【数学】培优 易错 难题圆的综合辅导专题训练及答案
中考数学 圆的综合 培优 易错 难题练习(含答案)附答案解析

中考数学圆的综合培优易错难题练习(含答案)附答案解析一、圆的综合1.如图,⊙A过▱OBCD的三顶点O、D、C,边OB与⊙A相切于点O,边BC与⊙O相交于点H,射线OA交边CD于点E,交⊙A于点F,点P在射线OA上,且∠PCD=2∠DOF,以O为原点,OP所在的直线为x轴建立平面直角坐标系,点B的坐标为(0,﹣2).(1)若∠BOH=30°,求点H的坐标;(2)求证:直线PC是⊙A的切线;(3)若OD=10,求⊙A的半径.【答案】(1)(132)详见解析;(3)5 3 .【解析】【分析】(1)先判断出OH=OB=2,利用三角函数求出MH,OM,即可得出结论;(2)先判断出∠PCD=∠DAE,进而判断出∠PCD=∠CAE,即可得出结论;(3)先求出OE═3,进而用勾股定理建立方程,r2-(3-r)2=1,即可得出结论.【详解】(1)解:如图,过点H作HM⊥y轴,垂足为M.∵四边形OBCD是平行四边形,∴∠B=∠ODC∵四边形OHCD是圆内接四边形∴∠OHB=∠ODC∴∠OHB=∠B∴OH=OB=2∴在Rt△OMH中,∵∠BOH=30°,∴MH=12OH=1,33∴点H的坐标为(13(2)连接AC.∵OA=AD,∴∠DOF=∠ADO∴∠DAE=2∠DOF∵∠PCD=2∠DOF,∴∠PCD=∠DAE∵OB与⊙O相切于点A∴OB⊥OF∵OB∥CD∴CD⊥AF∴∠DAE=∠CAE∴∠PCD=∠CAE∴∠PCA=∠PCD+∠ACE=∠CAE+∠ACE=90°∴直线PC是⊙A的切线;(3)解:⊙O的半径为r.在Rt△OED中,DE=12CD=12OB=1,OD=10,∴OE═3∵OA=AD=r,AE=3﹣r.在Rt△DEA中,根据勾股定理得,r2﹣(3﹣r)2=1解得r=53.【点睛】此题是圆的综合题,主要考查了平行四边形的性质,圆内接四边形的性质,勾股定理,切线的性质和判定,构造直角三角形是解本题的关键.2.如图,以O为圆心,4为半径的圆与x轴交于点A,C在⊙O上,∠OAC=60°.(1)求∠AOC的度数;(2)P为x轴正半轴上一点,且PA=OA,连接PC,试判断PC与⊙O的位置关系,并说明理由;(3)有一动点M从A点出发,在⊙O上按顺时针方向运动一周,当S△MAO=S△CAO时,求动点M所经过的弧长,并写出此时M点的坐标.【答案】(1)60°;(2)见解析;(3)对应的M点坐标分别为:M1(2,﹣23)、M2(﹣2,﹣23)、M3(﹣2,23)、M4(2,23).【解析】【分析】(1)由于∠OAC=60°,易证得△OAC是等边三角形,即可得∠AOC=60°.(2)由(1)的结论知:OA=AC,因此OA=AC=AP,即OP边上的中线等于OP的一半,由此可证得△OCP是直角三角形,且∠OCP=90°,由此可判断出PC与⊙O的位置关系.(3)此题应考虑多种情况,若△MAO、△OAC的面积相等,那么它们的高必相等,因此有四个符合条件的M点,即:C点以及C点关于x轴、y轴、原点的对称点,可据此进行求解.【详解】(1)∵OA=OC,∠OAC=60°,∴△OAC是等边三角形,故∠AOC=60°.(2)由(1)知:AC=OA,已知PA=OA,即OA=PA=AC;∴AC=12OP,因此△OCP是直角三角形,且∠OCP=90°,而OC是⊙O的半径,故PC与⊙O的位置关系是相切.(3)如图;有三种情况:①取C点关于x轴的对称点,则此点符合M点的要求,此时M点的坐标为:M1(2,﹣3劣弧MA的长为:6044 1803ππ⨯=;②取C 点关于原点的对称点,此点也符合M 点的要求,此时M 点的坐标为:M 2(﹣2,﹣23); 劣弧MA 的长为:120481803ππ⨯=; ③取C 点关于y 轴的对称点,此点也符合M 点的要求,此时M 点的坐标为:M 3(﹣2,23);优弧MA 的长为:2404161803ππ⨯=; ④当C 、M 重合时,C 点符合M 点的要求,此时M 4(2,23); 优弧MA 的长为:3004201803ππ⨯=; 综上可知:当S △MAO =S △CAO 时,动点M 所经过的弧长为481620,,,3333ππππ对应的M 点坐标分别为:M 1(2,﹣23)、M 2(﹣2,﹣23)、M 3(﹣2,23)、M 4(2,23).【点睛】本题考查了切线的判定以及弧长的计算方法,注意分类讨论思想的运用,不要漏解.3.已知AB ,CD 都是O e 的直径,连接DB ,过点C 的切线交DB 的延长线于点E . ()1如图1,求证:AOD 2E 180∠∠+=o ;()2如图2,过点A 作AF EC ⊥交EC 的延长线于点F ,过点D 作DG AB ⊥,垂足为点G ,求证:DG CF =;()3如图3,在()2的条件下,当DG 3CE 4=时,在O e 外取一点H ,连接CH 、DH 分别交O e 于点M 、N ,且HDE HCE ∠∠=,点P 在HD 的延长线上,连接PO 并延长交CM 于点Q ,若PD 11=,DN 14=,MQ OB =,求线段HM 的长.【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析(3)37【解析】【分析】(1)由∠D +∠E =90°,可得2∠D +2∠E =180°,只要证明∠AOD =2∠D 即可;(2)如图2中,作OR ⊥AF 于R .只要证明△AOR ≌△ODG 即可;(3)如图3中,连接BC 、OM 、ON 、CN ,作BT ⊥CL 于T ,作NK ⊥CH 于K ,设CH 交DE 于W .解直角三角形分别求出KM ,KH 即可;【详解】()1证明:如图1中,O Q e 与CE 相切于点C ,OC CE ∴⊥,OCE 90∠∴=o ,D E 90∠∠∴+=o ,2D 2E 180∠∠∴+=o ,AOD COB ∠∠=Q ,BOC 2D ∠∠=,AOD 2D ∠∠=,AOD 2E 180∠∠∴+=o .()2证明:如图2中,作OR AF ⊥于R .OCF F ORF 90∠∠∠===o Q ,∴四边形OCFR 是矩形,AF//CD ∴,CF OR =,A AOD ∠∠∴=,在AOR V 和ODG V 中,A AOD ∠∠=Q ,ARO OGD 90∠∠==o ,OA DO =,AOR ∴V ≌ODG V ,OR DG ∴=,DG CF ∴=,()3解:如图3中,连接BC 、OM 、ON 、CN ,作BT CL ⊥于T ,作NK CH ⊥于K ,设CH 交DE 于W .设DG 3m =,则CF 3m =,CE 4m =,OCF F BTE 90∠∠∠===o Q ,AF//OC//BT ∴,OA OB =Q ,CT CF 3m ∴==,ET m ∴=,CD Q 为直径,CBD CND 90CBE ∠∠∠∴===o ,E 90EBT CBT ∠∠∠∴=-=o ,tan E tan CBT ∠∠∴=,BT CT ET BT∴=, BT 3m m BT∴=, BT 3m(∴=负根已经舍弃),3m tan E 3∠∴== E 60∠∴=o ,CWD HDE H ∠∠∠=+Q ,HDE HCE ∠∠=,H E 60∠∠∴==o ,MON 2HCN 60∠∠∴==o ,OM ON =Q ,OMN ∴V 是等边三角形,MN ON ∴=,QM OB OM ==Q ,MOQ MQO ∠∠∴=,MOQ PON 180MON 120∠∠∠+=-=o o Q ,MQO P 180H 120∠∠∠+=-=o o , PON P ∠∠∴=,ON NP 141125∴==+=,CD 2ON 50∴==,MN ON 25==,在Rt CDN V 中,2222CN CD DN 501448=-=-=,在Rt CHN V 中,CN 48tan H 3HN HN∠===, HN 163∴=,在Rt KNH V 中,1KH HN 832==,3NK HN 24==, 在Rt NMK V 中,2222MK MN NK 25247=-=-=,HM HK MK 837∴=+=+.【点睛】本题考查圆综合题、全等三角形的判定和性质、平行线的性质、勾股定理、等边三角形的判定和性质、锐角三角函数等知识,添加常用辅助线,构造全等三角形或直角三角形解题的关键.4.对于平面直角坐标系xOy 中的线段MN 和点P ,给出如下定义:点A 是线段MN 上一个动点,过点A 作线段MN 的垂线l ,点P 是垂线l 上的另外一个动点.如果以点P 为旋转中心,将垂线l 沿逆时针方向旋转60°后与线段MN 有公共点,我们就称点P 是线段MN 的“关联点”.如图,M (1,2),N (4,2).(1) 在点P 1(1,3),P 2(4,0),P 3(3,2)中,线段MN 的“关联点”有 ;(2) 如果点P 在直线1y x =+上,且点P 是线段MN 的“关联点”,求点P 的横坐标x 的取值范围;(3) 如果点P 在以O (1,1-)为圆心,r 为半径的⊙O 上,且点P 是线段MN 的“关联点”,直接写出⊙O 半径r 的取值范围.【答案】(1)P 1和P 3;(2)3311x -≤≤;(3333 3.r +≤ 【解析】【分析】 (1)先根据题意求出点P 的横坐标的范围,再求出P 点的纵坐标范围即可得出结果; (2)由直线y=x+1经过点M (1,2),得出x≥1,设直线y=x+1与P 4N 交于点A ,过点A作AB ⊥MN 于B ,延长AB 交x 轴于C ,则在△AMN 中,MN=3,∠AMN=45°,∠ANM=30°,设AB=MB=a ,tan ∠ANM=AB BN ,即tan30°=3a a -,求出a 即可得出结果; (3)圆心O 到P 4的距离为r 的最大值,圆心O 到MP 5的距离为r 的最小值,分别求出两个距离即可得出结果.【详解】(1))如图1所示:∵点A 是线段MN 上一个动点,过点A 作线段MN 的垂线l ,点P 是垂线l 上的另外一个动点,M (1,2),N (4,2),∴点P 的横坐标1≤x≤4,∵以点P 为旋转中心,将垂线l 沿逆时针方向旋转60°后与线段MN 有公共点, 当∠MPN=60°时,PM=60MN tan ︒=3=3, 同理P′N=3,∴点P 的纵坐标为2-3或2+3,即纵坐标2-3≤y≤2+3,∴线段MN 的“关联点”有P 1和P 3;故答案为:P 1和P 3;(2)线段MN 的“关联点”P 的位置如图所示,∵ 直线1y x =+经过点M (1,2),∴ x ≥1.设直线1y x =+与P 4N 交于点A .过点A 作AB ⊥MN 于B ,延长AB 交x 轴于C .由题意易知,在△AMN 中,MN = 3,∠AMN = 45°,∠ANM = 30°.设AB = MB = a ,∴ tan AB ANM BN ∠=,即tan303a a ︒=-, 解得333.a -= ∴ 点A 的横坐标为33333111.x a --=+=+= ∴331.x -≤ 综上 3311.x -≤≤(3)点P 在以O (1,-1)为圆心,r 为半径的⊙O 上,且点P 是线段MN 的“关联点”,如图3所示:连接P 4O 交x 轴于点D ,P 4、M 、D 、O 共线,则圆心O 到P 4的距离为r 的最大值,由(1)知:MP 4=NP 53即OD+DM+MP 433圆心O 到MP 5的距离为r 的最小值,作OE ⊥MP 5于E ,连接OP 5,则OE 为r 的最小值,MP 5225MN NP +223(3)+3OM=OD+DM=1+2=3, △OMP 5的面积=12OE•MP 5=12OM•MN ,即12312×3×3, 解得:OE=332, ∴333 【点睛】本题是圆的综合题,考查了旋转、直角三角形的性质、勾股定理、最值等知识,熟练掌握“关联点”的含义,作出关于MN 的“关联点”图是关键.5.如图,AB是⊙O的直径,D、D为⊙O上两点,CF⊥AB于点F,CE⊥AD交AD的延长线于点E,且CE=CF.(1)求证:CE是⊙O的切线;(2)连接CD、CB,若AD=CD=a,求四边形ABCD面积.【答案】(1)证明见解析;(2)【解析】【分析】(1)连接OC,AC,可先证明AC平分∠BAE,结合圆的性质可证明OC∥AE,可得∠OCB=90°,可证得结论;(2)可先证得四边形AOCD为平行四边形,再证明△OCB为等边三角形,可求得CF、AB,利用梯形的面积公式可求得答案.【详解】(1)证明:连接OC,AC.∵CF⊥AB,CE⊥AD,且CE=CF.∴∠CAE=∠CAB.∵OC=OA,∴∠CAB=∠OCA.∴∠CAE=∠OCA.∴OC∥AE.∴∠OCE+∠AEC=180°,∵∠AEC=90°,∴∠OCE=90°即OC⊥CE,∵OC是⊙O的半径,点C为半径外端,∴CE是⊙O的切线.(2)解:∵AD=CD,∴∠DAC=∠DCA=∠CAB,∴DC∥AB,∵∠CAE=∠OCA,∴OC∥AD,∴四边形AOCD是平行四边形,∴OC=AD=a,AB=2a,∵∠CAE=∠CAB,∴CD=CB=a,∴CB=OC=OB,∴△OCB是等边三角形,在Rt△CFB中,CF=,∴S四边形ABCD=(DC+AB)•CF=【点睛】本题主要考查切线的判定,掌握切线的两种判定方法是解题的关键,即有切点时连接圆心和切点,然后证明垂直,没有切点时,过圆心作垂直,证明圆心到直线的距离等于半径.6.如图,AB为⊙O的直径,且AB=m(m为常数),点C为»AB的中点,点D为圆上一动点,过A点作⊙O的切线交BD的延长线于点P,弦CD交AB于点E.(1)当DC⊥AB时,则DA DBDC+=;(2)①当点D在»AB上移动时,试探究线段DA,DB,DC之间的数量关系;并说明理由;②设CD长为t,求△ADB的面积S与t的函数关系式;(3)当9220PDAC=时,求DEOA的值.【答案】(12;(2)①DA+DB2DC,②S=12t2﹣14m2;(3)24235DEOA=.【解析】【分析】(1)首先证明当DC⊥AB时,DC也为圆的直径,且△ADB为等腰直角三角形,即可求出结果;(2)①分别过点A,B作CD的垂线,连接AC,BC,分别构造△ADM和△BDN两个等腰直角三形及△NBC和△MCA两个全等的三角形,容易证出线段DA,DB,DC之间的数量关系;②通过完全平方公式(DA+DB)2=DA2+DB2+2DA•DB的变形及将已知条件AB=m代入即可求出结果;(3)通过设特殊值法,设出PD的长度,再通过相似及面积法求出相关线段的长度,即可求出结果.【详解】解:(1)如图1,∵AB为⊙O的直径,∴∠ADB=90°,∵C为»AB的中点,∴»»AC BC=,∴∠ADC=∠BDC=45°,∵DC⊥AB,∴∠DEA=∠DEB=90°,∴∠DAE=∠DBE=45°,∴AE=BE,∴点E与点O重合,∴DC为⊙O的直径,∴DC=AB,在等腰直角三角形DAB中,DA=DB=2 AB,∴DA+DB=2AB=2CD,∴DA DBDC+=2;(2)①如图2,过点A作AM⊥DC于M,过点B作BN⊥CD于N,连接AC,BC,由(1)知»»AC BC=,∴AC=BC,∵AB为⊙O的直径,∴∠ACB=∠BNC=∠CMA=90°,∴∠NBC+∠BCN=90°,∠BCN+∠MCA=90°,∴∠NBC=∠MCA,在△NBC和△MCA中,BNC CMANBC MCABC CA∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△NBC ≌△MCA (AAS ), ∴CN =AM ,由(1)知∠DAE =∠DBE =45°, AM =2DA ,DN =2DB , ∴DC =DN+NC =2DB+2DA =2(DB+DA ), 即DA+DB =2DC ;②在Rt △DAB 中, DA 2+DB 2=AB 2=m 2,∵(DA+DB )2=DA 2+DB 2+2DA•DB , 且由①知DA+DB 2DC 2t , ∴2t )2=m 2+2DA•DB , ∴DA•DB =t 2﹣12m 2, ∴S △ADB =12DA•DB =12t 2﹣14m 2, ∴△ADB 的面积S 与t 的函数关系式S =12t 2﹣14m 2; (3)如图3,过点E 作EH ⊥AD 于H ,EG ⊥DB 于G , 则NE =ME ,四边形DHEG 为正方形,由(1)知»»AC BC=, ∴AC =BC ,∴△ACB 为等腰直角三角形, ∴AB 2AC , ∵220PD AC =, 设PD =2,则AC =20,AB =2, ∵∠DBA =∠DBA ,∠PAB =∠ADB , ∴△ABD ∽△PBA , ∴AB BD ADPB AB PA==,∴20292202DB =+, ∴DB =162, ∴AD =22AB DB -=122,设NE =ME =x , ∵S △ABD =12AD•BD =12AD•NE+12BD•ME , ∴12×122×162=12×122•x+12×162•x , ∴x =4827, ∴DE =2HE =2x =967, 又∵AO =12AB =102, ∴96242735102DE OA =⨯=.【点睛】本题考查了圆的相关性质,等腰直三角形的性质,相似的性质等,还考查了面积法及特殊值法的运用,解题的关键是认清图形,抽象出各几何图形的特殊位置关系.7.如图,过⊙O 外一点P 作⊙O 的切线PA 切⊙O 于点A ,连接PO 并延长,与⊙O 交于C 、D 两点,M 是半圆CD 的中点,连接AM 交CD 于点N ,连接AC 、CM . (1)求证:CM 2=MN.MA ;(2)若∠P=30°,PC=2,求CM 的长.【答案】(1)见解析;(2)2 【解析】(1)由··CMDM =知CAM DCM ∠=∠,根∠CMA=∠NMC 据证ΔAMC ∽ΔCMN 即可得;(2)连接OA 、DM ,由直角三角形PAO 中∠P=30°知()1122OA PO PC CO ==+,据此求得OA=OC=2,再证三角形CMD 是等腰直角三角形得CM 的长. 【详解】(1)O Q e 中,M 点是半圆CD 的中点,∴ ··CMDM =, CAM DCM ∴∠=∠, 又CMA NMC ∠=∠Q , AMC CMN ∽∴∆∆, ∴ CM AM MN CM=,即2·CM MN MA =; (2)连接OA 、DM ,PA Q 是O e 的切线,90PAO ∴∠=︒, 又30P ∠=︒Q ,()1122OA PO PC CO ∴==+,设O e 的半径为r ,2PC =Q ,()122r r ∴=+,解得:2r =, 又CD Q 是直径, 90CMD ∴∠=︒, CM DM =Q ,CMD ∴∆是等腰直角三角形,∴在Rt CMD ∆中,由勾股定理得222CM DM CD +=,即()222216CM r ==,则28CM =,22CM ∴=.本题主要考查切线的判定和性质,解题的关键是掌握切线的性质、圆周角定理、相似三角形的判定和性质等知识点8.如图1,AB 为半圆O 的直径,半径OP ⊥AB ,过劣弧AP 上一点D 作DC ⊥AB 于点C .连接DB ,交OP 于点E ,∠DBA =22.5°. ⑴ 若OC =2,则AC 的长为 ;⑵ 试写出AC 与PE 之间的数量关系,并说明理由;⑶ 连接AD 并延长,交OP 的延长线于点G ,设DC =x ,GP =y ,请求出x 与y 之间的等量关系式. (请先补全图形,再解答)【答案】⑴ 222;⑵ 见解析;⑶ y =2x 【解析】 【分析】(1)如图,连接OD ,则有∠AOD=45°,所以△DOC 为等腰直角三角形,又OC=2,所以2,故可求出AC 的长;(2)连接AD ,DP ,过点D 作DF ⊥OP ,垂足为点F . 证AC=PF 或AC=EF ,证DP=DE 证PF=EF=12PE ,故可证出PE =2AC ;(3)首先求出22OD CD x ==,再求AB=22x ,再证△DGE ≌△DBA,得GE =AB =2x ,由PE=2AC 得PE =2(2)x x -,再根据GP =GE -PE 可求结论. 【详解】(1)连接OD ,如图,∵∠B=22.5°,∴∠DOC=45°,∵DC⊥AB∴△DOC为等腰直角三角形,∵OC=2,∴2∴2,∴AC=AO-OC=222.⑵连接AD,DP,过点D作DF⊥OP,垂足为点F.∵OP⊥AB,∴∠POD=∠DOC=45°,∴AD=PD,∵△DOC为等腰直角三角形,∴DC=CO,易证DF=CO,∴DC=DF,∴Rt△DAC≌Rt△DPF,∴PF=AC,∵DO=AO,∠DOA=45°∴∠DAC=67.5°∴∠DPE=67.5°,∵OD=OB,∠B=22.5°,∴∠ODE=22.5°∴∠DEP=22.5°+45°=67.5°∴∠DEP=∠DPE∴PF=EF=12PE∴PE =2AC(3)如图2,由∠DCO =90°,∠DOC =45°得22OD CD x ==∴ AB =2OD=22x ∵AB 是直径, ∴∠ADB=∠EDG=90°, 由(2)得AD=ED,∠DEG=∠DAC ∴△DGE ≌△DBA ∴ GE =AB =22x ∵ PE =2AC ∴ PE =2(2)x x -∴ GP =GE -PE =222(2-)x x x - 即:y =2x 【点睛】本题是一道圆的综合题,涵盖的知识点较多,难度较大,主要考查了圆周角定理,等腰三角形的性质,三角形全等的判定与性质等知识,熟练掌握并运用这些知识是解题的关键.9.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)×33=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.10.已知AC =DC ,AC ⊥DC ,直线MN 经过点A ,作DB ⊥MN ,垂足为B ,连结CB .[感知]如图①,点A、B在CD同侧,且点B在AC右侧,在射线AM上截取AE=BD,连结CE,可证△BCD≌△ECA,从而得出EC=BC,∠ECB=90°,进而得出∠ABC=度;[探究]如图②,当点A、B在CD异侧时,[感知]得出的∠ABC的大小是否改变?