36xy =,∵x y ,是方程22300t t m -+=的两个根,∴根据韦达定理知,2m xy =,即72m =;∴原方程为215360t t -+=,解得:12123t t ==,.即=3=12或123x y =⎧⎨=⎩.(3)解:如图,连接OD OE OC ,,,AD BC CD ,,是O 的切线,OE CD AD DE BC CE ∴⊥==,,,AOD ODE OBC COE S S S S ∆∆∆∆∴==,,111==(312)1245222COD COE ODE ABCD S S S S ∆∆∆∴=+⨯⨯+⨯=梯形19.【答案】(1)(2)解:∵∠ABC=120︒,四边形ABCD 内接于O ,∴∠ADC=60︒,∵O 的半径为6,∴由(1)得AC=,如图,连接AC ,作DH ⊥AC,BM ⊥AC,∴四边形ABCD 的面积=111()222AC DH AC BM AC DH BM ⋅⋅+⋅⋅=⋅+,当DH+BM 最大时,四边形ABCD 的面积最大,连接BD ,则BD 是O 的直径,∴BD=2OA=12,BD ⊥AC ,∴四边形ABCD 的面积=111222AC BD ⋅⋅=⨯=.∴四边形ABCD 的面积最大值是(3)解:存在;∵AD BM =1=千米,2AM BC ==千米,60A B ∠=∠=︒,∴△ADM ≌△BMC,∴DM=MC,∠AMD=∠BCM,∵∠BCM+∠BMC=180︒-∠B=120︒,∴∠AMD+∠BMC=120︒,∴∠DMC=60︒,∴△CDM 是等边三角形,∴C 、D 、M 三点共圆,∵点P 在弧CD 上,∴C 、D 、M 、P 四点共圆,∴∠DPC=180︒-∠DMC=120︒,∵CD 弧的半径为1千米,∠DMC=60︒,∴CD=,∵2()0PD PC -≥,∴2()4PD PC PD PC +≥⋅,∴PD PC +≥,∴当PD=PC 时,PD+PC 最大,此时点P 在弧CD 的中点,交DC 于H ,在Rt △DPH 中,∠DHP=90︒,∠DPH=60︒,DH=12DC=32,∴1sin 60DH DP == ,∴四边形DMCP的周长最大值=DM+CM+DP+CP=2+.20.【答案】(1);3的特征值为4的点,(2)解:设点G是O∴经过一点G且弦长为4(最长弦)的直线有1条,弦长为3的直线有2条,弦长为2的直线有且只有1条, 经过点G的直线被O截得的弦长的最小值为2,=,∴关于O的特征值为4的所有点都在以O为半径的圆周上,=+分别与x,y轴交于点A、B,直线y x b()0,,B b∴-,,()A b∴==,OA OB bOBH∴∠=︒,45b>时,线段AB与以O为半径的圆相切时,点G特征值为4,当0设切点为为H,连接OH,则OH=,∴==OB,∴=b,设以O为半径的圆与y轴正半轴的交点记为1B,OB=,则1当线段AB 与以O 1B 时,可得b =,b ≤≤同理可求当0b <时,b ≤≤,综上,b b b ≤≤-≤(3)当372122t -≤≤+时,存在点R ,S ,使得3r s +=21.【答案】(1)证明:连接OC ,如图,.∵CE 为切线,∴OC ⊥CE ,∴∠OCE=90°,即∠1+∠4=90°∵DO ⊥AB ,∴∠3+∠B=90°,而∠2=∠3,∴∠2+∠B=90°,而OB=OC ,∴∠4=∠B ,∴∠1=∠2,∴CE=FE(2)30°;22.5°22.【答案】(1)证明:∵PE AD ⊥,PF DC ⊥,∴90PED PFD ∠∠==︒,∴90ADC PED PFD ∠∠∠===︒,∴四边形DEPF 是矩形,∵90ADC ∠=︒,∴AC 是圆O 的直径,∴90ABC ∠=︒,∵AB BC =,∴45ACB BCA ∠=∠=︒, AB BC=,∴45ADB CDB ∠=∠=︒,∴45DPE ADB ∠∠==︒,∴PE DE =.∴四边形CEPF 是正方形;(2)解:∵ 2AD CD=,AC 是圆O 的直径,∴ AD 的度数为120︒, AD 的度数为60︒,∴30DAC ∠=︒,60DCA ∠=︒,∴12PE sin DAC AP ∠==,3602PF sin DCA sin PC ∠=︒==,∴2AP PE =,233PC PF =,∵2428AC AP PC r =+==⨯=,正方形DEPF 中,PE PF =,∴23283PF PF +=,∴2PF =.