2021-2022学年北师大版九年级数学下册《3.6直线与圆的位置关系》
同步达标测试(附答案)
一.选择题(共8小题)
1.⊙O的直径为10,圆心O到直线l的距离为3,下列位置关系正确的是( )
A. B.
C. D.
2.⊙O的直径为7,圆心O到直线l的距离为3,则直线l与⊙O的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.相切或相交
3.已知,⊙O的半径是一元二次方程x2﹣5x﹣6=0的一个根,圆心O到直线l的距离d=4,则直线l与⊙O的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.平行
4.如图,直线y=x+2与x轴、y轴分别相交于A,B两点,圆心P的坐标为(1,0),圆P与y轴相切于点O.若将圆P沿x轴向左移动,当圆P与该直线相交时,横坐标为整数的点P的个数是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
5.如图,已知点A(﹣6,0),B(2,0),点C在直线上,则使△ABC是直角三角形的点C的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
6.在平面直角坐标系xOy中,直线l经过点A(﹣3,0),点B(0,),点P的坐标为(1,0),⊙P与y轴相切于点O.若将⊙P沿x轴向左平移,平移后得到⊙P′(点P的对应点为点P′),当⊙P′与直线l相交时,横坐标为整数的点P′共有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
7.如图,已知A、B两点的坐标分别为(3,0)、(0,3),⊙C的圆心坐标为(﹣3,0),半径为3,若D是⊙O上一个动点,线段DA与y轴交于点E,则△ABE面积的最大值为( )
A.6+ B.+ C.+ D.+
8.如图,在平面直角坐标系中,已知⊙O的半径为2,动直线AB与x轴交于点P(x,0),直线AB与x轴正方向夹角为45°,若直线AB与⊙O有公共点,则x的取值范围是( )
A.﹣2≤x≤2 B.﹣2<x<2 C.0≤x≤2 D.﹣2≤x≤2
二.填空题(共10小题)
9.已知⊙O的半径为5,圆心O到直线AB距离5,直线AB与⊙O的位置关系是 .
10.已知圆的直径是13cm,圆心到某条直线的距离是6cm,那么这条直线与该圆的位置关系是 .
11.以点P(1,2)为圆心,r为半径画圆,与坐标轴有四个交点,则r的取值范围是 .
12.已知Rt△ABC中,AC=3,BC=4,以C为圆心,以r为半径作圆.若此圆与线段AB只有一个交点,则r的取值范围为 .
13.如图,半圆的圆心与坐标原点重合,半圆的半径1,直线l的解析式为y=x+t.若直线l与半圆只有一个交点,则t的取值范围是 .
14.如图,已知在△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,动点N从点C出发,沿着CA方向以1个单位长度/秒的速度匀速运动,同时动点M从点A出发,沿着AB方向也以1个单位长度/秒的速度匀速运动,设运动时间为t秒(0<t≤2.5),以M为圆心,MA长为半径的⊙M与AB的另一个交点为点D,连接DN.当⊙M与线段DN只有一个公共点时,t的取值范围是 .
15.如图,已知直线y=与x轴、y轴分别交于A、B两点,P是以C(0,1)为圆心,1为半径的圆上一动点,连接PA、PB.则△PAB面积的最小值是 .
16.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,AB=4.若动点D在线段AC上(不与点A、C重合),过点D作DE⊥AC交AB边于点E.点A关于点D的对称点为点F,以FC为半径作⊙C,当DE= 时,⊙C与直线AB相切.
17.如图,点A的坐标是(a,0)(a<0),点C是以OA为直径的⊙B上一动点,点A关于点C的对称点为P.当点C在⊙B上运动时,所有这样的点P组成的图形与直线y=﹣x﹣1有且只有一个公共点,则a的值等于 .
18.如图,一次函数y=﹣x+a(a>0)的图象与坐标轴交于A,B两点,以坐标原点O为圆心,半径为2的⊙O与直线AB相离,则a的取值范围是 .
三.解答题(共5小题)
19.如图,AB为⊙O的直径,C为⊙O上一点,D为的中点.过点D作直线AC的垂线,垂足为E,连接OD.
(1)求证:∠A=∠DOB;
(2)DE与⊙O有怎样的位置关系?请说明理由.