若不改变,给出证明;若改变,请求出∠ABC的大小.[应用]在直线MN绕点A旋转的过程中,当∠BCD=30°,BD=时,直接写出BC的长.【答案】【感知】:45;【探究】:不改变,理由详见解析;【拓展】:BC的长为+1或﹣1.【解析】【分析】[感知]证明△BCD≌△ECA(SAS)即可解决问题;[探究]结论不变,证明△BCD≌△ECA(SAS)即可解决问题;[应用]分两种情形分别求解即可解决问题.【详解】解:【感知】,如图①中,在射线AM上截取AE=BD,连结CE.∵AC⊥DC,DB⊥MN,∴∠ACD=∠DBA=90°.∴∠CDB+∠CAB=180°,∵∠CAB+∠CAE=180°∴∠D=∠CAE,∵CD=AC,AE=BD,∴△BCD≌△ECA(SAS),∴BC=EC,∠BCD=∠ECA,∵∠ACE+∠ECD=90°,∴∠ECD+∠DCB=90°,即∠ECB=90°,∴∠ABC=45°.故答案为45【探究】不改变.理由如下:如图,如图②中,在射线AN上截取AE=BD,连接CE,设MN与CD交于点O.∵AC⊥DC,DB⊥MN,∴∠ACD=∠DBA=90°,∵∠AOC=∠DOB,∴∠D=∠EAC,CD=AC,∴△BCD≌△ECA(SAS),∴BC=EC,∠BCD=∠ECA,∵∠ACE+∠ECD=90°,∴∠ECD+∠DCB=90°,即∠ECB=90°,∴∠ABC=45°.【拓展】如图①﹣1中,连接AD.∴∠ACD+∠ABD=180°,∴A,C,D,B四点共圆,∴∠DAB=∠DCB=30°,∴AB=BD=,∴EB =AE+AB=+,∵△ECB是等腰直角三角形,如图②中,同法可得BC =﹣1. 综上所述,BC 的长为+1或﹣1.【点睛】本题属于几何变换综合题,考查了等腰直角三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,属于中考压轴题.11.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;(23. 【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°,∵¼¼CE 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.12.如图,AB 是O e 的直径,DF 切O e 于点D ,BF DF ⊥于F ,过点A 作AC //BF 交BD 的延长线于点C .(1)求证:ABC C ∠∠=;(2)设CA 的延长线交O e 于E BF ,交O e 于G ,若¼DG的度数等于60o ,试简要说明点D 和点E 关于直线AB 对称的理由.【答案】(1)见解析;(2)见解析.【解析】【分析】(1)作辅助线,连接OD ,由DF 为⊙O 的切线,可得OD ⊥DF ,又BF ⊥DF ,AC ∥BF ,所以OD ∥AC ,∠ODB=∠C ,由OB=OD 得∠ABD=∠ODB ,从而可证∠ABC=∠C ;(2)连接OG ,OD ,AD ,由BF ∥OD ,»GD =60°,可求证»BG =»»GD AD ==60°,由平行线的性质及三角形的内角和定理可求出∠OHD=90°,由垂径定理便可得出结论.【详解】(1)连接OD ,∵DF 为⊙O 的切线,∴OD ⊥DF .∵BF ⊥DF ,AC ∥BF ,∴OD ∥AC ∥BF .∴∠ODB=∠C .∵OB=OD ,∴∠ABD=∠ODB .∴∠ABC=∠C .(2)连接OG ,OD ,AD ,DE ,DE 交AB 于H ,∵BF ∥OD ,∴∠OBG=∠AOD ,∠OGB=∠DOG ,∴»»GD AD ==»BG. ∵»GD=60°,∴»BG=»»GD AD=60°,∴∠ABC=∠C=∠E=30°,∵OD//CE∴∠ODE=∠E=30°.在△ODH中,∠ODE=30°,∠AOD=60°,∴∠OHD=90°,∴AB⊥DE.∴点D和点E关于直线AB对称.【点睛】本题考查的是切线的性质、圆周角定理及垂径定理,解答此题的关键是作出辅助线,利用数形结合解答.13.如图,在△ABC中,以AC为直径作⊙O交BC于点D,交AB于点G,且D是BC中点,DE⊥AB,垂足为E,交AC的延长线于点F.(1)求证:直线EF是⊙O的切线;(2)若CF=3,cosA=25,求出⊙O的半径和BE的长;(3)连接CG,在(2)的条件下,求CGEF的值.【答案】(1)见解析;(2)2,65(3)CG:EF=4:7【解析】试题分析:(1)连结OD.先证明OD是△ABC的中位线,根据中位线的性质得到OD∥AB,再由DE⊥AB,得出OD⊥EF,根据切线的判定即可得出直线EF是⊙O的切线;(2)先由OD∥AB,得出∠COD=∠A,再解Rt△DOF,根据余弦函数的定义得到cos∠FOD==,设⊙O的半径为R,解方程=,求出R=,那么AB=2OD=,解Rt△AEF,根据余弦函数的定义得到cosA==,求出AE=,然后由BE=AB﹣AE即可求解.试题解析:(1)证明:如图,连结OD.∵CD=DB,CO=OA,∴OD是△ABC的中位线,∴OD∥AB,AB=2OD,∵DE⊥AB,∴DE⊥OD,即OD⊥EF,∴直线EF是⊙O的切线;(2)解:∵OD∥AB,∴∠COD=∠A.在Rt△DOF中,∵∠ODF=90°,∴cos∠FOD==,设⊙O的半径为R,则=,解得R=,∴AB=2OD=.在Rt△AEF中,∵∠AEF=90°,∴cosA===,∴AE=,∴BE=AB﹣AE=﹣=2.【点睛】本题考查了切线的判定,解直角三角形,三角形中位线的性质知识点.要证某线是圆的切线,已知此线过圆上某点,连结圆心与这点(即为半径),再证垂直即可.14.如图,是大半圆的直径,是小半圆的直径,点是大半圆上一点,与小半圆交于点,过点作于点.(1)求证:是小半圆的切线;(2)若,点在上运动(点不与两点重合),设,.①求与之间的函数关系式,并写出自变量的取值范围;②当时,求两点之间的距离.【答案】(1)见解析;(2)①,,②两点之间的距离为或.【解析】【分析】(1)连接CO、CM,只需证到CD⊥CM.由于CD⊥OP,只需证到CM∥OP,只需证到CM 是△AOP的中位线即可.(2)①易证△ODC∽△CDP,从而得到CD2=DP•OD,进而得到y与x之间的函数关系式.由于当点P与点A重合时x=0,当点P与点B重合时x=4,点P在大半圆O上运动(点P不与A,B两点重合),因此自变量x的取值范围为0<x<4.②当y=3时,得到-x2+4x=3,求出x.根据x的值可求出CD、PD的值,从而求出∠CPD,运用勾股定理等知识就可求出P,M两点之间的距离.【详解】(1)连接,如图1所示∵是小半圆的直径,∴即∵∴∵∴,∵∴,∴∴.,即∵经过半径的外端,且∴直线是小半圆的切线.(2)①∵,,∴∴∴∽∴∴∵,,,∴当点与点重合时,;当点与点重合时,∵点在大半圆上运动(点不与两点重合),∴∴与之间的函数关系式为,自变量的取值范围是.②当时,解得,Ⅰ当时,如图2所示在中,∵,∴,∴∵,∴是等边三角形∴∴.Ⅱ当时,如图3所示,同理可得∵∴∴过点作,垂足为,连接,如图3所示∵,∴同理在中,∵,∴综上所述,当时,两点之间的距离为或.【点睛】考查了切线的判定、平行线的判定与性质、等边三角形的判定与性质、相似三角形的判定与性质、特殊角的三角函数值、勾股定理等知识,综合性比较强.15.如图,已知AB是⊙O的直径,点C、D在⊙O上,∠D=60°且AB=6,过O点作OE⊥AC,垂足为E.(1)求OE的长;(2)若OE的延长线交⊙O于点F,求弦AF、AC和弧CF围成的图形(阴影部分)的面积.(结果保留 )【答案】(1)OE的长为32;(2)阴影部分的面积为3 2π【解析】(1)OE=32(2)S=32π。
【数学】数学圆的综合的专项培优 易错 难题练习题(含答案)含答案

一、圆的综合真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.如图,⊙M交x轴于B、C两点,交y轴于A,点M的纵坐标为2.B(﹣33,O),C(3,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.2.如图,以O为圆心,4为半径的圆与x轴交于点A,C在⊙O上,∠OAC=60°.(1)求∠AOC的度数;(2)P为x轴正半轴上一点,且PA=OA,连接PC,试判断PC与⊙O的位置关系,并说明理由;(3)有一动点M从A点出发,在⊙O上按顺时针方向运动一周,当S△MAO=S△CAO时,求动点M所经过的弧长,并写出此时M点的坐标.【答案】(1)60°;(2)见解析;(3)对应的M点坐标分别为:M1(2,﹣23)、M2(﹣2,﹣23)、M3(﹣2,23)、M4(2,23).【解析】【分析】(1)由于∠OAC=60°,易证得△OAC是等边三角形,即可得∠AOC=60°.(2)由(1)的结论知:OA=AC,因此OA=AC=AP,即OP边上的中线等于OP的一半,由此可证得△OCP是直角三角形,且∠OCP=90°,由此可判断出PC与⊙O的位置关系.(3)此题应考虑多种情况,若△MAO、△OAC的面积相等,那么它们的高必相等,因此有四个符合条件的M点,即:C点以及C点关于x轴、y轴、原点的对称点,可据此进行求解.【详解】(1)∵OA=OC,∠OAC=60°,∴△OAC是等边三角形,故∠AOC=60°.(2)由(1)知:AC=OA,已知PA=OA,即OA=PA=AC;∴AC=12OP,因此△OCP是直角三角形,且∠OCP=90°,而OC是⊙O的半径,故PC与⊙O的位置关系是相切.(3)如图;有三种情况:①取C点关于x轴的对称点,则此点符合M点的要求,此时M点的坐标为:M1(2,﹣3劣弧MA的长为:6044 1803ππ⨯=;②取C点关于原点的对称点,此点也符合M点的要求,此时M点的坐标为:M2(﹣2,﹣23);劣弧MA的长为:12048 1803ππ⨯=;③取C点关于y轴的对称点,此点也符合M点的要求,此时M点的坐标为:M3(﹣2,23);优弧MA的长为:240416 1803ππ⨯=;④当C、M重合时,C点符合M点的要求,此时M4(2,23);优弧MA的长为:300420 1803ππ⨯=;综上可知:当S△MAO=S△CAO时,动点M所经过的弧长为481620,,,3333ππππ对应的M点坐标分别为:M1(2,﹣23)、M2(﹣2,﹣23)、M3(﹣2,23)、M4(2,23).【点睛】本题考查了切线的判定以及弧长的计算方法,注意分类讨论思想的运用,不要漏解.3.如图,在以点O为圆心的两个同心圆中,小圆直径AE的延长线与大圆交于点B,点D 在大圆上,BD与小圆相切于点F,AF的延长线与大圆相交于点C,且CE⊥BD.找出图中相等的线段并证明.【答案】见解析【解析】试题分析:由AE是小⊙O的直径,可得OA=OE,连接OF,根据切线的性质,可得OF⊥BD,然后由垂径定理,可证得DF=BF,易证得OF∥CE,根据平行线分线段成比例定理,可证得AF=CF,继而可得四边形ABCD是平行四边形,则可得AD=BC,AB=CD.然后连接OD、OC,可证得△AOD≌△EOC,则可得BC=AD=CE=AE.试题解析:图中相等的线段有:OA=OE,DF=BF,AF=CF,AB=CD,BC=AD=CE=AE.证明如下:∵AE是小⊙O的直径,∴OA=OE.连接OF,∵BD与小⊙O相切于点F,∴OF⊥BD.∵BD是大圆O的弦,∴DF=BF.∵CE⊥BD,∴CE∥OF,∴AF=CF.∴四边形ABCD是平行四边形.∴AD=BC,AB=CD.∵CE:AE=OF:AO,OF=AO,∴AE=EC.连接OD、OC,∵OD=OC,∴∠ODC=∠OCD.∵∠AOD=∠ODC,∠EOC=∠OEC,∴∠AOC=∠EOC,∴△AOD≌△EOC,∴AD=CE.∴BC=AD=CE=AE.【点睛】考查了切线的性质,垂径定理,平行线分线段成比例定理,平行四边形的判定与性质以及全等三角形的判定与性质等知识.此题综合性很强解题的关键是注意数形结合思想的应用,注意辅助线的作法,小心不要漏解.4.如图,△ABC内接于⊙O,且AB为⊙O的直径.∠ACB的平分线交⊙O于点D,过点D 作⊙O的切线PD交CA的延长线于点P,过点A作AE⊥CD于点E,过点B作BF⊥CD于点F.(1)求证:DP∥AB;(2)若AC=6,BC=8,求线段PD的长.【答案】详见解析【解析】【分析】(1)连接OD,由AB为⊙O的直径,根据圆周角定理得∠ACB=90°,再由∠ACD=∠BCD=45°,则∠DAB=∠ABD=45°,所以△DAB为等腰直角三角形,所以DO⊥AB,根据切线的性质得OD⊥PD,于是可得到DP∥AB.(2)先根据勾股定理计算出AB=10,由于△DAB为等腰直角三角形,可得到AD5222===;由△ACE为等腰直角三角形,得到AE CE3222====,在Rt△AED中利用勾股定理计算出DE=42,则CD=72,易证得∴△PDA∽△PCD,得到PD PA AD52PC PD CD72===,所以PA=57PD,PC=75PD,然后利用PC=PA+AC可计算出PD.【详解】解:(1)证明:如图,连接OD,∵AB为⊙O的直径,∴∠ACB=90°.∵∠ACB的平分线交⊙O于点D,∴∠ACD=∠BCD=45°.∴∠DAB=∠ABD=45°.∴△DAB为等腰直角三角形.∴DO⊥AB.∵PD为⊙O的切线,∴OD⊥PD.∴DP∥AB.(2)在Rt△ACB中,,∵△DAB 为等腰直角三角形,∴. ∵AE ⊥CD ,∴△ACE 为等腰直角三角形.∴. 在Rt △AED 中,, ∴. ∵AB ∥PD ,∴∠PDA=∠DAB=45°.∴∠PAD=∠PCD .又∵∠DPA=∠CPD ,∴△PDA ∽△PCD .∴. ∴PA=75PD ,PC=57PD . 又∵PC=PA+AC ,∴75PD+6=57PD ,解得PD=.5.在O 中,AB 为直径,C 为O 上一点.(Ⅰ)如图①,过点C 作O 的切线,与AB 的延长线相交于点P ,若28CAB ∠=︒,求P ∠的大小;(Ⅱ)如图②,D 为弧AC 的中点,连接OD 交AC 于点E ,连接DC 并延长,与AB 的延长线相交于点P ,若12CAB ∠=︒,求P ∠的大小.【答案】(1)∠P =34°;(2)∠P =27°【解析】【分析】(1)首先连接OC ,由OA=OC ,即可求得∠A 的度数,然后由圆周角定理,求得∠POC 的度数,继而求得答案;(2)因为D 为弧AC 的中点,OD 为半径,所以OD ⊥AC ,继而求得答案.【详解】(1)连接OC ,∵OA =OC ,∴∠A =∠OCA =28°,∴∠POC =56°,∵CP 是⊙O 的切线,∴∠OCP =90°,∴∠P =34°;(2)∵D 为弧AC 的中点,OD 为半径,∴OD ⊥AC ,∵∠CAB =12°,∴∠AOE =78°,∴∠DCA =39°,∵∠P =∠DCA ﹣∠CAB ,∴∠P =27°.【点睛】本题考查切线的性质以及等腰三角形的性质.注意准确作出辅助线是解此题的关键.6.如图所示,AB 是半圆O 的直径,AC 是弦,点P 沿BA 方向,从点B 运动到点A ,速度为1cm/s ,若10AB cm ,点O 到AC 的距离为4cm .(1)求弦AC 的长;(2)问经过多长时间后,△APC 是等腰三角形.【答案】(1)AC=6;(2)t=4或5或145s 时,△APC 是等腰三角形; 【解析】【分析】(1)过O 作OD ⊥AC 于D ,根据勾股定理求得AD 的长,再利用垂径定理即可求得AC 的长;(2)分AC=PC 、AP=AC 、AP=CP 三种情况求t 值即可.【详解】(1)如图1,过O 作OD ⊥AC 于D ,易知AO=5,OD=4,从而AD==3,∴AC=2AD=6;(2)设经过t秒△APC是等腰三角形,则AP=10﹣t ①如图2,若AC=PC,过点C作CH⊥AB于H,∵∠A=∠A,∠AHC=∠ODA=90°,∴△AHC∽△ADO,∴AC:AH=OA:AD,即AC: =5:3,解得t=s,∴经过s后△APC是等腰三角形;②如图3,若AP=AC,由PB=x,AB=10,得到AP=10﹣x,又∵AC=6,则10﹣t=6,解得t=4s,∴经过4s后△APC是等腰三角形;③如图4,若AP=CP,P与O重合,则AP=BP=5,∴经过5s后△APC是等腰三角形.综上可知当t=4或5或s时,△APC是等腰三角形.【点睛】本题是圆的综合题,解决问题利用了垂径定理,勾股定理等知识点,解题时要注意当△BPC是等腰三角形时,点P的位置有三种情况.7.如图,在矩形ABCD中,点O在对角线AC上,以OA的长为半径的⊙O与AD、AC分别交于点E、F,且∠ACB=∠DCE.(1)判断直线CE与⊙O的位置关系,并说明理由;(2)若AB=2,BC=2,求⊙O的半径.6【答案】(1)直线CE与⊙O相切,理由见解析;(2)⊙O【解析】【分析】(1)首先连接OE,由OE=OA与四边形ABCD是矩形,易求得∠DEC+∠OEA=90°,即OE⊥EC,即可证得直线CE与⊙O的位置关系是相切;(2)首先易证得△CDE∽△CBA,然后根据相似三角形的对应边成比例,即可求得DE的长,又由勾股定理即可求得AC的长,然后设OA为x,即可得方程222-=,解此方程即可求得⊙O的半径.x x3)6)【详解】解:(1)直线CE与⊙O相切.…理由:连接OE,∵四边形ABCD是矩形,∴∠B=∠D=∠BAD=90°,BC∥AD,CD=AB,∴∠DCE+∠DEC=90°,∠ACB=∠DAC,又∠DCE=∠ACB,∴∠DEC+∠DAC=90°,∵OE=OA,∴∠OEA=∠DAC,∴∠DEC+∠OEA=90°,∴∠OEC=90°,∴OE ⊥EC ,∵OE 为圆O 半径,∴直线CE 与⊙O 相切;…(2)∵∠B =∠D ,∠DCE =∠ACB ,∴△CDE ∽△CBA ,∴ BC AB DC DE =, 又CD =AB =2,BC =2,∴DE =1 根据勾股定理得EC =3, 又226AC AB BC =+=,…设OA 为x ,则222(3)(6)x x +=-,解得6x =, ∴⊙O 的半径为6.【点睛】此题考查了切线的判定与性质,矩形的性质,相似三角形的判定与性质以及勾股定理等知识.此题综合性较强,难度适中,解题的关键是注意数形结合思想与方程思想的应用,注意辅助线的作法.8.如图,在中,,以为直径作,交边于点,交边于点,过点作的切线,交的延长线于点,交于点.(1)求证:;(2)若,,求的半径.【答案】(1)证明见解析;(2)4.【解析】试题分析:(1)连接AD,根据等腰三角形三线合一即可证明.(2)设⊙O的半径为R,则FO=4+R,FA=4+2R,OD=R,连接OD,由△FOD∽△FAE,得列出方程即可解决问题.试题解析:(1)连接AD,∵AB是直径,∴∠ADB=90°,∵AB=AC,AD⊥BC,∴BD=DC.(2)设⊙O的半径为R,则FO=4+R,FA=4+2R,OD=R,连接OD、∵AB=AC,∴∠ABC=∠C,∵OB=OD,∴∠ABC=∠ODB,∴∠ODB=∠C,∴OD∥AC,∴△FOD∽△FAE,∴,∴,整理得R2﹣R﹣12=0,∴R=4或(﹣3舍弃).∴⊙O的半径为4.考点:切线的性质、等腰三角形的性质等知识.9.如图1,⊙O的直径AB=12,P是弦BC上一动点(与点B,C不重合),∠ABC=30°,过点P作PD⊥OP交⊙O于点D.(1)如图2,当PD∥AB时,求PD的长;(2)如图3,当弧DC=弧AC时,延长AB至点E,使BE=12AB,连接DE.①求证:DE是⊙O的切线;②求PC的长.【答案】(1)26;(2)①证明见解析;②33﹣3.【解析】试题分析:(1)根据题意首先得出半径长,再利用锐角三角三角函数关系得出OP,PD的长;(2)①首先得出△OBD是等边三角形,进而得出∠ODE=∠OFB=90°,求出答案即可;②首先求出CF的长,进而利用直角三角形的性质得出PF的长,进而得出答案.试题解析:(1)如图2,连接OD,∵OP⊥PD,PD∥AB,∴∠POB=90°,∵⊙O的直径AB=12,∴OB=OD=6,在Rt△POB中,∠ABC=30°,∴OP=OB•tan30°=6×=2,在Rt△POD中,PD===;(2)①如图3,连接OD,交CB于点F,连接BD,∵,∴∠DBC=∠ABC=30°,∴∠ABD=60°,∵OB=OD,∴△OBD是等边三角形,∴OD⊥FB,∵BE=AB,∴OB=BE,∴BF∥ED,∴∠ODE=∠OFB=90°,∴DE是⊙O的切线;②由①知,OD⊥BC,∴CF=FB=OB•cos30°=6×=3,在Rt△POD中,OF=DF,∴PF=DO=3(直角三角形斜边上的中线,等于斜边的一半),∴CP=CF﹣PF=3﹣3.考点:圆的综合题10.如图,在⊙O中,直径AB垂直弦CD于E,过点A作∠DAF=∠DAB,过点D作AF的垂线,垂足为F,交AB的延长线于点P,连接CO并延长交⊙O于点G,连接EG.(1)求证:DF是⊙O的切线;(2)若AD=DP,OB=3,求BD的长度;(3)若DE=4,AE=8,求线段EG的长.【答案】(1)证明见解析(2)π(3)13【解析】试题分析:(1)连接OD,由等腰三角形的性质得出∠DAB=∠ADO,再由已知条件得出∠ADO=∠DAF,证出OD∥AF,由已知DF⊥AF,得出DF⊥OD,即可得出结论;(2)易得∠BOD=60°,再由弧长公式求解即可;(3)连接DG,由垂径定理得出DE=CE=4,得出CD=8,由勾股定理求出DG,再由勾股定理求出EG即可.试题解析:(1)证明:连接OD,如图1所示:∵OA=OD,∴∠DAB=∠ADO,∵∠DAF=∠DAB,∴∠ADO=∠DAF,∴OD∥AF,又∵DF⊥AF,∴DF⊥OD,∴DF是⊙O的切线;(2)∵AD=DP∴∠P=∠DAF=∠DAB =x0∴∠P+∠DAF+∠DAB =3x o=90O∴x0=300∴∠BOD=60°,∴BD的长度=π(3)解:连接DG,如图2所示:∵AB⊥CD,∴DE=CE=4,∴CD=DE+CE=8,设OD=OA=x,则OE=8﹣x,在Rt△ODE中,由勾股定理得:OE2+DE2=OD2,即(8﹣x)2+42=x2,解得:x=5,∴CG=2OA=10,∵CG是⊙O的直径,∴∠CDG=90°,∴2222CG CD--,108∴2222+=+21364DG DE。
