- 913.50 KB
- 2021-05-10 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
圆 (2)
班级 姓名 学号
一、选择题
1.已知两圆的半径分别为和(其中t>3),圆心距为2t,则两圆的位置关系是( )
A.相交 B.相离 C.外切 D.内切
2.已知圆锥的母线长是12,它的侧面展开图的圆心角是120°,则它的底面圆的直径为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
3.已知正三角形的边长为a,其内切圆的半径为r,外接圆的半径为R,则r:a:R等于( )
A. B. C. D.
4.相交两圆的公共弦长为16cm,若两圆的半径长分别为10cm和17cm,则这两圆的圆心距为( )
A. 7cm B. 16cm或7cm C. 21cm或9cm D. 27cm
5.已知,如图与的度数之差为20°,弦AB与CD交于点E,∠CEB=60°,则∠CAB等于( )
A. 50° B. 45° C. 40° D. 35°
6.如图是一块△ABC余料,已知AB=20cm,BC=7cm,AC=15cm,现将余料裁剪成一个圆形材料,则该圆的最大面积是( )
A. πcm2 B. 2πcm2 C. 4πcm2 D. 8πcm2
7.“圆材埋壁”是我国古代著名的数学著作《九章算术》中的问题:“今有圆材,埋在壁中,不知大小,以锯锯之,深一寸,锯道长一尺,问径几何?”用数学语言可表示为:如图所示,CD为⊙O的直径,弦AB⊥CD于E,CE=1寸,AB=10寸,则直径CD的长为( )
A.12.5寸 B.13寸 C.25寸 D.26寸
8.如图,三个半径为的圆两两外切,且△ABC的每一边都与其中的两个圆相
切,那么△ABC的周长是( )
A.12+6 B.12+12 C.18+12 D. 18+6
9.如图,已知△ABC为等腰直角三角形,D为斜边BC的中点,经过点A、D的⊙O与边AB、AC、BC分别相交于点E、F、M.对于如下五个结论:①∠FMC=45°;②AE+AF=AB;③ ;④2BM2=BE•BA;⑤四边形AEMF为矩形.其中正确结论的个数是( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
10.如图,正六边形A1B1C1D1E1F1的边长为2,正六边形A2B2C2D2E2F2的外接圆与正六边形A1B1C1D1E1F1的各边相切,正六边形A3B3C3D3E3F3的外接圆与正六边形A2B2C2D2E2F2的各边相切,…按这样的规律进行下去,A10B10C10D10E10F10的边长为( )
A. B. C. D.
二、填空题
11.如图,若以平行四边形一边AB为直径的圆恰好与对边CD相切于点D,则∠C= 度.
12.如图,在矩形ABCD中,AB=5,BC=10,一圆弧过点B和点C,且与AD相切,则图中阴影部分面积为 .
13.如图,在△ABC中,已知∠ACB=130°,∠BAC=20°,BC=2,以点C为圆心,CB为半径的圆交AB于点D,则BD的长为 .
14.如图是由两个长方形组成的工件平面图(单位:mm),直线l是它的对称轴,能完全覆盖这个平面图形的圆面的最小半径是 mm.
15. 如图,边长为4的正方形ABCD内接于⊙O,点E是AB上的一动点(不与A、B重合),点F是BC上的一点,连接OE,OF,分别与AB,BC交于点G,H,且∠EOF=90°,有下列结论:
①AE=BF;
②△OGH是等腰直角三角形;
③四边形OGBH的面积随着点E位置的变化而变化;
④△GBH周长的最小值为4+.
其中正确的是__________.
(把你认为正确结论的序号都填上).
三、解答题
16.如图,点C在以AB为直径的⊙O上,AD与过点C的切线垂直,垂足为点D,AD交⊙O于点E.
(1) 求证:AC平分∠DAB;
(2) 连接BE交AC于点F,若cos∠CAD=,求的值.
17.如图,在△ABC中,以BC为直径的圆交AC于点D,∠ABD=∠ACB.
(1)求证:AB是圆的切线;
(2)若点E是BC上一点,已知BE=4 ,tan∠AEB=,AB∶BC=2∶3,求圆的直径.
18.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC的平分线交BC于点O,OC=1,以点O为圆心OC为半径作半圆.
(1)求证:AB为⊙O的切线;
(2)如果tan∠CAO=,求cosB的值.
19.如图,AB是⊙O的直径,AD是⊙O的弦,点F是DA延长线的一点,AC平分∠FAB交⊙O于点C,过点C作CE⊥DF,垂足为点E.
(1)求证:CE是⊙O的切线;
(2)若AE=1,CE=2,求⊙O的半径.
20.如图,CD是⊙O的弦,AB是直径,且CD∥AB,连接AC、AD、OD,其中AC=CD,过点B的切线交CD的延长线于E.
