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- 2021-11-10 发布
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点直线与圆的位置关系
一.选择题
1. (2020•山东省泰安市•4分)如图,PA是⊙O的切线,点A为切点,OP交⊙O于点B,∠P=10°,点C在⊙O上,OC∥AB.则∠BAC等于( )
A.20° B.25° C.30° D.50°
【分析】连接OA,根据切线的性质得到∠PAO=90°,求出∠AOP,根据等腰三角形的性质、平行线的性质求出∠BOC,根据圆周角定理解答即可.
【解答】解:连接OA,∵PA是⊙O的切线,∴OA⊥AP,∴∠PAO=90°,∴∠AOP=90°-∠P=80°,∵OA=OB,∴∠OAB=∠OBA=50°,∵OC∥AB,∴∠BOC=∠OBA=50°,由圆周角定理得,∠BAC=∠BOC=25°,故选B.
【点评】本题考查的是切线的性质、圆周角定理、平行线的性质、等腰三角形的性质,掌握圆的切线垂直于经过切点的半径是解题的关键.
二.填空题
1. (2020•山东省枣庄市•4分)如图,AB是⊙O的直径,PA切⊙O于点A,线段PO交⊙O于点C.连接BC,若∠P=36°,则∠B= .
【分析】直接利用切线的性质得出∠OAP=90°,再利用三角形内角和定理得出∠AOP=54°,结合圆周角定理得出答案.
【解答】解:∵PA切⊙O于点A,∴∠OAP=90°,∵∠P=36°,∴∠AOP=54°,
∴∠B=∠AOP=27°.故答案为27°.
【点评】此题主要考查了切线的性质以及圆周角定理,正确得出∠AOP的度数是解题关键.
2.(2020年山东省滨州市3分)在⊙O中,直径AB=15,弦DE⊥AB于点C,若OC:OB=3:5,则DE的长为( )
A.6 B.9 C.12 D.15
【分析】直接根据题意画出图形,再利用垂径定理以及勾股定理得出答案.
【解答】解:如图所示:∵直径AB=15,
∴BO=7.5,
∵OC:OB=3:5,
∴CO=4.5,
∴DC==6,
∴DE=2DC=12.
故选:C.
【点评】此题主要考查了垂径定理和勾股定理,正确得出CO的长是解题关键.
3.(2020年山东省滨州市5分)如图,⊙O是正方形ABCD的内切圆,切点分别为E.F、G、H,ED与⊙O相交于点M,则sin∠MFG的值为 .
【分析】根据同弧所对的圆周角相等,可以把求三角函数的问题,转化为直角三角形的边的比的问题.
【解答】解:∵⊙O是正方形ABCD的内切圆,
∴AE=AB,EG=BC;
根据圆周角的性质可得:∠MFG=∠MEG.
∵sin∠MFG=sin∠MEG==,
∴sin∠MFG=.
故答案为:.
【点评】本题考查圆周角的性质及锐角三角函数的概念:在直角三角形中,正弦等于对边比斜边;余弦等于邻边比斜边;正切等于对边比邻边.
4.(2020•甘肃省天水市•4分)如图所示,、分别与相切于、两点,点为上一点,连接、,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
先利用切线的性质得∠OAP=∠OBP=90°,再利用四边形的内角和计算出∠AOB的度数,然后根据圆周角定理计算∠ACB的度数.
【详解】连接OA.OB,
∵PA.PB分别与⊙O相切于A.B两点,
∴OA⊥PA,OB⊥PB,
∴∠OAP=∠OBP=90°,
∵∠P=70°,
∴∠AOB=180°-∠P=180°-70°=110°,
∴∠ACB=∠AOB=×110°=55°.
故选:B.
【点睛】本题考查了切线的性质:圆的切线垂直于经过切点的半径.也考查了圆周角定理.
4.2020年内蒙古通辽市.如图,分别与相切于两点,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
连接OA.OB,根据切线的性质定理,结合四边形AOBP的内角和为360°,即可推出∠AOB的度数,然后根据圆周角定理,即可推出∠C的度数.
【详解】解:连接OA.OB,
∵直线PA.PB分别与⊙O相切于点A.B,
∴OA⊥PA,OB⊥PB,
∵∠P=72°,
∴∠AOB=108°,
∵C是⊙O上一点,
∴∠ACB=54°.
故选:C.
【点睛】本题主要考查切线的性质、四边形的内角和、圆周角定理,关键在于熟练运用切线的性质,通过作辅助线构建四边形,最后通过圆周角定理即可推出结果.
二、填空题
1. 2020年青海省已知⊙O的直径为10cm,AB,CD是⊙O的两条弦,,,,则与之间的距离为________cm.
【答案】7或1.
【解析】
【分析】
分两种情况考虑:当两条弦位于圆心O同一侧时,当两条弦位于圆心O两侧时;利用垂径定理和勾股定理分别求出OE和OF的长度,即可得到答案.
