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- 2021-05-10 发布
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三、解答题
1.(2010甘肃兰州)(本题满分6分)小明家的房前有一块矩形的空地,空地上有三棵树A、B、C,小明想建一个圆形花坛,使三棵树都在花坛的边上.
(1)(本小题满分4分)请你帮小明把花坛的位置画出来(尺规作图,不写作法,保留作图痕迹).
(2)(本小题满分2分))若△ABC中AB=8米,AC=6米,∠BAC=,试求小明家圆形花坛的面积.
【答案】(1)(本小题满分4分)
用尺规作出两边的垂直平分线
作出圆 ⊙O即为所求做的花园的位置.(图略)
(2)(本小题满分2分)
解:∵∠BAC=,AB=8米,AC=6米, ∴BC=10米
∴ △ABC外接圆的半径为5米 ∴小明家圆形花坛的面积为2平方米 .
2.(2010江苏南通)(本小题满分8分)
如图,⊙O的直径AB垂直于弦CD,垂足P是OB的中点,
CD=6 cm,求直径AB的长.
O
B
A
D
C
·
P
(第20题)
【答案】方法一:连结OC,BC,则OC=OB
∵PC垂直平分OB,∴OC=BC.∴OC=OB=BC.∴△BOC为等边三角形.
∴∠BOC=60° 由垂径定理,CP=CD=3cm
在Rt△BOC中,=tan∠COP= ∴OP=cm.
∴AB=2OB=4OP=4cm.
方法二:
解:连OC,设OP为,则OC为2,直径AB为4,
在Rt△COP中,
即,解得
所以直径AB为cm.
3.(2010山东济宁)如图,为外接圆的直径,,垂足为点,的平分线交于点,连接,.
(1) 求证:;
(2) 请判断,,三点是否在以为圆心,以为半径的圆上?并说明理由.
(第20题)
【答案】
(1)证明:∵为直径,,
∴.∴. 3分
(2)答:,,三点在以为圆心,以为半径的圆上. 4分
理由:由(1)知:,∴.
∵,,,
∴.∴. 6分
由(1)知:.∴.
∴,,三点在以为圆心,以为半径的圆上. 7分
4.(2010浙江嘉兴)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,其中第一个的顶点与点P重合,第二个的顶点是与PQ的交点,…,最后一个
的顶点、在圆上.
(第23题)
(第23题 图1)
(第23题 图2)
(1)如图1,当时,求正三角形的边长;
(2)如图2,当时,求正三角形的边长;
(3)如题图,求正三角形的边长(用含n的代数式表示).
【答案】
(1)设与交于点D,连结,
(第23题 图1)
则,
在中,,
即,
解得. …4分
(第23题 图2)
(2)设与交于点E,连结,
则,
在中,
即,
解得. …4分
(第23题)
(3)设与交于点F,连结,
则,
在中,
即,
解得. …4分
5.(2010 嵊州市)(10分)
(1)请在图①的正方形ABCD内,画出使∠APB=90°的一个点P,并说明理由。
(2)请在图②的正方形ABCD内(含边),画出使∠APB=60°的所有的点P,并说明理由。
(3)如图③,现在一块矩形钢板ABCD,AB=4,BC=3,工人师傅想用它裁出两块全等的、面积最大的△APB和△CPD钢板,且∠APB=∠CPD=60°,请你在图③中画出符合要求的点P和P。
图① 图② 图③
【答案】(1)如图①,点P为所求
(2)如图②,圆上实线部分弧EF为所求②③
(3)如图③,点、为所求
6.(2010浙江金华)A
C
B
D
E
F
O
如图,AB是⊙O的直径,C是的中点,CE⊥AB于 E,BD交CE于点F.
1
2
(1)求证:CF﹦BF;
(2)若CD ﹦6, AC ﹦8,则⊙O的半径为 ▲ ,
CE的长是 ▲ .