(1)求证:DA平分∠CDO;
(2)若AB=12,求图中阴影部分的周长之和(参考数据:π=3.1, =1.4, =1.7).
21.如图1,以△ABC的边AB为直径的⊙O交边BC于点E,过点E作⊙O的切线交AC于点D,且ED⊥AC.
(1)试判断△ABC的形状,并说明理由;
(2)如图2,若线段AB、DE的延长线交于点F,∠C=75°,CD=2﹣,求⊙O的半径和BF的长.
22.如图,AB是⊙O的直径,D、E为⊙O上位于AB异侧的两点,连接BD并延长至点C,使得CD=BD,连接AC交⊙O于点F,连接AE、DE、DF.
(1)证明:∠E=∠C;
(2)若∠E=55°,求∠BDF的度数;
(3)设DE交AB于点G,若DF=4,cosB=,E是的中点,求EG•ED的值.
23.如图,在射线BA,BC,AD,CD围成的菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=6,O是射线BD上一点,⊙O与BA,BC都相切,与BO的延长线交于点M.过M作EF⊥BD交线段BA(或射线AD)于点E,交线段BC(或射线CD)于点F.以EF为边作矩形EFGH,点G,H分别在围成菱形的另外两条射线上.
(1)求证:BO=2OM.
(2)设EF>HE,当矩形EFGH的面积为24时,求⊙O的半径.
(3)当HE或HG与⊙O相切时,求出所有满足条件的BO的长.
24.如图,在矩形ABCD中,AB=6cm,AD=8cm,点P从点B出发,沿对角线BD向点D匀速运动,速度为4cm/s,过点P作PQ⊥BD交BC于点Q,以PQ为一边作正方形PQMN,使得点N落在射线PD上,点O从点D出发,沿DC向点C匀速运动,速度为3m/s,以O为圆心,0.8cm为半径作⊙O,点P与点O同时出发,设它们的运动时间为t(单位:s)(0<t<).
(1)如图1,连接DQ平分∠BDC时,t的值为 ;
(2)如图2,连接CM,若△CMQ是以CQ为底的等腰三角形,求t的值;
(3)请你继续进行探究,并解答下列问题:
①证明:在运动过程中,点O始终在QM所在直线的左侧;
②如图3,在运动过程中,当QM与⊙O相切时,求t的值;并判断此时PM与⊙O是否也相切?说明理由.
答案详解
一、选择题
【分析】根据圆锥侧面展开图的圆心角与半径(即圆锥的母线的长度)求得的弧长,就是圆锥的底面的周长,然后根据圆的周长公式l=2πr解出r的值即可.
【解答】解:设圆锥的底面半径为r.
圆锥的侧面展开扇形的半径为12,
∵它的侧面展开图的圆心角是120°,
∴弧长==8π,
即圆锥底面的周长是8π,
∴8π=2πr,解得,r=4,
∴底面圆的直径为8.
故选D.
3.已知正三角形的边长为a,其内切圆的半径为r,外接圆的半径为R,则r:a:R等于( )
A. B. C. D.
【答案】A。
【考点】正多边形和圆。
【分析】利用正三角形的边长与它的内切圆和外接圆的半径之间的关系求解:
等边三角形的一边上的高的倍为它的内切圆的半径,等边三角形的一边上的高的倍为它的外接圆的半径,而高又为边长的倍。
∴a=,r=,R=(为等边三角形的一边上的高)。
∴r:a:R=。故选A。
4.相交两圆的公共弦长为16cm,若两圆的半径长分别为10cm和17cm,则这两圆的圆心距为( )
A. 7cm B. 16cm或7cm C. 21cm或9cm D. 27cm
【答案】C。
【考点】圆与圆的位置关系,弦径定理,勾股定理。
【分析】设⊙O1的半径为r=10,⊙2的半径为R=17,公共弦为AB,两圆的圆心的连线与公共弦的交点为C;那么根据弦径定理,AC=BC=8,且出现两个直角三角形:△O1AC和△O2AC。利用勾股定理可求出O1C和O2C,就可求出O1O2:
在Rt△O1AC中,O1C=,
同理,在Rt△O2AC中,O2C=6。
∴O1O2=O1C+O2C=15+6=21(cm),
或O1O2=O2C-O1C=15-6=9(cm)。
故选C。
5.已知,如图与的度数之差为20°,弦AB与CD交于点E,∠CEB=60°,则∠CAB等于( )
A. 50° B. 45° C. 40° D. 35°
【答案】D。
【考点】圆周角定理,三角形的外角性质。
【分析】根据圆周角定理,可得:∠A-∠C=10°;根据三角形外角的性质,可得∠CEB=∠A+∠C=60°;联立两式可求得∠A的度数:
∵弧BC与弧AD的度数之差为20°,∴两弧所对圆心角相差20°。∴∠A-∠C=10°。
∵∠CEB是△AEC的外角,∴∠A+∠C=∠CEB=60°,
