2021-2022学年冀教版九年级数学下册《第29章直线与圆的位置关系》
同步练习题(附答案)
1.如图,Rt△ABC中,AB⊥BC,AB=6,BC=4,P是△ABC内部的一个动点,且满足∠PAB=∠PBC,则线段CP长的最小值为( )
A. B.2 C. D.
2.一个点到圆的最小距离为3cm,最大距离为8cm,则该圆的半径是( )
A.5cm或11cm B.2.5cm
C.5.5cm D.2.5cm或5.5cm
3.如图,两个同心圆,大圆的半径为5,小圆的半径为3,若大圆的弦AB与小圆有公共点,则弦AB的取值范围是( )
A.8≤AB≤10 B.8<AB≤10 C.4≤AB≤5 D.4<AB≤5
4.如图,已知△ABC,AB=BC,以AB为直径的圆交AC于点D,过点D的⊙O的切线交BC于点E.若CD=5,CE=4,则⊙O的半径是( )
A.3 B.4 C. D.
5.如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=5,AD,AB,BC分别与⊙O相切于E,F,G三点,过点D作⊙O的切线交BC于点M,切点为N,则DM的长为( )
A. B. C. D.2
6.如图,BD为圆O的直径,直线ED为圆O的切线,A、C两点在圆上,AC平分∠BAD且交BD于F点.若∠ADE=19°,则∠AFB的度数为何?( )
A.97° B.104° C.116° D.142°
7.如图,AB是⊙O的直径,DB、DE分别切⊙O于点B、C,若∠ACE=25°,则∠D的度数是( )
A.50° B.55° C.60° D.65°
8.如图,在直角坐标系中,直线AB经过点P(3,4),与坐标轴正半轴相交于A,B两点,当△AOB的面积最小时,△AOB的内切圆的半径是( )
A.2 B.3.5 C. D.4
9.在△ABC中,已知∠C=90°,BC=3,AC=4,则它的内切圆半径是( )
A. B.1 C.2 D.
10.以正方形ABCD的BC边为直径作半圆O,过点D作直线切半圆于点F,交AB边于点E.则三角形ADE和直角梯形EBCD周长之比为( )
A.3:4 B.4:5 C.5:6 D.6:7
11.如图,P为⊙O外一点,PA、PB分别切⊙O于A、B,CD切⊙O于点E,分别交PA、PB于点C、D,若PA=5,则△PCD的周长为( )
A.5 B.7 C.8 D.10
12.如图,正方形ABCD边长为4cm,以正方形的一边BC为直径在正方形ABCD内作半圆,过A作半圆的切线,与半圆相切于F点,与DC相交于E点,则△ADE的面积( )cm2
A.12 B.24 C.8 D.6
13.如图,一圆外切四边形ABCD,且BC=10,AD=7,则四边形的周长为( )
A.32 B.34 C.36 D.38
14.已知圆的半径是2,则该圆的内接正六边形的面积是( )
A.3 B.9 C.18 D.36
15.已知圆内接正三角形的边心距为1,则这个三角形的面积为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
16.在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=3cm,AC=4cm,以点C为圆心,以2.5cm为半径画圆,则⊙C与直线AB的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不能确定
17.在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=3,AC=4,点P在以C为圆心,5为半径的圆上,连接PA,PB.若PB=4,则PA的长为 .
18.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=70°,△ABC的内切圆⊙O与边AB、BC、CA分别相切于点D、E、F,则∠DEF的度数为 °.
19.如图,PT是⊙O的切线,T为切点,PA是割线,交⊙O于A、B两点,与直径CT交于点D.已知CD=2,AD=3,BD=4,那PB= .
20.如图,在△ABC中,∠C=90°,点O在AC上,以OA为半径的⊙O交AB于点D,BD的垂直平分线交BC于点E,交BD于点F,连接DE.
(1)判断直线DE与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若AC=6,BC=8,OA=2,求线段DE的长.
21.如图,在△ABC中,∠C=90°,∠BAC的平分线交BC于点D,点O在AB上,以点O为圆心,OA为半径的圆恰好经过点D,分别交AC,AB于点E,F.