20.如图,△ABC内接于⊙O,AB是⊙O的直径,AC=CE,连接AE交BC于点D,延长DC至F点,使CF=CD,连接AF.
(1)判断直线AF与⊙O的位置关系,并说明理由.
(2)若AC=10,tan∠CAE=,求AE的长.
21.如图,四边形ABCD内接于⊙O,AC为⊙O的直径,D为的中点,过点D作DE∥AC,交BC的延长线于点E.
(1)判断DE与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若⊙O的半径为5,AB=8,求CE的长.
22.如图,⊙O是△ABC的外接圆,∠BAC的平分线交⊙O于点D,交BC于点E,过点D作直线DF∥BC.
(1)判断直线DF与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若AB=6,AE=,CE=,求BD的长.
23.如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,以AB为直径作⊙O,点D为⊙O上一点,且CD=CB,连接DO并延长交CB的延长线于点E.
(1)判断直线CD与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若BE=2,DE=4,求圆的半径及AC的长.
参考答案
一.选择题(共8小题)
1.解:∵⊙O的直径为10,
∴⊙O的半径为5,
∵圆心O到直线l的距离为3,
∵5>3,即:d<r,
∴直线l与⊙O的位置关系是相交.
故选:B.
2.解:∵⊙O的直径为7,
∴半径r=3.5,
∵圆心O到直线l的距离为3,即d=3,
∴d<r
∴直线l与⊙O的位置关系是相交.
故选:C.
3.解:∵x2﹣5x﹣6=0
∴x1=﹣1,x2=6
∵⊙O的半径为一元二次方程x2﹣5x﹣6=0的根,
∴r=6
∵d<r
∴直线l与⊙O的位置关系是相交
故选:A.
4.解:∵直线y=x+2与x轴、y轴分别相交于A,B两点,
圆心P的坐标为(1,0),
∴A点的坐标为:(﹣2,0),
B点的坐标为:(0,2),
∴AB=2,
将圆P沿x轴向左移动,当圆P与该直线相切于C1时,P1C1=1,
根据△AP1C1∽△ABO,
∴==,
∴AP1=,
∴P1的坐标为:(﹣2+,0),
将圆P沿x轴向左移动,当圆P与该直线相切于C2时,P2C2=1,
根据△AP2C2∽△ABO,
∴==,
∴AP2=,
P2的坐标为:(﹣2﹣,0),
从﹣2﹣到﹣2+,整数点有﹣1,﹣2,﹣3,故横坐标为整数的点P的个数是,3个.
故选:B.
5.解:如图,
①当∠A为直角时,过点A作垂线与直线的交点W(﹣6,4),
②当∠B为直角时,过点B作垂线与直线的交点S(2,),
③若∠C为直角,
则点C在以线段AB为直径、AB中点E(﹣2,0)为圆心、4为半径的圆与直线的交点上.
在直线中,当x=0时y=2,即Q(0,2),
当y=0时x=6,即点P(6,0),
则PQ==4,
过AB中点E(﹣2,0),作EF⊥直线l于点F,
则∠EFP=∠QOP=90°,
∵∠EPF=∠QPO,
∴△EFP∽△QOP,
∴=,即=,
解得:EF=4,
∴以线段AB为直径、E(﹣2,0)为圆心的圆与直线恰好有一个交点.
所以直线上有一点C满足∠ACB=90°.
综上所述,使△ABC是直角三角形的点C的个数为3,
故选:C.
6.解:如图所示,∵点P的坐标为(1,0),⊙P与y轴相切于点O,
∴⊙P的半径是1,
若⊙P与AB相切时,设切点为D,由点A(﹣3,0),点B(0,),
∴OA=3,OB=,由勾股定理得:AB=2,∠DAM=30°,
设平移后圆与直线AB第一次相切时圆心为M(即对应的P′),
∴MD⊥AB,MD=1,又因为∠DAM=30°,
∴AM=2,M点的坐标为(﹣1,0),即对应的P′点的坐标为(﹣1,0),
同理可得圆与直线第二次相切时圆心N的坐标为(﹣5,0),
所以当⊙P′与直线l相交时,横坐标为整数的点P′的横坐标可以是﹣2,﹣3,﹣4共三个.故选:C.