(3)解:在ED 上取点G ,使EG CF =,连接PG ,由(1)得:PE PF =,90GEP PFC ∠∠==︒,∴GPE CPF ≌,∴PG PC x ==,GPE FPC ∠∠=,CEP PFC S S = ,∴阴影部分的面积等于APG ABC S S + ,∵90EPF ∠=︒,∴90APE CPF ∠∠+=︒,∴90GPE APE ∠∠+=︒,即90APG ∠=︒,∵8AC =,∴8AP x =-,∴()11822APG S AP PG x x =⋅=- ,∵ABC 是等腰直角三角形,8AC =,∴AB BC ==,∴2111622ABC S AB ==⨯= ,即阴影部分的面积()()21181642422y x x x =-+=--+,∴当4x =时,y 有最大值,最大值为24.。
中考数学压轴题之圆的综合(中考题型整理,突破提升)附详细答案
一、圆的综合 真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.如图,AB 是半圆的直径,过圆心O 作AB 的垂线,与弦AC 的延长线交于点D ,点E 在OD 上DCE B ∠=∠.(1)求证:CE 是半圆的切线;(2)若CD=10,2tan 3B =,求半圆的半径.【答案】(1)见解析;(2)413【解析】分析: (1)连接CO ,由DCE B ∠=∠且OC=OB,得DCE OCB ∠=∠,利用同角的余角相等判断出∠BCO+∠BCE=90°,即可得出结论;(2)设AC=2x ,由根据题目条件用x 分别表示出OA 、AD 、AB ,通过证明△AOD ∽△ACB ,列出等式即可.详解:(1)证明:如图,连接CO .∵AB 是半圆的直径,∴∠ACB =90°.∴∠DCB =180°-∠ACB =90°.∴∠DCE+∠BCE=90°.∵OC =OB ,∴∠OCB =∠B.∵=DCE B ∠∠,∴∠OCB =∠DCE .∴∠OCE =∠DCB =90°.∴OC ⊥CE .∵OC 是半径,∴CE 是半圆的切线.(2)解:设AC =2x ,∵在Rt △ACB 中,2tan 3AC B BC ==, ∴BC =3x.∴()()222313AB x x x =+=.∵OD ⊥AB ,∴∠AOD =∠A CB=90°.∵∠A =∠A ,∴△AOD ∽△ACB .∴AC AO AB AD=. ∵1132OA AB x ==,AD =2x +10, ∴113221013x x x =+. 解得 x =8. ∴138413OA =⨯=. 则半圆的半径为413.点睛:本题考查了切线的判定与性质,圆周角定理,相似三角形.2.如图,四边形ABCD 是⊙O 的内接四边形,AB=CD .(1)如图(1),求证:AD ∥BC ;(2)如图(2),点F 是AC 的中点,弦DG ∥AB,交BC 于点E,交AC 于点M,求证:AE=2DF ;(3)在(2)的条件下,若DG 平分∠ADC,GE=53,tan ∠ADF=43,求⊙O 的半径。
中考数学—圆的综合的综合压轴题专题复习含答案
中考数学—圆的综合的综合压轴题专题复习含答案一、圆的综合1.如图,点P在⊙O的直径AB的延长线上,PC为⊙O的切线,点C为切点,连接AC,过点A作PC的垂线,点D为垂足,AD交⊙O于点E.(1)如图1,求证:∠DAC=∠PAC;(2)如图2,点F(与点C位于直径AB两侧)在⊙O上,»»BF FA=,连接EF,过点F作AD 的平行线交PC于点G,求证:FG=DE+DG;(3)在(2)的条件下,如图3,若AE=23DG,PO=5,求EF的长.【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)EF=32.【解析】【分析】(1)连接OC,求出OC∥AD,求出OC⊥PC,根据切线的判定推出即可;(2)连接BE交GF于H,连接OH,求出四边形HGDE是矩形,求出DE=HG,FH=EH,即可得出答案;(3)设OC交HE于M,连接OE、OF,求出∠FHO=∠EHO=45°,根据矩形的性质得出EH∥DG,求出OM=12AE,设OM=a,则HM=a,AE=2a,AE=23DG,DG=3a,求出ME=CD=2a,BM=2a,解直角三角形得出tan∠MBO=12MOBM=,tanP=12COPO=,设OC=k,则PC=2k,根据OP=5k=5求出k=5,根据勾股定理求出a,即可求出答案.