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- 2021-11-10 发布
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圆的有关性质
一.选择题
1.(2020•辽宁省营口市•3分)如图,AB为⊙O的直径,点C,点D是⊙O上的两点,连接CA,CD,AD.若∠CAB=40°,则∠ADC的度数是( )
A.110° B.130° C.140° D.160°
【分析】连接BC,如图,利用圆周角定理得到∠ACB=90°,则∠B=50°,然后利用圆的内接四边形的性质求∠ADC的度数.
【解答】解:如图,连接BC,
∵AB为⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠B=90°﹣∠CAB=90°﹣40°=50°,
∵∠B+∠ADC=180°,
∴∠ADC=180°﹣50°=130°.
故选:B.
2. (2020•山东省青岛市•3分)如图,BD是⊙O的直径,点A,C在⊙O上,=,AC交BD于点G.若∠COD=126°,则∠AGB的度数为( )
A.99° B.108° C.110° D.117°
【分析】根据圆周角定理得到∠BAD=90°,∠DAC=∠COD=63°,再由=得到∠B=∠D=45°,然后根据三角形外角性质计算∠AGB的度数.
【解答】解:∵BD是⊙O的直径,∴∠BAD=90°,∵=,∴∠B=∠D=45°,
∵∠DAC=∠COD=×126°=63°,∴∠AGB=∠DAC+∠D=63°+45°=108°.
故选B.
【点评】本题考查了圆周角定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半.推论:半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90°的圆周角所对的弦是直径.
3. (2020•山东省泰安市•4分)如图,△ABC是⊙O的内接三角形,AB=BC,∠BAC=30°,AD是直径,AD=8,则AC的长为( )
A.4 B.4 C. D.2
【分析】连接CD,根据等腰三角形的性质得到∠ACB=∠BAC=30°,根据圆内接四边形的性质得到∠D=180°-∠B=60°,求得∠CAD=30°,根据直角三角形的性质即可得到结论.
【解答】解:连接CD,∵AB=BC,∠BAC=30°,∴∠ACB=∠BAC=30°,∴∠B=180°-30°-30°=120°,∴∠D=180°-∠B=60°,∴∠CAD=30°,∵AD是直径,∴∠ACD=90°,∵AD=8,∴CD=AD=4,∴AC===4,故选B.
【点评】本题考查了三角形的外接圆与外心,圆周角定理,含30°角的直角三角形的性质,勾股定理,正确的识别图形是解题的关键.
4. (2020•山东省潍坊市•3分)如图,在Rt△AOB中,∠AOB=90°,OA=3,OB=4,以点O为圆心,2为半径的圆与OB交于点C,过点C作CD⊥OB交AB于点D,点P是边OA上的动点.当PC+PD最小时,OP的长为( )
A. B. C.1 D.【分析】延长CO交⊙O于点E,连接EP,交AO于点P,则PC+PD的值最小,利用平行线份线段成比例分别求出CD,PO的长即可.【解答】解:如图,延长CO交⊙O于点E,连接ED,交AO于点P,此时PC+PD的值最小.
∵CD⊥OB,∴∠DCB=90°,又∠AOB=90°,∴∠DCB=∠AOB∴CD∥AO
∴,∵OC=2,OB=4,∴BC=2,∴,解得,CD=;∵CD∥AO,
∴,即,解得,PO=,故选B.
【点评】此题主要考查了轴对称---最短距离问题,同时考查了平行线分线段成比例,掌握轴对称性质和平行线分线段成比例定理是解题的关键.
5.(2020•广东省广州市•3分)往直径为的圆柱形容器内装入一些水以后,截面如图所示,若水面宽,则水的最大深度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
过点O作OD⊥AB于D,交⊙O于E,连接OA,根据垂径定理即可求得AD的长,又由⊙O的直径为,求得OA的长,然后根据勾股定理,即可求得OD的长,进而求得油的最大深度的长.
【详解】解:过点O作OD⊥AB于D,交⊙O于E,连接OA,
由垂径定理得:,
∵⊙O的直径为,
∴,
在中,由勾股定理得:,
∴,
∴油的最大深度为,
故选:.
【点睛】本题主要考查了垂径定理的知识.此题难度不大,解题的关键是注意辅助线的作法,构造直角三角形,利用勾股定理解决.