∴2∠A=70°,即∠A=35°。
故选D。
6.如图是一块△ABC余料,已知AB=20cm,BC=7cm,AC=15cm,现将余料裁剪成一个圆形材料,则该圆的最大面积是( )
A. πcm2 B. 2πcm2 C. 4πcm2 D. 8πcm2
【解答】 解:如图1所示,
S△ABC=•r•(AB+BC+AC)==21r,
过点A作AD⊥BC交BC的延长线于点D,如图2,
设CD=x,
由勾股定理得:在Rt△ABD中,
AD2=AB2﹣BD2=400﹣(7+x)2,
在Rt△ACD中,AD2=AC2﹣x2=225﹣x2,
∴400﹣(7+x)2=225﹣x2,
解得:x=9,
∴AD=12,
∴S△ABC==×7×12=42,
∴21r=42,
∴r=2,
该圆的最大面积为:S=πr2=π•22=4π(cm2),
7.“圆材埋壁”是我国古代著名的数学著作《九章算术》中的问题:“今有圆材,埋在壁中,不知大小,以锯锯之,深一寸,锯道长一尺,问径几何?”用数学语言可表示为:如图所示,CD为⊙O的直径,弦AB⊥CD于E,CE=1寸,AB=10寸,则直径CD的长为( )
A.12.5寸 B.13寸 C.25寸 D.26寸
【解答】 解:根据“垂直于弦的直径平分弦,
并且平分弦所对的两条弧”,
知 (寸),在Rt△AOE中,,
即 ,解得OA=13,进而求得CD=26(寸).
故选D.
8.如图,三个半径为的圆两两外切,且△ABC的每一边都与其中的两个圆相切,那么△ABC的周长是( )
A.12+6 B.12+12 C.18+12 D. 18+6
【解答】 解:如图,∵连接AO、OP、PB、OE、PF、ON;
∴根据相切两圆性质得出OP=PN=ON=2,
∴△ONP是等边三角形,
∴∠OPN=∠PON=∠ONP=60°,
∵根据切线性质得出OE⊥AB,PF⊥AB,
∴OE∥PF,OE=PF,
∴四边形OEFP是矩形,
∴OP∥AB,
同理PN∥BC,ON∥AC,
则∠OPN=∠ABC=60°,∠PON=∠BAC=60°
根据切线长定理∠ABP=∠ABC=30°,∠EAO=30°,
在Rt△AOE中,∠EAO=30°,OE=;
则AE=3,同理可得BF=3;
由于⊙O、⊙P外切,所以OP=2;
故AB=AE+EF+BF=6+2,根据切线长定理可得,AB=BC=AC,
因此△ABC的周长为:18+6.
故选:D.
9.如图,已知△ABC为等腰直角三角形,D为斜边BC的中点,经过点A、D的⊙O与边AB、AC、BC分别相交于点E、F、M.对于如下五个结论:①∠FMC=45°;②AE+AF=AB;③ ;④2BM2=BE•BA;⑤四边形AEMF为矩形.其中正确结论的个数是( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】C。
【考点】圆周角定理,等腰直角三角形的性质。
【分析】连接AM,根据等腰三角形的三线合一,得AD⊥BC,再根据90°的圆周角所对的弦是直径,得EF、AM是直径,根据对角线相等且互相平分的四边形是矩形,得四边形AEMF是矩形。
∴①根据等腰直角三角形ABC的底角是45°,易得∠FMC=45°,正确;
②根据矩形和等腰直角三角形的性质,得AE+AF=AB,正确;
③连接FD,可以证明△EDF是等腰直角三角形,则③中左右两边的比都是等腰直角三角形的直角边和斜边的比,正确;
④根据BM=BE,得左边=4BE2,故需证明AB=4BE,根据已知条件它们之间不一定有这种关系,错误;
⑤正确。
所以①②③⑤共4个正确。故选C。
10.如图,正六边形A1B1C1D1E1F1的边长为2,正六边形A2B2C2D2E2F2的外接圆与正六边形A1B1C1D1E1F1的各边相切,正六边形A3B3C3D3E3F3的外接圆与正六边形A2B2C2D2E2F2的各边相切,…按这样的规律进行下去,A10B10C10D10E10F10的边长为( )
A. B. C. D.
【解答】 解:连结OE1,OD1,OD2,如图,
∵六边形A1B1C1D1E1F1为正六边形,
∴∠E1OD1=60°,
∴△E1OD1为等边三角形,
∵正六边形A2B2C2D2E2F2的外接圆与正六边形A1B1C1D1E1F1的各边相切,
∴OD2⊥E1D1,
∴OD2=E1D1=×2,
∴正六边形A2B2C2D2E2F2的边长=×2,
同理可得正六边形A3B3C3D3E3F3的边长=()2×2,
则正六边形A10B10C10D10E10F10的边长=()9×2=.