【答案】解:(1) 证明:∵AB是⊙O的直径,∴∠ACB﹦90°
又∵CE⊥AB, ∴∠CEB﹦90°
∴∠2﹦90°-∠A﹦∠1
又∵C是弧BD的中点,∴∠1﹦∠A
∴∠1﹦∠2,
∴ CF﹦BF﹒
A
C
B
D
E
F
O
1
2
(2) ⊙O的半径为5 , CE的长是
7.(2010 四川南充)如图,△ABC内接于⊙O,AD⊥BC,OE⊥BC, OE=BC.
(1)求∠BAC的度数.
(2)将△ACD沿AC折叠为△ACF,将△ABD沿AB折叠为△ABG,延长FC和GB相交于点H.求证:四边形AFHG是正方形.
(3)若BD=6,CD=4,求AD的长.
A
F
C
D
E
G
H
B
O
A
F
C
D
E
G
H
B
O
【答案】(1)解:连结OB和OC.
A
F
C
D
E
G
H
B
O
∵ OE⊥BC,∴ BE=CE.
∵ OE=BC,∴ ∠BOC=90°,∴ ∠BAC=45°.
(2)证明:∵ AD⊥BC,∴ ∠ADB=∠ADC=90°.
由折叠可知,AG=AF=AD,∠AGH=∠AFH=90°,
∠BAG=∠BAD,∠CAF=∠CAD,
∴ ∠BAG+∠CAF=∠BAD+∠CAD=∠BAC=45°.
∴ ∠GAF=∠BAG+∠CAF+∠BAC=90°.
∴ 四边形AFHG是正方形.
(3)解:由(2)得,∠BHC=90°,GH=HF=AD,GB=BD=6,CF=CD=4.
设AD的长为x,则 BH=GH-GB=x-6,CH=HF-CF=x-4.
在Rt△BCH中,BH2+CH2=BC2,∴ (x-6)2+(x-4)2=102.
解得,x1=12,x2=-2(不合题意,舍去).
∴ AD=12.
8.(2010福建福州)如图,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB于点E,点P在⊙O上,∠1=∠C.
(1)求证:CB∥PD;
(2)若BC=3,sinP=,求⊙O的直径.
(第19题)
【答案】解:(1)证明:∵ , ∴ ∠C=∠P.
第19题图
又∵ ∠1=∠C, ∴ ∠1=∠P.
∴ CB∥PD.
(2)连接AC.
∵ AB为0D的直径, ∴ ∠ACB=90°.
又∵ CD⊥AB, ∴
∴ ∠A=∠P, ∴ sinA=sinP.
在Rt△ABC中, sinA=,
∵ sinP=, ∴ =.
又∵ BC=3, ∴ AB=5.
即⊙O的直径为5.
9.(2010邵阳)阅读下列材料,然后解答问题。
经过正四边形(即正方形)各顶点的圆叫作这个正四边形的外接圆。圆心是正四边形的对称中心,这个正四边形叫作这个圆的内接正四边形。
如图(十三),已知正四边形ABCD的外接圆⊙O,⊙O的面积为S,正四边形ABCD的面积为S,以圆心O为顶点作∠MON,使∠MON=90°,将∠MON绕点O旋转,OM、ON分别与⊙O相交于点E、F,分别与正四边形ABCD的边相交于点G、H。设OE、OF、及正四边形ABCD的边围成的图形(图中阴影部分)的面积为S
(1)当OM经过点A时(如图①),则S、S、S之间的关系为:S= (用含S、S的代数式表示);
(2)当OM⊥AB时(如图②),点G为垂足,则(1)中的结论仍然成立吗?请说明理由。
(3)当∠MON旋转到任意位置时(如图③,)则(1)中的结论仍然成立吗?请说明理由.
图(十三)
【答案】解:(1)
(2)成立。理由:连OB,可证图中的两个阴影部分的面积之和等于图①
的阴影部分的面积
(3)成立。过点O分别作AB、BC的垂线交AB、BC于点P、Q,交圆于点X、Y,可证直角三角形OPG全等于直角三角形OQH,可说明两阴影部分面积之和等于图①的阴影部分面积.