7.解:由题意可得,当AD与⊙C相切时,△ABE的面积最大,此时点D在D1的位置,如下图所示,
连接CD1,则∠CD1A=90°,
∴△CD1A∽△OE1A,
∴=
∵OA=3,AC=6,CD1=3,
∴AD1==3,
∴OE1=,
∴=×(3+)×3=,
故选:B.
8.解:如图所示,当AB与⊙O相切时,有一个公共点,设这个公共点为G,连接OG,则OG⊥CD,
这时OG=2,∠OCD=45°,
sin45°=,
OC==2,
即x=2,
如果直线AB在第二象限与圆相切,这时同理可求得x=﹣2,
∴x的取值范围是﹣2≤x≤2,
故选:D.
二.填空题(共10小题)
9.解:∵⊙O的半径为5,
∵圆心O到直线l的距离为5,
∴d=r,
∴直线l与⊙O的位置关系是相切;
故答案为:相切.
10.解:∵圆的直径为13 cm,
∴圆的半径为6.5 cm,
∵圆心到直线的距离6cm,
∴圆的半径>圆心到直线的距离,
∴直线与圆相交,
故答案为:相交.
11.解:作PA⊥x轴,连接OP,如图,
∵点P的坐标为(1,2),
∴OA=1,PA=2,
∴OP=,
∴当以点P为圆心,r为半径的圆P与坐标轴有四个交点时,r的取值范围为r>2且r≠.
故答案为:r>2且r≠.
12.解:当以点C为圆心,r为半径的圆与斜边AB只有一个公共点时,
过点C作CD⊥AB于点D,
∵AC=3,BC=4.,
∴AB=5,
∴CD×AB=AC×BC,
∴CD=r=,
当直线与圆如图所示也可以有一个交点,
∴3<r≤4,
故答案为:3<r≤4或r=.
13.解:若直线与半圆只有一个交点,则有两种情况:直线和半圆相切于点C或从直线过点A开始到直线过点B结束(不包括直线过点A).
直线y=x+t与x轴所形成的锐角是45°.
当直线和半圆相切于点C时,则OC垂直于直线,∠COD=45°.
又OC=1,则CD=OD=,即点C(﹣,),
把点C的坐标代入直线解析式,得
t=y﹣x=,
当直线过点A时,把点A(﹣1,0)代入直线解析式,得t=y﹣x=1.
当直线过点B时,把点B(1,0)代入直线解析式,得t=y﹣x=﹣1.
即当t=或﹣1≤t<1时,直线和圆只有一个公共点;
故答案为t=或﹣1≤t<1.
14.解:∵△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,
∴AB===5,
分两种情况:
①当DN与⊙M相切时,则∠NDA=90°,
∵CN=AM=t,
∴AN=4﹣t,AD=2t,
∵∠A=∠A,∠NDA=∠ACB=90°,
∴△ADN∽△ACB,
∴=,即=,
∴t=;
∴当0<t≤时,⊙M与DN只有一个交点;
②当DN⊥AC时,则∠DNA=90°,
∵CN=AM=t,
∴AN=4﹣t,AD=2t,
∵∠A=∠A,∠DNA=∠ACB=90°,
∴△AND∽△ACB,
∴=,即=,
解得:t=,
∵0<t≤2.5,
∴<t≤;
综上所述,t的取值范围为0<t≤或<t≤;
故答案为:0<t≤或<t≤.
15.解:过C作CM⊥AB于M,连接AC,MC的延长线交⊙C于N,
则由三角形面积公式得,×AB×CM=×OA×BC,
∴5×CM=16,
∴CM=,
∴圆C上点到直线y=x﹣3的最小距离是 ﹣1=,
∴△PAB面积的最小值是 ×5×=,
故答案是:.