故选D.
二、填空题
11.如图,若以平行四边形一边AB为直径的圆恰好与对边CD相切于点D,则∠C= 度.
【考点】切线的性质;平行四边形的性质.
【分析】连接OD,只要证明△AOD是等腰直角三角形即可推出∠A=45°,再根据平行四边形的对角相等即可解决问题.
【解答】解;连接OD.
∵CD是⊙O切线,
∴OD⊥CD,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,
∴AB⊥OD,
∴∠AOD=90°,
∵OA=OD,
∴∠A=∠ADO=45°,
∴∠C=∠A=45°.
故答案为45.
12.如图,在矩形ABCD中,AB=5,BC=10,一圆弧过点B和点C,且与AD相切,则图中阴影部分面积为 .
【考点】扇形面积的计算;矩形的性质;切线的性质.
【分析】设圆的半径为x,根据勾股定理求出x,根据扇形的面积公式、阴影部分面积为:矩形ABCD的面积﹣(扇形BOCE的面积﹣△BOC的面积)进行计算即可.
【解答】解:设圆弧的圆心为O,与AD切于E,
连接OE交BC于F,连接OB、OC,
设圆的半径为x,则OF=x﹣5,
由勾股定理得,OB2=OF2+BF2,
即x2=(x﹣5)2+(5)2,
解得,x=5,
则∠BOF=60°,∠BOC=120°,
则阴影部分面积为:矩形ABCD的面积﹣(扇形BOCE的面积﹣△BOC的面积)
=10×5﹣+×10×5
=75﹣,
故答案为:75﹣.
13.如图,在△ABC中,已知∠ACB=130°,∠BAC=20°,BC=2,以点C为圆心,CB为半径的圆交AB于点D,则BD的长为 2 .
【分析】如图,作CE⊥AB于E,在RT△BCE中利用30度性质即可求出BE,再根据垂径定理可以求出BD.
【解答】解:如图,作CE⊥AB于E.
∵∠B=180°﹣∠A﹣∠ACB=180°﹣20°﹣130°=30°,
在RT△BCE中,∵∠CEB=90°,∠B=30°,BC=2,
∴CE=BC=1,BE=CE=,
∵CE⊥BD,
∴DE=EB,
∴BD=2EB=2.
故答案为2.
14.如图是由两个长方形组成的工件平面图(单位:mm),直线l是它的对称轴,能完全覆盖这个平面图形的圆面的最小半径是 50 mm.
【分析】根据已知条件得到CM=30,AN=40,根据勾股定理列方程得到OM=40,由勾股定理得到结论.
【解答】解:如图,设圆心为O,
连接AO,CO,
∵直线l是它的对称轴,
∴CM=30,AN=40,
∵CM2+OM2=AN2+ON2,
∴302+OM2=402+(70﹣OM)2,
解得:OM=40,
∴OC==50,
∴能完全覆盖这个平面图形的圆面的最小半径是50mm.
故答案为:50.
15. 如图,边长为4的正方形ABCD内接于⊙O,点E是AB上的一动点(不与A、B重合),点F是BC上的一点,连接OE,OF,分别与AB,BC交于点G,H,且∠EOF=90°,有下列结论:
①AE=BF;
②△OGH是等腰直角三角形;
③四边形OGBH的面积随着点E位置的变化而变化;
④△GBH周长的最小值为4+.
其中正确的是__________.
(把你认为正确结论的序号都填上).
【考点】正方形的性质,圆心角定理,等腰直角三角形的判定,全等三角形的判定,四边形的面积,三角形的周长,动点问题,最值问题.
【分析】①连接OA,OB,如图16-1,根据正方形的性质,知∠AOB=90°=∠EOF,又∠BOE共用,故可得∠AOE=∠BOF,再根据圆心角定理可得①AE=BF;故①正确;
②连接OB,OC,如图16-2,证明△OGB≌△OHC,可得OG=OH,即可得出△OGH是等腰直角三角形;故②正确;
③如图16-3,过点O作OM⊥BC,ON⊥AB,易证得△OGN≌△OHM,因此可得出S△OGN=S△OHM,故不管点E的位置如何变化,四边形OGBH的面积不变;故③错误;
④过点B作B关于OF的对称点P(易知点P在⊙O上),连接PH,则PH=BH;过点B作B关于OE的对称点Q(易知点Q在⊙O上),连接QG,则QG=BG;连接PQ,易证明PQ过圆心O,则PQ==4≠4+,故④错误.