【数学】培优圆的综合辅导专题训练含答案

一、圆的综合真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.如图1,直角梯形OABC中,BC∥OA,OA=6,BC=2,∠BAO=45°.(1)OC的长为;(2)D是OA上一点,以BD为直径作⊙M,⊙M交AB于点Q.当⊙M与y轴相切时,sin∠BOQ=;(3)如图2,动点P以每秒1个单位长度的速度,从点O沿线段OA向点A运动;同时动点D以相同的速度,从点B沿折线B﹣C﹣O向点O运动.当点P到达点A时,两点同时停止运动.过点P作直线PE∥OC,与折线O﹣B﹣A交于点E.设点P运动的时间为t (秒).求当以B、D、E为顶点的三角形是直角三角形时点E的坐标.【答案】(1)4;(2)35;(3)点E的坐标为(1,2)、(53,103)、(4,2).【解析】分析:(1)过点B作BH⊥OA于H,如图1(1),易证四边形OCBH是矩形,从而有OC=BH,只需在△AHB中运用三角函数求出BH即可.(2)过点B作BH⊥OA于H,过点G作GF⊥OA于F,过点B作BR⊥OG于R,连接MN、DG,如图1(2),则有OH=2,BH=4,MN⊥OC.设圆的半径为r,则MN=MB=MD=r.在Rt△BHD中运用勾股定理可求出r=2,从而得到点D与点H重合.易证△AFG∽△ADB,从而可求出AF、GF、OF、OG、OB、AB、BG.设OR=x,利用BR2=OB2﹣OR2=BG2﹣RG2可求出x,进而可求出BR.在Rt△ORB中运用三角函数就可解决问题.(3)由于△BDE的直角不确定,故需分情况讨论,可分三种情况(①∠BDE=90°,②∠BED=90°,③∠DBE=90°)讨论,然后运用相似三角形的性质及三角函数等知识建立关于t的方程就可解决问题.详解:(1)过点B作BH⊥OA于H,如图1(1),则有∠BHA=90°=∠COA,∴OC∥BH.∵BC∥OA,∴四边形OCBH是矩形,∴OC=BH,BC=OH.∵OA=6,BC=2,∴AH=0A﹣OH=OA﹣BC=6﹣2=4.∵∠BHA=90°,∠BAO=45°,∴tan∠BAH=BHHA=1,∴BH=HA=4,∴OC=BH=4.故答案为4.(2)过点B作BH⊥OA于H,过点G作GF⊥OA于F,过点B作BR⊥OG于R,连接MN、DG,如图1(2).由(1)得:OH =2,BH =4.∵OC 与⊙M 相切于N ,∴MN ⊥OC .设圆的半径为r ,则MN =MB =MD =r .∵BC ⊥OC ,OA ⊥OC ,∴BC ∥MN ∥OA .∵BM =DM ,∴CN =ON ,∴MN =12(BC +OD ),∴OD =2r ﹣2,∴DH =OD OH -=24r -.在Rt △BHD 中,∵∠BHD =90°,∴BD 2=BH 2+DH 2,∴(2r )2=42+(2r ﹣4)2.解得:r =2,∴DH =0,即点D 与点H 重合,∴BD ⊥0A ,BD =AD .∵BD 是⊙M 的直径,∴∠BGD =90°,即DG ⊥AB ,∴BG =AG .∵GF ⊥OA ,BD ⊥OA ,∴GF ∥BD ,∴△AFG ∽△ADB , ∴AF AD =GF BD =AG AB =12,∴AF =12AD =2,GF =12BD =2,∴OF =4,∴OG同理可得:OB AB ,∴BG =12AB .设OR =x ,则RG x .∵BR ⊥OG ,∴∠BRO =∠BRG =90°,∴BR 2=OB 2﹣OR 2=BG 2﹣RG 2,∴(2﹣x 2=()2﹣(x )2.解得:x =5,∴BR 2=OB 2﹣OR 2=(2﹣(5)2=365,∴BR =5.在Rt △ORB 中,sin ∠BOR =BR OB35. 故答案为35. (3)①当∠BDE =90°时,点D 在直线PE 上,如图2.此时DP =OC =4,BD +OP =BD +CD =BC =2,BD =t ,OP =t . 则有2t =2.解得:t =1.则OP =CD =DB =1.∵DE ∥OC ,∴△BDE ∽△BCO ,∴DE OC =BD BC =12,∴DE =2,∴EP =2, ∴点E 的坐标为(1,2).②当∠BED =90°时,如图3.∵∠DBE =OBC ,∠DEB =∠BCO =90°,∴△DBE ∽△OBC ,∴BEBC =2DB BE OB ∴,∴BE =5t . ∵PE ∥OC ,∴∠OEP =∠BOC .∵∠OPE =∠BCO =90°,∴△OPE ∽△BCO ,∴OEOB =25OPBC∴,=2t,∴OE=5t.∵OE+BE=OB=255,∴t+5t=25.解得:t=53,∴OP=53,OE=55,∴PE=22OE OP-=103,∴点E的坐标为(51033,).③当∠DBE=90°时,如图4.此时PE=PA=6﹣t,OD=OC+BC﹣t=6﹣t.则有OD=PE,EA=22PE PA+=2(6﹣t)=62﹣2?t,∴BE=BA﹣EA=42﹣(62﹣2t)=2t﹣22.∵PE∥OD,OD=PE,∠DOP=90°,∴四边形ODEP是矩形,∴DE=OP=t,DE∥OP,∴∠BED=∠BAO=45°.在Rt△DBE中,cos∠BED=BEDE=2,∴DE=2BE,∴t=22(t﹣22)=2t﹣4.解得:t=4,∴OP=4,PE=6﹣4=2,∴点E的坐标为(4,2).综上所述:当以B、D、E为顶点的三角形是直角三角形时点E的坐标为(1,2)、(51033,)、(4,2).点睛:本题考查了圆周角定理、切线的性质、相似三角形的判定与性质、三角函数的定义、平行线分线段成比例、矩形的判定与性质、勾股定理等知识,还考查了分类讨论的数学思想,有一定的综合性.2.如图,以O为圆心,4为半径的圆与x轴交于点A,C在⊙O上,∠OAC=60°.(1)求∠AOC的度数;(2)P为x轴正半轴上一点,且PA=OA,连接PC,试判断PC与⊙O的位置关系,并说明理由;(3)有一动点M从A点出发,在⊙O上按顺时针方向运动一周,当S△MAO=S△CAO时,求动点M所经过的弧长,并写出此时M点的坐标.【答案】(1)60°;(2)见解析;(3)对应的M点坐标分别为:M1(2,﹣3M2(﹣2,﹣3)、M3(﹣2,3M4(2,3).【解析】【分析】(1)由于∠OAC=60°,易证得△OAC是等边三角形,即可得∠AOC=60°.(2)由(1)的结论知:OA=AC,因此OA=AC=AP,即OP边上的中线等于OP的一半,由此可证得△OCP是直角三角形,且∠OCP=90°,由此可判断出PC与⊙O的位置关系.(3)此题应考虑多种情况,若△MAO、△OAC的面积相等,那么它们的高必相等,因此有四个符合条件的M点,即:C点以及C点关于x轴、y轴、原点的对称点,可据此进行求解.【详解】(1)∵OA=OC,∠OAC=60°,∴△OAC是等边三角形,故∠AOC=60°.(2)由(1)知:AC=OA,已知PA=OA,即OA=PA=AC;∴AC=1OP,因此△OCP是直角三角形,且∠OCP=90°,2而OC是⊙O的半径,故PC与⊙O的位置关系是相切.(3)如图;有三种情况:①取C点关于x轴的对称点,则此点符合M点的要求,此时M点的坐标为:M1(2,﹣3劣弧MA的长为:6044 1803ππ⨯=;②取C点关于原点的对称点,此点也符合M点的要求,此时M点的坐标为:M2(﹣2,﹣3劣弧MA的长为:12048 1803ππ⨯=;③取C点关于y轴的对称点,此点也符合M点的要求,此时M点的坐标为:M3(﹣2,3优弧MA的长为:240416 1803ππ⨯=;④当C、M重合时,C点符合M点的要求,此时M4(2,3);优弧MA的长为:300420 1803ππ⨯=;综上可知:当S△MAO=S△CAO时,动点M所经过的弧长为481620,,,3333ππππ对应的M点坐标分别为:M1(2,﹣3M2(﹣2,﹣3)、M3(﹣2,3M4(2,3【点睛】本题考查了切线的判定以及弧长的计算方法,注意分类讨论思想的运用,不要漏解.3.如图,在直角坐标系中,已知点A(-8,0),B(0,6),点M在线段AB上。
人教中考数学 圆的综合 培优易错试卷练习(含答案)附答案

一、圆的综合真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.图 1 和图 2 中,优弧AB纸片所在⊙O 的半径为 2,AB=23,点P为优弧AB上一点(点P 不与A,B 重合),将图形沿BP 折叠,得到点A 的对称点A′.发现:(1)点O 到弦AB 的距离是,当BP 经过点O 时,∠ABA′=;(2)当BA′与⊙O 相切时,如图 2,求折痕的长.拓展:把上图中的优弧纸片沿直径MN 剪裁,得到半圆形纸片,点P(不与点M, N 重合)为半圆上一点,将圆形沿NP 折叠,分别得到点M,O 的对称点A′, O′,设∠MNP=α.(1)当α=15°时,过点A′作A′C∥MN,如图 3,判断A′C 与半圆O 的位置关系,并说明理由;(2)如图 4,当α= °时,NA′与半圆O 相切,当α= °时,点O′落在NP上.(3)当线段NO′与半圆O 只有一个公共点N 时,直接写出β的取值范围.【答案】发现:(1)1,60°;(2)3;拓展:(1)相切,理由详见解析;(2)45°;30°;(3)0°<α<30°或45°≤α<90°.【解析】【分析】发现:(1)利用垂径定理和勾股定理即可求出点O到AB的距离;利用锐角三角函数的定义及轴对称性就可求出∠ABA′.(2)根据切线的性质得到∠OBA′=90°,从而得到∠ABA′=120°,就可求出∠ABP,进而求出∠OBP=30°.过点O作OG⊥BP,垂足为G,容易求出OG、BG的长,根据垂径定理就可求出折痕的长.拓展:(1)过A'、O作A'H⊥MN于点H,OD⊥A'C于点D.用含30°角的直角三角形的性质可得OD=A'H=12A'N=12MN=2可判定A′C与半圆相切;(2)当NA′与半圆相切时,可知ON⊥A′N,则可知α=45°,当O′在PB时,连接MO′,则可知NO′=12MN,可求得∠MNO′=60°,可求得α=30°;(3)根据点A′的位置不同得到线段NO′与半圆O只有一个公共点N时α的取值范围是0°<α<30°或45°≤α<90°.【详解】发现:(1)过点O作OH⊥AB,垂足为H,如图1所示,∵⊙O的半径为2,AB=23,∴OH=22OB HB-=222(3)1-=在△BOH中,OH=1,BO=2∴∠ABO=30°∵图形沿BP折叠,得到点A的对称点A′.∴∠OBA′=∠ABO=30°∴∠ABA′=60°(2)过点O作OG⊥BP,垂足为G,如图2所示.∵BA′与⊙O相切,∴OB⊥A′B.∴∠OBA′=90°.∵∠OBH=30°,∴∠ABA′=120°.∴∠A′BP=∠ABP=60°.∴∠OBP=30°.∴OG=12OB=1.∴3.∵OG⊥BP,∴3.∴3.∴折痕的长为3拓展:(1)相切.分别过A'、O作A'H⊥MN于点H,OD⊥A'C于点D.如图3所示,∵A'C∥MN∴四边形A'HOD是矩形∴A'H=O∵α=15°∴∠A'NH=30∴OD=A'H=12A'N=12MN=2∴A'C与半圆(2)当NA′与半圆O相切时,则ON⊥NA′,∴∠ONA′=2α=90°,∴α=45当O′在PB上时,连接MO′,则可知NO′=12 MN,∴∠O′MN=0°∴∠MNO′=60°,∴α=30°,故答案为:45°;30°.(3)∵点P,M不重合,∴α>0,由(2)可知当α增大到30°时,点O′在半圆上,∴当0°<α<30°时点O′在半圆内,线段NO′与半圆只有一个公共点B;当α增大到45°时N A′与半圆相切,即线段NO′与半圆只有一个公共点B.当α继续增大时,点P逐渐靠近点N,但是点P,N不重合,∴α<90°,∴当45°≤α<90°线段BO′与半圆只有一个公共点B.综上所述0°<α<30°或45°≤α<90°.【点睛】本题考查了切线的性质、垂径定理、勾股定理、三角函数的定义、30°角所对的直角边等于斜边的一半、翻折问题等知识,正确的作出辅助线是解题的关键.2.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)92DE =. 【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 +,∴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.3.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.4.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.5.如图,△ABC是⊙O的内接三角形,点D,E在⊙O上,连接AE,DE,CD,BE,CE,∠EAC+∠BAE=180°,AB CD=.(1)判断BE与CE之间的数量关系,并说明理由;(2)求证:△ABE≌△DCE;(3)若∠EAC=60°,BC=8,求⊙O的半径.【答案】(1)BE=CE,理由见解析;(2)证明见解析;(383.【解析】分析:(1)由A、B、C、E四点共圆的性质得:∠BCE+∠BAE=180°,则∠BCE=∠EAC,所以BE CE,则弦相等;(2)根据SSS证明△ABE≌△DCE;(3)作BC和BE两弦的弦心距,证明Rt△GBO≌Rt△HBO(HL),则∠OBH=30°,设OH=x,则OB=2x,根据勾股定理列方程求出x的值,可得半径的长.本题解析:(1)解:BE=CE,理由:∵∠EAC+∠BAE=180°,∠BCE+∠BAE=180°,∴∠BCE=∠EAC,∴BE CE,∴BE=CE;(2)证明:∵AB CD=,∴AB=CD,∵BE CE,AE ED=,∴AE=ED,由(1)得:BE=CE,在△ABE和△DCE中,∵AE DE AB CD BE CE=⎧⎪=⎨⎪=⎩,∴△ABE≌△DCE(SSS);(3)解:如图,∵过O作OG⊥BE于G,OH⊥BC于H,∴BH=12BC=12×8=4,BG=12BE,∵BE=CE,∠EBC=∠EAC=60°,∴△BEC是等边三角形,∴BE=BC,∴BH=BG,∵OB=OB,∴Rt△GBO≌Rt△HBO(HL),∴∠OBH=∠GBO=12∠EBC=30°,设OH=x,则OB=2x,由勾股定理得:(2x)2=x2+42,x=43,∴OB=2x=833,∴⊙O的半径为833.点睛:本题是圆的综合题,考查了四点共圆的性质、三角形全等的性质和判定、勾股定理、直角三角形30°的性质,难度适中,第一问还可以利用三角形全等得出对应边相等的结论;第三问作辅助线,利用勾股定理列方程是关键.6.如图,AB是⊙O的直径,弦BC=OB,点D是AC上一动点,点E是CD中点,连接BD 分别交OC,OE于点F,G.(1)求∠DGE的度数;(2)若CF OF=12,求BFGF的值;(3)记△CFB,△DGO的面积分别为S1,S2,若CFOF=k,求12SS的值.(用含k的式子表示)【答案】(1)∠DGE=60°;(2)72;(3)12SS=211k kk+++.【解析】【分析】(1)根据等边三角形的性质,同弧所对的圆心角和圆周角的关系,可以求得∠DGE的度数;(2)过点F作FH⊥AB于点H设CF=1,则OF=2,OC=OB=3,根据勾股定理求出BF的长度,再证得△FGO∽△FCB,进而求得BFGF的值;(3)根据题意,作出合适的辅助线,然后根据三角形相似、勾股定理可以用含k的式子表示出12SS的值.【详解】解:(1)∵BC=OB=OC,∴∠COB=60°,∴∠CDB=12∠COB=30°,∵OC=OD,点E为CD中点,∴OE⊥CD,∴∠GED=90°,∴∠DGE=60°;(2)过点F作FH⊥AB于点H设CF=1,则OF=2,OC=OB=3∵∠COB=60°∴OH=12OF=1,∴HF33HB=OB﹣OH=2,在Rt△BHF中,BF22HB HF7=+=由OC =OB ,∠COB =60°得:∠OCB =60°,又∵∠OGB =∠DGE =60°,∴∠OGB =∠OCB ,∵∠OFG =∠CFB ,∴△FGO ∽△FCB , ∴OF GF BF CF=, ∴, ∴BF GF =72. (3)过点F 作FH ⊥AB 于点H ,设OF =1,则CF =k ,OB =OC =k+1,∵∠COB =60°,∴OH =12OF=12, ∴HF=,HB =OB ﹣OH =k+12, 在Rt △BHF 中, BF=由(2)得:△FGO ∽△FCB , ∴GO OF CB BF=,即1GO k =+, ∴GO =过点C 作CP ⊥BD 于点P∵∠CDB =30°∴PC =12CD , ∵点E 是CD 中点,∴DE =12CD , ∴PC =DE ,∵DE ⊥OE , ∴12S S =BF GO=1k +=211k k k +++【点睛】圆的综合题,解答本题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件,利用三角形相似和勾股定理、数形结合的思想解答.7.如图1,已知⊙O是ΔADB的外接圆,∠ADB的平分线DC交AB于点M,交⊙O于点C,连接AC,BC.(1)求证:AC=BC;(2)如图2,在图1 的基础上做⊙O的直径CF交AB于点E,连接AF,过点A作⊙O的切线AH,若AH//BC,求∠ACF的度数;(3)在(2)的条件下,若ΔABD的面积为63,ΔABD与ΔABC的面积比为2:9,求CD 的长.【答案】(1)证明见解析;(2)30°;(3)33【解析】分析:(1)运用“在同圆或等圆中,弧相等,所对的弦相等”可求解;(2)连接AO并延长交BC于I交⊙O于J,由AH是⊙O的切线且AH∥BC得AI⊥BC,易证∠IAC=30°,故可得∠ABC=60°=∠F=∠ACB,由CF是直径可得∠ACF的度数;(3)过点D作DG⊥AB ,连接AO,知ABC为等边三角形,求出AB、AE的长,在RtΔAEO 中,求出AO的长,得CF的长,再求DG 的长,运用勾股定理易求CD的长.详解:(1)∵DC平分∠ADB,∴∠ADC=∠BDC,∴AC=BC.(2)如图,连接AO并延长交BC于I交⊙O于J∵AH 是⊙O 的切线且AH ∥BC ,∴AI ⊥BC ,∴BI=IC ,∵AC=BC ,∴IC=12AC , ∴∠IAC=30°,∴∠ABC=60°=∠F=∠ACB .∵FC 是直径,∴∠FAC=90°,∴∠ACF=180°-90°-60°=30°.(3)过点D 作DG AB ⊥,连接AO由(1)(2)知ABC 为等边三角形∵∠ACF=30°,∴AB CF ⊥,∴AE=BE ,∴2ΔABC 33S AB == ∴AB=3∴33AE =在RtΔAEO 中,设EO=x ,则AO=2x ,∴222AO AE OE =+,∴()()222233x x =+,∴x =6,⊙O 的半径为6,∴CF=12.∵ΔABD 11636322S AB DG DG =⨯⨯=⨯⨯=, ∴DG=2.如图,过点D 作DG CF '⊥,连接OD .∵AB CF ⊥,DG AB ⊥,∴CF//DG , ∴四边形G ′DGE 为矩形,∴2G E '=, 63211CG G E CE +=++'==',在RtΔOG D '中,5,6OG OD ='=,∴11DG '=,∴2221111233CD DG CG =+=+=''点睛:本题是一道圆的综合题.考查了圆的基本概念,垂径定理,勾股定理,圆周角定理等相关知识.比较复杂,熟记相关概念是解题关键.8.如图①,抛物线y =ax 2+bx+c 经过点A (﹣2,0)、B (4,0)、C (0,3)三点.(1)试求抛物线的解析式;(2)点P 是y 轴上的一个动点,连接PA ,试求5PA+4PC 的最小值;(3)如图②,若直线l 经过点T (﹣4,0),Q 为直线l 上的动点,当以A 、B 、Q 为顶点所作的直角三角形有且仅有三个时,试求直线l 的解析式.【答案】(1)233384y x x =-++;(2)5PA+4PC 的最小值为18;(3)直线l 的解析式为334y x =+或334y x =--. 【解析】【分析】(1)设出交点式,代入C 点计算即可 (2)连接AC 、BC ,过点A 作AE ⊥BC 于点E ,过点P 作PD ⊥BC 于点D ,易证△CDP ∽△COB ,得到比例式PC PD BC OB =,得到PD=45PC ,所以5PA+4PC =5(PA+45PC )=5(PA+PD ),当点A 、P 、D 在同一直线上时,5PA+4PC =5(PA+PD )=5AE 最小,利用等面积法求出AE=185,即最小值为18 (3)取AB 中点F ,以F 为圆心、FA 的长为半径画圆, 当∠BAQ =90°或∠ABQ =90°时,即AQ 或BQ 垂直x 轴,所以只要直线l 不垂直x 轴则一定找到两个满足的点Q 使∠BAQ =90°或∠ABQ =90°,即∠AQB =90°时,只有一个满足条件的点Q ,∴直线l 与⊙F 相切于点Q 时,满足∠AQB =90°的点Q 只有一个;此时,连接FQ ,过点Q 作QG ⊥x 轴于点G ,利用cos ∠QFT 求出QG ,分出情况Q 在x 轴上方和x 轴下方时,分别代入直接l 得到解析式即可【详解】解:(1)∵抛物线与x 轴交点为A (﹣2,0)、B (4,0)∴y =a (x+2)(x ﹣4)把点C (0,3)代入得:﹣8a =3∴a =﹣38∴抛物线解析式为y =﹣38(x+2)(x ﹣4)=﹣38x 2+34x+3 (2)连接AC 、BC ,过点A 作AE ⊥BC 于点E ,过点P 作PD ⊥BC 于点D∴∠CDP =∠COB =90°∵∠DCP =∠OCB∴△CDP ∽△COB ∴PC PD BC OB= ∵B (4,0),C (0,3)∴OB=4,OC =3,BC∴PD =45PC ∴5PA+4PC =5(PA+45PC )=5(PA+PD ) ∴当点A 、P 、D 在同一直线上时,5PA+4PC =5(PA+PD )=5AE 最小∵A (﹣2,0),OC ⊥AB ,AE ⊥BC∴S △ABC =12AB•OC =12BC•AE ∴AE =631855AB OC BC ⨯== ∴5AE =18∴5PA+4PC 的最小值为18.