【详解】解:分两种情况考虑:
当两条弦位于圆心O一侧时,如图1所示,
过O作OE⊥CD,交CD于点E,交AB于点F,连接OC,OA,
∵AB∥CD,∴OE⊥AB,
∴E.F分别为CD.AB的中点,
∴CE=DE=CD=3cm,AF=BF=AB=4cm,
在Rt△AOF中,OA=5cm,AF=4cm,
根据勾股定理得:OF=3cm,
在Rt△COE中,OC=5cm,CE=3cm,
根据勾股定理得:OE═4cm,
则EF=OEOF=4cm3cm=1cm;
当两条弦位于圆心O两侧时,如图2所示,
同理可得EF=4cm+3cm=7cm,
综上,弦AB与CD的距离为7cm或1cm.
故答案为:7或1.
【点睛】此题考查了垂径定理,勾股定理,利用了分类讨论的思想,熟练掌握垂径定理是解本题的关键.
三、解答题
1.(2020•宁夏省•8分)如图,在△ABC中,∠B=90°,点D为AC上一点,以CD为直径的⊙O交AB于点E,连接CE,且CE平分∠ACB.
(1)求证:AE是⊙O的切线;
(2)连接DE,若∠A=30°,求.
【分析】(1)连接OE,证明OE∥BC,得∠AEO=∠B=90°,即可得出结论;
(2)连接DE,先证明△DCE∽△ECB,得出=,易证∠ACB=60°,由角平分线定义得∠DCE=∠ACB=×60°=30°,由此可得的值,即可得出结果.
【解答】(1)证明:连接OE,如图1所示:
∵CE平分∠ACB,
∴∠ACE=∠BCE,
又∵OE=OC,
∴∠ACE=∠OEC,
∴∠BCE=∠OEC,
∴OE∥BC,
∴∠AEO=∠B,
又∵∠B=90°,
∴∠AEO=90°,
即OE⊥AE,
∵OE为⊙O的半径,
∴AE是⊙O的切线;
(2)解:连接DE,如图2所示:
∵CD是⊙O的直径,
∴∠DEC=90°,
∴∠DEC=∠B,
又∵∠DCE=∠ECB,
∴△DCE∽△ECB,
∴=,
∵∠A=30°,∠B=90°,
∴∠ACB=60°,
∴∠DCE=∠ACB=×60°=30°,
∴=cos∠DCE=cos30°=,
∴=.
【点评】本题考查了平行线的判定与性质、角平分线定义、切线的判定、圆周角定理、相似三角形的判定和性质、锐角三角函数等知识;结合题意灵活运用知识点是解题关键.
2.(2020•内蒙古包头市•10分)如图,是的直径,半径,垂足为O,直线l为的切线,A是切点,D是上一点,的延长线交直线l于点是上一点,的延长线交于点G,连接,已知的半径为3,,.
(1)求的长;
(2)求的值及的长.
【答案】(1)AE=2;(2)CG=,cos∠CAG=
【解析】
【分析】
(1)过点E作EH⊥OC,交OC的延长线于点H,证明四边形AOHE是矩形得到EH=OA=3,求得,即可得到AE;
(2)先证明△ADE∽△OCD求得AD=1.2,OD=1.8,根据求得BF=2,CF=,连接BG,证明△AFC∽△GFB,得到,求得,即可得到CG=CF+GF=,设CO延长线交于点N,连接GN,则∠CNG=∠CAG,在Rt△CGN中,求得NG=,即可得到cos∠CAG=cos∠CNG=.
【详解】(1)过点E作EH⊥OC,交OC的延长线于点H,
∵直线l为的切线,A是切点,
∴OA⊥AE,
∵OC⊥AB,
∴∠EHO=∠OAE=∠AOH=90°,
∴四边形AOHE是矩形,
∴EH=OA=3,AE=OH,
∵,
∴,
∴AE=OH=CH-OC=2;
(2)∵∠OAE=∠AOC=90°,
∴OC∥AE,
∴△ADE∽△OCD,
∴,
∴AD=1.2,OD=1.8,
∵,
∴BF=2,
∴OF=1,
∴AF=4,CF=,
连接BG,
∵∠ACF=∠B,∠AFC=∠GFB,
∴△AFC∽△GFB,
∴,
∴,
∴,
∴CG=CF+GF=,
设CO延长线交于点N,连接GN,则∠CNG=∠CAG,
在Rt△CGN中,∠CGN=90°,CN=6,CG=,
∴NG=,
∴cos∠CAG=cos∠CNG=.
【点睛】此题考查矩形的判定定理及性质定理,勾股定理,圆切线的性质定理,圆周角定理,相似三角形的判定及性质,锐角三角函数解直角三角形,熟记各定理并熟练运用解题,正确连接辅助线是解此题的关键.