【详解】(1)证明:连接OC,∵PC为⊙O的切线,∴OC⊥PC,∵AD⊥PC,∴OC∥AD,∴∠OCA=∠DAC,∵OC=OA,∴∠PAC=∠OCA,∴∠DAC=∠PAC;(2)证明:连接BE交GF于H,连接OH,∵FG∥AD,∴∠FGD+∠D=180°,∵∠D=90°,∴∠FGD=90°,∵AB为⊙O的直径,∴∠BEA=90°,∴∠BED=90°,∴∠D=∠HGD=∠BED=90°,∴四边形HGDE是矩形,∴DE=GH,DG=HE,∠GHE=90°,∵»»BF AF=,∴∠HEF=∠FEA=12∠BEA=1902o⨯=45°,∴∠HFE=90°﹣∠HEF=45°,∴∠HEF=∠HFE,∴FH=EH,∴FG=FH+GH=DE+DG;(3)解:设OC交HE于M,连接OE、OF,∵EH=HF,OE=OF,HO=HO,∴△FHO≌△EHO,∴∠FHO=∠EHO=45°,∵四边形GHED是矩形,∴EH∥DG,∴∠OMH=∠OCP=90°,∴∠HOM=90°﹣∠OHM=90°﹣45°=45°,∴∠HOM=∠OHM,∴HM=MO,∵OM⊥BE,∴BM=ME,∴OM=12 AE,设OM=a,则HM=a,AE=2a,AE=23DG,DG=3a,∵∠HGC=∠GCM=∠GHE=90°,∴四边形GHMC是矩形,∴GC=HM=a,DC=DG﹣GC=2a,∵DG=HE,GC=HM,∴ME=CD=2a,BM=2a,在Rt△BOM中,tan∠MBO=122 MO aBM a==,∵EH∥DP,∴∠P=∠MBO,tanP=12 COPO=,设OC=k,则PC=2k,在Rt△POC中,,解得:在Rt△OME中,OM2+ME2=OE2,5a2=5,a=1,∴HE=3a=3,在Rt△HFE中,∠HEF=45°,∴.【点睛】考查了切线的性质,矩形的性质和判定,解直角三角形,勾股定理等知识点,能综合运用性质进行推理是解此题的关键.2.如图,AB是半圆的直径,过圆心O作AB的垂线,与弦AC的延长线交于点D,点E在OD上DCE B∠=∠.(1)求证:CE是半圆的切线;(2)若CD=10,2tan 3B =,求半圆的半径.【答案】(1)见解析;(2)413【解析】分析: (1)连接CO ,由DCE B ∠=∠且OC=OB,得DCE OCB ∠=∠,利用同角的余角相等判断出∠BCO+∠BCE=90°,即可得出结论;(2)设AC=2x ,由根据题目条件用x 分别表示出OA 、AD 、AB ,通过证明△AOD ∽△ACB ,列出等式即可.详解:(1)证明:如图,连接CO .∵AB 是半圆的直径,∴∠ACB =90°.∴∠DCB =180°-∠ACB =90°.∴∠DCE+∠BCE=90°.∵OC =OB ,∴∠OCB =∠B. ∵=DCE B ∠∠,∴∠OCB =∠DCE .∴∠OCE =∠DCB =90°.∴OC ⊥CE .∵OC 是半径,∴CE 是半圆的切线.(2)解:设AC =2x ,∵在Rt △ACB 中,2tan 3AC B BC ==, ∴BC =3x .∴()()222313AB x x x =+=.∵OD ⊥AB ,∴∠AOD =∠A CB=90°.∵∠A=∠A,∴△AOD∽△ACB.∴AC AOAB AD=.∵1132OA AB x==,AD=2x+10,∴113221013xxx=+.解得 x=8.∴138413OA=⨯=.则半圆的半径为413.点睛:本题考查了切线的判定与性质,圆周角定理,相似三角形.3.如图,在平面直角坐标系xoy中,E(8,0),F(0 , 6).(1)当G(4,8)时,则∠FGE= °(2)在图中的网格区域内找一点P,使∠FPE=90°且四边形OEPF被过P点的一条直线分割成两部分后,可以拼成一个正方形.要求:写出点P点坐标,画出过P点的分割线并指出分割线(不必说明理由,不写画法).【答案】(1)90;(2)作图见解析,P(7,7),PH是分割线.【解析】试题分析:(1)根据勾股定理求出△FEG的三边长,根据勾股定理逆定理可判定△FEG是直角三角形,且∠FGE="90" °.(2)一方面,由于∠FPE=90°,从而根据直径所对圆周角直角的性质,点P在以EF为直径的圆上;另一方面,由于四边形OEPF被过P点的一条直线分割成两部分后,可以拼成一个正方形,从而OP是正方形的对角线,即点P在∠FOE的角平分线上,因此可得P(7,7),PH是分割线.试题解析:(1)连接FE,∵E(8,0),F(0 , 6),G(4,8),∴根据勾股定理,得FG=,EG=,FE=10.∵,即.∴△FEG是直角三角形,且∠FGE=90 °.(2)作图如下:P(7,7),PH是分割线.考点:1.网格问题;2.勾股定理和逆定理;3.作图(设计);4.圆周角定理.4.