沪教版九年级数学下册同步练习 27.5圆与圆的位置关系(分层练习)(原卷版+解析)

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名称 沪教版九年级数学下册同步练习 27.5圆与圆的位置关系(分层练习)(原卷版+解析)
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版本资源 沪教版
科目 数学
更新时间 2024-03-05 20:15:07

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27.5圆与圆的位置关系(分层练习)
【夯实基础】
一.选择题(共16小题)
1.(2023 嘉定区二模)如果两圆的圆心距为3,其中一个圆的半径长为3,那么这两个圆的位置关系不可能是(  )
A.两圆内切 B.两圆内含 C.两圆外离 D.两圆相交
2.(2023 黄浦区二模)已知⊙O1与⊙O2的直径长4厘米与8厘米,圆心距为2厘米,那么这两圆的位置关系是(  )
A.内含 B.内切 C.相交 D.外切
3.(2023 松江区校级模拟)已知△ABC,AB=10cm,BC=6cm,以点B为圆心,以BC为半径画圆⊙B,以点A为圆心,半径为r,画圆⊙A.已知⊙A与⊙B外离,则r的取值范围为(  )
A..0<r≤4 B..0≤r≤4 C..0<r<4 D..0≤r<4
4.(2023 上海模拟)如图,在边长为1的正方形ABCD中,点O在对角线BD上,且⊙O与边AD、CD相切.点P是⊙O与线段OB的交点,如果⊙P是既与⊙O内切,又与正方形ABCD的两条边相切,那么关于⊙O的半径r的方程是(  )
A.2r+r cos45°=1 B.2r+2r cos45°=1
C.3r+r cos45°=1 D.3r+2r cos45°=1
5.(2023春 普陀区校级期中)如图,已知∠POQ=30°,点A、B在射线OQ上(点A在点O、B之间),半径长为2的⊙A与直线OP相切,半径长为5的⊙B与⊙A内含,那么OB的取值范围是(  )
A.4<OB<7 B.5<OB<7 C.4<OB<9 D.2<OB<7
6.(2023春 普陀区校级期中)已知点A(4,0),B(0,3),如果⊙A的半径为2,⊙B的半径为7,则两圆的位置关系是(  )
A.外离 B.外切 C.内切 D.内含
7.(2023 黄浦区校级二模)如果⊙O1与⊙O2内含,O1O2=4,⊙O1的半径是3,那么⊙O2的半径可以是(  )
A.5 B.6 C.7 D.8
8.(2023春 虹口区校级期中)已知⊙A与⊙B外切,⊙C与OA、⊙B都内切,且AB=7,AC=8,BC=9,那么⊙C的半径长是(  )
A.12 B.11 C.10 D.9
9.(2023春 黄浦区期中)如果两圆的直径长分别为4与6,圆心距为2,那么这两个圆的位置关系是(  )
A.内含 B.内切 C.外切 D.相交
10.(2023 徐汇区模拟)已知两圆相交,当每个圆的圆心都在在另一个圆的圆外时,我们称此两圆的位置关系为“外相交”.已知两圆“外相交”,且半径分别为2和5,则圆心距的取值可以是(  )
A.4 B.5 C.6 D.7
11.(2023春 徐汇区校级期中)已知半径分别是3和5的两个圆没有公共点,那么这两个圆的圆心距d的取值范围是(  )
A.d>2 B.d>8 C.0≤d<2 D.d>8或0≤d<2
12.(2023春 虹口区期中)已知圆O1、圆O2的半径不相等,圆O1的半径长为5,若圆O2上的点A满足AO1=5,则圆O1与圆O2的位置关系是(  )
A.相交或相切 B.相切或相离 C.相交或内含 D.相切或内含
13.(2023 宝山区模拟)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=5,BC=3,DE∥BC,且AD=2CD,则以点C为圆心、DC长为半径的圆C和以点E为圆心、EB长为半径的圆E的位置关系是(  )
A.外离 B.相交 C.外切 D.不能确定
14.(2023 上海)如图,长方形ABCD中,AB=4,AD=3,圆B半径为1,圆A与圆B内切,则点C、D与圆A的位置关系是(  )
A.点C在圆A外,点D在圆A内
B.点C在圆A外,点D在圆A外
C.点C在圆A上,点D在圆A内
D.点C在圆A内,点D在圆A外
15.(2023 长宁区二模)如果两个圆相交,且其中一个圆的圆心在另一个圆的圆内时,我们称此两圆的位置关系为“内相交”.如图1,已知△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,点O在边AC上.如果⊙C与直线AB相切,以OA为半径的⊙O与⊙C“内相交”,那么OA的长度可以是(  )
A. B. C. D.
16.(2023 金山区校级模拟)已知⊙O的半径OA长为3,点B在线段OA上,且OB=2,如果⊙B与⊙O有公共点,那么⊙B的半径r的取值范围是(  )
A.r≥1 B.r≤5 C.1<r<5 D.1≤r≤5
二.填空题(共8小题)
17.(2023 嘉定区二模)已知圆O1与圆O2外切,其中圆O2的半径是4cm,圆心距O1O2=6cm,那么圆O1的半径是    cm.
18.(2023春 杨浦区校级月考)如图,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,⊙C与AB相切,若⊙A与⊙C相交,则⊙A半径r的取值范围是    .
19.(2023春 静安区期中)如图,∠MON=30°,P是∠MON的平分线上一点,PQ∥ON交OM于点Q,以P为圆心,半径为8的圆与ON相切,如果以Q为圆心,半径为r的圆与⊙P相交,那么r的取值范围是    .
20.(2023春 金山区月考)已知一个圆的半径长为3,另一个圆的半径长r的取值范围为0<r<6.如果两个圆的圆心距为3,那么这两个圆的公共点的个数为    .
21.(2023 杨浦区三模)如图,已知在等边△ABC中,AB=4,点P在边BC上,如果以线段PB为半径的⊙P与以边AC为直径的⊙O外切,那么⊙P的半径长是   .