【解答】解:①连接OA,OB,如图1,
根据正方形的性质,知∠AOB=90°=∠EOF,
∠AOB-∠BOE =∠EOF-∠BOE,
即∠AOE=∠BOF,
根据相等的圆心角所对的弧相等,可得AE=BF;
故①正确;
②连接OB,OC,如图2,则OB=OC,
由①知AE=BF
∵ABCD为正方形,∴AB=BC
∴AB=BC
∴AB-AE=BC-BF
即BE=CF
∴∠BOG=∠COH
又∵∠OBG+∠OBC=90°,∠OCH+∠OBC=90°,
∴∠OBG =∠OCH
在△OGB和△OHC中,
∠OBG =∠OCH
∠BOG=∠COH
OB=OC
∴△OGB≌△OHC,
∴OG=OH,
又∵∠EOF=90°
∴△OGH是等腰直角三角形;
故②正确;
③如图3,过点O作OM⊥BC,ON⊥AB,
又∵正方形ABCD内接于⊙O,
∴OM=ON
由②知,OG=OH,
在Rt△OGN和Rt△OHM中,
OG=OH,
OM=ON
∴Rt△OGN≌Rt△OHM,
∴S△OGN=S△OHM,
又∵四边形BMOG公共
∴不管点E的位置如何变化,四边形OGBH的面积不变;
故③错误;
④过点B作B关于OF的对称点P(易知点P在⊙O上),
连接PH,则PH=BH;过点B作B关于OE的对称点Q(易知点Q在⊙O上),
连接QG,则QG=BG;
连接PQ,易证明PQ过圆心O,
∴PQ==4≠4+,
故④错误.
综上,①②正确,③④错误.
故答案为:①②.
三、解答题
16.如图,点C在以AB为直径的⊙O上,AD与过点C的切线垂直,垂足为点D,AD交⊙O于点E.
(1) 求证:AC平分∠DAB;
(2) 连接BE交AC于点F,若cos∠CAD=,求的值.
【考点】切线的性质;考查了切线的 性质,平行线的性质和判定,勾股定理,圆周角定理,圆心角,弧,弦之间的关系的应用
【答案】 (1) 略;(2)
【解析】(1)证明:连接OC,则OC⊥CD,又AD⊥CD,∴AD∥OC,∴∠CAD=∠OCA,又OA=OC,∴∠OCA=∠OAC,∴∠CAD=∠CAO,∴AC平分∠DAB.
(2)解:连接BE交OC于点H,易证OC⊥BE,可知∠OCA=∠CAD,
∴COS∠HCF=,设HC=4,FC=5,则FH=3.
又△AEF∽△CHF,设EF=3x,则AF=5x,AE=4x,∴OH=2x
∴BH=HE=3x+3 OB=OC=2x+4
在△OBH中,(2x)2+(3x+3)2=(2x+4)2
化简得:9x2+2x-7=0,解得:x=(另一负值舍去).
∴.
17.如图,在△ABC中,以BC为直径的圆交AC于点D,∠ABD=∠ACB.
(1)求证:AB是圆的切线;
(2)若点E是BC上一点,已知BE=4 ,tan∠AEB=,AB∶BC=2∶3,求圆的直径.
【知识点】与圆有关的位置关系——切线的判定、锐角三角函数——三角函数的求法
【思路分析】(1)根据∠ABD=∠ACB和∠ACB+∠DBC= 90°可得∠ABC=90°,然后根据切线的判定定理可判断AB是圆的切线;
(2) 根据BE=4 ,tan∠AEB=先求出AB的长,再根据AB∶BC=2∶3求出BC的长,即得直径.
【解答】(1)证明:∵BC是直径,∴∠BDC=90°,∴∠ACB+∠DBC= 90°.
又∵∠ABD=∠ACB,∴∠ABD+∠DBC=90°,∴AB⊥BC.
又∵点B在圆上,∴AB是圆的切线.
(2)解:在Rt△AEB中,tan∠AEB=,∴=,即AB=BE=×4=.
∵AB∶BC=2∶3,∴BC=AB=×=10.
∴圆的直径为10.
18.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC的平分线交BC于点O,OC=1,以点O为圆心OC为半径作半圆.
(1)求证:AB为⊙O的切线;
(2)如果tan∠CAO=,求cosB的值.
【分析】(1)如图作OM⊥AB于M,根据角平分线性质定理,可以证明OM=OC,由此即可证明.
(2)设BM=x,OB=y,列方程组即可解决问题.
【解答】解:(1)如图作OM⊥AB于M,
∵OA平分∠CAB,OC⊥AC,OM⊥AB,
∴OC=OM,
∴AB是⊙O的切线,
(2)设BM=x,OB=y,则y2﹣x2=1 ①,
∵cosB==,
∴=,
∴x2+3x=y2+y ②,
由①②可以得到:y=3x﹣1,
∴(3x﹣1)2﹣x2=1,
∴x=,y=,
∴cosB==.