3.(2020•辽宁省营口市•12分)如图,△ABC中,∠ACB=90°,BO为△ABC的角平分线,以点O为圆心,OC为半径作⊙O与线段AC交于点D.
(1)求证:AB为⊙O的切线;
(2)若tanA=,AD=2,求BO的长.
【考点】KF:角平分线的性质;M2:垂径定理;M5:圆周角定理;ME:切线的判定与性质;T7:解直角三角形.
【专题】55A:与圆有关的位置关系;67:推理能力.
【分析】(1)过O作OH⊥AB于H,根据角平分线的性质得到OH=OC,根据切线的判定定理即可得到结论;
(2)设⊙O的半径为3x,则OH=OD=OC=3x,在解直角三角形即可得到结论.
【解答】 (1)证明:过O作OH⊥AB于H,
∵∠ACB=90°,
∴OC⊥BC,
∵BO为△ABC的角平分线,OH⊥AB,
∴OH=OC,
即OH为⊙O的半径,
∵OH⊥AB,
∴AB为⊙O的切线;
(2)解:设⊙O的半径为3x,则OH=OD=OC=3x,
在Rt△AOH中,∵tanA=,
∴=,
∴=,
∴AH=4x,
∴AO===5x,
∵AD=2,
∴AO=OD+AD=3x+2,
∴3x+2=5x,
∴x=1,
∴OA=3x+2=5,OH=OD=OC=3x=3,
∴AC=OA+OC=5+3=8,
在Rt△ABC中,∵tanA=,
∴BC=AC•tanA=8×=6,
∴OB===3.
3. (12分2020年辽宁省辽阳市)如图,在平行四边形ABCD中,AC是对角线,∠CAB=90°,以点A为圆心,以AB的长为半径作⊙A,交BC边于点E,交AC于点F,连接DE.
(1)求证:DE与⊙A相切;
(2)若∠ABC=60°,AB=4,求阴影部分的面积.
【分析】(1)证明:连接AE,根据平行四边形的性质得到AD=BC,AD∥BC,求得∠DAE=∠AEB,根据全等三角形的性质得到∠DEA=∠CAB,得到DE⊥AE,于是得到结论;
(2)根据已知条件得到△ABE是等边三角形,求得AE=BE,∠EAB=60°,得到∠CAE=∠ACB,得到CE=BE,根据三角形和扇形的面积公式即可得到结论.
【解答】(1)证明:连接AE,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC,AD∥BC,
∴∠DAE=∠AEB,
∵AE=AB,
∴∠AEB=∠ABC,
∴∠DAE=∠ABC,
∴△AED≌△BAC(AAS),
∴∠DEA=∠CAB,
∵∠CAB=90°,
∴∠DEA=90°,
∴DE⊥AE,
∵AE是⊙A的半径,
∴DE与⊙A相切;
(2)解:∵∠ABC=60°,AB=AE=4,
∴△ABE是等边三角形,
∴AE=BE,∠EAB=60°,
∵∠CAB=90°,
∴∠CAE=90°﹣∠EAB=90°﹣60°=30°,∠ACB=90°﹣∠B=90°﹣60°=30°,
∴∠CAE=∠ACB,
∴AE=CE,
∴CE=BE,
∴S△ABC=AB•AC==8,
∴S△ACE=S△ABC==4,
∵∠CAE=30°,AE=4,
∴S扇形AEF===,
∴S阴影=S△ACE﹣S扇形AEF=4﹣.
【点评】本题考查了切线的判定和性质,平行四边形的性质,全等三角形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,扇形的面积的计算,熟练掌握切线的判定定理是解题的关键.
4. 2020年内蒙古通辽市如图,的直径交弦(不是直径)于点P,且.求证:.
【答案】见解析
【解析】
【分析】
连接AC和BD,证明△PAC∽△PDB,得到,再根据得到,从而得到PC=PD,根据垂径定理得出结果.
【详解】解:连接AC和BD,
在△PAC和△PBD中,
∠A=∠D,∠C=∠B,
∴△PAC∽△PDB,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴PC=PD,
∵AB为直径,
∴AB⊥CD.
【点睛】本题考查了圆周角定理,相似三角形的判定和性质,垂径定理,解题的关键是证明△PAC∽△PDB,得到.
5. 2020年青海省如图,已知AB是的直径,直线BC与相切于点B,过点A作AD//OC交于点D,连接CD.
(1)求证:CD是的切线.
(2)若,直径,求线段BC的长.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【解析】
【分析】
(1)如图(见解析),先根据等腰三角形的性质可得,又根据平行线的性质可得,从而可得,再根据圆的切线的性质可得,然后根据三角形全等的判定定理与性质可得,最后根据圆的切线的判定即可得证;
(2)如图(见解析),先根据圆周角定理得出,再根据勾股定理可得BD的长,然后根据相似三角形的判定与性质即可得.