22.(2023 普陀区二模)已知等腰三角形ABC中,AB=AC,BC=6,以A为圆心2为半径长作⊙A,以B为圆心BC为半径作⊙B,如果⊙A与⊙B内切,那么△ABC的面积等于   .
23.(2023 静安区二模)如果⊙O1与⊙O2相交,⊙O1的半径是5,O1O2=3,那么⊙O2的半径r的取值范围是   .
24.(2023 上海模拟)在平面直角坐标系中,我们把半径相等且外切、连心线与直线y=x平行的两个圆,称之为“孪生圆”;已知圆A的圆心为(﹣2,3),半径为,那么圆A的所有“孪生圆”的圆心坐标为   .
【能力提升】
一.选择题(共8小题)
1.(2023 浦东新区二模)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=7,点D在边BC上,CD=3,⊙A的半径长为3,⊙D与⊙A相交,且点B在⊙D外,那么⊙D的半径长r可能是(  )
A.r=1 B.r=3 C.r=5 D.r=7
2.(2023 崇明区二模)Rt△ABC中,已知∠C=90°,BC=3,AC=4,以点A、B、C为圆心的圆分别记作圆A、圆B、圆C,这三个圆的半径长都是2,那么下列结论中,正确的是(  )
A.圆A与圆C相交 B.圆B与圆C外切
C.圆A与圆B外切 D.圆A与圆B外离
3.(2023 普陀区二模)已知⊙O1和⊙O2,⊙O1的半径长为10厘米,当两圆外切时,两圆的圆心距为25厘米,如果两圆的圆心距为15厘米时,那么此时这两圆的位置关系是(  )
A.内含 B.内切 C.相交 D.外离
4.(2023春 浦东新区校级期中)如图,矩形ABCD中,AB=4,AD=3,已知⊙B半径长为1,如果⊙A与⊙B内切,那么下列判断中,正确的是(  )
A.点C在⊙A外,点D在⊙A内 B.点C在⊙A外,点D在⊙A外
C.点C在⊙A上,点D在⊙A内 D.点C在⊙A内,点D在⊙A外
5.(2023春 松江区校级期中)对于命题:①如果一个圆上所有的点都在另一个圆的内部,那么这两个圆内含;②如果一个圆上所有的点都在另一个圆的外部,那么这两个圆外离.
下列判断正确的是(  )
A.①是真命题,②是假命题 B.①是假命题,②是真命题
C.①、②都是真命题 D.①、②都是假命题
6.(2023 嘉定区三模)已知点A(4,0),B(0,3),如果⊙A的半径为2,⊙B的半径为7,那么⊙A与⊙B的位置关系(  )
A.内切 B.外切 C.内含 D.外离
7.(2023 上海模拟)已知⊙A、⊙B、⊙C的半径分别为2、3、4,且AB=5,AC=6,BC=6,那么这三个圆的位置关系(  )
A.⊙A与⊙B、⊙C外切,⊙B与⊙C相交
B.⊙A与⊙B、⊙C相交,⊙B与⊙C外切
C.⊙B与⊙A、⊙C外切,⊙A与⊙C相交
D.⊙B与⊙A、⊙C相交,⊙A与⊙C外切
8.(2023 闵行区二模)如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=BC,AB=8,点P在边AB上,⊙P的半径为3,⊙C的半径为2,如果⊙P和⊙C相交,那么线段AP长的取值范围是(  )
A.0<AP<8 B.1<AP<5 C.1<AP<7 D.4<AP<8
二.填空题(共7小题)
9.(2023春 普陀区校级期中)已知两圆的半径长分别为1和3,两圆的圆心距为d,如果两圆没有公共点,那么d的取值范围是    .
10.(2023春 浦东新区校级期中)半径分别为3cm与cm的⊙O1与⊙O2相交于A、B两点,如果公共弦AB=4cm,那么圆心距O1O2的长为   cm.
11.(2023 浦东新区模拟)已知在平面直角坐标系xOy中,点A的坐标为(3,4),以2为半径的圆A与以r为半径的圆O相交,那么圆O的半径r的取值范围是   .
12.(2023 浦东新区校级二模)已知两圆半径分别为3和5,圆心距为d,若两圆没有交点,则d的取值范围是   .
13.(2023 浦东新区模拟)在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=6,BC=8.分别以点A、C为圆心画圆,如果点B在⊙A上,⊙C与⊙A相交,且点A在⊙C外,那么⊙C的半径长r的取值范围是   .
14.(2023春 徐汇区校级月考)若两个圆的圆心距为1.5,而两个圆的半径是方程4x2﹣20x+21=0的两个实数根,则这两个圆的位置关系是   .
15.(2023春 静安区校级月考)如图,⊙A和⊙B的半径分别为5和1,AB=3,点O在直线AB上,⊙O与⊙A、⊙B都内切,那么⊙O半径是   .
三.解答题(共2小题)
16.(2023 宝山区二模)已知:如图,⊙O与⊙P相切于点A,如果过点A的直线BC交⊙O于点B,交⊙P于点C,OD⊥AB于点D,PE⊥AC于点E.
求:(1)求的值;
(2)如果⊙O和⊙P的半径比为3:5,求的值.
17.(2023秋 金山区期末)已知:如图,⊙O1与⊙O2外切于点T,经过点T的直线与⊙O1、⊙O2分别相交于点A和点B.
(1)求证:O1A∥O2B;
(2)若O1A=2,O2B=3,AB=7,求AT的长.
27.5圆与圆的位置关系(分层练习)
【夯实基础】
一.选择题(共16小题)
1.(2023 嘉定区二模)如果两圆的圆心距为3,其中一个圆的半径长为3,那么这两个圆的位置关系不可能是(  )
A.两圆内切 B.两圆内含 C.两圆外离 D.两圆相交
分析:画出图形即可判断.
【解答】解:两圆的圆心距为3,其中一个圆的半径长为3,则另一圆的圆心在前一圆上,如图:
两圆位置可能是:内切、内含及相交,但不能是外离,
故选:C.