19.如图,AB是⊙O的直径,AD是⊙O的弦,点F是DA延长线的一点,AC平分∠FAB交⊙O于点C,过点C作CE⊥DF,垂足为点E.
(1)求证:CE是⊙O的切线;
(2)若AE=1,CE=2,求⊙O的半径.
【考点】切线的判定;角平分线的性质.
【分析】(1)证明:连接CO,证得∠OCA=∠CAE,由平行线的判定得到OC∥FD,再证得OC⊥CE,即可证得结论;
(2)证明:连接BC,由圆周角定理得到∠BCA=90°,再证得△ABC∽△ACE,根据相似三角形的性质即可证得结论.
【解答】(1)证明:连接CO,
∵OA=OC,
∴∠OCA=∠OAC,
∵AC平分∠FAB,
∴∠OCA=∠CAE,
∴OC∥FD,
∵CE⊥DF,
∴OC⊥CE,
∴CE是⊙O的切线;
(2)证明:连接BC,
在Rt△ACE中,AC===,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠BCA=90°,
∴∠BCA=∠CEA,
∵∠CAE=∠CAB,
∴△ABC∽△ACE,
∴=,
∴,
∴AB=5,
∴AO=2.5,即⊙O的半径为2.5.
20.如图,CD是⊙O的弦,AB是直径,且CD∥AB,连接AC、AD、OD,其中AC=CD,过点B的切线交CD的延长线于E.
(1)求证:DA平分∠CDO;
(2)若AB=12,求图中阴影部分的周长之和(参考数据:π=3.1, =1.4, =1.7).
【考点】切线的性质;弧长的计算.
【分析】(1)只要证明∠CDA=∠DAO,∠DAO=∠ADO即可.
(2)首先证明==,再证明∠DOB=60°得△BOD是等边三角形,由此即可解决问题.
【解答】证明:(1)∵CD∥AB,
∴∠CDA=∠BAD,
又∵OA=OD,
∴∠ADO=∠BAD,
∴∠ADO=∠CDA,
∴DA平分∠CDO.
(2)如图,连接BD,
∵AB是直径,
∴∠ADB=90°,
∵AC=CD,
∴∠CAD=∠CDA,
又∵CD∥AB,
∴∠CDA=∠BAD,
∴∠CDA=∠BAD=∠CAD,
∴==,
又∵∠AOB=180°,
∴∠DOB=60°,
∵OD=OB,
∴△DOB是等边三角形,
∴BD=OB=AB=6,
∵=,
∴AC=BD=6,
∵BE切⊙O于B,
∴BE⊥AB,
∴∠DBE=∠ABE﹣∠ABD=30°,
∵CD∥AB,
∴BE⊥CE,
∴DE=BD=3,BE=BD×cos∠DBE=6×=3,
∴的长==2π,
∴图中阴影部分周长之和为2=4π+9+3=4×3.1+9+3×1.7=26.5.
21.如图1,以△ABC的边AB为直径的⊙O交边BC于点E,过点E作⊙O的切线交AC于点D,且ED⊥AC.
(1)试判断△ABC的形状,并说明理由;
(2)如图2,若线段AB、DE的延长线交于点F,∠C=75°,CD=2﹣,求⊙O的半径和BF的长.
【考点】切线的性质.
【分析】(1)连接OE,根据切线性质得OE⊥DE,与已知中的ED⊥AC得平行,由此得∠1=∠C,再根据同圆的半径相等得∠1=∠B,可得出三角形为等腰三角形;
(2)通过作辅助线构建矩形OGDE,再设与半径有关系的边OG=x,通过AB=AC列等量关系式,可求得结论.
【解答】解:(1)△ABC是等腰三角形,理由是:
如图1,连接OE,
∵DE是⊙O的切线,
∴OE⊥DE,
∵ED⊥AC,
∴AC∥OE,
∴∠1=∠C,
∵OB=OE,
∴∠1=∠B,
∴∠B=∠C,
∴△ABC是等腰三角形;
(2)如图2,过点O作OG⊥AC,垂足为G,则得四边形OGDE是矩形,
∵△ABC是等腰三角形,
∴∠B=∠C=75°,
∴∠A=180°﹣75°﹣75°=30°,
设OG=x,则OA=OB=OE=2x,AG=x,
∴DG=0E=2x,
根据AC=AB得:4x=x+2x+2﹣,
x=1,
∴0E=OB=2,
在直角△OEF中,∠EOF=∠A=30°,
cos30=,OF==2÷=,
∴BF=﹣2,⊙O的半径为2.
22.如图,AB是⊙O的直径,D、E为⊙O上位于AB异侧的两点,连接BD并延长至点C,使得CD=BD,连接AC交⊙O于点F,连接AE、DE、DF.