6. (2020•四川省达州市•3分)如图,在半径为5的⊙O中,将劣弧AB沿弦AB翻折,使折叠后的恰好与OA.OB相切,则劣弧AB的长为( )
A.π B.π C.π D.π
【分析】作O点关于AB的对称点O′,连接O′A.O′B,如图,利用对称的性质得到OA=OB=O′A=O′B,则可判断四边形OAO′B为菱形,再根据切线的性质得到O′A⊥OA,O′B⊥OB,则可判断四边形OAO′B为正方形,然后根据弧长公式求解.
解:如图,作O点关于AB的对称点O′,连接O′A.O′B,
∵OA=OB=O′A=O′B,
∴四边形OAO′B为菱形,
∵折叠后的与OA.OB相切,
∴O′A⊥OA,O′B⊥OB,
∴四边形OAO′B为正方形,
∴∠AOB=90°,
∴劣弧AB的长==π.
故选:B.
7. (2020•陕西•3分)如图,△ABC内接于⊙O,∠A=50°.E是边BC的中点,连接OE并延长,交⊙O于点D,连接BD,则∠D的大小为( )
A.55° B.65° C.60° D.75°
【分析】连接CD,根据圆内接四边形的性质得到∠CDB=180°﹣∠A=130°,根据垂径定理得到OD⊥BC,求得BD=CD,根据等腰三角形的性质即可得到结论.
【解答】解:连接CD,
∵∠A=50°,
∴∠CDB=180°﹣∠A=130°,
∵E是边BC的中点,
∴OD⊥BC,
∴BD=CD,
∴∠ODB=∠ODC=BDC=65°,
故选:B.
【点评】本题考查了三角形的外接圆与外心,圆内接四边形的性质,垂径定理,等腰三角形的性质,正确的理解题意是解题的关键.
8. (2020•山东临沂市•3分)如图,在⊙O中,AB为直径,∠AOC=80°.点D为弦AC的中点,点E为上任意一点.则∠CED的大小可能是( )
A.10° B.20° C.30° D.40°
【分析】连接OD.OE,设∠BOE=x,则∠COE=100°﹣x,∠DOE=100°﹣x+40°,根据等腰三角形的性质和三角形内角和定理求出∠DEO和∠CEO,即可求出答案.
【解答】解:连接OD.OE,
∵OC=OA,
∴△OAC是等腰三角形,
∵点D为弦的中点,
∴∠DOC=40°,∠BOC=100°,
设∠BOE=x,则∠COE=100°﹣x,∠DOE=100°﹣x+40°,
∵OC=OE,∠COE=100°﹣x,
∴∠OEC=∠OCE=40°+x,
∵OD<OE,∠DOE=100°﹣x+40°=140°﹣x,
∴∠OED<20°+x,
∴∠CED=∠OEC﹣∠OED>(40°+x)﹣(20°+x)=20°,
∵∠CED<∠ABC=40°,
∴20°<∠CED<40°
故选:C.
【点评】本题考查了圆心角、弧、弦之间的关系,圆周角定理,等腰三角形的性质等知识点,能求出∠OEC和∠OED的度数是解此题的关键.
9. (2020•福建省•4分)如图,四边形ABCD内接于⊙O,AB=CD,A为中点,∠BDC=60°,则∠ADB等于( )
A.40° B.50° C.60° D.70°
【分析】求出==,根据圆周角∠BDC的度数求出它所对的的度数,求出的度数,再求出答案即可.
【解答】解:∵A为中点,
∴═,
∵AB=CD,
∴=,
∴==,
∵圆周角∠BDC=60°,
∴∠BDC对的的度数是2×60°=120°,
∴的度数是(360°﹣120°)=80°,
∴对的圆周角∠ADB的度数是,
故选:A.
【点评】本题考查了圆周角定理,圆心角、弧、弦之间的关系等知识点,能根据定理求出==是解此题的关键.
10. (2020•四川省凉山州•4分)下列命题是真命题的是( )
A.顶点在圆上的角叫圆周角
B.三点确定一个圆
C.圆的切线垂直于半径
D.三角形的内心到三角形三边的距离相等
【分析】根据圆周角定理、圆的条件、三角形内心以及切线的性质判断即可.
【解答】解:A.顶点在圆上且两边都与圆相交的角叫圆周角,原命题是假命题;
B.不在同一直线上的三点确定一个圆,原命题是假命题;
C.圆的切线垂直于过切点的半径,原命题是假命题;
D.三角形的内心到三角形三边的距离相等,是真命题;
故选:D.