【点评】本题考查两圆的位置关系,画出图形是关键.
2.(2023 黄浦区二模)已知⊙O1与⊙O2的直径长4厘米与8厘米,圆心距为2厘米,那么这两圆的位置关系是(  )
A.内含 B.内切 C.相交 D.外切
分析:根据圆与圆的位置关系即可求出答案.
【解答】解:由题意可知:r1=2,r2=4,
圆心距d=2,
∴d=r2﹣r1,
∴两圆相内切,
故选:B.
【点评】本题考查圆与圆的位置关系,解题的关键是正确运用圆心距与两圆半径的数量关系来判断,本题属于基础题型.
3.(2023 松江区校级模拟)已知△ABC,AB=10cm,BC=6cm,以点B为圆心,以BC为半径画圆⊙B,以点A为圆心,半径为r,画圆⊙A.已知⊙A与⊙B外离,则r的取值范围为(  )
A..0<r≤4 B..0≤r≤4 C..0<r<4 D..0≤r<4
分析:设⊙B半径为Rcm,则R=6cm,根据两圆外离的条件得到AB>r+R,从而得到r的范围.
【解答】解:设⊙B半径为Rcm,则R=BC=6cm,
∵⊙A与⊙B外离,
∴AB>r+R,
∴r<AB﹣R,
即r<4,
∵r>0,
∴0<r<4.
故选:C.
【点评】本题考查圆与圆的位置关系:两圆的圆心距为d、两圆的半径分别为R,r,两圆外离 d>R+r;两圆外切 d=R+r;两圆相交 R﹣r<d<R+r(R≥r);两圆内切 d=R﹣r(R>r);两圆内含 d<R﹣r(R>r).
4.(2023 上海模拟)如图,在边长为1的正方形ABCD中,点O在对角线BD上,且⊙O与边AD、CD相切.点P是⊙O与线段OB的交点,如果⊙P是既与⊙O内切,又与正方形ABCD的两条边相切,那么关于⊙O的半径r的方程是(  )
A.2r+r cos45°=1 B.2r+2r cos45°=1
C.3r+r cos45°=1 D.3r+2r cos45°=1
分析:先画出符合题意的图形,过点P作PM⊥CD于点M,过点O作ON⊥PM于点N,过点O作OQ⊥CD于点Q,由此可得△OPN是等腰直角三角形,四边形ONMQ是矩形,根据三角形函数和线段的和差计算可得出结论.
【解答】解:如图,由内切的定义可知,⊙P的半径为2r,
过点P作PM⊥CD于点M,过点O作ON⊥PM于点N,过点O作OQ⊥CD于点Q,
∴四边形ONMQ为矩形,
∴ON=QM,
∵OP=r,∠OPN=45°,
∴ON=r cos45°,
∵DQ+QM+CM=1,
∴r+r cos45°+2r=1,即3r+r cos45°=1,
故选:C.
【点评】本题主要考查圆的相关计算,涉及内切的定义,切线的定义及性质,等腰直角三角形的性质与判定,矩形的性质与判定等相关知识,解题关键是画出符合题意的图形.
5.(2023春 普陀区校级期中)如图,已知∠POQ=30°,点A、B在射线OQ上(点A在点O、B之间),半径长为2的⊙A与直线OP相切,半径长为5的⊙B与⊙A内含,那么OB的取值范围是(  )
A.4<OB<7 B.5<OB<7 C.4<OB<9 D.2<OB<7
分析:作半径AD,根据直角三角形30度角的性质得:OA=4,再确认⊙B与⊙A内切时,OB的长,可得结论.
【解答】解:设⊙A与直线OP相切时切点为D,连接AD,
∴AD⊥OP,
∵∠O=30°,AD=2,
∴OA=4,
当⊙B与⊙A相内切时,设切点为C,如图,
∵BC=5,
∴OB=OA+AB=4+5﹣2=7;
∴⊙B与⊙A内含,那么OB的取值范围是:4<OB<7,
故选:A.
【点评】本题考查了圆和圆的位置关系、切线的性质、勾股定理,熟练掌握圆和圆内含和相切的关系是关键,还利用了数形结合的思想,通过图形确定OB的取值范围.
6.(2023春 普陀区校级期中)已知点A(4,0),B(0,3),如果⊙A的半径为2,⊙B的半径为7,则两圆的位置关系是(  )
A.外离 B.外切 C.内切 D.内含
分析:求出AB=5,根据圆心距=半径之差,即可判断.
【解答】解:∵点A(4,0),B,0,3),
∴AB==5,
⊙A的半径为2,⊙B的半径为7,
∴半径差为:7﹣2=5,
∴这两圆的位置关系是:内切.
故选:C.
【点评】此题考查了圆与圆的位置关系.注意掌握两圆位置关系与圆心距d,两圆半径R,r的数量关系间的联系是解此题的关键.
7.(2023 黄浦区校级二模)如果⊙O1与⊙O2内含,O1O2=4,⊙O1的半径是3,那么⊙O2的半径可以是(  )
A.5 B.6 C.7 D.8
分析:首先由题意知⊙O1与⊙O2两圆内含,则知两圆圆心距d<R﹣r,分两种情况进行讨论.
【解答】解:根据题意两圆内含,
故知r﹣3>4,
解得r>7.
故选:D.
【点评】本题考查了由数量关系来判断两圆位置关系的方法.两圆外离,则P>R+r;外切,则P=R+r;相交,则R﹣r<P<R+r;内切,则P=R﹣r;内含,则P<R﹣r.
8.(2023春 虹口区校级期中)已知⊙A与⊙B外切,⊙C与OA、⊙B都内切,且AB=7,AC=8,BC=9,那么⊙C的半径长是(  )
A.12 B.11 C.10 D.9
分析:如图,设⊙A,⊙B,⊙C的半径为x,y,z.构建方程组即可解决问题.
【解答】解:如图,设⊙A,⊙B,⊙C的半径为x,y,z.