(1)证明:∠E=∠C;
(2)若∠E=55°,求∠BDF的度数;
(3)设DE交AB于点G,若DF=4,cosB=,E是的中点,求EG•ED的值.
【考点】圆的综合题.
【分析】(1)直接利用圆周角定理得出AD⊥BC,劲儿利用线段垂直平分线的性质得出AB=AC,即可得出∠E=∠C;
(2)利用圆内接四边形的性质得出∠AFD=180°﹣∠E,进而得出∠BDF=∠C+∠CFD,即可得出答案;
(3)根据cosB=,得出AB的长,再求出AE的长,进而得出△AEG∽△DEA,求出答案即可.
【解答】(1)证明:连接AD,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,即AD⊥BC,
∵CD=BD,
∴AD垂直平分BC,
∴AB=AC,
∴∠B=∠C,
又∵∠B=∠E,
∴∠E=∠C;
(2)解:∵四边形AEDF是⊙O的内接四边形,
∴∠AFD=180°﹣∠E,
又∵∠CFD=180°﹣∠AFD,
∴∠CFD=∠E=55°,
又∵∠E=∠C=55°,
∴∠BDF=∠C+∠CFD=110°;
(3)解:连接OE,
∵∠CFD=∠E=∠C,
∴FD=CD=BD=4,
在Rt△ABD中,cosB=,BD=4,
∴AB=6,
∵E是的中点,AB是⊙O的直径,
∴∠AOE=90°,
∵AO=OE=3,
∴AE=3,
∵E是的中点,
∴∠ADE=∠EAB,
∴△AEG∽△DEA,
∴=,
即EG•ED=AE2=18.
23.如图,在射线BA,BC,AD,CD围成的菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=6,O是射线BD上一点,⊙O与BA,BC都相切,与BO的延长线交于点M.过M作EF⊥BD交线段BA(或射线AD)于点E,交线段BC(或射线CD)于点F.以EF为边作矩形EFGH,点G,H分别在围成菱形的另外两条射线上.
(1)求证:BO=2OM.
(2)设EF>HE,当矩形EFGH的面积为24时,求⊙O的半径.
(3)当HE或HG与⊙O相切时,求出所有满足条件的BO的长.
【考点】圆的综合题.
【分析】(1)设⊙O切AB于点P,连接OP,由切线的性质可知∠OPB=90°.先由菱形的性质求得∠OBP的度数,然后依据含30°直角三角形的性质证明即可;
(2)设GH交BD于点N,连接AC,交BD于点Q.先依据特殊锐角三角函数值求得BD的长,设⊙O的半径为r,则OB=2r,MB=3r.当点E在AB上时.在Rt△BEM中,依据特殊锐角三角函数值可得到EM的长(用含r的式子表示),由图形的对称性可得到EF、ND、BM的长(用含r的式子表示,从而得到MN=18﹣6r,接下来依据矩形的面积列方程求解即可;当点E在AD边上时.BM=3r,则MD=18﹣3r,最后由MB=3r=12列方程求解即可;
(3)先根据题意画出符合题意的图形,①如图4所示,点E在AD上时,可求得DM=r,BM=3r,然后依据BM+MD=18,列方程求解即可;②如图5所示;依据图形的对称性可知得到OB=BD;③如图6所示,可证明D与O重合,从而可求得OB的长;④如图7所示:先求得DM=r,OMB=3r,由BM﹣DM=DB列方程求解即可.
【解答】解:(1)如图1所示:设⊙O切AB于点P,连接OP,则∠OPB=90°.
∵四边形ABCD为菱形,
∴∠ABD=∠ABC=30°.
∴OB=2OP.
∵OP=OM,
∴BO=2OP=2OM.
(2)如图2所示:设GH交BD于点N,连接AC,交BD于点Q.
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD.
∴BD=2BQ=2AB•cos∠ABQ=AB=18.
设⊙O的半径为r,则OB=2r,MB=3r.
∵EF>HE,
∴点E,F,G,H均在菱形的边上.
①如图2所示,当点E在AB上时.
在Rt△BEM中,EM=BM•tan∠EBM=r.
由对称性得:EF=2EM=2r,ND=BM=3r.
∴MN=18﹣6r.
∴S矩形EFGH=EF•MN=2r(18﹣6r)=24.
解得:r1=1,r2=2.
当r=1时,EF<HE,
∴r=1时,不合题意舍
当r=2时,EF>HE,
∴⊙O的半径为2.
∴BM=3r=6.
如图3所示:
当点E在AD边上时.BM=3r,则MD=18﹣3r.
由对称性可知:NB=MD=6.
∴MB=3r=18﹣6=12.
解得:r=4.
综上所述,⊙O的半径为2或4.