(1)试判断直线BC与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若BD=2,BF=2,求阴影部分的面积(结果保留π).
22.如图,已知三角形ABC的边AB是⊙O的切线,切点为B.AC经过圆心O并与圆相交于点D、C,过C作直线CE⊥AB,交AB的延长线于点E.
(1)求证:CB平分∠ACE;
(2)若BE=3,CE=4,求⊙O的半径.
23.如图,AC是⊙O的直径,BC是⊙O的弦,点P是⊙O外一点,连接PB、AB,∠PBA=∠C.
(1)求证:PB是⊙O的切线;
(2)连接OP,若OP∥BC,且OP=8,⊙O的半径为2,求BC的长.
24.如图,点O在∠APB的平分线上,⊙O与PA相切于点C.
(1)求证:直线PB与⊙O相切;
(2)PO的延长线与⊙O交于点E.若⊙O的半径为3,PC=4.求弦CE的长.
25.如图,以△ABC的BC边上一点O为圆心的圆,经过A,B两点,且与BC边交于点E,D为BE的下半圆弧的中点,连接AD交BC于F,AC=FC.
(1)求证:AC是⊙O的切线;
(2)已知圆的半径R=5,EF=3,求DF的长.
26.如图,CE是⊙O的直径,BD切⊙O于点D,DE∥BO,CE的延长线交BD于点A.
(1)求证:直线BC是⊙O的切线;
(2)若AE=2,tan∠DEO=,求AO的长.
27.如图,在△ABC,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∠CBF=∠CAB.
(1)求证:直线BF是⊙O的切线;
(2)若AB=5,sin∠CBF=,求BC和BF的长.
28.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,BE平分∠ABC交AC于点E,点D在AB上,DE⊥EB.
(1)求证:AC是△BDE的外接圆的切线;
(2)若,求BD的长.
参考答案
1.解:∵∠ABC=90°,
∴∠ABP+∠PBC=90°,
∵∠PAB=∠PBC,
∴∠BAP+∠ABP=90°,
∴∠APB=90°,
∴OP=OA=OB(直角三角形斜边中线等于斜边一半),
∴点P在以AB为直径的⊙O上,连接OC交⊙O于点P,此时PC最小,
在RT△BCO中,∵∠OBC=90°,BC=4,OB=3,
∴OC==5,
∴PC=OC﹣OP=5﹣3=2.
∴PC最小值为2.
故选:B.
2.解:当点P在圆内时,最近点的距离为3cm,最远点的距离为8cm,则直径是11cm,因而半径是5.5cm;
当点P在圆外时,最近点的距离为3cm,最远点的距离为8m,则直径是5cm,因而半径是2.5cm.
故选:D.
3.解:当AB与小圆相切,
∵大圆半径为5,小圆的半径为3,
∴AB=2=8.
∵大圆的弦AB与小圆有公共点,即相切或相交,
∴8≤AB≤10.
故选:A.
4.解:如图1,连接OD、BD,,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∴BD⊥AC,
又∵AB=BC,
∴AD=CD,
又∵AO=OB,
∴OD是△ABC的中位线,
∴OD∥BC,
∵DE是⊙O的切线,
∴DE⊥OD,
∴DE⊥BC,
∵CD=5,CE=4,
∴DE=,
∵S△BCD=BD CD÷2=BC DE÷2,
∴5BD=3BC,
∴,
∵BD2+CD2=BC2,
∴,
解得BC=,
∵AB=BC,
∴AB=,
∴⊙O的半径是;
.
故选:D.
5.解:连接OE,OF,ON,OG,
在矩形ABCD中,
∵∠A=∠B=90°,CD=AB=4,
∵AD,AB,BC分别与⊙O相切于E,F,G三点,
∴∠AEO=∠AFO=∠OFB=∠BGO=90°,
∴四边形AFOE,FBGO是正方形,
∴AF=BF=AE=BG=2,
∴DE=3,
∵DM是⊙O的切线,
∴DN=DE=3,MN=MG,
∴CM=5﹣2﹣MN=3﹣MN,
在Rt△DMC中,DM2=CD2+CM2,
∴(3+NM)2=(3﹣NM)2+42,
∴NM=,
∴DM=3=,
故选:A.