10.(2010年上海)机器人“海宝”在某圆形区域表演“按指令行走”,如图5所示,“海宝”从圆心O出发,先沿北偏西67.4°方向行走13米至点A处,再沿正南方向行走14米至点B处,最后沿正东方向行走至点C处,点B、C都在圆O上.(1)求弦BC的长;(2)求圆O的半径长.
(本题参考数据:sin 67.4° = ,cos 67.4° = ,tan 67.4° = )
图5
【答案】(1)过A作AH垂直NS于点H,∴∠AHO=90°, sin 67.4° = =,
∵OA=13米,∴AH=12米,∵AB∥OS,记BC与OS交于点D,
∴AH=BD=12米,∵OS⊥BC于点D,∴BD=CD=12米,∴BC=24米.
(2)由(1)可得OH=5米,∵AB=14米,∴HD=9米,联接OB,
∵∠ODB=90°,∴OB=
11.(2010 广东珠海)如图,△ABC内接于⊙O,AB=6,AC=4,D是AB边上一点,P是优弧BAC的中点,连结PA、PB、PC、PD.
(1)当BD的长度为多少时,△PAD是以AD为底边的等腰三角形?并证明;
(2)若cos∠PCB=,求PA的长.
【答案】解:(1)当BD=AC=4时,△PAD是以AD为底边的等腰三角形
∵P是优弧BAC的中点 ∴弧PB=弧PC
∴PB=PC
∵BD=AC=4 ∠PBD=∠PCA
∴△PBD≌△PCA
∴PA=PD 即△PAD是以AD为底边的等腰三角形
(2)由(1)可知,当BD=4时,PD=PA,AD=AB-BD=6-4=2
过点P作PE⊥AD于E,则AE=AD=1
∵∠PCB=∠PAD
∴cos∠PAD=cos∠PCB=
∴PA=
12.(2010湖北荆门)如图,圆O的直径为5,在圆O上位于直径AB的异侧有定点C和动点P,已知BC:CA=4:3,点P在半圆弧AB上运动(不与A、B两点重合),过点C作CP的垂线CD交PB的延长线于D点.
(1)求证:AC·CD=PC·BC;
(2)当点P运动到AB弧中点时,求CD的长;
(3)当点P运动到什么位置时,△PCD的面积最大?并求出这个最大面积S。
【答案】(1)由题意,AB是⊙O的直径;∴∠ACB=90。,∵CD⊥CP,∴∠PCD=90。
∴∠ACP+∠BCD=∠PCB+∠DCB=90。,∴∠ACP=∠DCB,又∵∠CBP=∠D+∠DCB,∠CBP=∠ABP+∠ABC,∴∠ABC=∠APC,∴∠APC=∠D,∴△PCA∽△DCB;∴,
∴AC·CD=PC·BC
(2)当P运动到AB弧的中点时,连接AP,∵AB是⊙O的直径,∴∠APB=90。,又∵P是弧AB的中点,∴弧PA=弧PB,∴AP=BP,∴∠PAB=∠PBA=45.,又AB=5,∴PA=,过A作AM⊥CP,垂足为M,在Rt△AMC中,∠ACM=45 ,∴∠CAM=45,∴AM=CM=,在Rt△AMP中,AM2+AP2=PM2,∴PM=,∴PC=PM+=
。由(1)知:AC·CD=PC·BC ,3×CD=PC×4,∴CD=
(3)由(1)知:AC·CD=PC·BC,所以AC:BC=CP:CD;所以CP:CD=3:4,而△PCD的面积等于·=,CP是圆O的弦,当CP最长时,△PCD的面积最大,而此时CP就是圆O的直径;所以CP=5,∴3:4=5:CD;∴CD=,△PCD的面积等于·==;
13.(2010 四川成都)已知:如图,内接于⊙O,为直径,弦于,是AD的中点,连结并延长交的延长线于点,连结,分别交、于点、.
(1)求证:是的外心;
(2)若,求的长;
(3)求证:.