(3)解设GH交BD于点N,⊙O的半径为r,则BO=2r.
当点E在边BA上时,显然不存在HE或HG与⊙O相切.
①如图4所示,点E在AD上时.
∵HE与⊙O相切,
∴ME=r,DM=r.
∴3r+r=18.
解得:r=9﹣3.
∴OB=18﹣6.
②如图5所示;
由图形的对称性得:ON=OM,BN=DM.
∴OB=BD=9.
③如图6所示.
∵HG与⊙O相切时,MN=2r.
∵BN+MN=BM=3r.
∴BN=r.
∴DM=FM=GN=BN=r.
∴D与O重合.
∴BO=BD=18.
④如图7所示:
∵HE与⊙O相切,
∴EM=r,DM=r.
∴3r﹣r=18.
∴r=9+3.
∴OB=2r=18+6.
综上所述,当HE或GH与⊙O相切时,OB的长为18﹣6或9或18或18+6.
24.如图,在矩形ABCD中,AB=6cm,AD=8cm,点P从点B出发,沿对角线BD向点D匀速运动,速度为4cm
/s,过点P作PQ⊥BD交BC于点Q,以PQ为一边作正方形PQMN,使得点N落在射线PD上,点O从点D出发,沿DC向点C匀速运动,速度为3m/s,以O为圆心,0.8cm为半径作⊙O,点P与点O同时出发,设它们的运动时间为t(单位:s)(0<t<).
(1)如图1,连接DQ平分∠BDC时,t的值为 ;
(2)如图2,连接CM,若△CMQ是以CQ为底的等腰三角形,求t的值;
(3)请你继续进行探究,并解答下列问题:
①证明:在运动过程中,点O始终在QM所在直线的左侧;
②如图3,在运动过程中,当QM与⊙O相切时,求t的值;并判断此时PM与⊙O是否也相切?说明理由.
【考点】圆的综合题.
【分析】(1)先利用△PBQ∽△CBD求出PQ、BQ,再根据角平分线性质,列出方程解决问题.
(2)由△QTM∽△BCD,得=列出方程即可解决.
(3)①如图2中,由此QM交CD于E,求出DE、DO利用差值比较即可解决问题.
②如图3中,由①可知⊙O只有在左侧与直线QM相切于点H,QM与CD交于点E.由△OHE∽△BCD,得=,列出方程即可解决问题.利用反证法证明直线PM不可能由⊙O相切.
【解答】(1)解:如图1中,∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=∠C=∠ADC=∠ABC=90°,AB=CD=6.AD=BC=8,
∴BD===10,
∵PQ⊥BD,
∴∠BPQ=90°=∠C,
∵∠PBQ=∠DBC,
∴△PBQ∽△CBD,
∴==,
∴==,
∴PQ=3t,BQ=5t,
∵DQ平分∠BDC,QP⊥DB,QC⊥DC,
∴QP=QC,
∴3t=6﹣5t,
∴t=,
故答案为.
(2)解:如图2中,作MT⊥BC于T.
∵MC=MQ,MT⊥CQ,
∴TC=TQ,
由(1)可知TQ=(8﹣5t),QM=3t,
∵MQ∥BD,
∴∠MQT=∠DBC,
∵∠MTQ=∠BCD=90°,
∴△QTM∽△BCD,
∴=,
∴=,
∴t=(s),
∴t=s时,△CMQ是以CQ为底的等腰三角形.
(3)①证明:如图2中,由此QM交CD于E,
∵EQ∥BD,
∴=,
∴EC=(8﹣5t),ED=DC﹣EC=6﹣(8﹣5t)=t,
∵DO=3t,
∴DE﹣DO=t﹣3t=t>0,
∴点O在直线QM左侧.
②解:如图3中,由①可知⊙O只有在左侧与直线QM相切于点H,QM与CD交于点E.
∵EC=(8﹣5t),DO=3t,
∴OE=6﹣3t﹣(8﹣5t)=t,
∵OH⊥MQ,
∴∠OHE=90°,
∵∠HEO=∠CEQ,
∴∠HOE=∠CQE=∠CBD,
∵∠OHE=∠C=90°,
∴△OHE∽△BCD,
∴=,
∴=,
∴t=.
∴t=s时,⊙O与直线QM相切.
连接PM,假设PM与⊙O相切,则∠OMH=PMQ=22.5°,
在MH上取一点F,使得MF=FO,则∠FMO=∠FOM=22.5°,
∴∠OFH=∠FOH=45°,
∴OH=FH=0.8,FO=FM=0.8,
∴MH=0.8(+1),
由=得到HE=,
由=得到EQ=,
∴MH=MQ﹣HE﹣EQ=4﹣﹣=,
∴0.8(+1)≠,矛盾,
∴假设不成立.
∴直线MQ与⊙O不相切.