16.解:过C作CH⊥AB于H,
∵∠ACB=90°,BC=2,AB=4,AC=6,
∴由三角形面积公式得:BC AC=AB CH,
CH=3,
分为两种情况:①如图1,
∵CF=CH=3,
∴AF=6﹣3=3,
∵A和F关于D对称,
∴DF=AD=,
∵DE∥BC,
∴△ADE∽△ACB,
∴,
∴,
DE=
②如图2,∵CF=CH=3,
∴AF=6+3=9,
∵A和F关于D对称,
∴DF=AD=4.5,
∵DE∥BC,
∴△ADE∽△ACB,
∴,
∴,
DE=;
故答案为:或
17.解:如图,连接BC,OP,设直线y=﹣x﹣1交x轴于点E(﹣3,0),交y轴于点F(0,﹣1),
∵AC=CP,AB=OB,
∴OP=2BC=﹣a,
∴点P的运动轨迹是以O为圆心﹣a为半径的圆,当⊙O与直线y=﹣x﹣1相切时,点P组成的图形与直线y=﹣x﹣1有且只有一个公共点,设切点为G,连接OG.
在Rt△EOF中,∵OG⊥EF,EF==, OE OF= EF OG,
∴OG=,
∴a=﹣,
故答案为:﹣.
18.解:当y=0时,﹣x+a=0,解得x=2a,则A(2a,0),
当x=0时,y=﹣x+a=a,则B(0,a),
在Rt△ABO中,AB=a,
过O点作OH⊥AB于H,如图,
∵ OH AB= OB OA,
∴OH=,
∵半径为2的⊙O与直线AB相离,
所以OH>2,即a>2,
所以a>,
故答案为a>.
三.解答题(共5小题)
19.(1)证明:连接OC,
∵D为的中点,
∴=,
∴∠BOD=BOC,
∵∠BAC=BOC,
∴∠A=∠DOB;
(2)解:DE与⊙O相切,
理由:∵∠A=∠DOB,
∴AE∥OD,
∵DE⊥AE,
∴OD⊥DE,
∴DE与⊙O相切.
20.解:(1)直线AF是⊙O的切线,理由是:
∵AB为⊙O直径,
∴∠ACB=90°,
∴AC⊥BC,
∵CF=CD,
∴∠CAF=∠EAC,
∵AC=CE,
∴∠E=∠EAC,
∵∠B=∠E,
∴∠B=∠FAC,
∵∠B+∠BAC=90°,
∴∠FAC+∠BAC=90°,
∴OA⊥AF,
又∵点A在⊙O上,
∴直线AF是⊙O的切线;
(2)过点C作CM⊥AE,
∵tan∠CAE=,
∴=,
∵AC=10,
∴设CM=3x,则AM=4x,
在Rt△ACM中,根据勾股定理,CM2+AM2=AC2,
∴(3x)2+(4x)2=100,
解得x=2,
∴AM=8,
∵AC=CE,
∴AE=2AM=2×8=16.
21.解:(1)DE与⊙O相切,
理由:连接OD,
∵AC为⊙O的直径,
∴∠ADC=90°,
∵D为的中点,
∴=,
∴AD=CD,
∴∠ACD=45°,
∵O是AC的中点,
∴∠ODC=45°,
∵DE∥AC,
∴∠CDE=∠DCA=45°,
∴∠ODE=90°,
∴DE与⊙O相切;
(2)∵⊙O的半径为5,
∴AC=10,
∴AD=CD=5,
∵AC为⊙O的直径,
∴∠ABC=90°,
∵AB=8,
∴BC=6,
∵∠BAD=∠DCE,
∵∠ABD=∠CDE=45°,
∴△ABD∽△CDE,
∴=,
∴=,
∴CE=.
22.解:(1)DF与⊙O相切,
理由:连接OD,
∵∠BAC的平分线交⊙O于点D,
∴∠BAD=∠CAD,
∴=,
∴OD⊥BC,
∵DF∥BC,
∴OD⊥DF,
∴DF与⊙O相切;
(2)∵∠BAD=∠CAD,∠ADB=∠C,
∴△ABD∽△AEC,
∴,
∴=,
∴BD=.
23.(1)证明:连接OC.
∵CB=CD,CO=CO,OB=OD,
∴△OCB≌△OCD(SSS),
∴∠ODC=∠OBC=90°,
∴OD⊥DC,
∴DC是⊙O的切线;
(2)解:设⊙O的半径为r.
在Rt△OBE中,∵OE2=EB2+OB2,
∴(4﹣r)2=r2+22,
∴r=1.5,
∵tan∠E==,
∴=,
∴CD=BC=3,
在Rt△ABC中,AC===3.
∴圆的半径为1.5,AC的长为3.