【答案】(1)证明:∵C是AD的中点,∴AC=CD,
∴∠CAD=∠ABC⌒
∵AB是⊙O的直径,∴∠ACB=90°。
∴∠CAD+∠AQC=90°
又CE⊥AB,∴∠ABC+∠PCQ=90°
∴∠AQC=∠PCQ
⌒
⌒
∴在△PCQ中,PC=PQ,
⌒
⌒
∵CE⊥直径AB,∴AC=AE
∴AE=CD
∴∠CAD=∠ACE。
∴在△APC中,有PA=PC,
∴PA=PC=PQ
∴P是△ACQ的外心。
(2)解:∵CE⊥直径AB于F,
∴在Rt△BCF中,由tan∠ABC=,CF=8,
得。
∴由勾股定理,得
∵AB是⊙O的直径,
∴在Rt△ACB中,由tan∠ABC=,
得。
易知Rt△ACB∽Rt△QCA,∴
∴。
(3)证明:∵AB是⊙O的直径,∴∠ACB=90°
∴∠DAB+∠ABD=90°
又CF⊥AB,∴∠ABG+∠G=90°
∴∠DAB=∠G;
∴Rt△AFP∽Rt△GFB,
∴,即
易知Rt△ACF∽Rt△CBF,
∴
∴
由(1),知PC=PQ,∴FP+PQ=FP+PC=FC
∴。
14.(2010山东潍坊)如图,AB是⊙O的直径,C、D是⊙O上的两点,且AC=CD.
(1)求证:OC∥BD;
(2)若BC将四边形OBDC分成面积相等的两个三角形,试确定四边形OBDC的形状.
【答案】(1) ⊙O中,AC=CD,则∠ABC=∠DBC,∵OC=OB,则∠ABC=∠OAB,∴∠OCB=∠DBC,则OC∥BD;
(2)∵OC∥BD,不妨设平行线OC与BD之间的距离为h,又S△OBC=OC×h,S△OBC=OC×h,∵BC将四边形OBDC分成面积相等的两个三角形,即S△OBC= S△DBC,则OC=BD,∴四边形OBDC为平行四边形,因为OC=OB,所以四边形OBDC为菱形.
15.(2010广东中山)如图,PA与⊙O相切于A点,弦AB⊥OP,垂足为C,OP与⊙O相交于D点,已知OA=2,OP=4.
(1)求∠POA的度数;
(2)计算弦AB的长.
【答案】解:(1)∵PA与⊙O相切于A点,
∴∠PAO=
在RtΔPAO中,OA=2,OP=4
∴∠POA=
(2)∵AB⊥OP
∴AC=BC,∠OCA=
在RtΔAOC中,OA=2,∠AOC=
∴AC=
∴AB=2
16.(2010黑龙江哈尔滨)如图,AB、AC为⊙O的弦,连接CO、BO并延长分别交弦AB、AC于点E、F,∠B=∠C。
求证:CE=BF。
【答案】证明:∵OB、OC是⊙O的半径,∴OB=OC
又
≌
∴OE=OF ∴CE=BF
17.(2010四川 泸州)(本题满分10分)如图9,在平行四边形ABCD中,E为BC边上的一点,且AE与DE分别平分∠BAD和∠ADC.
(1) 求证:AE⊥DE;
(2) 设以AD为直径的半圆交AB于F,连接DF交AE于G,已知CD=5,AE=8,求的值.
【答案】(1)证明:在平行四边形ABCD中,AB∥CD,∴∠BAD+∠ADC=180°,
又∵AE、DE平分∠BAD、∠ADC,
∴∠DAE+∠ADE=90°,
∴∠AED=90°,
∴AE⊥DE.
(2)解:在平行四边形ABCD中,AD∥BC,AB=CD=5,AD=BC,
∴∠DAE=∠BEA,
又∵∠DAE=∠BAE,∴∠BEA=∠BAE,
∴BE=AB=5,
同理EC=CD=5,
∴AD=BC=BE+EC=10,
在RtAED中,
DE===6,
又∵AD为半圆的直径,∴∠AFD=90°,∴∠AFD=∠AED,
∵∠DAE=∠FAG,∴AFG∽AED,
∴.