6.解:∵BD是圆O的直径,
∴∠BAD=90°,
又∵AC平分∠BAD,
∴∠BAF=∠DAF=45°,
∵直线ED为圆O的切线,
∴∠ADE=∠ABD=19°,
∴∠AFB=180°﹣∠BAF﹣∠ABD=180°﹣45°﹣19°=116°.
故选:C.
7.
解:连接BC,
∵DB、DE分别切⊙O于点B、C,
∴BD=DC,
∵∠ACE=25°,
∴∠ABC=25°,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠DBC=∠DCB=90°﹣25°=65°,
∴∠D=50°.
解法二:连接OC,BC.
∵DB,DC是⊙O的切线,B,C是切点,
∴∠OCE=∠OBD=90°,BD=DC,
∵OA=OC,
∴∠A=∠OCA,
∵AB是直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠A+∠ABC=90°,∠OCA+∠ACE=90°,
∴∠ACE=∠ABC=25°,
∴∠BDC=∠DCB=90°﹣25°=65°,
∴∠D=180°﹣2×65°=50°,
故选:A.
8.解:设直线AB的解析式是y=kx+b,
把P(3,4)代入得:4=3k+b,
b=4﹣3k,
即直线AB的解析式是y=kx+4﹣3k,
当x=0时,y=4﹣3k,
当y=0时,x=,
即A(0,4﹣3k),B(,0),
△AOB的面积是 OB OA= (4﹣3k)=12﹣=12﹣(k+),
∵要使△AOB的面积最小,
∴必须最大,
∵k<0,
∴﹣k>0,
∵(a﹣b)2≥0,
∴a2+b2≥2ab,
∴﹣k﹣≥2=12,
当且仅当﹣k=﹣时,取等号,解得:k=±,
∵k<0,
∴k=﹣,
即OA=4﹣3k=8,OB==6,
根据勾股定理得:AB==210,
设三角形AOB的内切圆的半径是R,
由三角形面积公式得:×6×8=×6R+×8R+×10R,
R=2,
故选:A.
9.解:在Rt△ABC,∠C=90°,BC=3,AC=4;
根据勾股定理AB==5;
若设Rt△ABC的内切圆的半径为R,则有:
R==1.
故选:B.
10.解:根据切线长定理得,BE=EF,DF=DC=AD=AB=BC.
设EF=x,DF=y,
则在直角△AED中,AE=y﹣x,AD=CD=y,DE=x+y.
根据勾股定理可得:
(y﹣x)2+y2=(x+y)2,
∴y=4x,
∴三角形ADE的周长为12x,直角梯形EBCD周长为14x,
∴两者周长之比为12x:14x=6:7.
故选:D.
11.解:∵PA、PB为圆的两条相交切线,
∴PA=PB,
同理可得:CA=CE,DE=DB.
∵△PCD的周长=PC+CE+ED+PD,
∴△PCD的周长=PC+CA+BD+PD=PA+PB=2PA,
∴△PCD的周长=10,
故选:D.
12.解:∵AE与圆O切于点F,
显然根据切线长定理有AF=AB=4cm,EF=EC,
设EF=EC=xcm,
则DE=(4﹣x)cm,AE=(4+x)cm,
在三角形ADE中由勾股定理得:
(4﹣x)2+42=(4+x)2,
∴x=1cm,
∴CE=1cm,
∴DE=4﹣1=3cm,
∴S△ADE=AD DE÷2=3×4÷2=6cm2.
故选:D.
13.解:由题意可得圆外切四边形的两组对边和相等,
所以四边形的周长=2×(7+10)=34.
故选:B.
14.解:连接正六边形的中心与各个顶点,得到六个等边三角形,
等边三角形的边长是2,高为3,
因而等边三角形的面积是3,
∴正六边形的面积=18,
故选:C.
15.解:如图所示:
作AD⊥BC与D,连接OB,
则AD经过圆心O,∠ODB=90°,OD=1,
∵△ABC是等边三角形,
∴BD=CD,∠OBD=∠ABC=30°,
∴OA=OB=2OD=2,
∴AD=3,BD=,
∴BC=2,
∴△ABC的面积=BC AD=×2×3=3;
故选:B.