(3)取AB 中点F ,以F 为圆心、FA 的长为半径画圆当∠BAQ =90°或∠ABQ =90°时,即AQ 或BQ 垂直x 轴,∴只要直线l 不垂直x 轴则一定找到两个满足的点Q 使∠BAQ =90°或∠ABQ =90° ∴∠AQB =90°时,只有一个满足条件的点Q∵当Q 在⊙F 上运动时(不与A 、B 重合),∠AQB =90°∴直线l 与⊙F 相切于点Q 时,满足∠AQB =90°的点Q 只有一个此时,连接FQ ,过点Q 作QG ⊥x 轴于点G∴∠FQT =90°∵F 为A (﹣2,0)、B (4,0)的中点∴F (1,0),FQ =FA =3∵T (﹣4,0)∴TF =5,cos ∠QFT =35FQ TF = ∵Rt △FGQ 中,cos ∠QFT =35FG FQ = ∴FG =35FQ =95∴x Q =1﹣9455=-,QG =2222912FQ 355FG ⎛⎫-=-= ⎪⎝⎭①若点Q 在x 轴上方,则Q (41255-,)设直线l 解析式为:y =kx+b ∴4041255k b k b -+=⎧⎪⎨-+=⎪⎩ 解得:343k b ⎧=⎪⎨⎪=⎩ ∴直线l :334y x =+ ②若点Q 在x 轴下方,则Q (41255--,) ∴直线l :334y x =-- 综上所述,直线l 的解析式为334y x =+或334y x =--【点睛】本题是二次函数与圆的综合题,同时涉及到三角函数、勾股定理等知识点,综合度比较高,需要很强的综合能力,第三问能够找到满足条件的Q点是关键,同时不要忘记需要分情况讨论9.如图,⊙O是△ABC的外接圆,AB是直径,过点O作OD⊥CB,垂足为点D,延长DO 交⊙O于点E,过点E作PE⊥AB,垂足为点P,作射线DP交CA的延长线于F点,连接EF,(1)求证:OD=OP;(2)求证:FE是⊙O的切线.【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析.【解析】试题分析:(2)证明△POE≌△ADO可得DO=EO;(3)连接AE,BE,证出△APE≌△AFE即可得出结论.试题解析:(1)∵∠EPO=∠BDO=90°∠EOP=∠BODOE=OB∴△OPE≌△ODB∴OD="OP"(2)连接EA,EB∴∠1=∠EBC∵AB是直径∴∠AEB=∠C=90°∴∠2+∠3=90°∵∠3=∠DEB∵∠BDE=90°∴∠EBC+∠DEB=90°∴∠2=∠EBC=∠1∵∠C=90°∠BDE=90°∴CF∥OE∴∠ODP=∠AFP∵OD=OP∴∠ODP=∠OPD∵∠OPD=∠APF∴∠AFP=∠APF∴AF=AP 又AE=AE∴△APE≌△AFE∴∠AFE=∠APE=90°∴∠FED=90°∴FE是⊙O的切线考点:切线的判定.10.已知AB 是半圆O 的直径,点C 在半圆O 上.(1)如图1,若AC=3,∠CAB=30°,求半圆O 的半径;(2)如图2,M 是BC的中点,E 是直径AB 上一点,AM 分别交CE,BC 于点F,D. 过点F 作FG∥AB 交边BC 于点G,若△ACE 与△CEB 相似,请探究以点D 为圆心,GB 长为半径的⊙D 与直线AC 的位置关系,并说明理由.【答案】(1)半圆O3(2)⊙D与直线AC相切,理由见解析【解析】试题分析:(1)依据直径所对的圆周角是直角可得∠C=90°,2再依据三角函数即可求解;(2) 依据△ACE与△CEB相似证出∠AEC=∠CEB=90°, 再依据M是BC的中点,证明CF=CD, 过点F作FP∥GB交于AB于点P, 证出△ACF≌△APF,得出CF=FP,再证四边形FPBG是平行四边形,得到 FP=GB从而CD=GB,点D到直线AC的距离为线段CD的长.试题解析:(1)∵ AB是半圆O的直径,∴∠C=90°.在Rt△ACB中,AB=cos AC CAB ∠=3 cos30︒=23.∴ OA=3(2)⊙D与直线AC相切.理由如下:由(1)得∠ACB=90°.∵∠AEC=∠ECB+∠6,∴∠AEC>∠ECB,∠AEC>∠6.∵△ACE与△CEB相似,∴∠AEC=∠CEB=90°.在Rt△ACD,Rt△AEF中分别有∠1+∠3=90°,∠2+∠4=90°.∵ M是BC的中点,∴∠COM=∠BOM.∴∠1=∠2,∴∠3=∠4.∵∠4=∠5,∴∠3=∠5.∴ CF=CD.过点F作FP∥GB交于AB于点P,则∠FPE=∠6.在Rt△AEC,Rt△ACB中分别有∠CAE+∠ACE=90°,∠CAE+∠6=90°.∴∠ACE=∠6=∠FPE.又∵∠1=∠2,AF=AF,∴△ACF≌△APF.∴ CF=FP.∵ FP∥GB,FG∥AB,∴四边形FPBG是平行四边形.∴ FP=GB.∴ CD=GB.∵ CD⊥AC,∴点D到直线AC的距离为线段CD的长∴⊙D与直线AC相切.。
备战中考数学培优 易错 难题(含解析)之圆的综合含答案解析

一、圆的综合真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.图1和图2,半圆O的直径AB=2,点P(不与点A,B重合)为半圆上一点,将图形延BP折叠,分别得到点A,O的对称点A′,O′,设∠ABP=α.(1)当α=15°时,过点A′作A′C∥AB,如图1,判断A′C与半圆O的位置关系,并说明理由.(2)如图2,当α= °时,BA′与半圆O相切.当α= °时,点O′落在上.(3)当线段BO′与半圆O只有一个公共点B时,求α的取值范围.【答案】(1)A′C与半圆O相切;理由见解析;(2)45;30;(3)0°<α<30°或45°≤α<90°.【解析】试题分析:(1)过O作OD⊥A′C于点D,交A′B于点E,利用含30°角的直角三角形的性质可求得DE+OE=A′B=AB=OA,可判定A′C与半圆相切;(2)当BA′与半圆相切时,可知OB⊥A′B,则可知α=45°,当O′在上时,连接AO′,则可知BO′=AB,可求得∠O′BA=60°,可求得α=30°;(3)利用(2)可知当α=30°时,线段O′B与圆交于O′,当α=45°时交于点B,结合题意可得出满足条件的α的范围.试题解析:(1)相切,理由如下:如图1,过O作OD过O作OD⊥A′C于点D,交A′B于点E,∵α=15°,A′C∥AB,∴∠ABA′=∠CA′B=30°,∴DE=A′E,OE=BE,∴DO=DE+OE=(A′E+BE)=AB=OA,∴A′C与半圆O相切;(2)当BA′与半圆O相切时,则OB⊥BA′,∴∠OBA′=2α=90°,∴α=45°,当O′在上时,如图2,连接AO′,则可知BO′=AB,∴∠O′AB=30°,∴∠ABO′=60°,∴α=30°,(3)∵点P,A不重合,∴α>0,由(2)可知当α增大到30°时,点O′在半圆上,∴当0°<α<30°时点O′在半圆内,线段BO′与半圆只有一个公共点B;当α增大到45°时BA′与半圆相切,即线段BO′与半圆只有一个公共点B.当α继续增大时,点P逐渐靠近点B,但是点P,B不重合,∴α<90°,∴当45°≤α<90°线段BO′与半圆只有一个公共点B.综上所述0°<α<30°或45°≤α<90°.考点:圆的综合题.2.如图,AB是半圆O的直径,C是的中点,D是的中点,AC与BD相交于点E.(1)求证:BD平分∠ABC;(2)求证:BE=2AD;(3)求DEBE的值.【答案】(1)答案见解析(2)BE=AF=2AD(3)21 2 -【解析】试题分析:(1)根据中点弧的性质,可得弦AD=CD,然后根据弦、弧、圆周角、圆心角的性质求解即可;(2)延长BC与AD相交于点F, 证明△BCE≌△ACF, 根据全等三角形的性质可得BE=AF=2AD;(3)连接OD,交AC于H.简要思路如下:设OH为1,则BC为2,OB=OD=2,DH=21-, 然后根据相似三角形的性质可求解.试题解析:(1)∵D是的中点∴AD=DC∴∠CBD=∠ABD∴BD平分∠ABC(2)提示:延长BC与AD相交于点F,证明△BCE≌△ACF,BE=AF=2AD(3)连接OD,交AC于H.简要思路如下:设OH为1,则BC为2,2,21, DEBE=DHBCDE BE =2123.如图,在⊙O中,直径AB⊥弦CD于点E,连接AC,BC,点F是BA延长线上的一点,且∠FCA=∠B.(1)求证:CF是⊙O的切线; (2)若AE=4,tan∠ACD=12,求AB和FC的长.【答案】(1)见解析;(2) ⑵AB=20 , 403CF =【解析】 分析:(1)连接OC ,根据圆周角定理证明OC ⊥CF 即可;(2)通过正切值和圆周角定理,以及∠FCA =∠B 求出CE 、BE 的长,即可得到AB 长,然后根据直径和半径的关系求出OE 的长,再根据两角对应相等的两三角形相似(或射影定理)证明△OCE ∽△CFE ,即可根据相似三角形的对应线段成比例求解.详解:⑴证明:连结OC∵AB 是⊙O 的直径∴∠ACB=90° ∴∠B+∠BAC=90°∵OA=OC∴∠BAC=∠OCA∵∠B=∠FCA∴∠FCA+∠OCA=90°即∠OCF=90°∵C 在⊙O 上∴CF 是⊙O 的切线⑵∵AE=4,tan ∠ACD12AE EC = ∴CE=8 ∵直径AB ⊥弦CD 于点E∴AD AC =∵∠FCA =∠B∴∠B=∠ACD=∠FCA∴∠EOC=∠ECA∴tan ∠B=tan ∠ACD=1=2CE BE∴BE=16∴AB=20∴OE=AB÷2-AE=6∵CE ⊥AB∴∠CEO=∠FCE=90°∴△OCE ∽△CFE ∴OC OE CF CE = 即106=8CF ∴40CF 3= 点睛:此题主要考查了圆的综合知识,关键是熟知圆周角定理和切线的判定与性质,结合相似三角形的判定与性质和解直角三角形的知识求解,利用数形结合和方程思想是解题的突破点,有一定的难度,是一道综合性的题目.4.如图,在ABC ∆中,90,BAC ∠=︒ 2,AB AC == AD BC ⊥,垂足为D ,过,A D 的⊙O 分别与,AB AC 交于点,E F ,连接,,EF DE DF .(1)求证:ADE ∆≌CDF ∆;(2)当BC 与⊙O 相切时,求⊙O 的面积.【答案】(1)见解析;(2)24π.【解析】 分析:(1)由等腰直角三角形的性质知AD =CD 、∠1=∠C =45°,由∠EAF =90°知EF 是⊙O 的直径,据此知∠2+∠4=∠3+∠4=90°,得∠2=∠3,利用“ASA”证明即可得;(2)当BC 与⊙O 相切时,AD 是直径,根据∠C =45°、AC 2可得AD =1,利用圆的面积公式可得答案.详解:(1)如图,∵AB =AC ,∠BAC =90°,∴∠C =45°.又∵AD ⊥BC ,AB =AC ,∴∠1=12∠BAC =45°,BD =CD ,∠ADC =90°. 又∵∠BAC =90°,BD =CD ,∴AD =CD . 又∵∠EAF =90°,∴EF 是⊙O 的直径,∴∠EDF =90°,∴∠2+∠4=90°.又∵∠3+∠4=90°,∴∠2=∠3.在△ADE 和△CDF 中.∵123C AD CD ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩,∴△ADE ≌△CDF (ASA ).(2)当BC 与⊙O 相切时,AD 是直径.在Rt △ADC 中,∠C =45°,AC =2,∴sin ∠C =AD AC ,∴AD =AC sin ∠C =1,∴⊙O 的半径为12,∴⊙O 的面积为24π. 点睛:本题主要考查圆的综合问题,解题的关键是熟练掌握等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定与性质、与圆有关的位置关系等知识点.5.如图,已知⊙O 的半径为1,PQ 是⊙O 的直径,n 个相同的正三角形沿PQ 排成一列,所有正三角形都关于PQ 对称,其中第一个△A 1B 1C 1的顶点A 1与点P 重合,第二个△A 2B 2C 2的顶点A 2是B 1C 1与PQ 的交点,…,最后一个△A n B n C n 的顶点B n 、C n 在圆上.如图1,当n=1时,正三角形的边长a 1=_____;如图2,当n=2时,正三角形的边长a 2=_____;如图3,正三角形的边长a n =_____(用含n 的代数式表示).3831343n 【解析】 分析:(1)设PQ 与11B C 交于点D ,连接1B O ,得出OD=1A D -O 1A ,用含1a 的代数式表示OD ,在△O 1B D 中,根据勾股定理求出正三角形的边长1a ;(2)设PQ 与2B 2C 交于点E ,连接2B O ,得出OE=1A E-O 1A ,用含2a 的代数式表示OE ,在△O 2B E 中,根据勾股定理求出正三角形的边长2a ;(3)设PQ 与n B n C 交于点F ,连接n B O ,得出OF=1A F-O 1A ,用含an 的代数式表示OF ,在△O n B F 中,根据勾股定理求出正三角形的边长an . 本题解析:(1)易知△A 1B 1C 1的高为323∴a1=3.(2)设△A1B1C1的高为h,则A2O=1-h,连结B2O,设B2C2与PQ交于点F,则有OF=2h-1.∵B2O2=OF2+B2F2,∴1=(2h-1)2+2212a⎛⎫ ⎪⎝⎭.∵h=32a2,∴1=(3a2-1)2+14a22,解得a2=83.(3)同(2),连结B n O,设B n C n与PQ交于点F,则有B n O2=OF2+B n F2,即1=(nh-1)2+2 12na⎛⎫ ⎪⎝⎭.∵h=3a n,∴1=14a n2+2312nna⎛⎫-⎪⎪⎝⎭,解得a n=43n.6.已知A(2,0),B(6,0),CB⊥x轴于点B,连接AC画图操作:(1)在y正半轴上求作点P,使得∠APB=∠ACB(尺规作图,保留作图痕迹)理解应用:(2)在(1)的条件下,①若tan∠APB12=,求点P的坐标②当点P的坐标为时,∠APB最大拓展延伸:(3)若在直线y43=x+4上存在点P,使得∠APB最大,求点P的坐标【答案】(1)图形见解析(2)(0,2),(0,4)(0,23)(3)(953-,125)【解析】试题分析:(1)以AC为直径画圆交y轴于P,连接PA、PB,∠PAB即为所求;(2)①由题意AC的中点K(4,4),以K为圆心AK为半径画圆,交y轴于P和P′,易知P(0,2),P′(0,6);②当⊙K与y轴相切时,∠APB的值最大,(3)如图3中,当经过AB的园与直线相切时,∠APB最大.想办法求出点P坐标即可解决问题;试题解析:解:(1)∠APB如图所示;(2)①如图2中,∵∠APB=∠ACB,∴tan∠ACB=tan∠APB=12=ABBC.∵A(2,0),B(6,0),∴AB=4,BC=8,∴C(6,8),∴AC的中点K(4,4),以K为圆心AK为半径画圆,交y轴于P和P′,易知P(0,2),P′(0,6).②当⊙K与y轴相切时,∠APB的值最大,此时AK=PK=4,AC=8,∴BC22AC AB-3,∴C(6,3∴K(4,2),∴P(0,3案为:(0,3(3)如图3中,当经过AB的园与直线相切时,∠APB最大.∵直线y=43x+4交x轴于M(﹣3,0),交y轴于N(0,4).∵MP是切线,∴MP2=MA•MB,∴MP=35,作PK⊥OA于K.∵ON∥PK,∴ONPK=OMMK=NMMP,∴4PK=3MK=535,∴PK=1255,MK=955,∴OK=955﹣3,∴P(955﹣3,1255).点睛:本题考查了一次函数综合题、直线与圆的位置关系、平行线的性质、切线的判定和性质、勾股定理、锐角三角函数等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线解决问题,学会构造辅助圆解决最大角问题,属于中考压轴题.7.已知:如图,AB是⊙O的直径,PB切⊙O于点B,PA交⊙O于点C,∠APB是平分线分别交BC,AB于点D、E,交⊙O于点F,∠A=60°,并且线段AE、BD的长是一元二次方程 x2﹣kx+23 =0的两根(k为常数).(1)求证:PA•BD=PB•AE;(2)求证:⊙O的直径长为常数k;(3)求tan∠FPA的值.【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)tan∠FPA=2﹣3 .【解析】试题分析:(1)由PB切⊙O于点B,根据弦切角定理,可得∠PBD=∠A,又由PF平分∠APB,可证得△PBD∽△PAE,然后由相似三角形的对应边成比例,证得PA•BD=PB•AE;(2)易证得BE=BD,又由线段AE、BD的长是一元二次方程 x2﹣kx+2=0的两根(k为常数),即可得AE+BD=k,继而求得AB=k,即:⊙O的直径长为常数k;(3)由∠A=60°,并且线段AE、BC的长是一元二次方程 x2﹣kx+2=0的两根(k为常数),可求得AE与BD的长,继而求得tan∠FPB的值,则可得tan∠FPA的值.试题解析:(1)证明:如图,∵PB切⊙O于点B,∴∠PBD=∠A,∵PF平分∠APB,∴∠APE=∠BPD,∴△PBD∽△PAE,∴PB:PA=BD:AE,∴PA•BD=PB•AE;(2)证明:如图,∵∠BED=∠A+∠EPA,∠BDE=∠PBD+∠BPD.又∵∠PBD=∠A,∠EPA=∠BPD,∴∠BED=∠BDE.∴BE=BD.∵线段AE、BD的长是一元二次方程 x2﹣kx+2=0的两根(k为常数),∴AE+BD=k,∴AE+BD=AE+BE=AB=k,即⊙O直径为常数k.(3)∵PB切⊙O于B点,AB为直径.∴∠PBA=90°.∵∠A=60°.∴PB=PA•sin60°=PA,又∵PA•BD=PB•AE,∴BD=AE,∵线段AE、BD的长是一元二次方程 x2﹣kx+2=0的两根(k为常数).∴AE•BD=2,即AE2=2,解得:AE=2,BD=,∴AB=k=AE+BD=2+,BE=BD=,在Rt△PBA中,PB=AB•tan60°=(2+)×=3+2.在Rt△PBE中,tan∠BPF===2﹣,∵∠FPA=∠BPF,∴tan∠FPA=2﹣.【点睛】此题考查了切线的性质、等腰三角形的判定与性质、相似三角形的判定与性质以及根与系数的关系等知识.此题难度较大,注意掌握数形结合思想与方程思想的应用.8.如图,已知BC是⊙O的弦,A是⊙O外一点,△ABC为正三角形,D为BC的中点,M 为⊙O上一点,并且∠BMC=60°.(1)求证:AB是⊙O的切线;(2)若E,F分别是边AB,AC上的两个动点,且∠EDF=120°,⊙O的半径为2,试问BE+CF的值是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.【答案】(1)证明见试题解析;(2)BE+CF的值是定值,为等边△ABC边长的一半.【解析】试题分析:(1)连结OB、OD,如图1,由于D为BC的中点,由垂径定理的推理得OD⊥BC,∠BOD=∠COD,即可得到∠BOD=∠M=60°,则∠OBD=30°,所以∠ABO=90°,于是得到AB是⊙O的切线;(2)作DM⊥AB于M,DN⊥AC于N,连结AD,如图2,由△ABC为正三角形,D为BC 的中点,得到AD平分∠BAC,∠BAC=60°,利用角平分线性质得DM=DN,得∠MDN=120°,由∠EDF=120°,得到∠MDE=∠NDF,于是有△DME≌△DNF,得到ME=NF,得到BE+CF=BM+CN,由BM=12BD,CN=12OC,得到BE+CF=12BC,即可判断BE+CF的值是定值,为等边△ABC边长的一半.试题解析:(1)连结OB、OD,如图1,∵D为BC的中点,∴OD⊥BC,∠BOD=∠COD,∴∠ODB=90°,∵∠BMC=12∠BOC,∴∠BOD=∠M=60°,∴∠OBD=30°,∵△ABC为正三角形,∴∠ABC=60°,∴∠ABO=60°+30°=90°,∴AB⊥OB,∴AB是⊙O的切线;(2)BE+CF的值是为定值.作DM⊥AB于M,DN⊥AC于N,连结AD,如图2,∵△ABC为正三角形,D为BC的中点,∴AD平分∠BAC,∠BAC=60°,∴DM=DN,∠MDN=120°,∵∠EDF=120°,∴∠MDE=∠NDF,在△DME和△DNF中,∵∠DME=∠DNF.DM=DN,∠MDE=∠NDF,∴△DME≌△DNF,∴ME=NF,∴BE+CF=BM﹣EM+CN+NF=BM+CN,在Rt△DMB中,∵∠DBM=60°,∴BM=12BD,同理可得CN=12OC,∴BE+CF=12OB+12OC=12BC,∴BE+CF的值是定值,为等边△ABC边长的一半.考点:1.切线的判定;2.等边三角形的性质;3.定值问题;4.探究型;5.综合题;6.压轴题.9.如图,PA 切⊙O 于点A ,射线PC 交⊙O 于C 、B 两点,半径OD ⊥BC 于E ,连接BD 、DC 和OA ,DA 交BP 于点F ;(1)求证:∠ADC+∠CBD =12∠AOD ; (2)在不添加任何辅助线的情况下,请直接写出图中相等的线段.