18.(2010吉林长春)第16届亚运会将在中国广州举行。小李预定了两种价格的亚运会门票,其中甲种门票共花费280元,乙种门票共花费300元,甲种门票比乙种门票多2张,乙种门票价格是甲种门票价格的1.5倍,求甲种门票的价格。
【答案】
18.(2010吉林长春)如图,将一个两边都带有刻度的直尺放在半圆形纸片上,使其一边经过圆心O,另一边所在直线与半圆相交于点D、E,量出半径OC=5cm,弦DE=8cm。求直尺的宽。
【答案】
19.(2010湖北宜昌)如图①,P是△ABC边AC上的动点,以P为顶点作矩形PDEF,顶点D,E在边BC上,顶点F在边AB上;△ABC的底边BC及BC上的高的长分别为a , h,且是关于x的一元二次方程的两个实数根,设过D,E,F三点的⊙O的面积为,矩形PDEF的面积为。
(1)求证:以a+h为边长的正方形面积与以a、h为边长的矩形面积之比不小于4;
(2)求的最小值;
(3)当的值最小时,过点A作BC的平行线交直线BP与Q,这时线段AQ
的长与m , n , k的取值是否有关?请说明理由。(11分)
A
C
B
(第23题)
解:解法一:
(1)据题意,∵a+h=.
∴所求正方形与矩形的面积之比:
1分
由知同号,
2分
(说明:此处未得出只扣1分, 不再影响下面评分)
3分
即正方形与矩形的面积之比不小于4.
(2)∵∠FED=90º,∴DF为⊙O的直径.
⊙
∴⊙O的面积为:. 4分
矩形PDEF的面积:.
⊙
∴面积之比: 设
⊙
……………………………………………………………6分
,
⊙
,即时(EF=DE), 的最小值为 7分
⊙
(3)当的值最小时,这时矩形PDEF的四边相等为正方形.
过B点过BM⊥AQ,M为垂足,BM交直线PF于N点,设FP= e,
∵BN∥FE,NF∥BE,∴BN=EF,∴BN =FP =e.
由BC∥MQ,得:BM =AG =h.
∵AQ∥BC, PF∥BC, ∴AQ∥FP,
∴△FBP∽△ABQ. 8分
M
N
(说明:此处有多种相似关系可用,要同等分步骤评分)
∴,……9分
∴.∴……10分
……11分
∴线段AQ的长与m,n,k的取值有关.
(解题过程叙述基本清楚即可)
解法二:
(1)∵a,h为线段长,即a,h都大于0,
∴ah>0…………1分(说明:此处未得出只扣1分,再不影响下面评分)
∵(a-h)2≥0,当a=h时等号成立.
故,(a-h)2=(a+h)2-4a h≥0. 2分
∴(a+h)2≥4a h,
∴≥4.(﹡) 3分
这就证得≥4.(叙述基本明晰即可)
(2)设矩形PDEF的边PD=x,DE=y,则⊙O的直径为 .
S⊙O=…………4分, S矩形PDEF=xy
⊙
=
= 6分
由(1)(*), .
.
⊙
∴的最小值是 7分
⊙
(3)当的值最小时,
这时矩形PDEF的四边相等为正方形.
∴EF=PF.作AG⊥BC,G为垂足.
∵△AGB∽△FEB,∴.……8分
∵△AQB∽△FPB, ,……9分
∴=.
而 EF=PF,∴AG=AQ=h, ……………10分
∴AG=h=,
或者AG=h= 11分
∴线段AQ的长与m,n,k的取值有关.
20.(2010福建省南平)如图,⊙O的直径AB长为6,弦AC长为2,∠ACB的平分线交⊙O于点D,求四边形ADBC的面积.
·
第21题
A
B
C
O
D
【答案】解:∵AB是直径, ∴∠ACB=∠ADB=90°,
在Rt△ABC中,AB=6, AC= 2,∴BC=== 4
∵∠ACB的平分线交⊙O于点D,∴∠DAC=∠BCD
∴=, ∴AD=BD
∴在Rt△ABD中,AD=BD= AB=3
∴四边形ADBC的面积=S△ABC+S△ABD=AC·BC+AD·BD
=×2×4+×(3)2 =9+4
21.(2010广西河池)如图10,为的直径,为弦,且,垂足为.