已知▱ABCD的周长为26,∠ABC=120°,BD为一条对角线,⊙O内切于△ABD,E,F,G 为切点,已知⊙O的半径为3▱ABCD的面积.【答案】3【解析】【分析】首先利用三边及⊙O的半径表示出平行四边形的面积,再根据题意求出AB+AD=13,然后利用切线的性质求出BD的长即可解答.【详解】设⊙O分别切△ABD的边AD、AB、BD于点G、E、F;平行四边形ABCD的面积为S;则S=2S△ABD=2×12(AB·OE+BD·OF+AD·3(AB+AD+BD);∵平行四边形ABCD的周长为26,∴AB+AD=13,∴3;连接OA;由题意得:∠OAE=30°,∴AG=AE=3;同理可证DF=DG,BF=BE;∴DF+BF=DG+BE=13﹣3﹣3=7,即BD=7,∴S=3(13+7)=203.即平行四边形ABCD的面积为203.5.如图,△ABC内接于⊙O,弦AD⊥BC垂足为H,∠ABC=2∠CAD.(1)如图1,求证:AB=BC;(2)如图2,过点B作BM⊥CD垂足为M,BM交⊙O于E,连接AE、HM,求证:AE∥HM;(3)如图3,在(2)的条件下,连接BD交AE于N,AE与BC交于点F,若NH=25,AD=11,求线段AB的长.【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)AB的长为10.【解析】分析:(1)根据题意,设∠CAD=a,然后根据直角三角形的两锐角互余的关系,推导出∠BAC=∠ACB,再根据等角对等边得证结论;(2)延长AD、BM交于点N,连接ED.根据圆周角定理得出∠N=∠DEN=∠BAN,进而根据等角对等边,得到DE=DN,BA=BN,再根据等腰三角形和直角三角形的性质,求得MH∥AE;(3)连接CE,根据(2)的结论,由三角形全等的判定与性质证得HF=HC,然后结合勾股定理求出AC2-AH2=CD2-DH2,解得CD=5,CH=4,AH=8,最后根据锐角三角函数的性质得到AB.详解:(1)证明:设∠CAD=a,则∠ABC=2a,∠C=90°-a,∠BAD=90°-2a,∴∠BAC=90°-2a+a=90°-a∴∠BAC=∠ACB.∴AB=BC(2)证明:延长AD、BM交于点N,连接ED.∵∠DEN=∠DAB,∠N=∠BCD,∠BCD=∠BAN∴∠N=∠DEN=∠BAN∴DE=DN,BA=BN又∵BH ⊥AN,DM ⊥EN∴EM=NM,HN=HA,∴MH ∥AE(3)连接CE.∠BDA=∠BCA,∠BDM=∠BAC,由(1)知∠BCA=∠BAC∴∠BDA=∠BDM,∴△BDM ≌△BDH,∴DH=MH,∠MBD=∠HBD,∴BD ⊥MH又∵MH ∥AE,∴BD ⊥EF,∴△FNB ≌△ENB,同理可证△AFH ≌△ACH,∴HF=HC,又∵FN=NE∴NH ∥EC,EC=2NH,又∵NH=25∴EC=45∠EAC=2∠AEC=2a=∠ABC,可证弧AC=弧EC,∴AC=EC=5设HD=x ,AH=11-x ,∵∠ADC=2∠CAD,翻折△CHD 至△CHG,可证CG=CD=AGAH=CD+DH,CD=AH-DH=11-x-x=11-2x又∵AC 2-AH 2=CD 2-DH 2,∴(52-(11-x)2=(11-2x)2-x 2∴x 1=3,x 2=272(舍去)∴CD=5,CH=4,AH=8. 又∵tan2AH CH a BH DH==,∴BH=6 ∴22226810BM AH +=+= 点睛:此题主要考查了圆的综合,结合圆周角定理,勾股定理,全等三角形的判定与性质,解直角三角形的性质,综合性比较强,灵活添加辅助线,构造方程求解是解题关键.6.如图所示,以Rt △ABC 的直角边AB 为直径作圆O ,与斜边交于点D ,E 为BC 边上的中点,连接DE .(1)求证:DE 是⊙O 的切线;(2)连接OE ,AE ,当∠CAB 为何值时,四边形AOED 是平行四边形?并在此条件下求sin ∠CAE 的值.【答案】(1)见解析;(2)1010. 【解析】 分析:(1)要证DE 是⊙O 的切线,必须证ED ⊥OD ,即∠EDB+∠ODB=90°(2)要证AOED 是平行四边形,则DE ∥AB ,D 为AC 中点,又BD ⊥AC ,所以△ABC 为等腰直角三角形,所以∠CAB=45°,再由正弦的概念求解即可.详解:(1)证明:连接O 、D 与B 、D 两点,∵△BDC 是Rt △,且E 为BC 中点,∴∠EDB=∠EBD .