【详解】(1)如图,连接OD,则
直线BC与相切于点B
在和中,
又是的半径
是的切线;
(2)如图,连接BD
由圆周角定理得:
,
,
在和中,
,即
解得.
【点睛】本题考查了圆周角定理、圆的切线的判定与性质、三角形全等的判定定理与性质、相似三角形的判定与性质等知识点,较难的是题(2),通过作辅助线,构造相似三角形是解题关键.
6.(2020年山东省滨州市13分)如图,AB是⊙O的直径,AM和BN是它的两条切线,过⊙O上一点E作直线DC,分别交AM、BN于点D.C,且DA=DE.
(1)求证:直线CD是⊙O的切线;
(2)求证:OA2=DE•CE.
【分析】(1)连接OD,OE,证明△OAD≌△OED,得∠OAD=∠OED=90°,进而得CD是切线;
(2)过D作DF⊥BC于点F,得四边形ABFD为矩形,得DF=20A,再证明CF=CE﹣DE,进而根据勾股定理得结论.
【解答】解:(1)连接OD,OE,如图1,
在△OAD和△OED中,
,
∴△OAD≌△OED(SSS),
∴∠OAD=∠OED,
∵AM是⊙O的切线,
∴∠OAD=90°,
∴∠OED=90°,
∴直线CD是⊙O的切线;
(2)过D作DF⊥BC于点F,如图2,则∠DFB=∠RFC=90°,
∵AM、BN都是⊙O的切线,
∴∠ABF=∠BAD=90°,
∴四边形ABFD是矩形,
∴DF=AB=2OA,AD=BF,
∵CD是⊙O的切线,
∴DE=DA,CE=CB,
∴CF=CB﹣BF=CE﹣DE,
∵DE2=CD2﹣CF2,
∴4OA2=(CE+DE)2﹣(CE﹣DE)2,
即4OA2=4DE•CE,
∴OA2=DE•CE.
【点评】本题主要考查了圆的切线的性质与判定,勾股定理,矩形的性质与判定,全等三角形的性质与判定,关键是正确作辅助线构造全等三角形与直角三角形.
7.(2020山东省德州市12分)如图,点C在以AB为直径的⊙O上,点D是半圆AB的中点,连接AC,BC,AD,BD.过点D作DH∥AB交CB的延长线于点H.
(1)求证:直线DH是⊙O的切线;
(2)若AB=10,BC=6,求AD,BH的长.
【分析】(1)连接OD,根据圆周角定理得到∠AOD=AOB=90°,根据平行线的性质得到∠ODH=90°,于是得到结论;
(2)连接CD,根据圆周角定理得到∠ADB=∠ACB=90°,推出△ABD是等腰直角三角形,得到AB=10,解直角三角形得到AC==8,求得∠CAD=∠DBH,根据平行线的性质得到∠BDH=∠OBD=45°,根据相似三角形的性质即可得到结论.
【解答】(1)证明:连接OD,
∵AB为⊙O的直径,点D是半圆AB的中点,
∴∠AOD=AOB=90°,
∵DH∥AB,
∴∠ODH=90°,
∴OD⊥DH,
∴直线DH是⊙O的切线;
(2)解:连接CD,
∵AB为⊙O的直径,
∴∠ADB=∠ACB=90°,
∵点D是半圆AB的中点,
∴=,
∴AD=DB,
∴△ABD是等腰直角三角形,
∵AB=10,
∴AD=10sin∠ABD=10sin45°=10×=5,
∵AB=10,BC=6,
∴AC==8,
∵四边形ABCD是圆内接四边形,
∴∠CAD+∠CBD=180°,
∵∠DBH+∠CBD=180°,
∴∠CAD=∠DBH,
由(1)知∠AOD=90°,∠OBD=45°,
∴∠ACD=45°,
∵DH∥AB,
∴∠BDH=∠OBD=45°,
∴∠ACD=∠BDH,
∴△ACD∽△BDH,
∴,
∴=,
解得:BH=.
【点评】本题考查了切线的判定和性质,圆周角定理,圆内接四边形的性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理,正确的作出辅助线是解题的关键.
8. (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.
9. (2020•甘肃省天水市•8分)如图,在中,,平分交于点,点在上,以点为圆心,为半径的圆恰好经过点,分别交、于点、.
(1)试判断直线与的位置关系,并说明理由;
(2)若,,求阴影部分的面积(结果保留).
【答案】(1)与相切,理由见解析;(2).
【解析】
【分析】
(1)连接OD,求出OD//AC,求出OD⊥BC,根据切线的判定得出即可;
(2)根据勾股定理求出OD=2,求出OB=4,得出,再分别求出△ODB和扇形DOF的面积即可.