【点评】本题考查了命题与定理:命题的“真”“假”是就命题的内容而言.任何一个命题非真即假.要说明一个命题的正确性,一般需要推理、论证,而判断一个命题是假命题,只需举出一个反例即可.
11. (2020•四川省泸州市•3分)如图,⊙O中,=,∠ABC=70°.则∠BOC的度数为( )
A.100° B.90° C.80° D.70°
【分析】先根据圆周角定理得到∠ABC=∠ACB=70°,再利用三角形内角和计算出∠A=40°,然后根据圆周角定理得到∠BOC的度数.
【解答】解:∵=,
∴∠ABC=∠ACB=70°,
∴∠A=180°﹣70°﹣70°=40°,
∴∠BOC=2∠A=80°.
故选:C.
【点评】本题考查了圆周角定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半.
12. (2020•四川省内江市•3分)如图,点A.B.C.D在⊙O上,∠AOC=120°,点B是的中点,则∠D的度数是( )
A.30° B.40° C.50° D.60°
【分析】连接OB,如图,利用圆心角、弧、弦的关系得到∠AOB=∠COB=∠
AOC=60°,然后根据圆周角定理得到∠D的度数.
【解答】解:连接OB,如图,
∵点B是的中点,
∴∠AOB=∠COB=∠AOC=×120°=60°,
∴∠D=∠AOB=30°.
故选:A.
【点评】本题考查了圆周角定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半.
二.填空题
1.(2020•广东省•4分)有一架竖直靠在直角墙面的梯子正在下滑,一只猫紧紧盯住位于梯子正中间的老鼠,等待与老鼠距离最小时扑捉.把墙面、梯子、猫、老鼠都理想化为同一平面内的线或点,模型如题17图,∠ABC=90°,点M、N分别在射线BA.BC上,MN长度始终不变,MN=4,E为MN的中点,点D到BA.BC的距离分别为4和2.在此滑动过程中,猫与老鼠的距离DE的最小值为_________________.
【答案】
【解析】 点B到点E的距离不变,点E在以B为圆心的圆上,线段BD与圆的交点即为所求最短距离的E点,BD=,BE=2
【考点】直角三角形的性质、数学建模思想、最短距离问题
2.(2020•广东省•8分)如题22图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠DAB=90°,AB是⊙O的直径,CO平分∠BCD.
(1)求证:直线CD与⊙O相切;
(2)如题22﹣2图,记(1)中的切点为E,P为优弧上一点,AD=1,BC=2,求tan∠APE的值.
E
【答案】
(1) 证明:过点O作OE⊥CD交于点E
∵AD∥BC,∠DAB=90°
∴∠OBC=90°即OB⊥BC
∵OE⊥CD,OB⊥BC,CO平分∠BCD
∴OB=OE
∵AB是⊙O的直径
∴OE是⊙O的半径
∴直线CD与⊙O相切
(2)连接OD.OE
∵由(1)得,直线CD.AD.BC与⊙O相切
∴由切线长定理可得AD=DE=1,BC=CE=3,
∠ADO=∠EDO,∠BCO=∠ECO
∴∠AOD=∠EOD,CD=3
∵=
∴∠APE=∠AOE=∠AOD
∵AD∥BC
∴∠ADE+∠BCE=180°
∴∠EDO+∠ECO=90°即∠DOC=90°
∵OE⊥DC,∠ODE=∠CDO
∴△ODE∽△CDO
∴即
∴OD=
∵在Rt△AOD中,AO=
∴tan∠AOD==
∴tan∠APE=
【解析】无切点作垂直证半径,切线长定理,直角三角形的判定,相似三角形的运用、辅助线的作法
【考点】切线的判定、切线长定理、圆周角定理、相似三角形、三角函数
3. (2020•四川省成都市•4分)如图,,,是上的三个点,,,则的度数为_________.
【答案】30°
【解析】
【分析】
根据圆的基本性质以及圆周角定理,分别求出∠OCB=55°,∠ACB=∠AOB=25°,即可求出∠OCA=30°,再求出∠A即可.
【详解】解:∵OB=OC,
∴∠B=∠OCB=55°,
∵∠AOB=50°,
∴∠ACB=∠AOB=25°,
∴∠OCA=∠OCB-∠AOB=55°-25°=30°,
∵OA=OC,
∴∠A=∠OCA=30°,
故答案为:30°.