(2分)又∵OD=OB 且∠EBD+∠DBO=90°,∴∠EDB+∠ODB=90°.∴DE 是⊙O 的切线.(2)解:∵∠EDO=∠B=90°,若要四边形AOED 是平行四边形,则DE ∥AB ,D 为AC 中点,又∵BD ⊥AC ,∴△ABC 为等腰直角三角形.∴∠C AB=45°.过E 作EH ⊥AC 于H ,设BC=2k ,则EH=22k ,AE=5k , ∴sin ∠CAE=10EH AE .点睛:本题考查的是切线的判定,要证某线是圆的切线,已知此线过圆上某点,连接圆心和这点(即为半径),再证垂直即可.7.某居民小区的一处圆柱形的输水管道破裂,维修人员为更换管道,需要确定管道圆形截面的半径.如图,若这个输水管道有水部分的水面宽AB=16cm,水最深的地方的高度为4cm,求这个圆形截面的半径.【答案】10cm【解析】分析:先过圆心O作半径CO⊥AB,交AB于点D设半径为r,得出AD、OD的长,在Rt△AOD中,根据勾股定理求出这个圆形截面的半径.详解:解:过点O作OC⊥AB于D,交⊙O于C,连接OB,∵OC⊥AB∴BD=12AB=12×16=8cm由题意可知,CD=4cm∴设半径为xcm,则OD=(x﹣4)cm在Rt△BOD中,由勾股定理得:OD2+BD2=OB2(x﹣4)2+82=x2解得:x=10.答:这个圆形截面的半径为10cm.点睛:此题考查了垂经定理和勾股定理,关键是根据题意画出图形,再根据勾股定理进行求解.8.如图,AB,BC分别是⊙O的直径和弦,点D为»BC上一点,弦DE交⊙O于点E,交AB于点F,交BC于点G,过点C的切线交ED的延长线于H,且HC=HG,连接BH,交⊙O 于点M,连接MD,ME.求证:(1)DE⊥AB;(2)∠HMD=∠MHE+∠MEH.【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析.【解析】分析:(1)连接OC,根据等边对等角和切线的性质,证明∠BFG=∠OCH=90°即可;(2)连接BE,根据垂径定理和圆内接四边形的性质,得出∠HMD=∠BME,再根据三角形的外角的性质证明∠HMD=∠DEB=∠EMB即可.详解:证明:(1)连接OC,∵HC=HG,∴∠HCG=∠HGC;∵HC切⊙O于C点,∴∠OCB+∠HCG=90°;∵OB=OC,∴∠OCB=∠OBC,∵∠HGC=∠BGF,∴∠OBC+∠BGF=90°,∴∠BFG=90°,即DE⊥AB;(2)连接BE,由(1)知DE⊥AB,∵AB是⊙O的直径,∴,∴∠BED=∠BME;∵四边形BMDE内接于⊙O,∴∠HMD=∠BED,∴∠HMD=∠BME;∵∠BME是△HEM的外角,∴∠BME=∠MHE+∠MEH,∴∠HMD=∠MHE+∠MEH.点睛:此题综合性较强,主要考查了切线的性质、三角形的内角和外角的性质、等腰三角形的性质、内接四边形的性质.9.如图,△ABC 内接于⊙O ,弦AD ⊥BC,垂足为H ,连接OB . (1)如图1,求证:∠DAC=∠ABO;(2)如图2,在弧AC 上取点F,使∠CAF=∠BAD,在弧AB 取点G ,使AG ∥OB ,若∠BAC=600, 求证:GF=GD;(3)如图3,在(2)的条件下,AF 、BC 的延长线相交于点E,若AF :FE=1:9,求sin ∠ADG 的值。
2024数学中考压轴题-圆(九大题型和解题方法)
专题01 中考压轴题-圆(九大题型+解题方法)1、圆中常见相似三角形2.在圆中解三角形或四边形的常用思路画出特殊图形:如圆中的特殊三角形、特殊四边形等,在已知条件下,以结果为导向,在这些特殊图形中求出一些中间量。
目录:题型1:圆与三角形综合题型2:圆与四边形综合题型3:圆有关的动态问题题型4:圆与坐标系或函数题型5:以实际问题为背景,求圆与三角形、四边形综合问题题型6:最值问题题型7:在解三角形、四边形中作辅助圆题型8:定值问题题型9:在圆综合中求解三角函数值题型1:圆与三角形综合1.(2024·黑龙江哈尔滨·一模)已知,AD 、BC 为O 两条弦,AD BC ⊥于点E ,连接OE ,AE CE =.(1)如图1,连接OE ,求AEO ∠的度数;(2)如图2,连接AC ,延长EO 交AC 于点N ,点F 为AC 上一点,连接EF ,在EF 上方作等腰直角三角形EFG ,且90EGF ∠=︒,连接NG ,求证:NG BC ∥;(3)在(2)的条件下,连接AB ,CD ,当点G 落在线段AB 上时,过点O 做OL OE ⊥,交CD 于点L ,交CE于点T ,若2OE EG CL ==,求O 半径的长.2.