【详解】解:(1)与相切.理由如下:
如图,连接.
∵平分,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴
又∵为的半径,
∴与相切.
(2)设的半径为,则,,
由(1)知,在中,,
即,解得.
∵,
∴.
∴,
,
.
【点睛】本题考查了切线的判定,平行线的性质和判定,等腰三角形的性质,扇形的面积计算、含30°角的直角三角形的性质,勾股定理等知识点;熟练掌握切线的判定与性质和勾股定理是解此题的关键.
10.(2020•福建省•8分)如图,AB与⊙O相切于点B,AO交⊙O于点C,AO的延长线交⊙O于点D,E是上不与B,D重合的点,sinA=.
(1)求∠BED的大小;
(2)若⊙O的半径为3,点F在AB的延长线上,且BF=3,求证:DF与⊙O相切.
【分析】(1)连接OB,由切线求出∠ABO的度数,再由三角函数求出∠A,由三角形的外角性质求得∠BOD,最后由圆周解与圆心角的关系求得结果;
(2)连接OF,OB,证明△BOF≌△DOF,得∠ODF=∠OBF=90°,便可得结论.
【解答】解:(1)连接OB,如图1,
∵AB与⊙O相切于点B,
∴∠ABO=90°,
∵sinA=,
∴∠A=30°,
∴∠BOD=∠ABO+∠A=120°,
∴∠BED=∠BOD=60°;
(2)连接OF,OB,如图2,
∵AB是切线,
∴∠OBF=90°,
∵BF=3,OB=3,
∴,
∴∠BOF=60°,
∵∠BOD=120°,
∴∠BOF=∠DOF=60°,
在△BOF和△DOF中,
,
∴△BOF≌△DOF(SAS),
∴∠OBF=∠ODF=90°,
∴DF与⊙O相切.
【点评】本题主要考查了圆的切线的性质与判定,解直角三角形,圆周角定理,全等三角形的性质与判定,第(2)题关键是证明三角形全等.
11.(2020•北京市•6分)如图,AB为⊙O的直径,C为BA延长线上一点,CD是⊙O的切线,D为切点,OF⊥AD于点E,交CD于点F.
(1)求证:∠ADC=∠AOF;
(2)若sinC=,BD=8,求EF的长.
【分析】(1)连接OD,根据圆周角定理得到∠ADB=90°,根据平行线的性质得到∠AOF=∠B,根据切线的性质得到∠CDO=90°,等量代换即可得到结论;
(2)根据三角形中位线定理得到OE=BD=8=4,设OD=x,OC=3x,根据相似三角形的性质即可得到结论.
【解答】解:(1)连接OD,
∵AB为⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∴AD⊥BD,
∵OF⊥AD,
∴OF∥BD,
∴∠AOF=∠B,
∵CD是⊙O的切线,D为切点,
∴∠CDO=90°,
∴∠CDA+∠ADO=∠ADO+∠BDO=90°,
∴∠CDA=∠BDO,
∵OD=OB,
∴∠ODB=∠B,
∴∠AOF=∠ADC;
(2)∵OF∥BD,AO=OB,
∴AE=DE,
∴OE=BD=8=4,
∵sinC==,
∴设OD=x,OC=3x,
∴OB=x,
∴CB=4x,
∵OF∥BD,
∴△COF∽△CBD,
∴=,
∴=,
∴OF=6,
∴EF=OF﹣OE=6﹣4=2.
【点评】本题考查了切线的性质,相似三角形的判定和性质,三角形的中位线定理,平行线的判定和性质,正确的作出辅助线是解题的关键.
12.(2020•安徽省•10分)如图,AB是半圆O的直径,C,D是半圆O上不同于A,B的两点,AD=BC,AC与BD相交于点F.BE是半圆O所在圆的切线,与AC的延长线相交于点E.
(1)求证:△CBA≌△DAB;
(2)若BE=BF,求证:AC平分∠DAB.
【分析】(1)根据圆周角定理得到∠ACB=∠ADB=90°,根据全等三角形的判定定理即可得到结论;
(2)根据等腰三角形的性质得到∠E=∠BFE,根据切线的性质得到∠ABE=90°,根据三角形的内角和以及角平分线的定义即可得到结论.
【解答】(1)证明:∵AB是半圆O的直径,
∴∠ACB=∠ADB=90°,
在Rt△CBA与Rt△DAB中,,
∴Rt△CBA≌Rt△DAB(HL);
(2)解:∵BE=BF,由(1)知BC⊥EF,
∴∠E=∠BFE,
∵BE是半圆O所在圆的切线,
∴∠ABE=90°,
∴∠E+∠BAE=90°,
由(1)知∠D=90°,
∴∠DAF+∠AFD=90°,
∵∠AFD=∠BFE,
∴∠AFD=∠E,
∴∠DAF=90°﹣∠AFD,∠BAF=90°﹣∠E,
∴∠DAF=∠BAF,
∴AC平分∠DAB.