由题意:,
解得,
故选:A.
【点评】本题考查两圆的位置关系,解题的关键是学会利用参数构建方程组解决问题,属于中考常考题型.
9.(2023春 黄浦区期中)如果两圆的直径长分别为4与6,圆心距为2,那么这两个圆的位置关系是(  )
A.内含 B.内切 C.外切 D.相交
分析:根据数量关系来判断两圆的位置关系.设两圆的半径分别为R和r,且R≥r,圆心距为d:外离,则d>R+r;外切,则d=R+r;相交,则R﹣r<d<R+r;内切,则d=R﹣r;内含,则d<R﹣r.
【解答】解:∵两圆半径之差=3﹣2=1=圆心距,
∴两个圆的位置关系是内切.
故选:D.
【点评】本题考查了由两圆位置关系的知识点,利用了两圆内切时,圆心距等于两圆半径的差求解.
10.(2023 徐汇区模拟)已知两圆相交,当每个圆的圆心都在在另一个圆的圆外时,我们称此两圆的位置关系为“外相交”.已知两圆“外相交”,且半径分别为2和5,则圆心距的取值可以是(  )
A.4 B.5 C.6 D.7
分析:先利用两圆相交的判定方法得到3<d<7,再根据“外相交”的定义得到d>2且d>5,然后根据写出满足所有不等式的公共部分即可.
【解答】解:∵⊙O1、⊙O2相交,
∴5﹣2<d<5+2,即3<d<7,
∵两圆“外相交”,
∴d>2且d>5,
∴两圆的圆心距d的取值范围为5<d<7.
∴两圆“外相交”时的圆心距d的取值范围是5<d<7.
故选C.
【点评】本题考查了圆与圆的位置关系:设两圆的圆心距为d,两圆半径分别为R、r,当两圆外离 d>R+r;两圆外切 d=R+r;两圆相交 R﹣r<d<R+r(R≥r);两圆内切 d=R﹣r(R>r);两圆内含 d<R﹣r(R>r).
11.(2023春 徐汇区校级期中)已知半径分别是3和5的两个圆没有公共点,那么这两个圆的圆心距d的取值范围是(  )
A.d>2 B.d>8 C.0≤d<2 D.d>8或0≤d<2
分析:没有公共点的两个圆的位置关系,应该是内含和外离,外离,则d>R+r;内含,则d<R﹣r.
【解答】解:没有公共点的两个圆的位置关系,应该是内含和外离,
当内含时,这两个圆的圆心距d的取值范围是d<R﹣r,即d<2;
当外离时,这两个圆的圆心距d的取值范围是d>R+r,即d>8.
故选:D.
【点评】本题难度中等,主要是考查圆与圆的位置关系与数量关系间的联系.
12.(2023春 虹口区期中)已知圆O1、圆O2的半径不相等,圆O1的半径长为5,若圆O2上的点A满足AO1=5,则圆O1与圆O2的位置关系是(  )
A.相交或相切 B.相切或相离 C.相交或内含 D.相切或内含
分析:根据圆与圆的五种位置关系,分类讨论.
【解答】解:当两圆外切时,切点A能满足AO1=5,当两圆相交时,交点A能满足AO1=5,
当两圆内切时,切点A能满足AO1=5,
所以,两圆相交或相切.
故选:A.
【点评】本题考查了由数量关系来判断两圆位置关系的方法.
13.(2023 宝山区模拟)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=5,BC=3,DE∥BC,且AD=2CD,则以点C为圆心、DC长为半径的圆C和以点E为圆心、EB长为半径的圆E的位置关系是(  )
A.外离 B.相交 C.外切 D.不能确定
分析:根据勾股定理得到AC==4,根据相似三角形的性质得到BE=,CD=,DE=2,求得CE===,于是得到结论.
【解答】解:∵∠C=90°,AB=5,BC=3,
∴AC==4,
∵DE∥BC,
∴△ADE∽△ACB,
∴==,
∵AD=2CD,
∴=,
∴BE=,CD=,DE=2,
∴CE===,
∵BE+CD=>,
∴以点C为圆心、DC长为半径的圆C和以点E为圆心、EB长为半径的圆E的位置关系是相交,
故选:B.
【点评】本题考查了圆与圆的位置关系,相似三角形的判定和性质,勾股定理,熟练掌握勾股定理是解题的关键.
14.(2023 上海)如图,长方形ABCD中,AB=4,AD=3,圆B半径为1,圆A与圆B内切,则点C、D与圆A的位置关系是(  )
A.点C在圆A外,点D在圆A内
B.点C在圆A外,点D在圆A外
C.点C在圆A上,点D在圆A内
D.点C在圆A内,点D在圆A外
分析:两圆内切,圆心距等于半径之差的绝对值,得圆A的半径等于5,由勾股定理得AC=5,由点与圆的位置关系,可得结论.
【解答】解:两圆内切,圆心距等于半径之差的绝对值,
设圆A的半径为R,
则:AB=R﹣1,
∵AB=4,圆B半径为1,
∴R=5,即圆A的半径等于5,
∵AB=4,BC=AD=3,由勾股定理可知AC=5,
∴AC=5=R,AD=3<R,
∴点C在圆上,点D在圆内,
故选:C.
【点评】本题考查了点与圆的位置关系、圆与圆的位置关系、勾股定理,熟练掌握点与圆的位置关系是关键,还利用了数形结合的思想,通过图形确定圆的位置.
15.(2023 长宁区二模)如果两个圆相交,且其中一个圆的圆心在另一个圆的圆内时,我们称此两圆的位置关系为“内相交”.如图1,已知△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,点O在边AC上.如果⊙C与直线AB相切,以OA为半径的⊙O与⊙C“内相交”,那么OA的长度可以是(  )
A. B. C. D.
分析:根据勾股定理求得AB=5,两个三角形面积公式求得CD,即可得出⊙C的半径,根据“内相交”的定义得出<OA<,即可得出结论.