(2024·黑龙江哈尔滨·一模)已知:AB 为O 的直径,点C 为 AB 上一点,连接AC ,点D 为 BC上一点,连接AD ,过点D 作AB 的垂线,垂足为点F ,交O 于点E ,连接CE ,分别交AD 和AB 于点H 和点K ,且90AHE =︒∠.(1)如图1,求证:CAD BAD ∠=∠;(2)如图2,连接HF ,过点H 作HF 的垂线交AB 于点T ,求证:2AB FT =;(3)如图3,在(2)的条件下,连接BC 交AD 于点G ,延长CD 交AB 的延长线于点M ,若CM AG =,5FT =,求CG 的长.3.(2024·黑龙江哈尔滨·一模)如图1,在O 中,直径AB 垂直弦CD 于点G ,连接AD ,过点C 作CF AD ⊥于F ,交AB 于点H ,交O 于点E ,连接DE .(1)如图1,求证:2E C ∠=∠;(2)如图2,求证:DE CH =;(3)如图3,连接BE ,分别交AD CD 、于点M N 、,当2OH OG =,HF =EN 的长.4.(2024·浙江·模拟预测)如图1,ABC 内接于O ,作AD BC ⊥于点D .(1)连结AO ,BO .求证:2180AOB DAC ∠+∠=︒;(2)如图2,若点E 为弧AC 上一点,连结BE 交AD 于点F ,若2BAD CAD ∠∠=,490DBF CAD ∠+∠=︒,连结OF ,求证:OF 平分AFB ∠;(3)在(2)的条件下,如图3,点G 为BC 上一点,连结EG ,2BGE C ∠=∠.若AD =3BD EG +=,求DF 的长.题型2:圆与四边形综合5.(2024·浙江杭州·模拟预测)如图,四边形ABCD 内接于O ,AC 为O 的直径,DE AC ⊥于点F 交BC 于点E .(1)设DBC α∠=,试用含α的代数式表示ADE ∠;(2)如图2,若3BE CE =,求BDDE的值;(3)在(2)的条件下,若,AC BD 交于点G ,设FGx CF=,cos BDE y ∠=.①求y 关于x 的函数表达式.②若BC BD =,求y 的值.6.(2024·广东珠海·一模)如图1,F 为正方形ABCD 边BC 上一点,连接AF , 在AF 上取一点O , 以OA 为半径作圆, 恰好使得O 经过点B 且与CD 相切于点E .(1)若正方形的边长为4时,求O 的半径;(2)如图2, 将AF 绕点A 逆时针旋转45︒后,其所在直线与O 交于点G ,与边CD 交于点H ,连接DG BG ,.①求ADG ∠的度数;②求证:··²AB BF AG FG BG +=.题型3:圆有关的动态问题7.(2024·广东·一模)综合探究:如图,已知10AB =,以AB 为直径作半圆O ,半径OA 绕点O 顺时针旋转得到OC ,点A 的对应点为C ,当点C 与点B 重合时停止.连接BC 并延长到点D ,使得CD BC =,过点D 作DE AB ⊥于点E ,连接AD ,AC .(1)如图1,当点E 与点O 重合时,判断ABD △的形状,并说明理由;(2)如图2,当1OE =时,求BC 的长;(3)如图3,若点P 是线段AD 上一点,连接PC ,当PC 与半圆O 相切时,判断直线PC 与AD 的位置关系,并说明理由.8.(2024·浙江湖州·一模)如图,在ABCD Y 中,∠B 是锐角,AB =10BC =,在射线BA 上取一点P ,过P 作PE BC ⊥于点E ,过P ,E ,C 三点作O .(1)当3cos 5B =时,①如图1,若AB 与O 相切于点P ,连结CP ,求CP 的长;②如图2,若O 经过点D ,求O 的半径长.(2)如图3,已知O 与射线BA 交于另一点F ,将BEF △沿EF 所在的直线翻折,点B 的对应点记为B ',且B '恰好同时落在O 和边AD 上,求此时PA 的长.9.(2024·云南昭通·模拟预测)如图,在O 中,AB 是O 的直径,点M 是直径AB 上的一个动点,过点M 的弦CD AB ⊥,交O 于点C 、D ,连接BC ,点F 为BC 的中点,连接DF 并延长,交AB 于点E ,交O 于点G .图1 图2 备用图(1)如图1,连接CG ,过点G 的直线交DC 的延长线于点P .当点M 与圆心O 重合时,若PGC MDE ∠=∠,求证:PG 是O 的切线;(2)在点M 运动的过程中,DE kDF =(k 为常数),求k 的值;(3)如图2,连接BG OF MF 、、,当MOF △是等腰三角形时,求BGD ∠的正切值.