【点评】本题考查了切线的性质,全等三角形的判定和性质,圆周角定理,正确的识别图形是解题的关键.
13.(2020•贵州省黔西南州•12分)古希腊数学家毕达哥拉斯认为:“一切平面图形中最美的是圆”.请研究如下美丽的圆.如图,线段AB是⊙O的直径,延长AB至点C,使BC=OB,点E是线段OB的中点,DE⊥AB交⊙O于点D,点P是⊙O上一动点(不与点A,B重合),连接CD,PE,PC.
(1)求证:CD是⊙O的切线;
(2)小明在研究的过程中发现是一个确定的值.回答这个确定的值是多少?并对小明发现的结论加以证明.
【分析】(1)连接OD.DB,由已知可知DE垂直平分OB,则DB=DO,再由圆的半径相等,可得DB=DO=OB,即△ODB是等边三角形,则∠BDO=60°,再由等腰三角形的性质及三角形的外角性质可得∠CDB=30°,从而可得∠ODC=90°,按照切线的判定定理可得结论;
(2)连接OP,先由已知条件得OP=OB=BC=2OE,再利用两组边成比例,夹角相等来证明△OEP∽△OPC,按照相似三角形的性质得出比例式,则可得答案.
【解答】解:(1)连接OD.DB,
∵点E是线段OB的中点,DE⊥AB交⊙O于点D,
∴DE垂直平分OB,
∴DB=DO.
∵在⊙O中,DO=OB,
∴DB=DO=OB,
∴△ODB是等边三角形,
∴∠BDO=∠DBO=60°,
∵BC=OB=BD,且∠DBE为△BDC的外角,
∴∠BCD=∠BDC=∠DBO.
∵∠DBO=60°,
∴∠CDB=30°.
∴∠ODC=∠BDO+∠BDC=60°+30°=90°,
∴CD是⊙O的切线;
(2)答:这个确定的值是.
连接OP,如图:
由已知可得:OP=OB=BC=2OE.
∴==,
又∵∠COP=∠POE,
∴△OEP∽△OPC,
∴==.
【点评】本题考查了切线的判定与性质及相似三角形的判定与性质,熟练掌握相关性质及定理是解题的关键.
13. (2020•四川省凉山州•8分)如图,AB是半圆AOB的直径,C是半圆上的一点,AD平分∠BAC交半圆于点D,过点D作DH⊥AC与AC的延长线交于点H.
(1)求证:DH是半圆的切线;
(2)若DH=2,sin∠BAC=,求半圆的直径.
【分析】(1)连接OD,根据等腰三角形的性质得到∠DAO=∠ADO,根据角平分线的定义得到∠CAD=∠OAD,等量代换得到∠CAD=∠ADO,求得AH∥OD,根据平行线的性质得到OD⊥DH,于是得到结论;
(2)连接BC交OD于E,根据圆周角定理得到∠ACB=90°,推出四边形CEDH是矩形,得到CE=DH=2,∠DEC=90°,根据三角函数的定义即可得到结论.
【解答】(1)证明:连接OD,
∵OA=OD,
∴∠DAO=∠ADO,
∵AD平分∠BAC,
∴∠CAD=∠OAD,
∴∠CAD=∠ADO,
∴AH∥OD,
∵DH⊥AC,
∴OD⊥DH,
∴DH是半圆的切线;
(2)解:连接BC交OD于E,
∵AB是半圆AOB的直径,
∴∠ACB=90°,
∴四边形CEDH是矩形,
∴CE=DH=2,∠DEC=90°,
∴OD⊥BC,
∴BC=2CE=4,
∵sin∠BAC==,
∴AB=12,
即半圆的直径为12.
【点评】本题考查了切线的判定,等腰三角形的性质,角平分线的定义,矩形的判定,垂径定理,作出辅助线构建直角三角形和矩形是解题的关键.
14. (2020•四川省泸州市•12分)如图,AB是⊙O的直径,点D在⊙O上,AD的延长线与过点B的切线交于点C,E为线段AD上的点,过点E的弦FG⊥AB于点H.
(1)求证:∠C=∠AGD;
(2)已知BC=6.CD=4,且CE=2AE,求EF的长.
【分析】(1)连接BD,根据圆周角定理得到∠ADB=90°,根据切线的性质得到∠ABC=90°,得到∠C=∠ABD,根据圆周角定理即可得到结论;
(2)根据相似三角形的判定和性质以及勾股定理即可得到结论.