【解答】解:△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,
∴AB=5,
作CD⊥AB于D,以C为圆心,以CD为半径的圆C与直线AB相切于D,
∴CD是⊙C半径,
∵AC BC=,即= CD,
∴CD=,
∴⊙C的半径为,
∵4﹣=,4+=,
∴<OA<,
故选:B.
【点评】本题考查了圆与圆的位置关系,勾股定理的应用,三角形的面积,求得⊙C的半径是解题的关键.
16.(2023 金山区校级模拟)已知⊙O的半径OA长为3,点B在线段OA上,且OB=2,如果⊙B与⊙O有公共点,那么⊙B的半径r的取值范围是(  )
A.r≥1 B.r≤5 C.1<r<5 D.1≤r≤5
分析:求得⊙B内切于⊙O时⊙B的半径和⊙O内切于⊙B时⊙B的半径,根据图形即可求得.
【解答】解:如图,当⊙B内切于⊙O时,⊙B的半径为3﹣2=1,
当⊙O内切于⊙B时,⊙B的半径为3+2=5,
∴如果⊙B与⊙O有公共点,那么⊙B的半径r的取值范围是1≤r≤5,
故选:D.
【点评】本题考查了圆与圆的位置关系,注意掌握数形结合思想的应用.
二.填空题(共8小题)
17.(2023 嘉定区二模)已知圆O1与圆O2外切,其中圆O2的半径是4cm,圆心距O1O2=6cm,那么圆O1的半径是  2 cm.
分析:利用两圆外切的性质解答即可.
【解答】解:设圆O1的半径是rcm,
∵圆O1与圆O2外切,圆O2的半径是4cm,圆心距O1O2=6cm,
∴4+r=6,
∴r=2.
故答案为:2.
【点评】本题主要考查了相切两圆的性质,利用外切两圆的圆心距等于两圆半径之和列出关系式是解题的关键.
18.(2023春 杨浦区校级月考)如图,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,⊙C与AB相切,若⊙A与⊙C相交,则⊙A半径r的取值范围是  1.6<r<6.4 .
分析:过C点作CD⊥AB于D点,如图,利用勾股定理计算出AB=5,则利用面积法得到OH=2.4,再根据切线的性质得到OH为⊙的半径,即⊙O的半径为2.4,然后利用两圆相交的性质得到r﹣2.4<4<2.4+r,最后解不等式即可.
【解答】解:过C点作CD⊥AB于D点,如图,
∵∠C=90°,AC=4,BC=3,
∴AB==5,
∵OH AB=OA OB,
∴OH==2.4,
∵⊙C与AB相切,
∴OH为⊙的半径,即⊙O的半径为2.4,
∵⊙A与⊙C相交,
∴r﹣2.4<4<2.4+r,
解得1.6<r<6.4.
故答案为:1.6<r<6.4.
【点评】本题考查了相交两圆的性质:相交两圆的连心线(经过两个圆心的直线),垂直平分两圆的公共弦.若两圆半径为R、r,圆心距为d,两圆相交,则R﹣r<d<R+r(R>r).
19.(2023春 静安区期中)如图,∠MON=30°,P是∠MON的平分线上一点,PQ∥ON交OM于点Q,以P为圆心,半径为8的圆与ON相切,如果以Q为圆心,半径为r的圆与⊙P相交,那么r的取值范围是  8<r<24 .
分析:过点P作PA⊥OM于点A.根据题意首先判定OM是切线,根据切线的性质得到PA=8.由角平分线的性质和平行线的性质判定直角△APQ中含有30度角,则由“30度角所对的直角边是斜边的一半”得到PQ的长度;然后根据圆与圆的位置关系求得r的取值范围.
【解答】解:如图,过点P作PA⊥OM于点A.
∵圆P与ON相切,设切点为B,连接PB.
∴PB⊥ON.
∵OP是∠MON的角平分线,
∴PA=PB.
∴PA是半径,
∴OM是圆P的切线.
∵∠MON=30°,OP是∠MON的角平分线,
∴∠1=∠2=15°.
∵PQ∥ON,
∴∠3=∠2=15°.
∴∠4=∠1+∠3=30°.
∵PA=8,
∴PQ=2PA=16.
∴r最小值=16﹣8=8,r最大值=16+8=24.
∴r的取值范围是8<r<24.
故答案为:8<r<24.
【点评】考查了圆与圆的位置关系,切线的判定与性质,若出现圆的切线,必连过切点的半径,构造定理图,得出垂直关系.简记作:见切点,连半径,见垂直.
20.(2023春 金山区月考)已知一个圆的半径长为3,另一个圆的半径长r的取值范围为0<r<6.如果两个圆的圆心距为3,那么这两个圆的公共点的个数为  2 .
分析:根据数量关系确定它们的位置关系,再根据位置关系确定交点个数.
【解答】∵一个圆的半径长为3,另一个圆的半径长r的取值范围为0<r<6,
∴两圆相交,
∴两圆有两个公共点.
故答案为:2.
【点评】本题考查了圆与圆的位置关系,解题的关键是将数量关系转化为位置关系.
21.(2023 杨浦区三模)如图,已知在等边△ABC中,AB=4,点P在边BC上,如果以线段PB为半径的⊙P与以边AC为直径的⊙O外切,那么⊙P的半径长是  .
分析:由等边三角形的性质和直角三角形的性质可求CH,OH,由勾股定理可求解.
【解答】解:如图,连接OP,过点O作OH⊥BC于P,
在等边△ABC中,AB=4,
∴AC=BC=AB=4,∠ACB=60°,
∵点O是AC的中点,
∴AO=OC=2,
∵以线段PB为半径的⊙P与以边AC为直径的⊙O外切,
∴PO=2+BP,
∵OH⊥BC,
∴∠COH=30°,
∴HC=1,OH=,
∵OP2=OH2+PH2,
∴(2+BP)2=3+(4﹣1﹣BP)2,
∴BP=,
故答案为.
【点评】本题考查了圆与圆的位置关系,等边三角形的性质,勾股定理等知识,灵活运用这些性质解决问题是本题的关键.