题型4:圆与坐标系或函数10.(2024·福建龙岩·一模)如图,抛物线234y x x =-++与x 轴分别交于A 、B 两点(点A 在点B 的左侧)与y 轴交于点C .(1)直接写出A 、B 、C 三点的坐标;(2)如图(1),P 是抛物线上异于A ,B 的一点,将点B 绕点P 顺时针旋转45︒得到点Q ,若点Q 恰好在直线AP 上,求点P 的坐标;(3)如图(2),MN 是抛物线上异于B ,C 的两个动点,直线BN 与直线CM 交于点T ,若直线MN 经过定点()1,3,求证:点T 的运动轨迹是一条定直线.11.(2024·江苏常州·模拟预测)定义:在平面直角坐标系xOy 中,P 、Q 为平面内不重合的两个点,其中1122(,),(,)P x y Q x y .若:1122x y x y +=+,则称点Q 为点P 的“等和点”.(1)如图1,已知点()21P ,,求点P 在直线1y x =+上“等和点”的坐标;(2)如图2,A 的半径为1,圆心A 坐标为()20,.若点()0P m ,在A 上有且只有一个“等和点”,求m 的值;(3)若函数()22y x x m =-+≤的图像记为1W ,将其沿直线x m =翻折后的图像记为2W .当1W ,2W 两部分组成的图像上恰有点()0P m ,的两个“等和点”,请直接写出m 的取值范围.12.(2024·江苏宿迁·一模)如图1,在平面直角坐标系xOy 中,抛物线23y ax bx =++与x 轴分别相交于A 、B 两点,与y 轴相交于点C ,已知点A 的坐标为(10)-,,点B 的坐标为(30),.(1)求出这条抛物线的函数表达式;(2)如图2,点D 是第一象限内该抛物线上一动点,过点D 作直线l y 轴,直线l 与ABD △的外接圆相交于点E .①仅用无刻度直尺找出图2中ABD △外接圆的圆心P .②连接BC 、CE ,BC 与直线DE 的交点记为Q ,如图3,设CQE △的面积为S ,在点D 运动的过程中,S是否存在最大值?如果存在,请求出S 的最大值;如果不存在,请说明理由.13.(2024·江苏宿迁·二模)中国象棋棋盘上双方的分界处称为“楚河汉界”,以“楚河汉界”比喻双方对垒的分界线.在平面直角坐标系中,为了对两个图形进行分界,对“楚河汉界线”给出如下定义:点()11,P x y 是图形1G 上的任意一点,点()22,Q x y 是图形2G 上的任意一点,若存在直线()0l y kx b k =+≠∶满足11y kx b ≤+且22y kx b ≥+,则直线(0)y k b k =+≠就是图形1G 与2G 的“楚河汉界线”.例如:如图1,直线4l y x =--∶是函数6(0)y x x=<的图像与正方形OABC 的一条“楚河汉界线”.(1)在直线①2y x =-,②41y x =-,③23y x =-+,④31y x =--中,是图1函数6(0)y x x=<的图像与正方形OABC 的“楚河汉界线”的有______;(填序号)(2)如图2,第一象限的等腰直角EDF 的两腰分别与坐标轴平行,直角顶点D 的坐标是()2,1,EDF 与O 的“楚河汉界线”有且只有一条,求出此“楚河汉界线”的表达式;(3)正方形1111D C B A 的一边在y 轴上,其他三边都在y 轴的右侧,点(2,)M t 是此正方形的中心,若存在直线2y x b =-+是函数2)304(2y x x x =-++≤≤的图像与正方形1111D C B A 的“楚河汉界线”,求t 的取值范围.题型5:以实际问题为背景,求圆与三角形、四边形综合问题14.(2024·陕西西安·一模)【问题提出】(1)如图1,已知在边长为5的等边ABC 中,点D 在边BC 上,3BD =,连接AD ,则ACD 的面积为 ;【问题探究】(2)如图2,已知在边长为6的正方形ABCD 中,点E 在边BC 上,点F 在边CD 上,且45EAF ∠=︒,若5EF =,求AEF △的面积;【问题解决】(3)如图3是某座城市廷康大道的一部分,因自来水抢修在4AB =米,AD =ABCD 区域内开挖一个AEF △的工作面,其中B 、F 分别在BC CD 、边上(不与B 、C 、D 重合),且60EAF ∠=︒,为了减少对该路段的拥堵影响,要求AEF △面积最小,那么是否存在一个面积最小的AEF △?若存在,请求出AEF △面积的最小值;若不存在,请说明理由.15.