【点睛】本题考查了圆的基本性质以及圆周角定理,解题的关键是熟练掌握圆的性质以及圆周角定理.
4. (2020•四川省甘孜州•4分)如图,AB为的直径,弦于点H,若,,则OH的长度为__.
【答案】3
【解析】
【分析】
连接OC,由垂径定理可求出CH的长度,在Rt△OCH中,根据CH和⊙O的半径,即可由勾股定理求出OH的长.
【详解】连接OC,
Rt△OCH中,OC=AB=5,CH=CD=4;
由勾股定理,得:OH=;
即线段OH的长为3.
故答案为:3.
【点睛】本题考查了垂径定理:平分弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的两条弧.也考查了勾股定理.
5. (2020•山东济宁市•3分)如图,在四边形ABCD中,以AB为直径的半圆O经过点C,D.AC与BD相交于点E,CD2=CE·CA,分别延长AB,DC相交于点P,PB=BO,CD=2.则BO的长是_________.
【答案】4
【解析】
【分析】
连结OC,设⊙O的半径为r,由DC2=CE•CA和∠ACD=∠DCE,可判断△CAD∽△CDE,得到∠CAD=∠CDE,再根据圆周角定理得∠CAD=∠CBD,所以∠CDB=∠CBD,利用等腰三角形的判定得BC=DC,证明OC∥AD,利用平行线分线段成比例定理得到,则,然后证明,利用相似比得到,再利用比例的性质可计算出r的值即可.
【详解】解:连结,如图,设的半径为,
,
,
而,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,,
,
,即,
,
即OB=4.
故答案为:4.
【点睛】本题考查了相似三角形的判定与性质:三角形相似的判定一直是中考考查的热点之一,在判定两个三角形相似时,应注意利用图形中已有的公共角、公共边等隐含条件,以充分发挥基本图形的作用,寻找相似三角形的一般方法是通过作平行线构造相似三角形;或依据基本图形对图形进行分解、组合;或作辅助线构造相似三角形,判定三角形相似的方法有时可单独使用,有时需要综合运用,无论是单独使用还是综合运用,都要具备应有的条件方可.也考查了圆周角定理.
6.(2020•山东聊城市•3分)如图,在⊙O中,四边形OABC为菱形,点D在上,则∠ADC的度数是 60° .
【分析】根据菱形的性质得出∠B=∠AOC,根据圆内接四边形的性质得出∠B+∠D=180°,即可得出∠D+∠AOC=180°,根据圆周角定理得出3∠D=180°,即可求得∠ADC=60°.
【解答】解:∵四边形ABCD内接于⊙O,
∴∠B+∠D=180°,
∵四边形OABC为菱形,
∴∠B=∠AOC,
∴∠D+∠AOC=180°,
∵∠AOC=2∠D,
∴3∠D=180°,
∴∠ADC=60°,
故答案为60°.
【点评】本题考查了圆周角定理,圆内接四边形的性质,菱形的性质,熟练掌握性质定理是解题的关键.
7. (2020•四川省南充市•4分)△ABC内接于⊙O,AB为⊙O直径,将△ABC绕点C旋转到△EDC,点E在⊙上,已知AE=2,tanD=3,则AB=__________.
【答案】
【解析】
【分析】
过C作CH⊥AE于H点,由旋转性质可得,根据三角函数可求得AC,BC长度,进而通过解直角三角形即可求得AB长度.
【详解】解:过C作CH⊥AE于H点,
∵AB为⊙O的直径,
∴,
由旋转可得,
∴,
∴,
∴tanD=tan∠AEC=CH∶EH=3,AE=2,
∴HE=1,CH=3,
∴AC=CE=,
∵tanD=tan∠ABC=AC∶BC=3,
∴BC=,
∴AB=,
故答案为:.
【点睛】本题考查图形的旋转,圆的性质以及直角三角形的性质,熟练掌握旋转的性质是解题的关键.
三.解答题
1. (2020•山东淄博市•9分)如图,△ABC内接于⊙O,AD平分∠BAC交BC边于点E,交⊙O于点D,过点A作AF⊥BC于点F,设⊙O的半径为R,AF=h.
(1)过点D作直线MN∥BC,求证:MN是⊙O的切线;
(2)求证:AB•AC=2R•h;
(3)设∠BAC=2α,求的值(用含α的代数式表示).