【答案】(1)详见解析;(2)详见解析; 【解析】 【分析】()1根据垂径定理得到BD CD =,根据等腰三角形的性质得到()111809022ODA AOD AOD ∠=-∠=-∠,即可得到结论; ()2根据垂径定理得到BE CE =,BD CD =,根据等腰三角形的性质得到ADO OAD ∠=∠,根据切线的性质得到90PAO ∠=,求得90OAD DAP ∠+∠=,推出PAF PFA ∠=∠,根据等腰三角形的判定定理即可得到结论.【详解】()1证明:OD BC ⊥,BD CD ∴=, CBD DCB ∴∠=∠,90DFE EDF ∠+∠=,90EDF DFE ∴∠=-∠,OD OA =,()111809022ODA AOD AOD ∴∠=-∠=-∠, 190902DFE AOD ∴-∠=-∠, 12DEF AOD ∴∠=∠, DFE ADC DCB ADC CBD ∠=∠+∠=∠+∠,12ADC CBD AOD ∴∠+∠=∠; ()2解:OD BC ⊥,BE CE ∴=,BD CD =,BD CD ∴=,OA OD =,ADO OAD ∴∠=∠,PA 切O 于点A ,90PAO ∴∠=, 90OAD DAP ∴∠+∠=, PFA DFE ∠=∠,90PFA ADO ∴∠+∠=,PAF PFA ∴∠=∠,PA PF ∴=.【点睛】本题考查了切线的性质,等腰三角形的判定和性质,垂径定理,圆周角定理,正确的识别图形是解题的关键.10.对于平面直角坐标系xoy 中的图形P ,Q ,给出如下定义:M 为图形P 上任意一点,N 为图形Q 上任意一点,如果M ,N 两点间的距离有最小值,那么称这个最小值为图形P ,Q 间的“非常距离”,记作d (P ,Q ).已知点A (4,0),B (0,4),连接AB . (1)d (点O ,AB )= ;(2)⊙O 半径为r ,若d (⊙O ,AB )=0,求r 的取值范围;(3)点C (-3,-2),连接AC ,BC ,⊙T 的圆心为T (t ,0),半径为2,d (⊙T ,△ABC ),且0<d <2,求t 的取值范围.【答案】(1)22;(2)224r ≤≤;(3)25252t --<<--或6<r <8.【解析】【分析】(1)如下图所示,由题意得:过点O 作AB 的垂线,则垂线段即为所求;(2)如下图所示,当d (⊙O ,AB )=0时,过点O 作OE ⊥AB ,交AB 于点E ,则:OB=2, OE=22,即可求解;(3)分⊙T 在△ABC 左侧、⊙T 在△ABC 右侧两种情况,求解即可.【详解】(1)过点O 作OD ⊥AB 交AB 于点D ,根据“非常距离”的定义可知,d (点O ,AB )=OD=2AB =22442+=22; (2)如图,当d (⊙O ,AB )=0时,过点O 作OE ⊥AB,则OE=22,OB=OA=4, ∵⊙O 与线段AB 的“非常距离”为0, ∴224r ≤≤;(3)当⊙T 在△ABC 左侧时,如图,当⊙T 与BC 相切时,d=0,BC=2236+=35,过点C 作CE ⊥y 轴,过点T 作TF ⊥BC,则△TFH ∽△BEC,∴TF TH BE BC=, 即2=635, ∴TH=5,∵HO ∥CE,∴△BHO ∽△BEC,∴HO=2,此时T(-5-2,0);当d=2时,如图,同理可得,此时T (252-);∵0<d <2,∴25252t -<<-;当⊙T 在△ABC 右侧时,如图,当p=0时,t=6,当p=2时,t=8.∵0<d <2,∴6<r <8; 综上,25252t -<<或6<r <8.【点睛】本题主要考查圆的综合问题,解题的关键是理解并掌握“非常距离”的定义与直线与圆的位置关系和分类讨论思想的运用.。
中考数学圆的综合(大题培优 易错 难题)及详细答案

中考数学圆的综合(大题培优易错难题)及详细答案一、圆的综合1.如图,⊙O是△ABC的外接圆,点E为△ABC内切圆的圆心,连接AE的延长线交BC于点F,交⊙O于点D;连接BD,过点D作直线DM,使∠BDM=∠DAC.(1)求证:直线DM是⊙O的切线;(2)若DF=2,且AF=4,求BD和DE的长.【答案】(1)证明见解析(2)23【解析】【分析】(1)根据垂径定理的推论即可得到OD⊥BC,再根据∠BDM=∠DBC,即可判定BC∥DM,进而得到OD⊥DM,据此可得直线DM是⊙O的切线;(2)根据三角形内心的定义以及圆周角定理,得到∠BED=∠EBD,即可得出DB=DE,再判定△DBF∽△DAB,即可得到DB2=DF•DA,据此解答即可.【详解】(1)如图所示,连接OD.∵点E是△ABC的内心,∴∠BAD=∠CAD,∴BD CD=,∴OD⊥BC.又∵∠BDM=∠DAC,∠DAC=∠DBC,∴∠BDM=∠DBC,∴BC∥DM,∴OD⊥DM.又∵OD为⊙O半径,∴直线DM是⊙O的切线.(2)连接BE.∵E为内心,∴∠ABE=∠CBE.∵∠BAD=∠CAD,∠DBC=∠CAD,∴∠BAD=∠DBC,∴∠BAE+∠ABE=∠CBE+∠DBC,即∠BED=∠DBE,∴BD=DE.又∵∠BDF=∠ADB(公共角),∴△DBF∽△DAB,∴DF DBDB DA=,即DB2=DF•DA.∵DF=2,AF=4,∴DA=DF+AF=6,∴DB2=DF•DA=12,∴DB=DE=23.【点睛】本题主要考查了三角形的内心与外心,圆周角定理以及垂径定理的综合应用,解题时注意:平分弦所对一条弧的直径,垂直平分弦,并且平分弦所对的另一条弧;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.2.如图1,将长为10的线段OA绕点O旋转90°得到OB,点A的运动轨迹为AB,P是半径OB上一动点,Q是AB上的一动点,连接PQ.发现:∠POQ=________时,PQ有最大值,最大值为________;思考:(1)如图2,若P是OB中点,且QP⊥OB于点P,求BQ的长;(2)如图3,将扇形AOB沿折痕AP折叠,使点B的对应点B′恰好落在OA的延长线上,求阴影部分面积;探究:如图4,将扇形OAB沿PQ折叠,使折叠后的弧QB′恰好与半径OA相切,切点为C,若OP=6,求点O到折痕PQ的距离.【答案】发现: 90°,102;思考:(1)103π=;(2)25π−1002+100;(3)点O到折痕PQ的距离为30.【解析】分析:发现:先判断出当PQ取最大时,点Q与点A重合,点P与点B重合,即可得出结论;思考:(1)先判断出∠POQ=60°,最后用弧长用弧长公式即可得出结论;(2)先在Rt△B'OP中,OP2+(102−10)2=(10-OP)2,解得OP=102−10,最后用面积的和差即可得出结论.探究:先找点O关于PQ的对称点O′,连接OO′、O′B、O′C、O′P,证明四边形OCO′B是矩形,由勾股定理求O′B,从而求出OO′的长,则OM=12OO′=30.详解:发现:∵P是半径OB上一动点,Q是AB上的一动点,∴当PQ取最大时,点Q与点A重合,点P与点B重合,此时,∠POQ=90°,PQ=22OA OB+=102;思考:(1)如图,连接OQ,∵点P 是OB 的中点,∴OP=12OB=12OQ . ∵QP ⊥OB ,∴∠OPQ=90° 在Rt △OPQ 中,cos ∠QOP=12OP OQ =, ∴∠QOP=60°,∴l BQ =6010101803ππ⨯=; (2)由折叠的性质可得,BP =B ′P ,AB ′=AB =102,在Rt △B'OP 中,OP 2+(102−10)2=(10-OP )2解得OP=102−10,S 阴影=S 扇形AOB -2S △AOP =290101210(10210)3602π⨯-⨯⨯⨯- =25π−1002+100;探究:如图2,找点O 关于PQ 的对称点O′,连接OO′、O′B 、O′C 、O′P ,则OM=O′M ,OO′⊥PQ ,O′P=OP=3,点O′是B Q '所在圆的圆心,∴O′C=OB=10,∵折叠后的弧QB′恰好与半径OA 相切于C 点,∴O′C ⊥AO ,∴O′C ∥OB ,∴四边形OCO′B 是矩形,在Rt △O′BP 中,226425-=在Rt △OBO′K ,2210(25)=230-,∴OM=12OO ′=12×23030 即O 到折痕PQ 30点睛:本题考查了折叠问题和圆的切线的性质、矩形的性质和判定,熟练掌握弧长公式l=180n R π(n 为圆心角度数,R 为圆半径),明确过圆的切线垂直于过切点的半径,这是常考的性质;对称点的连线被对称轴垂直平分.3.如图,已知在△ABC中,AB=15,AC=20,tanA=12,点P在AB边上,⊙P的半径为定长.当点P与点B重合时,⊙P恰好与AC边相切;当点P与点B不重合时,⊙P与AC边相交于点M和点N.(1)求⊙P的半径;(2)当AP=65时,试探究△APM与△PCN是否相似,并说明理由.【答案】(1)半径为35;(2)相似,理由见解析.【解析】【分析】(1)如图,作BD⊥AC,垂足为点D,⊙P与边AC相切,则BD就是⊙P的半径,利用解直角三角形得出BD与AD的关系,再利用勾股定理可求得BD的长;(2)如图,过点P作PH⊥AC于点H,作BD⊥AC,垂足为点D,根据垂径定理得出MN=2MH,PM=PN,再利用勾股定理求出PH、AH、MH、MN的长,从而求出AM、NC的长,然后求出AMMP、PNNC的值,得出AMMP=PNNC,利用两边对应成比例且夹角相等的两三角形相似即可证明.【详解】(1)如图,作BD⊥AC,垂足为点D,∵⊙P与边AC相切,∴BD就是⊙P的半径,在Rt△ABD中,tanA= 1BD2AD ,设BD=x,则AD=2x,∴x2+(2x)2=152,解得:5∴半径为5(2)相似,理由见解析,如图,过点P 作PH ⊥AC 于点H ,作BD ⊥AC ,垂足为点D ,∴PH 垂直平分MN ,∴PM=PN ,在Rt △AHP 中,tanA=12PH AH =, 设PH=y ,AH=2y ,y 2+(2y )2=(65)2解得:y=6(取正数),∴PH=6,AH=12,在Rt △MPH 中,MH=()22356-=3,∴MN=2MH=6,∴AM=AH-MH=12-3=9,NC=AC-MN-AM=20-6-9=5,∴935535AM MP ==,355PN NC =, ∴AM MP =PN NC, 又∵PM=PN ,∴∠PMN=∠PNM ,∴∠AMP=∠PNC ,∴△AMP ∽△PNC.【点睛】本题考查了解直角三角形、垂径定理、相似三角形的判定与性质等,综合性较强,有一定的难度,正确添加辅助线、灵活应用相关的性质与定理是解题的关键.4.如图,CD 为⊙O 的直径,点B 在⊙O 上,连接BC 、BD ,过点B 的切线AE 与CD 的延长线交于点A ,AEO C =∠∠,OE 交BC 于点F .(1)求证:OE ∥BD ;(2)当⊙O 的半径为5,2sin 5DBA ∠=时,求EF 的长.【答案】(1)证明见解析;(2)EF 的长为212 【解析】 试题分析:(1)连接OB ,利用已知条件和切线的性质证明;(2)根据锐角三角函数和相似三角形的性质,直接求解即可.试题解析:(1)连接OB , ∵CD 为⊙O 的直径 , ∴ 90CBD CBO OBD ∠=∠+∠=︒. ∵AE 是⊙O 的切线,∴ 90ABO ABD OBD ∠=∠+∠=︒. ∴ ABD CBO ∠=∠. ∵OB 、OC 是⊙O 的半径,∴OB=OC . ∴C CBO ∠=∠. ∴C ABD ∠=∠.∵E C ∠=∠,∴E ABD ∠=∠. ∴ OE ∥BD .(2)由(1)可得sin ∠C = ∠DBA= 25,在Rt △OBE 中, sin ∠C =25BD CD =,OC =5, 4BD =∴90CBD EBO ∠=∠=︒∵E C ∠=∠,∴△CBD ∽△EBO .∴BD CD BO EO= ∴252EO =. ∵OE ∥BD ,CO =OD ,∴CF =FB .∴122OF BD ==. ∴212EF OE OF =-=5.如图,AB 是⊙O 的直径,PA 是⊙O 的切线,点C 在⊙O 上,CB ∥PO .(1)判断PC 与⊙O 的位置关系,并说明理由;(2)若AB=6,CB=4,求PC 的长.【答案】(1)PC是⊙O的切线,理由见解析;(2)35 2【解析】试题分析:(1)要证PC是⊙O的切线,只要连接OC,再证∠PCO=90°即可.(2)可以连接AC,根据已知先证明△ACB∽△PCO,再根据勾股定理和相似三角形的性质求出PC的长.试题解析:(1)结论:PC是⊙O的切线.证明:连接OC∵CB∥PO∴∠POA=∠B,∠POC=∠OCB∵OC=OB∴∠OCB=∠B∴∠POA=∠POC又∵OA=OC,OP=OP∴△APO≌△CPO∴∠OAP=∠OCP∵PA是⊙O的切线∴∠OAP=90°∴∠OCP=90°∴PC是⊙O的切线.(2)连接AC∵AB是⊙O的直径∴∠ACB=90°(6分)由(1)知∠PCO=90°,∠B=∠OCB=∠POC∵∠ACB=∠PCO∴△ACB∽△PCO∴∴.点睛:本题考查了切线的判定.要证某线是圆的切线,已知此线过圆上某点,连接圆心与这点(即为半径),再证垂直即可.同时考查了勾股定理和相似三角形的性质.6.如图,AB是⊙O的直径,点C,D是半圆O的三等分点,过点C作⊙O的切线交AD的延长线于点E,过点D作DF⊥AB于点F,交⊙O于点H,连接DC,AC.(1)求证:∠AEC=90°;(2)试判断以点A,O,C,D为顶点的四边形的形状,并说明理由;(3)若DC=2,求DH的长.【答案】(1)证明见解析;(2)四边形AOCD为菱形;(3)DH=2.【解析】试题分析:(1)连接OC,根据EC与⊙O切点C,则∠OCE=90°,由题意得,∠DAC=∠CAB,即可证明AE∥OC,则∠AEC+∠OCE=180°,从而得出∠AEC=90°;(2)四边形AOCD为菱形.由(1)得,则∠DCA=∠CAB可证明四边形AOCD是平行四边形,再由OA=OC,即可证明平行四边形AOCD是菱形(一组邻边相等的平行四边形是菱形);(3)连接OD.根据四边形AOCD为菱形,得△OAD是等边三角形,则∠AOD=60°,再由DH⊥AB于点F,AB为直径,在Rt△OFD中,根据sin∠AOD=,求得DH的长.试题解析:(1)连接OC,∵EC与⊙O切点C,∴OC⊥EC,∴∠OCE=90°,∵点CD是半圆O的三等分点,∴,∴∠DAC=∠CAB,∵OA=OC,∴∠CAB=∠OCA,∴∠DAC=∠OCA,∴AE∥OC(内错角相等,两直线平行)∴∠AEC+∠OCE=180°,∴∠AEC=90°;(2)四边形AOCD为菱形.理由是:∵,∴∠DCA=∠CAB,∴CD∥OA,又∵AE∥OC,∴四边形AOCD是平行四边形,∵OA=OC,∴平行四边形AOCD是菱形(一组邻边相等的平行四边形是菱形);(3)连接OD.∵四边形AOCD为菱形,∴OA=AD=DC=2,∵OA=OD,∴OA=OD=AD=2,∴△OAD是等边三角形,∴∠AOD=60°,∵DH⊥AB于点F,AB为直径,∴DH=2DF,在Rt△OFD中,sin∠AOD=,∴DF=ODsin∠AOD=2sin60°=,∴DH=2DF=2.考点:1.切线的性质2.等边三角形的判定与性质3.菱形的判定与性质4.解直角三角形.7.如图,AB是圆O的直径,射线AM⊥AB,点D在AM上,连接OD交圆O于点E,过点D作DC=DA交圆O于点C(A、C不重合),连接O C、BC、CE.(1)求证:CD是⊙O的切线;(2)若圆O的直径等于2,填空:①当AD=时,四边形OADC是正方形;②当AD=时,四边形OECB是菱形.【答案】(1)见解析;(2)①1;②3.【解析】试题分析:(1)依据SSS证明△OAD≌△OCD,从而得到∠OCD=∠OAD=90°;(2)①依据正方形的四条边都相等可知AD=OA;②依据菱形的性质得到OE=CE,则△EOC为等边三角形,则∠CEO=60°,依据平行线的性质可知∠DOA=60°,利用特殊锐角三角函数可求得AD的长.试题解析:解:∵AM⊥AB,∴∠OAD=90°.∵OA=OC,OD=OD,AD=DC,∴△OAD≌△OCD,∴∠OCD=∠OAD=90°.∴OC⊥CD,∴CD是⊙O的切线.(2)①∵当四边形OADC是正方形,∴AO=AD=1.故答案为:1.②∵四边形OECB是菱形,∴OE=CE.又∵OC=OE,∴OC=OE=CE.∴∠CEO=60°.∵CE∥AB,∴∠AOD=60°.在Rt△OAD中,∠AOD=60°,AO=1,∴AD=.故答案为:.点睛:本题主要考查的是切线的性质和判定、全等三角形的性质和判定、菱形的性质、等边三角形的性质和判定,特殊锐角三角函数值的应用,熟练掌握相关知识是解题的关键.8.四边形ABCD内接于⊙O,点E为AD上一点,连接AC,CB,∠B=∠AEC.(1)如图1,求证:CE=CD;(2)如图2,若∠B+∠CAE=120°,∠ACD=2∠BAC,求∠BAD的度数;(3)如图3,在(2)的条件下,延长CE交⊙O于点G,若tan∠BAC= 5311,EG=2,求AE的长.【答案】(1)见解析;(2)60°;(3)7.【解析】试题分析:(1)利用圆的内接四边形定理得到∠CED=∠CDE.(2) 作CH⊥DE于H, 设∠ECH=α,由(1)CE=CD,用α表示∠CAE,∠BAC,而∠BAD=∠BAC+∠CAE.(3)连接AG,作GN⊥AC,AM⊥EG,先证明∠CAG=∠BAC,设NG=3m,可得AN=11m,利用直角AGM,AEM,勾股定理可以算出m的值并求出AE长.试题解析:(1)解:证明:∵四边形ABCD内接于⊙O.∴∠B+∠D=180°,∵∠B=∠AEC,∴∠AEC+∠D=180°,∵∠AEC+∠CED=180°,∴∠D=∠CED,∴CE=CD.(2)解:作CH⊥DE于H.设∠ECH=α,由(1)CE=CD,∴∠ECD=2α,∵∠B=∠AEC,∠B+∠CAE=120°,∴∠CAE+∠AEC=120°,∴∠ACE=180°﹣∠AEC﹣∠ACE=60°,∴∠CAE=90°﹣∠ACH=90°﹣(60°+α)=30°﹣α,∠ACD=∠ACH+∠HCD=60°+2α,∵∠ACD=2∠BAC,∴∠BAC=30°+α,∴∠BAD=∠BAC+∠CAE=30°+α+30°﹣α=60°.(3)解:连接AG,作GN⊥AC,AM⊥EG,∵∠CED=∠AEG,∠CDE=∠AGE,∠CED=∠CDE,∴∠AEG=∠AGE,∴AE=AG,∴EM=MG=1EG=1,2∴∠EAG=∠ECD=2α,∴∠CAG=∠CAD+∠DAG=30°﹣α+2α=∠BAC,∵tan∠BAC53,∴设NG=3,可得AN=11m,AG22-14m,AG AM∵∠ACG=60°,∴CN=5m,AM3,MG22-m=1,AG AM∴m =12, ∴CE=CD =CG ﹣EG =10m ﹣2=3, ∴AE =22AM EM +=221+43()=7.9.问题发现.(1)如图①,Rt △ABC 中,∠C =90°,AC =3,BC =4,点D 是AB 边上任意一点,则CD 的最小值为______.(2)如图②,矩形ABCD 中,AB =3,BC =4,点M 、点N 分别在BD 、BC 上,求CM+MN 的最小值.(3)如图③,矩形ABCD 中,AB =3,BC =4,点E 是AB 边上一点,且AE =2,点F 是BC 边上的任意一点,把△BEF 沿EF 翻折,点B 的对应点为G ,连接AG 、CG ,四边形AGCD 的面积是否存在最小值,若存在,求这个最小值及此时BF 的长度.若不存在,请说明理由.【答案】(1) 125CD =;(2) CM MN +的最小值为9625.(3) 152【解析】试题分析:(1)根据两种不同方法求面积公式求解;(2)作C 关于BD 的对称点C ',过C '作BC 的垂线,垂足为N ,求C N '的长即可;(3) 连接AC ,则ADCACGAGCD S SS=+四,321GB EB AB AE ==-=-=,则点G 的轨迹为以E 为圆心,1为半径的一段弧.过E 作AC 的垂线,与⊙E 交于点G ,垂足为M ,由AEM ACB ∽求得GM 的值,再由ACDACGAGCD S SS=+四边形 求解即可.试题解析:(1)从C 到AB 距离最小即为过C 作AB 的垂线,垂足为D ,22ABCCD AB AC BCS ⋅⋅==,∴341255AC BC CD AB ⋅⨯===,(2)作C 关于BD 的对称点C ',过C '作BC 的垂线,垂足为N ,且与BD 交于M ,则CM MN +的最小值为C N '的长, 设CC '与BD 交于H ,则CH BD ⊥, ∴BMC BCD ∽,且125CH =, ∴C CB BDC ∠=∠',245CC '=, ∴C NC BCD '∽,∴244965525CC BC C N BD ⨯⋅==='', 即CM MN +的最小值为9625.(3)连接AC ,则ADCACGAGCD S SS=+四,321GB EB AB AE ==-=-=,∴点G 的轨迹为以E 为圆心,1为半径的一段弧. 过E 作AC 的垂线,与⊙E 交于点G ,垂足为M , ∵AEM ACB ∽, ∴EM AEBC AC=, ∴24855AE BC EM AC ⋅⨯===, ∴83155GM EM EG =-=-=,∴ACDACGAGCD S SS=+四边形,113345225=⨯⨯+⨯⨯,152=. 【点睛】本题考查圆的综合题、最短问题、勾股定理、面积法、两点之间线段最短等知识,解题的关键是利用轴对称解决最值问题,灵活运用两点之间线段最短解决问题.10.如图1,等边△ABC 的边长为3,分别以顶点B 、A 、C 为圆心,BA 长为半径作AC 、CB 、BA ,我们把这三条弧所组成的图形称作莱洛三角形,显然莱洛三角形仍然是轴对称图形,设点l 为对称轴的交点.(1)如图2,将这个图形的顶点A 与线段MN 作无滑动的滚动,当它滚动一周后点A 与端点N 重合,则线段MN 的长为 ;(2)如图3,将这个图形的顶点A 与等边△DEF 的顶点D 重合,且AB ⊥DE ,DE =2π,将它沿等边△DEF 的边作无滑动的滚动当它第一次回到起始位置时,求这个图形在运动过程中所扫过的区域的面积;(3)如图4,将这个图形的顶点B 与⊙O 的圆心O 重合,⊙O 的半径为3,将它沿⊙O 的圆周作无滑动的滚动,当它第n 次回到起始位置时,点I 所经过的路径长为 (请用含n 的式子表示)【答案】(1)3π;(2)27π;(3)3. 