22.(2023 普陀区二模)已知等腰三角形ABC中,AB=AC,BC=6,以A为圆心2为半径长作⊙A,以B为圆心BC为半径作⊙B,如果⊙A与⊙B内切,那么△ABC的面积等于 3 .
分析:根据两圆内切的性质求出AB,根据勾股定理求出AD,根据三角形的面积公式计算,得到答案.
【解答】解:∵⊙A的半径为2,⊙B的半径为6,⊙A与⊙B内切,
∴AB=6﹣2=4,
过点A作AD⊥BC于D,
则BD=BC=3,
由勾股定理得,AD===,
∴△ABC的面积=×6×=3,
故答案为:3.
【点评】本题考查的是圆与圆的位置关系、等腰三角形的性质,掌握两圆内切 d=R﹣r是解题的关键.
23.(2023 静安区二模)如果⊙O1与⊙O2相交,⊙O1的半径是5,O1O2=3,那么⊙O2的半径r的取值范围是 2<r<8 .
分析:根据数量关系与两圆位置关系的对应情况求得,两圆相交,则R﹣r<d<R+r.
【解答】解:∵两圆相交,
∴圆心距的取值范围是|5﹣r|<3<5+r,
即2<r<8.
故答案为:2<r<8.
【点评】本题考查了由数量关系来判断两圆位置关系的方法.外离,则P>R+r;外切,则P=R+r;相交,则R﹣r<P<R+r;内切,则P=R﹣r;内含,则P<R﹣r.
(P表示圆心距,R,r分别表示两圆的半径).
24.(2023 上海模拟)在平面直角坐标系中,我们把半径相等且外切、连心线与直线y=x平行的两个圆,称之为“孪生圆”;已知圆A的圆心为(﹣2,3),半径为,那么圆A的所有“孪生圆”的圆心坐标为 (﹣4,1),(0,5) .
分析:如图,与⊙A外切半径相等且连心线与直线y=x平行的两个圆分别为⊙B,⊙C,运用两圆外切的性质和点的坐标特点,运用数形结合求出图形中AE、BE、AF、CF的长,进而得到两圆心的坐标.
【解答】解:点A的坐标为(﹣2,3过点A的直线与y=x平行并过点A,
∴过点A的直线与y=x平行,
∴过点A的直线与两坐标轴围成等腰直角三角形,
∴与⊙A外切半径相等且连心线与直线y=x平行的两个圆分别为⊙B,⊙C
如图,△AEB△AFC都是等腰直角三角形,AB=AC=2,∴AE=BE=AF=CF=2,
∴C(﹣4,1),B(0,5).
故答案为:(﹣4,1),(0,5)
【点评】本题主要考查了两圆外切的性质,点的坐标特征,等腰直角三角形,熟练的运用数形结合思想是解决问题的关键.
【能力提升】
一.选择题(共8小题)
1.(2023 浦东新区二模)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=7,点D在边BC上,CD=3,⊙A的半径长为3,⊙D与⊙A相交,且点B在⊙D外,那么⊙D的半径长r可能是(  )
A.r=1 B.r=3 C.r=5 D.r=7
分析:连接AD交⊙A于E,根据勾股定理求出AD,求出DE和DB,再根据相交两圆的性质和点与圆的位置关系得出r的范围即可.
【解答】解:连接AD交⊙A于E,如图1,
在Rt△ACD中,由勾股定理得:AD===5,
则DE=AD﹣AE=5﹣3=2,
∵BC=7,CD=3,
∴BD=7﹣3=4,
∴要使⊙D与⊙A相交,且点B在⊙D外,必须2<r<4,
即只有选项B符合题意;
故选:B.
【点评】本题考查了相交两圆的性质,点与圆的位置关系,勾股定理等知识点,能熟记相交两圆的性质和点与圆的位置关系的内容是解此题的关键.
2.(2023 崇明区二模)Rt△ABC中,已知∠C=90°,BC=3,AC=4,以点A、B、C为圆心的圆分别记作圆A、圆B、圆C,这三个圆的半径长都是2,那么下列结论中,正确的是(  )
A.圆A与圆C相交 B.圆B与圆C外切
C.圆A与圆B外切 D.圆A与圆B外离
分析:根据已知条件画出图形即可得出三个圆的位置关系.
【解答】解:根据题意作图如下:
∴圆A与圆C外切,圆A与圆C外离,圆B与圆C相交,
故选:D.
【点评】本题主要考查圆与圆的位置关系,根据题意画出图象是解题的关键.
3.(2023 普陀区二模)已知⊙O1和⊙O2,⊙O1的半径长为10厘米,当两圆外切时,两圆的圆心距为25厘米,如果两圆的圆心距为15厘米时,那么此时这两圆的位置关系是(  )
A.内含 B.内切 C.相交 D.外离
分析:根据圆心距在两圆半径差和两圆半径和之间,故判断出两圆相交.
【解答】解:∵⊙O1的半径长为10厘米,当两圆外切时,两圆的圆心距为25厘米,
∴⊙O2的半径为15厘米,
∵15﹣10<15<15+10,
∴两圆的位置关系是相交,
故选:C.
【点评】本题主要考查圆与圆的位置关系,熟练掌握两圆的圆心距大小和两圆的位置之间的关系是解题的关键.
4.(2023春 浦东新区校级期中)如图,矩形ABCD中,AB=4,AD=3,已知⊙B半径长为1,如果⊙A与⊙B内切,那么下列判断中,正确的是(  )
A.点C在⊙A外,点D在⊙A内 B.点C在⊙A外,点D在⊙A外
C.点C在⊙A上,点D在⊙A内 D.点C在⊙A内,点D在⊙A外
分析:求出⊙A的半径为5,根据AD=3,AC=5即可作出判断.
【解答】解:如图,连接AC,
∵⊙A与⊙B内切,⊙B的半径为1,AB=4,
∴⊙A的半径为5,
∵AD=3,DC=4,∠D=90°,
∴AC=5,
∴点D在⊙A内,点C在⊙A上.