16.解:过C作CD⊥AB于D,如图所示:
∵在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,
∴AB==5,
∵△ABC的面积=AC×BC=AB×CD,
∴3×4=5CD,
∴CD=2.4<2.5,
即d<r,
∴以2.5为半径的⊙C与直线AB的关系是相交;
故选:A.
17.解:连接CP,PB的延长线交⊙C于P′,如图,
∵CP=5,CB=3,PB=4,
∴CB2+PB2=CP2,
∴△CPB为直角三角形,∠CBP=90°,
∴CB⊥PB,
∴PB=P′B=4,
∵∠C=90°,
∴PB∥AC,
而PB=AC=4,
∴四边形ACBP为矩形,
∴PA=BC=3,
在Rt△APP′中,∵PA=3,PP′=8,
∴P′A==,
∴PA的长为3或.
故答案为3或.
18.解:连接DO,FO,
∵在Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=70°
∴∠A=20°,
∵内切圆O与边AB、BC、CA分别相切于点D、E、F,
∴∠ODA=∠OFA=90°,
∴∠DOF=160°,
∴∠DEF的度数为80°.
19.解:∵AD BD=CD DT,
∴TD=,
∵CD=2,AD=3,BD=4,
∴TD=6,
∵PT是⊙O的切线,PA是割线,
∴PT2=PA PB,
∵CT为直径,
∴PT2=PD2﹣TD2,
∴PA PB=PD2﹣TD2,
即(PB+7)PB=(PB+4)2﹣62,
解得PB=20.
故答案为:20.
20.解:(1)直线DE与⊙O相切,理由如下:
连接OD,
∵OD=OA,
∴∠A=∠ODA,
∵EF是BD的垂直平分线,
∴EB=ED,
∴∠B=∠EDB,
∵∠C=90°,
∴∠A+∠B=90°,
∴∠ODA+∠EDB=90°,
∴∠ODE=180°﹣90°=90°,即OD⊥DE,
∵OD为圆的半径,D为半径外端点,
∴直线DE与⊙O相切;
(2)连接OE,
设DE=x,则EB=ED=x,CE=8﹣x,
∵∠C=∠ODE=90°,
∴OC2+CE2=OE2=OD2+DE2,
∴42+(8﹣x)2=22+x2,
解得:x=4.75,
则DE=4.75.
21.解:(1)BC与⊙O相切.
证明:连接OD.
∵AD是∠BAC的平分线,
∴∠BAD=∠CAD.
又∵OD=OA,
∴∠OAD=∠ODA.
∴∠CAD=∠ODA.
∴OD∥AC.
∴∠ODB=∠C=90°,即OD⊥BC.
又∵BC过半径OD的外端点D,
∴BC与⊙O相切.
(2)设OF=OD=x,则OB=OF+BF=x+2,
根据勾股定理得:OB2=OD2+BD2,即(x+2)2=x2+12,
解得:x=2,即OD=OF=2,
∴OB=2+2=4,
∵Rt△ODB中,OD=OB,
∴∠B=30°,
∴∠DOB=60°,
∴S扇形DOF==,
则阴影部分的面积为S△ODB﹣S扇形DOF=×2×2﹣=2﹣.
故阴影部分的面积为2﹣.
22.(1)证明:如图1,连接OB,
∵AB是⊙0的切线,
∴OB⊥AB,
∵CE⊥AB,
∴OB∥CE,
∴∠1=∠3,
∵OB=OC,
∴∠1=∠2
∴∠2=∠3,
∴CB平分∠ACE;
(2)如图2,连接BD,
∵CE⊥AB,
∴∠E=90°,
∴BC===5,
∵CD是⊙O的直径,
∴∠DBC=90°,
∴∠E=∠DBC,
∴△DBC∽△CBE,
∴,
∴BC2=CD CE,
∴CD==,
∴OC==,
∴⊙O的半径=.