【分析】(1)连接OD,由角平分线的性质可得∠BAD=∠CAD,可得=,由垂径定理可得OD⊥BC,可证OD⊥MN,可得结论;
(2)连接AO并延长交⊙O于H,通过证明△ACF∽△AHB,可得,可得结论;
(3)由“HL”可证Rt△DQB≌Rt△DPC,Rt△DQA≌Rt△DPA,可得BQ=CP,AQ=AP,可得AB+AC=2AQ,由锐角三角函数可得AD=,即可求解.
【解答】解:(1)如图1,连接OD,
∵AD平分∠BAC,
∴∠BAD=∠CAD,
∴=,
又∵OD是半径,
∴OD⊥BC,
∵MN∥BC,
∴OD⊥MN,
∴MN是⊙O的切线;
(2)如图2,连接AO并延长交⊙O于H,
∵AH是直径,
∴∠ABH=90°=∠AFC,
又∵∠AHB=∠ACF,
∴△ACF∽△AHB,
∴,
∴AB•AC=AF•AH=2R•h;
(3)如图3,过点D作DQ⊥AB于Q,DP⊥AC,交AC延长线于P,连接CD,
∵∠BAC=2α,AD平分∠BAC,
∴∠BAD=∠CAD=α,
∴=,
∴BD=CD,
∵∠BAD=∠CAD,DQ⊥AB,DP⊥AC,
∴DQ=DP,
∴Rt△DQB≌Rt△DPC(HL),
∴BQ=CP,
∵DQ=DP,AD=AD,
∴Rt△DQA≌Rt△DPA(HL),
∴AQ=AP,
∴AB+AC=AQ+BQ+AC=2AQ,
∵cos∠BAD=,
∴AD=,
∴==2cosα.
【点评】本题是圆的综合题,考查了圆的有关知识,角平分线的性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,添加恰当辅助线构造全等三角形或相似三角形是本题的关键.
2. (2020•四川省成都市•10分)如图,在的边上取一点,以为圆心,为半径画⊙O,⊙O与边相切于点,,连接交⊙O于点,连接,并延长交线段于点.
(1)求证:是⊙O的切线;
(2)若,,求⊙O的半径;
(3)若是的中点,试探究与的数量关系并说明理由.
【答案】(1)见解析;(2);(3),理由见解析
【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.
【详解】解:(1)如图,连接OD,
∵⊙O与边AB相切于点D,
∴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)在Rt△ABC中,tanB==,
∴设AC=4x,BC=3x,
∵AC2+BC2=AB2,
∴16x2+9x2=100,
∴x=2,
∴BC=6,
∵AC=AD=8,AB=10,
∴BD=2,
∵OB2=OD2+BD2,
∴(6-OC)2=OC2+4,
∴OC=,
故⊙O的半径为;
(3)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,
∵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.
【点睛】本题是圆的综合题,考查了圆的有关知识,切线的判定和性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,锐角三角函数等知识,灵活运用这些性质进行推理是本题的关键.
3. (2020•四川省甘孜州•10分)如图,AB是⊙O的直径,C为⊙O上一点,AD和过点C的切线互相垂直,垂足为D.
(1)求证:;
(2)若,,求CD的长.
【答案】(1)见解析;(2).
【解析】
【分析】
(1)连接OC,根据切线性质,判断出AD∥OC,再应用平行线的性质,即可推得.
(2)连接BC,通过证明△ADC△ACB,可求出AD的长,再在Rt△ADC中,通过勾股定理可求出CD的长.
【详解】解:(1)证明:如图,连接OC,
,
∵CD是⊙O的切线,
∴OC⊥CD.
∵AD⊥CD,
∴AD∥OC,
∴∠DAC=∠ACO.
∵OA=OC,
∴∠CAB=∠ACO,
∴∠DAC=∠CAB.
(2)如图,连接BC
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°.
∵AD⊥CD,
∴∠ADC=90°.
∴∠ADC=∠ACB.
由(1)知∠DAC=∠CAB,
∴△ADC△ACB.
∴
∵,,则可设AD=2x,AB=3x,x>0,
∴.
解得x=2
∴AD=4.
在Rt△ADC中,由勾股定理,得CD==.
【点睛】此题主要考查了切线的性质和应用,以及平行线的性质和应用,要熟练掌握,解答此题的关键是要明确:若出现圆的切线,必连过切点的半径,得出垂直关系.
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