【解答】(1)证明:连接BD,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∴∠DAB+∠DBA=90°,
∵BC是⊙O的切线,
∴∠ABC=90°,
∴∠C+∠CAB=90°,
∴∠C=∠ABD,
∵∠AGD=∠ABD,
∴∠AGD=∠C;
(2)解:∵∠BDC=∠ABC=90°,∠C=∠C,
∴△ABC∽△BDC,
∴,
∴=,
∴AC=9,
∴AB==3,
∵CE=2AE,
∴AE=3,CE=6,
∵FH⊥AB,
∴FH∥BC,
∴△AHE∽△ABC,
∴,
∴==,
∴AH=,EH=2,
连接AF,BF,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠AFB=90°,
∴∠AEH+∠BFH=∠AFH+∠FAH=90°,
∴∠FAH=∠BFH,
∴△AFH∽△FBH,
∴=,
∴=,
∴FH=,
∴EF=﹣2.
【点评】本题考查了切线的性质,相似三角形的判定和性质,圆周角定理,勾股定理,正确的作出辅助线是解题的关键.
15. (2020•四川省南充市•10分)如图,点A,B,C是半径为2的⊙O上三个点,AB为直径,∠BAC的平分线交圆于点D,过点D作AC的垂线交AC得延长线于点E,延长线ED交AB得延长线于点F.
(1)判断直线EF与⊙O的位置关系,并证明.
(2)若DF=,求tan∠EAD的值.
【答案】(1)直线与圆相切,证明详见解析;(2)
【解析】
【分析】
(1)连接OD,由OA=OD知∠OAD=∠ODA,由AD平分∠EAF知∠DAE=∠DAO
,据此可得∠DAE=∠ADO,继而知OD∥AE,根据AE⊥EF即可得证;
(2)根据勾股定理得到,根据平行线分线段成比例定理和三角函数的定义即可得到结论.
【详解】解:(1)直线与圆相切
理由如下:连接
∵平分
∴
∵
∴
∴
由,得
∵点在圆上
∴是圆的切线
(2)由(1)可得,在中,,,
由勾股定理得
∵
∴
即,得,
∴在中,
【点睛】本题考查了直线与圆的位置关系,角平分线的定义,圆周角定理,解直角三角形,正确的识别图形是解题的关键.
16. (2020•四川省乐山市•10分)如图1,是半圆的直径,是一条弦,是上一点,于点,交于点,连结交于点,且.
(1)求证:点平分;
(2)如图2所示,延长至点,使,连结. 若点是线段的中点.求证:是⊙的切线.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析.
【解析】
【分析】
(1)连接,由是直径得,由同角的余角相等证明,由直角三角形斜边中线性质证明,进而得出,即得出结论;
(2)由已知可知DE是OA.HB垂直平分线,可得,,从而,,再由即可证明,由此即可得出可能.
【详解】证明:(1)连接、,如图3所示,
图3
∵是半圆的直径,
∴,
∵,
∴,
又∵,即点是的斜边的中点,
∴,
∴,
∴,
∴,即点平分 ;
(2)如图4所示,连接、,
图4
∵点是线段中点,,,
∴,,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴ ,
∴是⊙的切线.
【点睛】本题是圆的简单综合题目,考查了切线的性质、圆周角定理、等腰三角形的判定与性质、菱形的性质、直角三角形的性质知识;熟练掌握圆周角定理和等腰三角形的性质和判定是解题的关键.
17. (2020•四川省内江市•10分)如图,AB是⊙O的直径,C是⊙O上一点,OD⊥
BC于点D,过点C作⊙O的切线,交OD的延长线于点E,连结BE.
(1)求证:BE是⊙O的切线;
(2)设OE交⊙O于点F,若DF=2,BC=4,求线段EF的长;
(3)在(2)的条件下,求阴影部分的面积.
【分析】(1)连接OC,如图,根据垂径定理由OD⊥BC得到CD=BD,则OE为BC的垂直平分线,所以EB=EC,证明△OCE≌△OBE(SSS),得出∠OBE=∠OCE=90°,根据切线的判定定理得BE与⊙O相切;
(2)设⊙O的半径为x,则OD=x﹣2,OB=x,由勾股定理得出(x﹣2)2+(2)2=x2,解得x=4,求出OE的长,则可求出EF的长;
(3)由扇形的面积公式可得出答案.
【解答】(1)证明:连接OC,如图,
∵CE为切线,
∴OC⊥CE,
∴∠OCE=90°,
∵OD⊥BC,
∴CD=BD,
即OD垂直平分BC,
∴EC=EB,
在△OCE和△OBE中
,
∴△OCE≌△OBE(SSS),
∴∠OBE=∠OCE=90°,
∴OB⊥BE,
∴BE与⊙O相切;
(2)解:设⊙O的半径为x,则OD=OF﹣DF=x﹣2,OB=x,
在Rt△OBD中,BD=BC=2,
∵OD2+BD2=OB2,
∴(x﹣2)2+(2)2=x2,解得x=4,
∴OD=2,OB=4,
∴∠OBD=30°,
∴∠BOD=60°,
∴OE=2OB=8,
∴EF=OE﹣OF=8﹣4=4.