【解析】试题分析:(1)先求出AC 的弧长,继而得出莱洛三角形的周长为3π,即可得出结论; (2)先判断出莱洛三角形等边△DEF 绕一周扫过的面积如图所示,利用矩形的面积和扇形的面积之和即可;(3)先判断出莱洛三角形的一个顶点和O 重合旋转一周点I 的路径,再用圆的周长公式即可得出.试题解析:解:(1)∵等边△ABC 的边长为3,∴∠ABC =∠ACB =∠BAC =60°,AC BC AB ==,∴AC BC l l ==AB l =603180π⨯=π,∴线段MN 的长为AC BC AB l l l ++=3π.故答案为3π;(2)如图1.∵等边△DEF 的边长为2π,等边△ABC 的边长为3,∴S 矩形AGHF =2π×3=6π,由题意知,AB⊥DE,AG⊥AF,∴∠BAG=120°,∴S扇形BAG=21203360π⨯=3π,∴图形在运动过程中所扫过的区域的面积为3(S矩形AGHF+S扇形BAG)=3(6π+3π)=27π;(3)如图2,连接BI并延长交AC于D.∵I是△ABC的重心也是内心,∴∠DAI=30°,AD=12AC=32,∴OI=AI=3230ADcos DAI cos∠=︒=3,∴当它第1次回到起始位置时,点I所经过的路径是以O为圆心,OI为半径的圆周,∴当它第n次回到起始位置时,点I所经过的路径长为n•2π•3=23nπ.故答案为23nπ.点睛:本题是圆的综合题,主要考查了弧长公式,莱洛三角形的周长,矩形,扇形面积公式,解(1)的关键是求出AC的弧长,解(2)的关键是判断出莱洛三角形绕等边△DEF 扫过的图形,解(3)的关键是得出点I第一次回到起点时,I的路径,是一道中等难度的题目.11.如图,AB是圆O的直径,O为圆心,AD、BD是半圆的弦,且∠PDA=∠PBD.延长PD 交圆的切线BE于点E(1)判断直线PD是否为⊙O的切线,并说明理由;(2)如果∠BED=60°,PD=3,求PA的长;(3)将线段PD以直线AD为对称轴作对称线段DF,点F正好在圆O上,如图2,求证:四边形DFBE为菱形.【答案】(1)证明见解析;(2)1;(3)证明见解析.【解析】【分析】(1)连接OD,由AB是圆O的直径可得∠ADB=90°,进而求得∠ADO+∠PDA=90°,即可得出直线PD为⊙O的切线;(2)根据BE是⊙O的切线,则∠EBA=90°,即可求得∠P=30°,再由PD为⊙O的切线,得∠PDO=90°,根据三角函数的定义求得OD,由勾股定理得OP,即可得出PA;(3)根据题意可证得∠ADF=∠PDA=∠PBD=∠ABF,由AB是圆O的直径,得∠ADB=90°,设∠PBD=x°,则可表示出∠DAF=∠PAD=90°+x°,∠DBF=2x°,由圆内接四边形的性质得出x 的值,可得出△BDE是等边三角形.进而证出四边形DFBE为菱形.【详解】(1)直线PD为⊙O的切线,理由如下:如图1,连接OD,∵AB是圆O的直径,∴∠ADB=90°,∴∠ADO+∠BDO=90°,又∵DO=BO,∴∠BDO=∠PBD,∵∠PDA=∠PBD,∴∠BDO=∠PDA,∴∠ADO+∠PDA=90°,即PD⊥OD,∵点D在⊙O上,∴直线PD为⊙O的切线;(2)∵BE是⊙O的切线,∴∠EBA=90°,∵∠BED=60°,∴∠P=30°,∵PD为⊙O的切线,∴∠PDO=90°,在Rt△PDO中,∠P=30°,3∴0 tan30ODPD=,解得OD=1,∴22PO PD OD+,∴PA=PO﹣AO=2﹣1=1;(3)如图2,依题意得:∠ADF=∠PDA,∠PAD=∠DAF,∵∠PDA=∠PBD∠ADF=∠ABF,∴∠ADF=∠PDA=∠PBD=∠ABF,∵AB是圆O的直径,∴∠ADB=90°,设∠PBD=x°,则∠DAF=∠PAD=90°+x°,∠DBF=2x°,∵四边形AFBD内接于⊙O,∴∠DAF+∠DBF=180°,即90°+x+2x=180°,解得x=30°,∴∠ADF=∠PDA=∠PBD=∠ABF=30°,∵BE、ED是⊙O的切线,∴DE=BE,∠EBA=90°,∴∠DBE=60°,∴△BDE是等边三角形,∴BD=DE=BE,又∵∠FDB=∠ADB﹣∠ADF=90°﹣30°=60°∠DBF=2x°=60°,∴△BDF是等边三角形,∴BD=DF=BF,∴DE=BE=DF=BF,∴四边形DFBE为菱形.【点睛】本题是一道综合性的题目,考查了切线的判定和性质,圆周角定理和菱形的性质,是中档题,难度较大.12.如图,PA切⊙O于点A,射线PC交⊙O于C、B两点,半径OD⊥BC于E,连接BD、DC和OA,DA交BP于点F;(1)求证:∠ADC+∠CBD=12∠AOD;(2)在不添加任何辅助线的情况下,请直接写出图中相等的线段.【答案】(1)详见解析;(2)详见解析; 【解析】 【分析】()1根据垂径定理得到BD CD =,根据等腰三角形的性质得到()111809022ODA AOD AOD ∠=-∠=-∠,即可得到结论; ()2根据垂径定理得到BE CE =,BD CD =,根据等腰三角形的性质得到ADO OAD ∠=∠,根据切线的性质得到90PAO ∠=,求得90OAD DAP ∠+∠=,推出PAF PFA ∠=∠,根据等腰三角形的判定定理即可得到结论. 【详解】()1证明:OD BC ⊥,BD CD ∴=,CBD DCB ∴∠=∠,90DFE EDF ∠+∠=, 90EDF DFE ∴∠=-∠,OD OA =, ()111809022ODA AOD AOD ∴∠=-∠=-∠,190902DFE AOD ∴-∠=-∠,12DEF AOD ∴∠=∠,DFE ADC DCB ADC CBD ∠=∠+∠=∠+∠,12ADC CBD AOD ∴∠+∠=∠;()2解:OD BC ⊥,BE CE ∴=,BD CD =,BD CD ∴=, OA OD =,ADO OAD ∴∠=∠, PA 切O 于点A ,90PAO ∴∠=,90OAD DAP ∴∠+∠=,PFA DFE ∠=∠, 90PFA ADO ∴∠+∠=,PAF PFA ∴∠=∠, PA PF ∴=. 【点睛】本题考查了切线的性质,等腰三角形的判定和性质,垂径定理,圆周角定理,正确的识别图形是解题的关键.13.如图,四边形为菱形,且,以为直径作,与交于点.请仅用无刻度的直尺按下列要求画图.(保留作图痕迹)(1)在如图中,过点作边上的高. (2)在如图中,过点作的切线,与交于点.【答案】(1)如图1所示.(答案不唯一),见解析;(2)如图2所示.(答案不唯一),见解析. 【解析】 【分析】(1)连接AC 交圆于一点F ,连接PF 交AB 于点E,连接CE 即为所求. (2)连接OF 交BC 于Q ,连接PQ 即为所求. 【详解】(1)如图1所示.(答案不唯一)(2)如图2所示.(答案不唯一)【点睛】本题考查作图-复杂作图,菱形和圆的性质等知识,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.14.如图,在中,,以为直径作,交边于点,交边于点,过点作的切线,交的延长线于点,交于点.(1)求证:;(2)若,,求的半径.【答案】(1)证明见解析;(2)4.【解析】试题分析:(1)连接AD,根据等腰三角形三线合一即可证明.(2)设⊙O的半径为R,则FO=4+R,FA=4+2R,OD=R,连接OD,由△FOD∽△FAE,得列出方程即可解决问题.试题解析:(1)连接AD,∵AB是直径,∴∠ADB=90°,∵AB=AC,AD⊥BC,∴BD=DC.(2)设⊙O的半径为R,则FO=4+R,FA=4+2R,OD=R,连接OD、∵AB=AC,∴∠ABC=∠C,∵OB=OD,∴∠ABC=∠ODB,∴∠ODB=∠C,∴OD∥AC,∴△FOD∽△FAE,∴,∴,整理得R2﹣R﹣12=0,∴R=4或(﹣3舍弃).∴⊙O的半径为4.考点:切线的性质、等腰三角形的性质等知识.15.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△ABC=3mn;【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)=3x2+(m+n)x+mn]=3(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.。
数学 圆的综合的专项 培优易错试卷练习题及详细答案

一、圆的综合真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.如图,⊙O是△ABC的外接圆,点E为△ABC内切圆的圆心,连接AE的延长线交BC于点F,交⊙O于点D;连接BD,过点D作直线DM,使∠BDM=∠DAC.(1)求证:直线DM是⊙O的切线;(2)若DF=2,且AF=4,求BD和DE的长.【答案】(1)证明见解析(2)23【解析】【分析】(1)根据垂径定理的推论即可得到OD⊥BC,再根据∠BDM=∠DBC,即可判定BC∥DM,进而得到OD⊥DM,据此可得直线DM是⊙O的切线;(2)根据三角形内心的定义以及圆周角定理,得到∠BED=∠EBD,即可得出DB=DE,再判定△DBF∽△DAB,即可得到DB2=DF•DA,据此解答即可.【详解】(1)如图所示,连接OD.∵点E是△ABC的内心,∴∠BAD=∠CAD,∴BD CD=,∴OD⊥BC.又∵∠BDM=∠DAC,∠DAC=∠DBC,∴∠BDM=∠DBC,∴BC∥DM,∴OD⊥DM.又∵OD为⊙O半径,∴直线DM是⊙O的切线.(2)连接BE.∵E为内心,∴∠ABE=∠CBE.∵∠BAD=∠CAD,∠DBC=∠CAD,∴∠BAD=∠DBC,∴∠BAE+∠ABE=∠CBE+∠DBC,即∠BED=∠DBE,∴BD=DE.又∵∠BDF=∠ADB(公共角),∴△DBF∽△DAB,∴DF DBDB DA=,即DB2=DF•DA.∵DF=2,AF=4,∴DA=DF+AF=6,∴DB2=DF•DA=12,∴DB=DE=23.【点睛】本题主要考查了三角形的内心与外心,圆周角定理以及垂径定理的综合应用,解题时注意:平分弦所对一条弧的直径,垂直平分弦,并且平分弦所对的另一条弧;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.2.如图,点A、B、C分别是⊙O上的点, CD是⊙O的直径,P是CD延长线上的一点,AP=AC.(1)若∠B=60°,求证:AP是⊙O的切线;(2)若点B是弧CD的中点,AB交CD于点E,CD=4,求BE·AB的值.【答案】(1)证明见解析;(2)8.【解析】(1)求出∠ADC的度数,求出∠P、∠ACO、∠OAC度数,求出∠OAP=90°,根据切线判定推出即可;(2)求出BD长,求出△DBE和△ABD相似,得出比例式,代入即可求出答案.试题解析:连接AD,OA,∵∠ADC=∠B,∠B=60°,∴∠ADC=60°,∵CD是直径,∴∠DAC=90°,∴∠ACO=180°-90°-60°=30°,∵AP=AC,OA=OC,∴∠OAC=∠ACD=30°,∠P=∠ACD=30°,∴∠OAP=180°-30°-30°-30°=90°,即OA⊥AP,∵OA为半径,∴AP是⊙O切线.(2)连接AD,BD,∵CD是直径,∴∠DBC=90°,∵CD=4,B为弧CD中点,∴BD=BC=,∴∠BDC=∠BCD=45°,∴∠DAB=∠DCB=45°,即∠BDE=∠DAB,∵∠DBE=∠DBA,∴△DBE∽△ABD,∴,∴BE•AB=BD•BD=.考点:1.切线的判定;2.相似三角形的判定与性质.3.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.4.(8分)已知AB为⊙O的直径,OC⊥AB,弦DC与OB交于点F,在直线AB上有一点E,连接ED,且有ED=EF.(1)如图①,求证:ED为⊙O的切线;(2)如图②,直线ED与切线AG相交于G,且OF=2,⊙O的半径为6,求AG的长.【答案】(1)见解析;(2)12【解析】试题分析:(1)连接OD,由ED=EF可得出∠EDF=∠EFD,由对顶角相等可得出∠EDF=∠CFO;由OD=OC可得出∠ODF=∠OCF,结合OC⊥AB即可得知∠EDF+∠ODF=90°,即∠EDO=90°,由此证出ED为⊙O的切线;(2)连接OD,过点D作DM⊥BA于点M,结合(1)的结论根据勾股定理可求出ED、EO 的长度,结合∠DOE的正弦、余弦值可得出DM、MO的长度,根据切线的性质可知GA⊥EA,从而得出DM∥GA,根据相似三角形的判定定理即可得出△EDM∽△EGA,根据相似三角形的性质即可得出GA的长度试题解析:解:(1)连接OD,∵ED=EF,∴∠EDF=∠EFD,∵∠EFD=∠CFO,∴∠EDF=∠CFO.∵OD=OC,∴∠ODF=∠OCF.∵OC⊥AB,∴∠CFO+∠OCF=∠EDF+∠ODF=∠EDO=90°,∴ED为⊙O的切线;(2)连接OD,过点D作DM⊥BA于点M,由(1)可知△EDO为直角三角形,设ED=EF=a,EO=EF+FO=a+2,由勾股定理得,EO2=ED2+DO2,即(a+2)2=a2+62,解得,a=8,即ED=8,EO=10.∵sin∠EOD=45EDEO=,cos∠EOD=35ODOE=,∴DM=OD•sin∠EOD=6×45=245,MO=OD•cos∠EOD=6×35=185,∴EM=EO﹣MO=10﹣18 5=325,EA=EO+OA=10+6=16.∵GA切⊙O于点A,∴GA⊥EA,∴DM∥GA,∴△EDM∽△EGA,∴DM EMGA EA=,即24325516GA=,解得GA=12.点睛:本题考查的是切线的判定、垂径定理和勾股定理的应用、等腰三角形的性质、角的三角函数值、相似三角形的判定及性质,解题的关键是:(1)通过等腰三角形的性质找出∠EDO=90°;(2)通过相似三角形的性质找出相似比.5.如图,OB是以(O,a)为圆心,a为半径的⊙O1的弦,过B点作⊙O1的切线,P为劣弧OB上的任一点,且过P作OB、AB、OA的垂线,垂足分别是D、E、F.(1)求证:PD2=PE•PF;(2)当∠BOP=30°,P点为OB的中点时,求D、E、F、P四个点的坐标及S△DEF.【答案】(1)详见解析;(2)D 3,34a),E33a,34a),F3,0),P 3,2a);S△DEF33a2.【解析】试题分析:(1)连接PB,OP,利用AB切⊙O1于B求证△PBE∽△POD,得出PB PEOP PD=,同理,△OPF∽△BPD,得出PB PDOP PF=,然后利用等量代换即可.(2)连接O1B,O1P,得出△O1BP和△O1PO为等边三角形,根据直角三角形的性质即可解得D、E、F、P四个点的坐标.再利用三角形的面积公式可直接求出三角形DEF的面积.试题解析:(1)证明:连接PB,OP,∵PE⊥AB,PD⊥OB,∴∠BEP=∠PDO=90°,∵AB切⊙O1于B,∠ABP=∠BOP,∴△PBE∽△POD,∴=,同理,△OPF∽△BPD∴=,∴=,∴PD2=PE•PF;(2)连接O1B,O1P,∵AB切⊙O1于B,∠POB=30°,∴∠ABP=30°,∴∠O1BP=90°﹣30°=60°,∵O1B=O1P,∴△O1BP为等边三角形,∴O1B=BP,∵P为弧BO的中点,∴BP=OP,即△O1PO为等边三角形,∴O1P=OP=a,∴∠O1OP=60°,又∵P为弧BO的中点,∴O1P⊥OB,在△O1DO中,∵∠O1OP=60°O1O=a,∴O1D=a,OD=a,过D作DM⊥OO1于M,∴DM=OD=a,OM=DM=a,∴D(﹣a, a),∵∠O1OF=90°,∠O1OP=60°∴∠POF=30°,∵PE⊥OA,∴PF=OP=a,OF=a,∴P(﹣a,),F(﹣a,0),∵AB切⊙O1于B,∠POB=30°,∴∠ABP=∠BOP=30°,∵PE⊥AB,PB=a,∴∠EPB=60°∴PE=a,BE=a,∵P为弧BO的中点,∴BP=PO,∴∠PBO=∠BOP=30°,∴∠BPO=120°,∴∠BPE+∠BPO=120°+60°=180°,即OPE三点共线,∵OE=a+a=a,过E作EM⊥x轴于M,∵AO切⊙O1于O,∴∠EOA=30°,∴EM=OE=a,OM=a,∴E(﹣a, a),∵E(﹣a, a),D(﹣a, a),∴DE=﹣a﹣(﹣a)=a,DE边上的高为: a,∴S△DEF=×a×a=a2.故答案为:D(﹣a, a),E(﹣a, a),F(﹣a,0),P(﹣a,);S△DEF=a2.6.已知:如图,在四边形ABCD中,AD∥BC.点E为CD边上一点,AE与BE分别为∠DAB和∠CBA的平分线.(1)请你添加一个适当的条件,使得四边形ABCD是平行四边形,并证明你的结论;(2)作线段AB的垂直平分线交AB于点O,并以AB为直径作⊙O(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不写作法);(3)在(2)的条件下,⊙O交边AD于点F,连接BF,交AE于点G,若AE=4,sin∠AGF=45,求⊙O的半径.【答案】(1)当AD=BC时,四边形ABCD是平行四边形,理由见解析;(2)作出相应的图形见解析;(3)圆O的半径为2.5.【解析】分析:(1)添加条件AD=BC,利用一组对边平行且相等的四边形为平行四边形验证即可;(2)作出相应的图形,如图所示;(3)由平行四边形的对边平行得到AD与BC平行,可得同旁内角互补,再由AE与BE为角平分线,可得出AE与BE垂直,利用直径所对的圆周角为直角,得到AF与FB垂直,可得出两锐角互余,根据角平分线性质及等量代换得到∠AGF=∠AEB,根据sin∠AGF的值,确定出sin∠AEB的值,求出AB的长,即可确定出圆的半径.详解:(1)当AD=BC时,四边形ABCD是平行四边形,理由为:证明:∵AD∥BC,AD=BC,∴四边形ABCD为平行四边形;故答案为:AD=BC;(2)作出相应的图形,如图所示;(3)∵AD∥BC,∴∠DAB+∠CBA=180°,∵AE与BE分别为∠DAB与∠CBA的平分线,∴∠EAB+∠EBA=90°,∴∠AEB=90°,∵AB为圆O的直径,点F在圆O上,∴∠AFB=90°,∴∠FAG+∠FGA=90°,∵AE平分∠DAB,∴∠FAG=∠EAB,∴∠AGF=∠ABE,∴sin∠ABE=sin∠AGF=45AE AB =,∵AE=4,∴AB=5,则圆O的半径为2.5.点睛:此题属于圆综合题,涉及的知识有:圆周角定理,平行四边形的判定与性质,角平分线性质,以及锐角三角函数定义,熟练掌握各自的性质及定理是解本题的关键.7.如图,线段BC所在的直线是以AB为直径的圆的切线,点D为圆上一点,满足BD=BC,且点C、D位于直径AB的两侧,连接CD交圆于点E. 点F是BD上一点,连接EF,分别交AB、BD于点G、H,且EF=BD.(1)求证:EF∥BC;(2)若EH=4,HF=2,求BE的长.【答案】(1)见解析;(2) 233π【解析】【分析】(1)根据EF=BD可得EF=BD,进而得到BE DF,根据“在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等”即可得出角相等进而可证.(2)连接DF,根据切线的性质及垂径定理求出GF、GE的长,根据“在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等”及平行线求出相等的角,利用锐角三角函数求出∠BHG,进而求出∠BDE的度数,确定BE所对的圆心角的度数,根据∠DFH=90°确定DE为直径,代入弧长公式即可求解.【详解】(1)∵EF=BD,∴EF=BD∴BE DF∴∠D=∠DEF又BD=BC,∴∠D=∠C,∴∠DEF=∠CEF∥BC(2)∵AB是直径,BC为切线,∴AB⊥BC又EF∥BC,∴AB⊥EF,弧BF=弧BE,GF=GE=12(HF+EH)=3,HG=1DB平分∠EDF,又BF∥CD,∴∠FBD=∠FDB=∠BDE=∠BFH ∴HB=HF=2∴cos∠BHG=HGHB =12,∠BHG=60°.∴∠FDB=∠BDE=30°∴∠DFH=90°,DE为直径,DE=43,且弧BE所对圆心角=60°.∴弧BE=16×43π=233π【点睛】本题是圆的综合题,主要考查圆周角、切线、垂径定理、弧长公式等相关知识,掌握圆周角的有关定理,切线的性质,垂径定理及弧长公式是解题关键.8.在平面直角坐标系XOY中,点P的坐标为(x1,y1),点Q的坐标为(x2,y2),且x1≠x2,若P、Q为某等边三角形的两个顶点,且有一边与x轴平行(含重合),则称P、Q 互为“向善点”.如图1为点P、Q互为“向善点”的示意图.已知点A的坐标为(1,3),点B的坐标为(m,0)(1)在点M(﹣1,0)、S(2,0)、T(3,3A点互为“向善点”的是_____;(2)若A、B互为“向善点”,求直线AB的解析式;(3)⊙B3⊙B上有三个点与点A互为“向善点”,请直接写出m的取值范围.【答案】(1)S ,T .(2)直线AB 的解析式为y =3x 或y =﹣3x +23;(3)当﹣2<m <0或2<m <4时,⊙B 上有三个点与点A 互为“向善点”.【解析】【分析】(1)根据等边三角形的性质结合“向善点”的定义,可得出点S ,T 与A 点互为“向善点”; (2)根据等边三角形的性质结合“向善点”的定义,可得出关于m 的分式方程,解之经检验后可得出点B 的坐标,根据点A ,B 的坐标,利用待定系数法即可求出直线AB 的解析式;(3)分⊙B 与直线y=3x 相切及⊙B 与直线y=-3x+23相切两种情况求出m 的值,再利用数形结合即可得出结论.