故选:C.
【点评】本题考查了圆与圆的位置关系,解题的关键是求出⊙A的半径.
5.(2023春 松江区校级期中)对于命题:①如果一个圆上所有的点都在另一个圆的内部,那么这两个圆内含;②如果一个圆上所有的点都在另一个圆的外部,那么这两个圆外离.
下列判断正确的是(  )
A.①是真命题,②是假命题 B.①是假命题,②是真命题
C.①、②都是真命题 D.①、②都是假命题
分析:根据两圆的位置关系、直线和圆的位置关系判断即可.
【解答】解:①如果一个圆上所有的点都在另一个圆的内部,那么这两个圆内含,是真命题;
②如果第一个圆上的点都在第二个圆的外部,那么这两个圆外离或内含,原命题是假命题;
故选:A.
【点评】本题考查的是命题的真假判断,正确的命题叫真命题,错误的命题叫做假命题.判断命题的真假关键是要熟悉课本中的性质定理.
6.(2023 嘉定区三模)已知点A(4,0),B(0,3),如果⊙A的半径为2,⊙B的半径为7,那么⊙A与⊙B的位置关系(  )
A.内切 B.外切 C.内含 D.外离
分析:求出AB=5,根据圆心距=半径之差,即可判断.
【解答】解:∵点A(4,0),B,0,3),
∴AB==5,
∵⊙A与⊙B的半径分别为:2与7,
∴半径差为:7﹣2=5,
∴这两圆的位置关系是:内切.
故选:A.
【点评】此题考查了圆与圆的位置关系.注意掌握两圆位置关系与圆心距d,两圆半径R,r的数量关系间的联系是解此题的关键.
7.(2023 上海模拟)已知⊙A、⊙B、⊙C的半径分别为2、3、4,且AB=5,AC=6,BC=6,那么这三个圆的位置关系(  )
A.⊙A与⊙B、⊙C外切,⊙B与⊙C相交
B.⊙A与⊙B、⊙C相交,⊙B与⊙C外切
C.⊙B与⊙A、⊙C外切,⊙A与⊙C相交
D.⊙B与⊙A、⊙C相交,⊙A与⊙C外切
分析:根据两圆的位置关系有:相离(d>R+r)、相切(d=R+r或d=R﹣r)、相交(R﹣r<d<R+r).进行逐一判断即可.
【解答】解:∵⊙A、⊙B、⊙C的半径分别为2、3、4,
AB=5=2+3,AC=6=2+4,BC=6<3+4,
根据圆与圆之间的位置关系可知:⊙A与⊙B、⊙C外切,⊙B与⊙C相交.
故选:A.
【点评】本题主要考查两圆的位置关系.两圆的位置关系有:相离(d>R+r)、相切(外切:d=R+r或内切:d=R﹣r)、相交(R﹣r<d<R+r).解决本题的关键是掌握相交两圆的性质.
8.(2023 闵行区二模)如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=BC,AB=8,点P在边AB上,⊙P的半径为3,⊙C的半径为2,如果⊙P和⊙C相交,那么线段AP长的取值范围是(  )
A.0<AP<8 B.1<AP<5 C.1<AP<7 D.4<AP<8
分析:先画出图形,假设相切的时候求出AP,结合相交,即可找到答案.
【解答】解:根据题意,画出两圆相切的图,作CD⊥AB于点D,如图所示:
∵∠ACB=90°,AC=BC,AB=8,CD⊥AB.
∴CD=DB=DA=4.
当两圆相切时,如图知道:CP=5,CH=5.
根据勾股定理可得:PD=DH=3.
∴图上有:AP=1,AH=7.
如果⊙P和⊙C相交,那么线段AP长的取值范围为:1<AP<7.
故选:C.
【点评】本题考查等腰三角形性质,圆与圆的位置关系知识,关键在于利用两圆相切求出AP的长度.属于基础题.
二.填空题(共7小题)
9.(2023春 普陀区校级期中)已知两圆的半径长分别为1和3,两圆的圆心距为d,如果两圆没有公共点,那么d的取值范围是  0≤d<2或d>4 .
分析:先确定两圆的位置关系再求范围.
【解答】解:∵两圆没有公共点,
∴两圆内含或外离.
当两圆内含时,0≤d<3﹣1=2,即0≤d<2,
当两圆外离时,d>1+3=4,
∴d的取值范围是:0≤d<2或d>4.
故答案为:0≤d<2或d>4.
【点评】本题考查两圆的位置关系,掌握各位置关系的条件是求解本题的关键.
10.(2023春 浦东新区校级期中)半径分别为3cm与cm的⊙O1与⊙O2相交于A、B两点,如果公共弦AB=4cm,那么圆心距O1O2的长为 2或4 cm.
分析:利用连心线垂直平分公共弦的性质,构造直角三角形利用勾股定理及有关性质解题.
【解答】解:如图,∵⊙O1与⊙O2相交于A、B两点,
∴O1O2⊥AB,且AD=BD;
又∵AB=4厘米,
∴AD=2厘米,
∴在Rt△AO1D中,根据勾股定理知O1D=1厘米;
在Rt△AO2D中,根据勾股定理知O2D=3厘米,
∴O1O2=O1D+O2D=4厘米;
同理知,当小圆圆心在大圆内时,解得O1O2=3厘米﹣1厘米=2厘米.
故答案是:4或2;
【点评】本题主要考查了圆与圆的位置关系,勾股定理等知识点.注意,解题时要分类讨论,以防漏解.
11.(2023 浦东新区模拟)已知在平面直角坐标系xOy中,点A的坐标为(3,4),以2为半径的圆A与以r为半径的圆O相交,那么圆O的半径r的取值范围是 3<r<7 .
分析:作直线OA,交⊙A于B,C,过A作AM⊥x轴于M,根据勾股定理求出OA,求出OB和OC,再根据两圆相交得出答案即可.