(3)∵∠BOE=60°,∠OBE=90°,
∴在Rt△OBE中,BE=OB=4,
∴S阴影=S四边形OBEC﹣S扇形OBC
=2××4×4﹣,
=16﹣.
【点评】本题是圆的综合题,考查了切线的判定与性质,垂径定理,勾股定理,全等三角形的判定与性质,直角三角形的性质,扇形面积的计算等知识,熟练掌握切线的判定与性质是解题的关键.
18. (2020•山东省威海市•9分)如图,△ABC的外角∠BAM的平分线与它的外接圆相交于点E,连接BE,CE,过点E作EF∥BC,交CM于点D.
求证:(1)BE=CE;(2)EF为⊙O的切线.
【分析】(1)根据圆内接四边形的想知道的∠EAM=∠EBC,根据角平分线的定义得到∠BAE=∠EAM,得到∠BCE=∠EBC,于是得到BE=CE;
(2)如图,连接EO并延长交BC于H,连接OB,OC,推出直线EO垂直平分BC,得到EH⊥BC,求得EH⊥EF,根据切线的判定定理即可得到结论.
【解答】证明:(1)∵四边形ACBE是圆内接四边形,∴∠EAM=∠EBC,
∵AE平分∠BAM,∴∠BAE=∠EAM,∵∠BAE=∠BCE,∴∠BCE=∠EAM,
∴∠BCE=∠EBC,∴BE=CE;
(2)如图,连接EO并延长交BC于H,连接OB,OC,
∵OB=OC,EB=EC,∴直线EO垂直平分BC,∴EH⊥BC,∴EH⊥EF,
∵OE是⊙O的半径,∴EF为⊙O的切线.
【点评】本题考查了切线的判定定理,等腰三角形的性质,圆内接四边形的性质,正确的作出辅助线是解题的关键.
19. (2020•山东省潍坊市•10分)如图,AB为⊙O的直径,射线AD交⊙O于点F,点C
为劣弧的中点,过点C作CE⊥AD,垂足为E,连接AC.
(1)求证:CE是⊙O的切线;
(2)若∠BAC=30°,AB=4,求阴影部分的面积.
【分析】(1)连接BF,证明BF∥CE,连接OC,证明OC⊥CE即可得到结论;
(2)连接OF,求出扇形FOC的面积即可得到阴影部分的面积.
【解答】解:(1)连接BF,∵AB是⊙O的直径,∴∠AFB=90°,即BF⊥AD,
∵CE⊥AD,∴BF∥CE,
连接OC,∵点C为劣弧的中点,∴OC⊥BF,∵BF∥CE,∴OC⊥CE,
∵OC是⊙O的半径,∴CE是⊙O的切线;
(2)连接OF,∵OA=OC,∠BAC=30°,∴∠BOC=60°,
∵点C为劣弧的中点,∴,∴∠FOC=∠BOC=60°,
∵AB=4,∴FO=OC=OB=2,∴S扇形FOC=,
即阴影部分的面积为:.
【点评】本题主要考查了切线的判定以及扇形面积的求法,熟练掌握切线的判定定理以及扇形面积的求法是解答此题的关键.
20. (2020•山东省枣庄市•8分)如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O分别交AC.BC于点D.E,点F在AC的延长线上,且∠BAC=2∠CBF.
(1)求证:BF是⊙O的切线;
(2)若⊙O的直径为4,CF=6,求tan∠CBF.
【分析】(1)连接AE,利用直径所对的圆周角是直角,从而判定直角三角形,利用直角三角形两锐角相等得到直角,从而证明∠ABF=90°,于是得到结论;
(2)过C作CH⊥BF于H,根据勾股定理得到BF===2,根据相似三角形的性质得到CH=,根据三角函数的定义即可得到结论.
【解答】(1)证明:连接AE,∵AB是⊙O的直径,∴∠AEB=90°,∴∠1+∠2=90°.
∵AB=AC,∴2∠1=∠CAB.∵∠BAC=2∠CBF,∴∠1=∠CBF∴∠CBF+∠2=90°
即∠ABF=90°∵AB是⊙O的直径,∴直线BF是⊙O的切线;
(2)解:过C作CH⊥BF于H,∵AB=AC,⊙O的直径为4,∴AC=4,
∵CF=6,∠ABF=90°,∴BF===2,
∵∠CHF=∠ABF,∠F=∠F,∴△CHF∽△ABF,∴=,∴=,∴CH=,
∴HF===,∴BH=BF-HF=2-=,
∴tan∠CBF===.
【点评】本题考查了切线的判定与性质、勾股定理、直角所对的圆周角是直角、相似三角形的判定和性质、解直角三角形等知识点、正确的作出辅助线是解题的关键.
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