【详解】(1)∵30330,3tan 60︒--===,3333tan 60︒-==, ∴点S ,T 与A 点互为“向善点”.故答案为S ,T .(2)根据题意得:303-=, 解得:m 1=0,m 2=2,经检验,m 1=0,m 2=2均为所列分式方程的解,且符合题意,∴点B 的坐标为(0,0)或(2,0).设直线AB 的解析式为y =kx +b (k ≠0),将A (1,),B (0,0)或(2,0)代入y =kx +b ,得:30k b b ⎧+=⎪⎨=⎪⎩320k b k b ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩ 解得:30k b ⎧=⎪⎨=⎪⎩323k b ⎧=⎪⎨=⎪⎩, ∴直线AB 的解析式为y 3或y 33.(3)当⊙B 与直线y 3相切时,过点B 作BE ⊥直线y 3于点E ,如图2所示.∵∠BOE =60°,∴sin60°=32BE OB , ∴OB =2,∴m =﹣2或m =2;当⊙B 与直线y =﹣3x +23相切时,过点B 作BF ⊥直线y =﹣3x +23于点F ,如图3所示.同理,可求出m =0或m =4.综上所述:当﹣2<m <0或2<m <4时,⊙B 上有三个点与点A 互为“向善点”.【点睛】本题考查了等边三角形的性质、特殊角的三角函数值、待定系数法求一次函数解析式、解分式方程以及解直角三角形,解题的关键是:(1)根据等边三角形的性质结合“向善点”的定义,确定给定的点是否与A 点互为“向善点”;(2)根据点的坐标,利用待定系数法求出一次函数解析式;(3)分⊙B 与直线y=3x 相切及⊙B 与直线y=-3x+23相切两种情况考虑.9.如图,已知等边△ABC ,AB=16,以AB 为直径的半圆与BC 边交于点D ,过点D 作DF ⊥AC ,垂足为F ,过点F 作FG ⊥AB ,垂足为G ,连结GD .(1)求证:DF 是⊙O 的切线;(2)求FG 的长;(3)求tan∠FGD的值.【答案】(1)证明见解析;(2)6;(3).【解析】试题分析:(1)连接OD,根据等边三角形得出∠A=∠B=∠C=60°,根据OD=OB得到∠ODB=60°,得到OD∥AC,根据垂直得出切线;(2)根据中位线得出BD=CD=6,根据Rt△CDF的三角函数得出CF的长度,从而得到AF的长度,最后根据Rt△AFG的三角函数求出FG的长度;(3)过点D作DH⊥AB,根据垂直得出FG∥DH,根据Rt△BDH求出BH、DH的长度,然后得出∠GDH的正切值,从而得到∠FGD的正切值.试题解析:(1)如图①,连结OD,∵△ABC为等边三角形,∴∠C=∠A=∠B=60°,而OD=OB,∴△ODB是等边三角形,∠ODB=60°,∴∠ODB=∠C,∴OD∥AC,∵DF⊥AC,∴OD⊥DF,∴DF是⊙O的切线(2)∵OD∥AC,点O为AB的中点,∴OD为△ABC的中位线,∴BD=CD=6.在Rt△CDF中,∠C=60°,∴∠CDF=30°,∴CF=CD=3,∴AF=AC-CF=12-3=9 在Rt△AFG中,∵∠A=60°,∴FG=AF·sinA=9×=(3)如图②,过D作DH⊥AB于H.∵FG⊥AB,DH⊥AB,∴FG∥DH,∴∠FGD=∠GDH.在Rt△BDH中,∠B=60°,∴∠BDH=30°,∴BH=BD=3,DH=BH=3.∴tan∠GDH===,∴tan∠FGD=tan∠GDH=考点:(1)圆的基本性质;(2)三角函数.10.如图,OA,OD是⊙O半径.过A作⊙O的切线,交∠AOD的平分线于点C,连接CD,延长AO交⊙O于点E,交CD的延长线于点B.(1)求证:直线CD是⊙O的切线;(2)如果D点是BC的中点,⊙O的半径为 3cm,求DE的长度.(结果保留π)【答案】(1)证明见解析;(2)DE的长度为π.【解析】(1)证明:∵AC是⊙O切线,∴OA⊥AC,∴∠OAC=90°,∵CO平分∠AOD,∴∠AOC=∠COD,在△AOC和△DOC中,∴△AOC≌△DOC,∴∠ODC=∠OAC=90°,∴OD⊥CD,∴直线CD是⊙O的切线.(2)∵OD⊥BC,DC=DB,∴OC=OB,∴∠OCD=∠B=∠ACO,∵∠B+∠ACB=90°,∴∠B=30°,∠DOE=60°,∴的长度==π.[来源:]。
数学 圆的综合的专项 培优易错试卷练习题附答案解析

一、圆的综合真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.如图,⊙A过▱OBCD的三顶点O、D、C,边OB与⊙A相切于点O,边BC与⊙O相交于点H,射线OA交边CD于点E,交⊙A于点F,点P在射线OA上,且∠PCD=2∠DOF,以O为原点,OP所在的直线为x轴建立平面直角坐标系,点B的坐标为(0,﹣2).(1)若∠BOH=30°,求点H的坐标;(2)求证:直线PC是⊙A的切线;(3)若OD=10,求⊙A的半径.【答案】(1)(132)详见解析;(3)5 3 .【解析】【分析】(1)先判断出OH=OB=2,利用三角函数求出MH,OM,即可得出结论;(2)先判断出∠PCD=∠DAE,进而判断出∠PCD=∠CAE,即可得出结论;(3)先求出OE═3,进而用勾股定理建立方程,r2-(3-r)2=1,即可得出结论.【详解】(1)解:如图,过点H作HM⊥y轴,垂足为M.∵四边形OBCD是平行四边形,∴∠B=∠ODC∵四边形OHCD是圆内接四边形∴∠OHB=∠ODC∴∠OHB=∠B∴OH=OB=2∴在Rt△OMH中,∵∠BOH=30°,∴MH=12OH=1,33∴点H的坐标为(13(2)连接AC.∵OA=AD,∴∠DOF=∠ADO∴∠DAE=2∠DOF∵∠PCD=2∠DOF,∴∠PCD=∠DAE∵OB与⊙O相切于点A∴OB⊥OF∵OB∥CD∴CD⊥AF∴∠DAE=∠CAE∴∠PCD=∠CAE∴∠PCA=∠PCD+∠ACE=∠CAE+∠ACE=90°∴直线PC是⊙A的切线;(3)解:⊙O的半径为r.在Rt△OED中,DE=12CD=12OB=1,OD=10,∴OE═3∵OA=AD=r,AE=3﹣r.在Rt△DEA中,根据勾股定理得,r2﹣(3﹣r)2=1解得r=53.【点睛】此题是圆的综合题,主要考查了平行四边形的性质,圆内接四边形的性质,勾股定理,切线的性质和判定,构造直角三角形是解本题的关键.2.如图,AB是半圆O的直径,C是的中点,D是的中点,AC与BD相交于点E.(1)求证:BD平分∠ABC;(2)求证:BE=2AD;(3)求DEBE的值.【答案】(1)答案见解析(2)BE=AF=2AD(3)21 2 -【解析】试题分析:(1)根据中点弧的性质,可得弦AD=CD,然后根据弦、弧、圆周角、圆心角的性质求解即可;(2)延长BC与AD相交于点F, 证明△BCE≌△ACF, 根据全等三角形的性质可得BE=AF=2AD;(3)连接OD,交AC于H.简要思路如下:设OH为1,则BC为2,OB=OD=2,DH=21-, 然后根据相似三角形的性质可求解.试题解析:(1)∵D是的中点∴AD=DC∴∠CBD=∠ABD∴BD平分∠ABC(2)提示:延长BC与AD相交于点F,证明△BCE≌△ACF,BE=AF=2AD(3)连接OD,交AC于H.简要思路如下:设OH为1,则BC为2,OB=OD=2,DH=21-, DEBE=DHBCDE BE =21-3.四边形ABCD 的对角线交于点E,且AE=EC,BE=ED,以AD 为直径的半圆过点E,圆心为O.(1)如图①,求证:四边形ABCD 为菱形;(2)如图②,若BC 的延长线与半圆相切于点F,且直径AD=6,求弧AE 的长.【答案】(1)见解析;(2)π2 【解析】 试题分析:(1)先判断出四边形ABCD 是平行四边形,再判断出AC ⊥BD 即可得出结论; (2)先判断出AD =DC 且DE ⊥AC ,∠ADE =∠CDE ,进而得出∠CDA =30°,最后用弧长公式即可得出结论.试题解析:证明:(1)∵四边形ABCD 的对角线交于点E ,且AE =EC ,BE =ED ,∴四边形ABCD 是平行四边形.∵以AD 为直径的半圆过点E ,∴∠AED =90°,即有AC ⊥BD ,∴四边形ABCD 是菱形;(2)由(1)知,四边形ABCD 是菱形,∴△ADC 为等腰三角形,∴AD =DC 且DE ⊥AC ,∠ADE =∠CDE .如图2,过点C 作CG ⊥AD ,垂足为G ,连接FO .∵BF 切圆O 于点F ,∴OF ⊥AD ,且132OF AD ==,易知,四边形CGOF 为矩形,∴CG =OF =3. 在Rt △CDG 中,CD =AD =6,sin ∠ADC =CG CD =12,∴∠CDA =30°,∴∠ADE =15°. 连接OE ,则∠AOE =2×∠ADE =30°,∴3031802AE ππ⋅⨯==.点睛:本题主要考查菱形的判定即矩形的判定与性质、切线的性质,熟练掌握其判定与性质并结合题意加以灵活运用是解题的关键.4.已知,如图:O 1为x 轴上一点,以O 1为圆心作⊙O 1交x 轴于C 、D 两点,交y 轴于M 、N 两点,∠CMD 的外角平分线交⊙O 1于点E ,AB 是弦,且AB ∥CD ,直线DM 的解析式为y=3x+3.(1)如图1,求⊙O 1半径及点E 的坐标.(2)如图2,过E 作EF ⊥BC 于F ,若A 、B 为弧CND 上两动点且弦AB ∥CD ,试问:BF+CF 与AC 之间是否存在某种等量关系?请写出你的结论,并证明.(3)在(2)的条件下,EF 交⊙O 1于点G ,问弦BG 的长度是否变化?若不变直接写出BG 的长(不写过程),若变化自画图说明理由.【答案】(1)r=5 E(4,5)(2)BF+CF=AC (3)弦BG的长度不变,等于2【解析】分析:(1)连接ED、EC、EO1、MO1,如图1,可以证到∠ECD=∠SME=∠EMC=∠EDC,从而可以证到∠EO1D=∠EO1C=90°.由直线DM的解析式为y=3x+3可得OD=1,OM=3.设⊙O1的半径为r.在Rt△MOO1中利用勾股定理就可解决问题.(2)过点O1作O1P⊥EG于P,过点O1作O1Q⊥BC于Q,连接EO1、DB,如图2.由AB∥DC可证到BD=AC,易证四边形O1PFQ是矩形,从而有O1P=FQ,∠PO1Q=90°,进而有∠EO1P=∠CO1Q,从而可以证到△EPO1≌△CQO1,则有PO1=QO1.根据三角形中位线定理可得FQ=12BD.从而可以得到BF+CF=2FQ=AC.(3)连接EO1,ED,EB,BG,如图3.易证EF∥BD,则有∠GEB=∠EBD,从而有BG=ED,也就有BG=DE.在Rt△EO1D中运用勾股定理求出ED,就可解决问题.详解:(1)连接ED、EC、EO1、MO1,如图1.∵ME平分∠SMC,∴∠SME=∠EMC.∵∠SME=∠ECD,∠EMC=∠EDC,∴∠ECD=∠EDC,∴∠EO1D=∠EO1C.∵∠EO1D+∠EO1C=180°,∴∠EO1D=∠EO1C=90°.∵直线DM的解析式为y=3x+3,∴点M的坐标为(0,3),点D的坐标为(﹣1,0),∴OD=1,OM=3.设⊙O1的半径为r,则MO1=DO1=r.在Rt△MOO1中,(r﹣1)2+32=r2.解得:r=5,∴OO1=4,EO1=5,∴⊙O1半径为5,点E的坐标为(4,5).(2)BF+CF=AC.理由如下:过点O1作O1P⊥EG于P,过点O1作O1Q⊥BC于Q,连接EO1、DB,如图2.∵AB∥DC,∴∠DCA=∠BAC,∴AD=BC BD∴,=AC,∴BD=AC.∵O1P⊥EG,O1Q⊥BC,EF⊥BF,∴∠O1PF=∠PFQ=∠O1QF=90°,∴四边形O1PFQ是矩形,∴O1P=FQ,∠PO1Q=90°,∴∠EO1P=90°﹣∠PO1C=∠CO1Q.在△EPO1和△CQO1中,111111EO P CO QEPO CQOO E O C∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△EPO1≌△CQO1,∴PO1=QO1,∴FQ=QO1.∵QO1⊥BC,∴BQ=CQ.∵CO 1=DO 1,∴O 1Q =12BD ,∴FQ =12BD . ∵BF +CF =FQ +BQ +CF =FQ +CQ +CF =2FQ ,∴BF +CF =BD =AC .(3)连接EO 1,ED ,EB ,BG ,如图3.∵DC 是⊙O 1的直径,∴∠DBC =90°,∴∠DBC +∠EFB =180°,∴EF ∥BD ,∴∠GEB =∠EBD ,∴BG =ED ,∴BG =DE .∵DO 1=EO 1=5,EO 1⊥DO 1,∴DE =52,∴BG =52,∴弦BG 的长度不变,等于52.点睛:本题考查了圆周角定理、圆内接四边形的性质、弧与弦的关系、垂径定理、全等三角形的判定与性质、矩形的判定与性质、三角形中位线定理、平行线的判定与性质、勾股定理等知识,综合性比较强,有一定的难度.而由AB ∥DC 证到AC =BD 是解决第(2)小题的关键,由EG ∥DB 证到BG =DE 是解决第(3)小题的关键.5.如图,一条公路的转弯处是一段圆弧().AB ()1用直尺和圆规作出AB 所在圆的圆心O ;(要求保留作图痕迹,不写作法)()2若AB 的中点C 到弦AB 的距离为2080m AB m =,,求AB 所在圆的半径.【答案】(1)见解析;(2)50m【解析】分析:()1连结AC 、BC ,分别作AC 和BC 的垂直平分线,两垂直平分线的交点为点O ,如图1;()2连接OA OC OC ,,交AB 于D ,如图2,根据垂径定理的推论,由C 为AB 的中点得到1OC AB AD BD AB 402⊥===,,则CD 20=,设O 的半径为r ,在Rt OAD 中利用勾股定理得到222r (r 20)40=-+,然后解方程即可.详解:()1如图1,点O 为所求;()2连接OA OC OC ,,交AB 于D ,如图2,C 为AB 的中点,OC AB ∴⊥,1402AD BD AB ∴===, 设O 的半径为r ,则20OA r OD OD CD r ==-=-,,在Rt OAD 中,222OA OD AD =+,222(20)40r r ∴=-+,解得50r =,即AB 所在圆的半径是50m .点睛:本题考查了垂径定理及勾股定理的应用,在利用数学知识解决实际问题时,要善于把实际问题与数学中的理论知识联系起来,能将生活中的问题抽象为数学问题.6.已知:AB 是⊙0直径,C 是⊙0外一点,连接BC 交⊙0于点D ,BD=CD,连接AD 、AC .(1)如图1,求证:∠BAD=∠CAD(2)如图2,过点C 作CF ⊥AB 于点F,交⊙0于点E,延长CF 交⊙0于点G.过点作EH ⊥AG 于点H ,交AB 于点K,求证AK=2OF ;(3)如图3,在(2)的条件下,EH 交AD 于点L,若0K=1,AC=CG,求线段AL 的长.图1 图2 图3【答案】(1)见解析(2)见解析(3)12105 【解析】试题分析:(1)由直径所对的圆周角等于90°,得到∠ADB =90°,再证明△ABD ≌△ACD 即可得到结论;(2)连接BE .由同弧所对的圆周角相等,得到∠GAB =∠BEG .再证△KFE ≌△BFE ,得到BF =KF =BK .由OF =OB -BF ,AK =AB -BK ,即可得到结论. (3)连接CO 并延长交AG 于点M ,连接BG .设∠GAB =α.先证CM 垂直平分AG ,得到AM =GM ,∠AGC +∠GCM =90°.再证∠GAF =∠GCM =α.通过证明△AGB ≌△CMG ,得到BG =GM =12AG .再证明∠BGC =∠MCG =α.设BF =KF =a , 可得GF =2a ,AF =4a . 由OK =1,得到OF =a +1,AK =2(a +1),AF = 3a +2,得到3a +2=4a ,解出a 的值,得到AF ,AB ,GF ,FC 的值.由tanα=tan ∠HAK =12HK AH =, AK =6,可以求出 AH 的长.再由1tan tan 3BAD BCF ∠=∠= ,利用公式tan ∠GAD =tan tan 1tan tan GAF BAD GAF BAD ∠+∠-∠⋅∠,得到∠GAD =45°,则AL =2AH ,即可得到结论.试题解析:解:(1)∵AB 为⊙O 的直径,∴∠ADB =90°,∴∠ADC =90°.∵BD =CD ,∠BDA =∠CDA ,AD =AD ,∴△ABD ≌△ACD ,∴∠BAD =∠CAD .(2)连接BE .∵BG =BG ,∴∠GAB =∠BEG .∵CF ⊥AB ,∴∠KFE =90°.∵EH ⊥AG ,∴∠AHE =∠KFE =90°,∠AKH =∠EKF ,∴∠HAK =∠KEF =∠BEF .∵FE =FE ,∠KFE =∠BFE =90°,∴△KFE ≌△BFE ,∴BF =KF =BK .∵ OF =OB -BF ,AK =AB -BK ,∴AK =2OF .(3)连接CO 并延长交AG 于点M ,连接BG .设∠GAB =α.∵AC =CG , ∴点C 在AG 的垂直平分线上.∵ OA =OG ,∴点O 在AG 的垂直平分线上, ∴CM 垂直平分AG ,∴AM =GM ,∠AGC +∠GCM =90°.∵AF ⊥CG ,∴∠AGC +∠GAF =90°,∴∠GAF =∠GCM =α.∵AB 为⊙O 的直径,∴∠AGB = 90°,∴∠AGB =∠CMG =90°.∵AB =AC =CG ,∴△AGB ≌△CMG ,∴BG =GM =12AG . 在Rt △AGB 中, 1tan tan 2GB GAB AG α∠=== . ∵∠AMC =∠AGB = 90°,∴BG ∥CM , ∴∠BGC =∠MCG =α.设BF =KF =a , 1tan tan 2BF BGF GF α∠===,∴GF =2a ,1tan tan 2GF GAF AF α∠=== ,AF =4a .∵OK =1,∴OF =a +1,AK =2OF =2(a +1),∴AF =AK +KF =a +2(a +1)=3a +2,∴3a +2=4a ,∴a =2, AK =6,∴AF =4a =8,AB =AC =CG =10,GF =2a =4,FC =CG -GF =6. ∵tanα=tan ∠HAK =12HK AH =,设KH =m ,则AH =2m ,∴AK 22(2)m m +=6,解得:m =655,∴AH =2m 125.在Rt △BFC 中,1tan 3BF BCF FC ∠== .∵∠BAD +∠ABD =90°, ∠FBC +∠BCF =90°,∴∠BCF =∠BAD ,1tan tan 3BAD BCF ∠=∠= ,∴tan ∠GAD =tan tan 1tan tan GAF BAD GAF BAD ∠+∠-∠⋅∠=1123111123+=-⨯,∴∠GAD =45°,∴HL=AH ,AL 2AH 12107.如图,AB是圆O的直径,射线AM⊥AB,点D在AM上,连接OD交圆O于点E,过点D作DC=DA交圆O于点C(A、C不重合),连接O C、BC、CE.(1)求证:CD是⊙O的切线;(2)若圆O的直径等于2,填空:①当AD=时,四边形OADC是正方形;②当AD=时,四边形OECB是菱形.【答案】(1)见解析;(2)①1;②3.【解析】试题分析:(1)依据SSS证明△OAD≌△OCD,从而得到∠OCD=∠OAD=90°;(2)①依据正方形的四条边都相等可知AD=OA;②依据菱形的性质得到OE=CE,则△EOC为等边三角形,则∠CEO=60°,依据平行线的性质可知∠DOA=60°,利用特殊锐角三角函数可求得AD的长.试题解析:解:∵AM⊥AB,∴∠OAD=90°.∵OA=OC,OD=OD,AD=DC,∴△OAD≌△OCD,∴∠OCD=∠OAD=90°.∴OC⊥CD,∴CD是⊙O的切线.(2)①∵当四边形OADC是正方形,∴AO=AD=1.故答案为:1.②∵四边形OECB是菱形,∴OE=CE.又∵OC=OE,∴OC=OE=CE.∴∠CEO=60°.∵CE ∥AB ,∴∠AOD=60°.在Rt △OAD 中,∠AOD=60°,AO=1,∴AD=. 故答案为:.点睛:本题主要考查的是切线的性质和判定、全等三角形的性质和判定、菱形的性质、等边三角形的性质和判定,特殊锐角三角函数值的应用,熟练掌握相关知识是解题的关键.8.如图1,在Rt △ABC 中,∠ABC=90°,BA=BC ,直线MN 是过点A 的直线CD ⊥MN 于点D ,连接BD .(1)观察猜想张老师在课堂上提出问题:线段DC ,AD ,BD 之间有什么数量关系.经过观察思考,小明出一种思路:如图1,过点B 作BE ⊥BD ,交MN 于点E ,进而得出:DC+AD= BD .(2)探究证明将直线MN 绕点A 顺时针旋转到图2的位置写出此时线段DC ,AD ,BD 之间的数量关系,并证明(3)拓展延伸在直线MN 绕点A 旋转的过程中,当△ABD 面积取得最大值时,若CD 长为1,请直接写BD 的长.【答案】(12;(2)AD ﹣2BD ;(3)2+1.【解析】【分析】(1)根据全等三角形的性质求出DC ,AD ,BD 之间的数量关系(2)过点B 作BE ⊥BD ,交MN 于点E .AD 交BC 于O ,证明CDB AEB ∆∆≌,得到CD AE =,EB BD =,根据BED ∆为等腰直角三角形,得到2DE BD =,再根据DE AD AE AD CD =-=-,即可解出答案.(3)根据A 、B 、C 、D 四点共圆,得到当点D 在线段AB 的垂直平分线上且在AB 的右侧时,△ABD 的面积最大.在DA 上截取一点H ,使得CD=DH=1,则易证2CH AH ==,由BD AD =即可得出答案.【详解】解:(1)如图1中,由题意:BAE BCD ∆∆≌,∴AE=CD ,BE=BD ,∴CD+AD=AD+AE=DE ,∵BDE ∆是等腰直角三角形,∴DE=2BD ,∴DC+AD=2BD ,故答案为2.