(1)如果的半径为4,,求的度数;
(2)若点为的中点,连结,.求证:平分;
(3)在(1)的条件下,圆周上到直线距离为3的点有多少个?并说明理由.
A
B
D
E
O
C
H
【答案】解:(1)∵ AB为⊙O的直径,CD⊥AB ∴ CH=CD=2
A
B
D
E
O
C
H
在Rt△COH中,sin∠COH==
∴ ∠COH=60°
∵ OA=OC ∴∠BAC=∠COH=30°
(2)∵ 点E是的中点 ∴OE⊥AB ∴ OE∥CD ∴ ∠ECD=∠OEC 又∵ ∠OEC=∠OCE
∴ ∠OCE=∠DCE
∴ CE平分∠OCD
(3)圆周上到直线的距离为3的点有2个.
因为劣弧上的点到直线的最大距离为2, 上的点到直线AC的最大距离为6,,根据圆的轴对称性,到直线AC距离为3的点有2个.
22.(2010广东清远)如下图,在⊙O中,点P在直径AB上运动,但与A、B两点不重合,过点P作弦CE⊥AB,在上任取一点D,直线CD与直线AB交于点F,弦DE交直线AB于点M,连接CM.
(1)如图10,当点P运动到与O点重合时,求∠FDM的度数.
图10 图11 图12
C
A
B
(P)
E
O
M
F
D
C
A
B
P
E
O
F
D
M
O
C
A
B
P
E
F
D
M
(2)如图11、图12,当点P运动到与O点不重合时,求证:FM·OB=DF·MC.
【答案】28. 解:(1)点P与点O重合时,(如图10)
∵CE是直径,∴∠CDE=90°.…………(1分)
∵∠CDE+∠FDM=180°,∴∠FDM=90°.…………(2分)
(2)当点P在OA上运动时(如图11)
∵OP⊥CE,∴==,CP=EP.
∴CM=EM. ∴∠CMP=∠EMP.
∵∠DMO=∠EMP, ∴∠CMP=∠DMO.
∵∠CMP+∠DMC=∠DMO+∠DMC,
∴∠DMF=∠CMO. …………(3分)
∵∠D所对的弧是,∠COM所对的弧是,
∴∠D=∠COM. …………(4分)
∴△DFM∽△OCM. ∴=
∴FM·OC=DF·MC.
∵OB=OC, ∴FM·OB=DF·MC. …………(5分)
当点P在OB上运动时,(如图12)
证法一:连结AC,AE.
∵OP⊥CE,∴==,CP=EP.
∴CM=EM, ∴∠CMO=∠EMO.
∵∠DMF=∠EMO, ∴∠DMF=∠CMO.………………(6分)
∵∠CDE所对的弧是,∠CAE所对的弧是.
∴∠CDE+∠CAE=180°.
∴∠CDM+∠FDM=180°,∴∠FDM=∠CAE.
∵∠CAE所对的弧是,∠COM所对的弧是,
∴∠CAE=∠COM.
∴∠FDM=∠COM. ………………(7分)
∴△DFM∽△OCM. ∴=.
∴FM·OC=DF·MC.
∵OB=OC, ∴FM·OB=DF·MC. ………………(8分)
证法二:∵OP⊥CE,
∴==,==,CP=EP.
∴CM=EM, ∴∠CMO=∠EMO.
∵∠DMF=∠EMO, ∴∠DMF=∠CMO.………………(6分)
∵∠CDE所对的弧是,
∴∠CDE=度数的一半=的度数=180°-的度数.
∴∠FDM=180°-∠CDE=180°-(180°-的度数)=的度数.
∵∠COM=的度数.
∴∠FDM=∠COM. ………………(7分)
∴△DFM∽△OCM. ∴=.
∴FM·OC=DF·MC.
∵OB=OC, ∴FM·OB=DF·MC. ………………(8分)