(2024·陕西西安·一模)【问题提出】(1)如图1,点D 为ABC 的边BC 上一点,连接2,,3BD AD BDA BAC AB ∠=∠=,若ABD △的面积为4,则ACD 的面积为______;【问题探究】(2)如图2,在矩形ABCD 中,6,5AB BC ==,在射线BC 和射线CD 上分别取点E F 、,使得65BE CF =,连接AE BF 、相交于点P ,连接CP ,求CP 的最小值;【问题解决】(3)如图3,菱形ABCD 是某社区的一块空地,经测量,120AB =米,60ABC ∠=︒.社区管委会计划对该空地进行重新规划利用,在射线AD 上取一点E ,沿BE CE 、修两条小路,并在小路BE 上取点H ,将CH 段铺设成某种具有较高观赏价值的休闲通道(通道宽度忽略不计),根据设计要求,BHC BCE ∠=∠,为了节省铺设成本,要求休闲通道CH 的长度尽可能小,问CH 的长度是否存在最小值?若存在,求出CH 长度的最小值;若不存在,请说明理由.题型6:最值问题16.(2024·湖南长沙·三模)如图1,,,A B C 为O 上不重合的三点,GC 为O 的切线,1902G A ∠+∠=︒.(1)求证:GB 为O 的切线;(2)若ABC 为等腰三角形,345,tan 4BAC BAC ∠<︒∠=,求BC AG的值;(3)如图2,若AB 为直径,M 为线段AC 上一点且GM GB ⊥,2223880AM OB GB GB +-+-=,02GB <<,求MGBA S 四边形的最大值.17.(2024·重庆·模拟预测)如图,在直角ABC 中,90BAC ∠=︒.点D 为ABC 内一点,且60ADB ∠=︒,E 为线段BD 的中点,连接AE .(1)如图1,若AB AC ==,2AD =,求BE 的长;(2)如图2,连接CD ,若AB AC =,BAE ACD ∠=∠,过点E 作EF AD ⊥交于F ,求证:AE =;(3)如图3,过点D 作DM AC ⊥于点M ,DN BC ⊥于点N ,连接MN ,若AB =4AC =,求MN 的最小值.题型7:在解三角形、四边形中作辅助圆18.(2024·福建泉州·一模)如图1,在ABCD Y 中,BE 平分ABC ∠交AD 于点E ,F 是CD 上一点,且DF DE =.(1)求证:BE EF ⊥;(2)如图2,若120A ∠=︒,FG BC ⊥于点G ,H 是BF 的中点,连接DG ,EH ,EG ,且EG 与BF 相交于点K .①求证:DG EH =;②若2CF DF =,求KFGK的值.题型8:定值问题19.(2024·浙江·模拟预测)如图1,E 点为x 轴正半轴上一点,E 交x 轴于A 、B 两点,P 点为劣弧 BC上一个动点,且(1,0)A -、(1,0)E .(1) BC的度数为 °;(2)如图2,连结PC ,取PC 中点G ,则OG 的最大值为 ;(3)如图3,连接AC 、AP 、CP 、CB .若CQ 平分PCD ∠交PA 于Q 点,求AQ 的长;(4)如图4,连接PA 、PD ,当P 点运动时(不与B 、C 两点重合),求证:PC PDPA+为定值,并求出这个定值.题型9:在圆综合中求解三角函数值20.(2024·湖南长沙·一模)如图1,在Rt ABC △中,90ABC ∠=︒,30C ∠=︒,B C =,D 是BC 的中点.经过A ,B ,D 三点的O 交AC 于点E ,连接BE .(1)求AE 和BE 的长;(2)如图2,两动点P 、Q 分别同时从点A 和点C 出发匀速运动,当点P 运动到点E 时,点Q 恰好运动到点B ,P 、Q 停止运动,连接PQ .①记AP x =,当PQC △的面积最大时,求x 的值;②如图3,连接BP 并延长交O 于点F ,连接AF 、FE .当BE 平分FBC ∠时,求sin ABF ∠的值.21.(2024·上海杨浦·一模)已知以AB 为直径的半圆O 上有一点C ,CD OA ⊥,垂足为点D ,点E 是半径OC 上一点(不与点O 、C 重合),作EF OC ⊥交弧BC 于点F ,连接OF .(1)如图1,当FE 的延长线经过点A 时,求CDAF的值;(2)如图2,作FG AB ⊥,垂足为点G ,连接EG .①试判断EG 与CD 的大小关系,并证明你的结论;②当EFG 是等腰三角形,且4sin 5COD ∠=,求OE OD的值.专题01 中考压轴题-圆(九大题型+解题方法)1、圆中常见相似三角形2.在圆中解三角形或四边形的常用思路画出特殊图形:如圆中的特殊三角形、特殊四边形等,在已知条件下,以结果为导向,在这些特殊图形中求出一些中间量。