(2)2AD DC BD -=.证明:如图,过点B 作BE ⊥BD ,交MN 于点E .AD 交BC 于O .∵90ABC DBE ∠=∠=︒,∴ABE EBC CBD EBC ∠+∠=∠+∠,∴ABE CBD ∠=∠.∵90BAE AOB ∠+∠=︒,90BCD COD ∠+∠=︒,AOB COD ∠=∠,∴BAE BCD ∠=∠,∴ABE DBC ∠=∠.又∵AB CB =,∴CDB AEB ∆∆≌,∴CD AE =,EB BD =,∴BD ∆为等腰直角三角形,2DE BD =.∵DE AD AE AD CD=-=-,∴2AD DC BD-=.(3)如图3中,易知A、B、C、D四点共圆,当点D在线段AB的垂直平分线上且在AB 的右侧时,△ABD的面积最大.此时DG⊥AB,DB=DA,在DA上截取一点H,使得CD=DH=1,则易证2CH AH==,∴21BD AD==+.【点睛】本题主要考查全等三角形的性质,等腰直角三角形的性质以及图形的应用,正确作辅助线和熟悉图形特性是解题的关键.9.如图,在△ABC中,以AC为直径作⊙O交BC于点D,交AB于点G,且D是BC中点,DE⊥AB,垂足为E,交AC的延长线于点F.(1)求证:直线EF是⊙O的切线;(2)若CF=3,cosA=25,求出⊙O的半径和BE的长;(3)连接CG,在(2)的条件下,求CGEF的值.【答案】(1)见解析;(2)2,65(3)CG:EF=4:7【解析】试题分析:(1)连结OD.先证明OD是△ABC的中位线,根据中位线的性质得到OD∥AB,再由DE⊥AB,得出OD⊥EF,根据切线的判定即可得出直线EF是⊙O的切线;(2)先由OD∥AB,得出∠COD=∠A,再解Rt△DOF,根据余弦函数的定义得到cos∠FOD==,设⊙O的半径为R,解方程=,求出R=,那么AB=2OD=,解Rt△AEF,根据余弦函数的定义得到cosA==,求出AE=,然后由BE=AB﹣AE即可求解.试题解析:(1)证明:如图,连结OD.∵CD=DB,CO=OA,∴OD是△ABC的中位线,∴OD∥AB,AB=2OD,∵DE⊥AB,∴DE⊥OD,即OD⊥EF,∴直线EF是⊙O的切线;(2)解:∵OD∥AB,∴∠COD=∠A.在Rt△DOF中,∵∠ODF=90°,∴cos∠FOD==,设⊙O的半径为R,则=,解得R=,∴AB=2OD=.在Rt△AEF中,∵∠AEF=90°,∴cosA===,∴AE=,∴BE=AB﹣AE=﹣=2.【点睛】本题考查了切线的判定,解直角三角形,三角形中位线的性质知识点.要证某线是圆的切线,已知此线过圆上某点,连结圆心与这点(即为半径),再证垂直即可.10.如图,已知等边△ABC,AB=16,以AB为直径的半圆与BC边交于点D,过点D作DF⊥AC,垂足为F,过点F作FG⊥AB,垂足为G,连结GD.(1)求证:DF是⊙O的切线;(2)求FG的长;(3)求tan∠FGD的值.【答案】(1)证明见解析;(2)6;(3).【解析】试题分析:(1)连接OD,根据等边三角形得出∠A=∠B=∠C=60°,根据OD=OB得到∠ODB=60°,得到OD∥AC,根据垂直得出切线;(2)根据中位线得出BD=CD=6,根据Rt△CDF的三角函数得出CF的长度,从而得到AF的长度,最后根据Rt△AFG的三角函数求出FG的长度;(3)过点D作DH⊥AB,根据垂直得出FG∥DH,根据Rt△BDH求出BH、DH的长度,然后得出∠GDH的正切值,从而得到∠FGD的正切值.试题解析:(1)如图①,连结OD,∵△ABC为等边三角形,∴∠C=∠A=∠B=60°,而OD=OB,∴△ODB是等边三角形,∠ODB=60°,∴∠ODB=∠C,∴OD∥AC,∵DF⊥AC,∴OD⊥DF,∴DF是⊙O的切线(2)∵OD∥AC,点O为AB的中点,∴OD为△ABC的中位线,∴BD=CD=6.在Rt△CDF中,∠C=60°,∴∠CDF=30°,∴CF=CD=3,∴AF=AC-CF=12-3=9 在Rt△AFG中,∵∠A=60°,∴FG=AF·sinA=9×=(3)如图②,过D作DH⊥AB于H.∵FG⊥AB,DH⊥AB,∴FG∥DH,∴∠FGD=∠GDH.在Rt△BDH中,∠B=60°,∴∠BDH=30°,∴BH=BD=3,DH=BH=3.∴tan∠GDH===,∴tan∠FGD=tan∠GDH=考点:(1)圆的基本性质;(2)三角函数.。
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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,已知:AB是⊙O的直径,点C在⊙O上,CD是⊙O的切线,AD⊥CD于点D,E 是AB延长线上一点,CE交⊙O于点F,连接OC、AC.(1)求证:AC平分∠DAO.(2)若∠DAO=105°,∠E=30°①求∠OCE的度数;②若⊙O的半径为22,求线段EF的长.【答案】(1)证明见解析;(2)①∠OCE=45°;②EF =23【解析】【试题分析】(1)根据直线与⊙O相切的性质,得OC⊥CD.又因为AD⊥CD,根据同一平面内,垂直于同一条直线的两条直线也平行,得:AD//OC. ∠DAC=∠OCA.又因为OC=OA,根据等边对等角,得∠OAC=∠OCA.等量代换得:∠DAC=∠OAC.根据角平分线的定义得:AC平分∠DAO.(2)①因为 AD//OC,∠DAO=105°,根据两直线平行,同位角相等得,中,∠E=30°,利用内角和定理,得:∠OCE=45°.∠EOC=∠DAO=105°,在OCE②作OG⊥CE于点G,根据垂径定理可得FG=CG,因为OC=2,∠OCE=45°.等腰直角三2倍,得CG=OG=2. FG=2.在Rt△OGE中,∠E=30°,得GE=23则EF=GE-FG=23【试题解析】(1)∵直线与⊙O相切,∴OC⊥CD.又∵AD⊥CD,∴AD//OC.∴∠DAC=∠OCA.又∵OC=OA,∴∠OAC=∠OCA.∴∠DAC=∠OAC.∴AC平分∠DAO.(2)解:①∵AD//OC,∠DAO=105°,∴∠EOC=∠DAO=105°∵∠E=30°,∴∠OCE=45°.②作OG⊥CE于点G,可得FG=CG∵OC=2∠OCE=45°.∴CG=OG=2.∴FG=2.∵在Rt△OGE中,∠E=30°,∴GE=3∴EF=GE-FG=23【方法点睛】本题目是一道圆的综合题目,涉及到圆的切线的性质,平行线的性质及判定,三角形内角和,垂径定理,难度为中等.3.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=60°,☉O是△ABC的外接圆,BC是☉O的直径,过点B作☉O的切线BD,与CA的延长线交于点D,与半径AO的延长线交于点E,过点A作☉O的切线AF,与直径BC的延长线交于点F.(1)连接EF,求证:EF是☉O的切线;(2)在圆上是否存在一点P,使点P与点A,B,F构成一个菱形?若存在,请说明理由.【答案】(1)见解析;(2)存在,理由见解析【解析】【分析】(1)过O作OM⊥EF于M,根据SAS证明△OAF≌△OBE,从而得到OE=OF,再证明EO平分∠BEF,从而得到结论;(2)存在,先证明△OAC为等边三角形,从而得出∠OAC=∠AOC=60°,再得到AB=AF,再证明AB=AF=FP=BP,从而得到结论.【详解】(1)证明:如图,过O作OM⊥EF于M,∵OA=OB,∠OAF=∠OBE=90°,∠BOE=∠AOF,∴△OAF≌△OBE,∴OE=OF,∵∠EOF=∠AOB=120°,∴∠OEM=∠OFM=30°,∴∠OEB=∠OEM=30°,即EO平分∠BEF,又∠OBE=∠OME=90°,∴OM=OB,∴EF为☉O的切线.(2)存在.∵BC为☉O的直径,∴∠BAC=90°,∵∠ACB=60°,∴∠ABC=30°,又∵∠ACB=60°,OA=OC,∴△OAC为等边三角形,即∠OAC=∠AOC=60°,∵AF为☉O的切线,∴∠OAF=90°,∴∠CAF=∠AFC=30°,∴∠ABC=∠AFC,∴AB=AF.当点P在(1)中的点M位置时,此时∠OPF=90°,∴∠OAF=∠OPF=90°,又∵OA=OP,OF为公共边,∴△OAF≌△OPF,∴AF=PF,∠BFE=∠AFC=30°.又∵∠FOP=∠OBP=∠OPB=30°,∴BP=FP,∴AB=AF=FP=BP,∴四边形AFPB是菱形.【点睛】考查了切线的判定定理和菱形的判定,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.4.(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=3BP=3,由已知得出BE=2x,BF=2x,得出BQ=x,EQ3x,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 BP =, ∵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.5.如图, Rt △ABC 中,∠B=90°,它的内切圆分别与边BC 、CA 、AB 相切于点D 、E 、F , (1)设AB=c, BC=a, AC=b, 求证: 内切圆半径r =12(a+b-c). (2) 若AD 交圆于P , PC 交圆于H, FH//BC, 求∠CPD; (3)若r=310, PD =18, PC=272. 求△ABC 各边长.【答案】(1)证明见解析(2)45°(3)1010,1510,12【解析】【分析】(1)根据切线长定理,有AE=AF,BD=BF,CD=CE.易证四边形BDOF为正方形,BD=BF=r,用r表示AF、AE、CD、CE,利用AE+CE=AC为等量关系列式.(2)∠CPD为弧DH所对的圆周角,连接OD,易得弧DH所对的圆心角∠DOH=90°,所以∠CPD=45°.(3)由PD=18和r=310,联想到垂径定理基本图形,故过圆心O作PD的垂线OM,求得弦心距OM=3,进而得到∠MOD的正切值.延长DO得直径DG,易证PG∥OM,得到同位角∠G=∠MOD.又利用圆周角定理可证∠ADB=∠G,即得到∠ADB的正切值,进而求得AB.再设CE=CD=x,用x表示BC、AC,利用勾股定理列方程即求出x.【详解】解:(1)证明:设圆心为O,连接OD、OE、OF,∵⊙O分别与BC、CA、AB相切于点D、E、F∴OD⊥BC,OE⊥AC,OF⊥AB,AE=AF,BD=BF,CD=CE∴∠B=∠ODB=∠OFB=90°∴四边形BDOF是矩形∵OD=OF=r∴矩形BDOF是正方形∴BD=BF=r∴AE=AF=AB-BF=c-r,CE=CD=BC-BD=a-r∵AE+CE=AC∴c-r+a-r=b整理得:r=12(a+b-c)(2)取FH中点O,连接OD ∵FH∥BC∴∠AFH=∠B=90°∵AB与圆相切于点F,∴FH为圆的直径,即O为圆心∵FH∥BC∴∠DOH=∠ODB=90°∴∠CPD=12∠DOH=45°(3)设圆心为O ,连接DO 并延长交⊙O 于点G ,连接PG ,过O 作OM ⊥PD 于M ∴∠OMD=90°∵PD=18∴DM=12PD=9 ∵10∴22OD DM -22(310)9-9081-3∴tan ∠MOD=DM OM =3 ∵DG 为直径∴∠DPG=90°∴OM ∥PG ,∠G+∠ODM=90°∴∠G=∠MOD∵∠ODB=∠ADB+∠ODM=90°∴∠ADB=∠G∴∠ADB=∠MOD∴tan ∠ADB=AB BD=tan ∠MOD=3 ∴10∴10−10=10设CE=CD=x ,则10+x ,10+x∵AB 2+BC 2=AC 2∴10)2.10+x)2=10+x)2解得:10∴10,10∴△ABC 各边长10,10,10【点睛】本题考查切线的性质,切线长定理,正方形的判定,圆周角定理,垂径定理,勾股定理.切线长定理的运用是解决本题的关键,而在不能直接求得线段长的情况下,利用勾股定理作为等量关系列方程解决是常用做法.6.设C 为线段AB 的中点,四边形BCDE 是以BC 为一边的正方形,以B 为圆心,BD 长为半径的⊙B 与AB 相交于F 点,延长EB 交⊙B 于G 点,连接DG 交于AB 于Q 点,连接AD .求证:(1)AD 是⊙B 的切线;(2)AD =AQ ;(3)BC 2=CF×EG .【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)证明见解析.【解析】【分析】()1连接BD ,由DC AB ⊥,C 为AB 的中点,由线段垂直平分线的性质,可得AD BD =,再根据正方形的性质,可得90ADB ∠=;()2由BD BG =与//CD BE ,利用等边对等角与平行线的性质,即可求得122.52G CDG BDG BCD ∠=∠=∠=∠=,继而求得67.5ADQ AQD ∠=∠=,由等角对等边,可证得AD AQ =; ()3易求得67.5GDE GDB BDE DFE ∠=∠+∠==∠,90DCF E ∠=∠=,即可证得Rt DCF ∽Rt GED ,根据相似三角形的对应边成比例,即可证得结论.【详解】证明:()1连接BD ,四边形BCDE 是正方形,45DBA ∴∠=,90DCB ∠=,即DC AB ⊥, C 为AB 的中点,CD ∴是线段AB 的垂直平分线,AD BD ∴=,45DAB DBA ∴∠=∠=,90ADB ∴∠=,即BD AD ⊥, BD 为半径,AD ∴是B 的切线;()2BD BG =,BDG G ∴∠=∠,//CD BE ,CDG G ∴∠=∠,122.52G CDG BDG BCD ∴∠=∠=∠=∠=, 9067.5ADQ BDG ∴∠=-∠=,9067.5AQB BQG G ∠=∠=-∠=,ADQ AQD ∴∠=∠,AD AQ ∴=;()3连接DF ,在BDF 中,BD BF =,BFD BDF ∴∠=∠,又45DBF ∠=,67.5BFD BDF ∴∠=∠=,22.5GDB ∠=, 在Rt DEF 与Rt GCD 中,67.5GDE GDB BDE DFE ∠=∠+∠==∠,90DCF E ∠=∠=,Rt DCF ∴∽Rt GED , CF CD ED EG∴=, 又CD DE BC ==,2BC CF EG ∴=⋅.【点睛】本题考查了相似三角形的判定与性质、切线的判定与性质、正方形的性质以及等腰三角形的判定与性质.解题的关键是注意掌握数形结合思想的应用,注意辅助线的作法.7.在△ABC 中,0090,60ACB BAC ∠=∠=,AC=2,P 为△ABC 所在平面内一点,分别连PA,PB ,PC .(1)如图1,已知,APB BPC APC ∠=∠=∠,以A 为旋转中心,将APB ∆顺时针旋转60度,得到AMN ∆.①请画出图形,并求证:C 、P 、M 、N 四点在同一条直线上;②求PA+PB+PC 的值.(2)如图2,如果点P 满足090BPC ∠=,设Q 为AB 边中点,求PQ 的取值范围.【答案】(1)①详见解析;②7;(231312PQ PQ ≤≤≠且;【解析】【分析】(1)①欲证明C 、P 、M 、N 四点在同一条直线上,只要证明∠APC+∠APM=180°,∠AMN+∠AMP=180°即可;②只要证明PA+PB+PC=PC+PM+MN=CN ,在Rt △CBN 中,利用勾股定理求出NC 即可; (2)如图2中,由∠BPC=90°,推出点P 在以BC 为直径的圆上(P 不与B 、C 重合),设BC的中点为O,作直线OQ交⊙O与P和P′,可得PQ的最小值为3-1,PQ的最大值为3+1,PQ≠2,由此即可解决问题;【详解】(1)①证明:如图,∵△APB≌△AMN,△APM是等边三角形,∴∠APM=∠APM=60°,∵∠APB=∠BPC=∠APC=120°,∴∠APB=∠BPC=∠APC=∠AMN=120°,∴∠APC+∠APM=180°,∠AMN+∠AMP=180°,∴C、P、M、N四点在同一条直线上;②解:连接BN,易得ΔABN是等边三角形∴∠ABN=60°,∵∠ABC=30°,∴∠NBC=90°,∵AC=2,∴AB=BN=4,BC=23,∵PA=PM,PB=MN,∴PA+PB+PC=PC+PM+MN=CN,在Rt△CBN中,CN=22+=,BC BN27∴PA+PB+PC=27.(2) 如图2中,∵∠BPC=90°,∴点P在以BC为直径的圆上(P不与B、C重合),设BC 的中点为O ,作直线OQ 交⊙O 与P 和P′,可得PQ 的最小值为3-1,PQ 的最大值为3+1,PQ≠2,∴3-1≤PQ≤3+1且P Q≠2.PQ 31PQ 31PQ 2的取值范围是且∴-≤≤+≠【点睛】本题考查几何变换综合题、等边三角形的性质和判定、全等三角形的性质、勾股定理、圆的有关知识等知识,解题的关键是学会利用旋转法添加辅助线,构造全等三角形解决问题,学会利用辅助圆解决问题,属于中考压轴题.8.如图,已知AB 是⊙O 的直径,直线CD 与⊙O 相切于C 点,AC 平分∠DAB . (1)求证:AD ⊥CD ;(2)若AD =2,AC=6,求⊙O 的半径R 的长.【答案】(1)证明见解析(2)32【解析】试题分析:(1)连接OC ,由题意得OC ⊥CD .又因为AC 平分∠DAB ,则∠1=∠2=12∠DAB .即可得出AD ∥OC ,则AD ⊥CD ; (2)连接BC ,则∠ACB =90°,可证明△ADC ∽△ACB .则2AD AC AC R =,从而求得R . 试题解析:(1)证明:连接OC ,∵直线CD 与⊙O 相切于C 点,AB 是⊙O 的直径,∴OC ⊥CD .又∵AC 平分∠DAB ,∴∠1=∠2=12∠DAB .又∠COB =2∠1=∠DAB ,∴AD ∥OC ,∴AD ⊥CD .(2)连接BC ,则∠ACB =90°,在△ADC 和△ACB 中∵∠1=∠2,∠3=∠ACB =90°,∴△ADC ∽△ACB . ∴2AD AC AC R= ∴R =2322AC AD =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x 2+7x=12.所以S △ABC =12AC•BC =12(x+3)(x+4) =12(x 2+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△ABC=3mn;【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)=3x2+(m+n)x+mn]=3(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.已知:BD为⊙O的直径,O为圆心,点A为圆上一点,过点B作⊙O的切线交DA的延长线于点F,点C为⊙O上一点,且AB=AC,连接BC交AD于点E,连接AC.(1)如图1,求证:∠ABF=∠ABC;(2)如图2,点H为⊙O内部一点,连接OH,CH若∠OHC=∠HCA=90°时,求证:CH=12DA ; (3)在(2)的条件下,若OH =6,⊙O 的半径为10,求CE 的长.【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)215. 【解析】【分析】 ()1由BD 为O 的直径,得到D ABD 90∠∠+=,根据切线的性质得到FBA ABD 90∠∠+=,根据等腰三角形的性质得到C ABC ∠∠=,等量代换即可得到结论;()2如图2,连接OC ,根据平行线的判定和性质得到ACO COH ∠∠=,根据等腰三角形的性质得到OBC OCB ∠∠=,ABC CBO ACB OCB ∠∠∠∠+=+,根据相似三角形的性质即可得到结论;()3根据相似三角形的性质得到AB BD 2OH OC==,根据勾股定理得到22AD BD AB 16=-=,根据全等三角形的性质得到BF BE =,AF AE =,根据射影定理得到212AF 916==,根据相交弦定理即可得到结论. 【详解】()1BD 为O 的直径, 90BAD ∴∠=, 90D ABD ∴∠+∠=, FB 是O 的切线,90FBD ∴∠=,90FBA ABD ∴∠+∠=,FBA D ∴∠=∠,AB AC =,C ABC ∴∠=∠,C D ∠=∠,ABF ABC ∴∠=∠;()2如图2,连接OC ,90OHC HCA ∠=∠=,//AC OH ∴,ACO COH ∴∠=∠,OB OC =,OBC OCB ∴∠=∠,ABC CBO ACB OCB ∴∠+∠=∠+∠,即ABD ACO ∠=∠,ABC COH ∴∠=∠,90H BAD ∠=∠=,ABD ∴∽HOC ,2AD BD CH OC∴==, 12CH DA ∴=; ()3由()2知,ABC ∽HOC , 2AB BD OH OC∴==, 6OH =,O 的半径为10,212AB OH ∴==,20BD =,2216AD BD AB ∴=-=,在ABF 与ABE 中,90ABF ABE AB AB BAF BAE ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠=⎩, ABF ∴≌ABE ,BF BE ∴=,AF AE =,90FBD BAD ∠=∠=,2AB AF AD ∴=⋅,212916AF ∴==, 9AE AF ∴==,7DE ∴=,15BE ==, AD ,BC 交于E ,AE DE BE CE ∴⋅=⋅,9721155AE DE CE BE ⋅⨯∴===. 【点睛】本题考查了切线的性质,圆周角定理,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,平行线的性质,勾股定理,射影定理,相交弦定理,正确的识别图形是解题的关键.。