23.(1)证明:连接OB,如图所示:
∵AC是⊙O的直径,
∴∠ABC=90°,
∴∠C+∠BAC=90°,
∵OA=OB,
∴∠BAC=∠OBA,
∵∠PBA=∠C,
∴∠PBA+∠OBA=90°,
即PB⊥OB,
∴PB是⊙O的切线;
(2)解:∵⊙O的半径为2,
∴OB=2,AC=4,
∵OP∥BC,
∴∠CBO=∠BOP,
∵OC=OB,
∴∠C=∠CBO,
∴∠C=∠BOP,
又∵∠ABC=∠PBO=90°,
∴△ABC∽△PBO,
∴,
即,
∴BC=2.
24.(1)证明:连接OC,作OD⊥PB于D点.
∵⊙O与PA相切于点C,
∴OC⊥PA.
∵点O在∠APB的平分线上,OC⊥PA,OD⊥PB,
∴OD=OC.
∴直线PB与⊙O相切;
(2)解:设PO交⊙O于F,连接CF.
∵OC=3,PC=4,∴PO=5,PE=8.
∵⊙O与PA相切于点C,
∴∠PCF=∠E.
又∵∠CPF=∠EPC,
∴△PCF∽△PEC,
∴CF:CE=PC:PE=4:8=1:2.
∵EF是直径,
∴∠ECF=90°.
设CF=x,则EC=2x.
则x2+(2x)2=62,
解得x=.
则EC=2x=.
25.(1)证明:连接OA、OD,如图,
∵D为BE的下半圆弧的中点,
∴OD⊥BE,
∴∠D+∠DFO=90°,
∵AC=FC,
∴∠CAF=∠CFA,
∵∠CFA=∠DFO,
∴∠CAF=∠DFO,
而OA=OD,
∴∠OAD=∠ODF,
∴∠OAD+∠CAF=90°,即∠OAC=90°,
∴OA⊥AC,
∴AC是⊙O的切线;
(2)解:∵圆的半径R=5,EF=3,
∴OF=2,
在Rt△ODF中,∵OD=5,OF=2,
∴DF==.
26.解:(1)连接OD,
∵DE∥BO,
∴∠1=∠4,∠2=∠3,
∵OD=OE,
∴∠3=∠4,
∴∠1=∠2,
在△DOB与△COB中,
,
∴△DOB≌△COB,
∴∠OCB=∠ODB,
∵BD切⊙O于点D,
∴∠ODB=90°,
∴∠OCB=90°,
∴AC⊥BC,
∴直线BC是⊙O的切线;
(2)∵∠DEO=∠2,
∴tan∠DEO=tan∠2=,
设;OC=r,BC=r,
由(1)证得△DOB≌△COB,
∴BD=BC=r,
由切割线定理得:AD2=AE AC=2(2+2r),
∴AD=2,
∵DE∥BO,
∴,
∴,
∴r=1,
∴AO=3.
27.(1)证明:连接AE,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠AEB=90°,
∴∠1+∠2=90°.
∵AB=AC,
∴∠1=∠CAB.
∵∠CBF=∠CAB,
∴∠1=∠CBF
∴∠CBF+∠2=90°
即∠ABF=90°
∵AB是⊙O的直径,
∴直线BF是⊙O的切线.
(2)解:过点C作CG⊥AB于G.
∵sin∠CBF=,∠1=∠CBF,
∴sin∠1=,
∵在Rt△AEB中,∠AEB=90°,AB=5,
∴BE=AB sin∠1=,
∵AB=AC,∠AEB=90°,
∴BC=2BE=2,
在Rt△ABE中,由勾股定理得AE==2,
∴sin∠2===,cos∠2===,
在Rt△CBG中,可求得GC=4,GB=2,
∴AG=3,
∵GC∥BF,
∴△AGC∽△ABF,
∴
∴BF==
28.(1)证明:连接OE,
∵BE平分∠ABC交AC于点E,
∴∠1=∠EBC,
∵∠1=∠2,
∴∠2=∠CBE,
∴∠AEO=∠C=90°,
∴AC是⊙O的切线,
∵⊙O是△BDE的外接圆,
∴AC是△BDE的外接圆的切线;
(2)解:∵AE是圆O的切线,AB是圆的割线,
根据切割线定理:AE2=AD×AB,
∵,
∴()2=2×(2+BD),
解得:BD=4.
∴BD的长是:4.