【解答】解:如图,作直线OA,交⊙A于B,C,过A作AM⊥x轴于M,
∵点A的坐标为(3,4),
∴AM=4,OM=3,
由勾股定理得:OA==5,
∵⊙A的半径是2,
∴OB=5﹣2=3,OC=5+2=7,
∵以2为半径的圆A与以r为半径的圆O相交,
∴3<r<7,
故答案为:3<r<7.
【点评】本题考查了坐标与图形性质,勾股定理,圆与圆的位置关系等知识点,能熟记圆与圆的位置关系的内容是解此题的关键.
12.(2023 浦东新区校级二模)已知两圆半径分别为3和5,圆心距为d,若两圆没有交点,则d的取值范围是 d>8或0≤d<2 .
分析:根据两圆没有交点,得到两圆的位置关系为外离或内含,确定出d的范围即可.
【解答】解:∵两圆半径分别为3和5,圆心距为d,且两圆没有交点,
∴两圆外离或内含,
∴d>3+5或0≤d<5﹣3,
解得:d>8或0≤d<2.
故答案为:d>8或0≤d<2.
【点评】此题考查了圆与圆的位置关系,弄清圆与圆的位置关系与d,R,r之间的关系是解本题的关键.
13.(2023 浦东新区模拟)在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=6,BC=8.分别以点A、C为圆心画圆,如果点B在⊙A上,⊙C与⊙A相交,且点A在⊙C外,那么⊙C的半径长r的取值范围是 4<r<10 .
分析:根据勾股定理求出斜边AC,根据点和圆的位置关系求出⊙A的半径,再求出⊙C的半径即可.
【解答】解:在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=6,BC=8,由勾股定理得:AC==10,
∵点B在⊙A上,
∴⊙A的半径是6,
设⊙A交AC于D,则AD=6,CD=10﹣6=4,
∵点A在⊙C外,
∴⊙C的半径小于10,
即r的取值范围是4<r<10,
故答案为:4<r<10.
【点评】本题考查了圆与圆的位置关系,点和圆的位置关系,勾股定理等知识点,能求出两圆的半径是解此题的关键.
14.(2023春 徐汇区校级月考)若两个圆的圆心距为1.5,而两个圆的半径是方程4x2﹣20x+21=0的两个实数根,则这两个圆的位置关系是 内含 .
分析:由两圆的半径分别是方程4x2﹣20x+21=0的两根,利用因式分解法即可求得两圆的半径,又由两圆的圆心距为1.5,即可求得这两个圆的位置关系.
【解答】解:∵4x2﹣20x+21=0,
∴(2x﹣3)(2x﹣7)=0,
解得:x1=1.5,x2=3.5,
∴两圆的半径分别是1.5,3.5,
∵两圆的圆心距等于1.5,
∴这两个圆的位置关系是:内含.
故答案为内含.
【点评】此题考查了圆与圆的位置关系与一元二次方程的解法.此题难度不大,解题的关键是掌握两圆位置关系与圆心距d,两圆半径R,r的数量关系间的联系得出两圆位置关系.
15.(2023春 静安区校级月考)如图,⊙A和⊙B的半径分别为5和1,AB=3,点O在直线AB上,⊙O与⊙A、⊙B都内切,那么⊙O半径是 1.5或4.5 .
分析:根据两圆内切时圆心距=两圆半径之差的绝对值,分两种情况求解即可.
【解答】解:设⊙O半径是R,根据题意,分两种情况:
①如图1,OA=5﹣R,OB=R﹣1,
∵OA=AB+OB,
∴5﹣R=3+R﹣1,
解得R=1.5;
②如图2,OA=5﹣R,OB=R﹣1,
∵OA=OB﹣AB,
∴5﹣R=R﹣1﹣3,
解得R=4.5.
故答案为1.5或4.5.
【点评】本题主要考查了圆与圆的位置关系,解此题的关键是熟练掌握由数量关系来判断两圆位置关系的方法.设两圆的半径分别为R和r,且R≥r,圆心距为P;外离P>R+r;外切P=R+r;相交R﹣r<P<R+r;内切P=R﹣r;内含P<R﹣r.
三.解答题(共2小题)
16.(2023 宝山区二模)已知:如图,⊙O与⊙P相切于点A,如果过点A的直线BC交⊙O于点B,交⊙P于点C,OD⊥AB于点D,PE⊥AC于点E.
求:(1)求的值;
(2)如果⊙O和⊙P的半径比为3:5,求的值.
分析:(1)根据垂径定理得出AD=AB,AE=AC,即可求出答案;
(2)根据等腰三角形的性质和对顶角相等得出∠OBA=∠PCA,求出△OOA∽△CPA,根据相似三角形的性质得出即可.
【解答】解:(1)∵OD⊥AB,PE⊥AC,OD过O,PE过P,
∴AD=AB,AE=AC,
∴;
(2)连接OP,OP必过切点A,连接OB、CP,
∵OB=OA,PA=PC,
∴∠OBA=∠OAB=∠PAC=∠PCA,
即∠OBA=∠PCA,∠BAO=∠PAC,
∴△OOA∽△CPA,
∴=,
∵⊙O和⊙P的半径比为3:5,即=,
∴=.
【点评】本题考查了垂径定理,等腰三角形的性质,相似三角形的性质和判定,相切两圆的性质等知识点,能综合运用知识点进行推理是解此题的关键.
17.(2023秋 金山区期末)已知:如图,⊙O1与⊙O2外切于点T,经过点T的直线与⊙O1、⊙O2分别相交于点A和点B.
(1)求证:O1A∥O2B;
(2)若O1A=2,O2B=3,AB=7,求AT的长.
分析:(1)联结O1O2,即O1O2为连心线,欲证明O1A∥O2B,只需推知∠A=∠B;
(2)利用(1)中的结论,结合平行线截线段成比例得到,通过计算求得AT的值.
【解答】(1)证明:联结O1O2,即O1O2为连心线,
又∵⊙O1与⊙O2外切于点T,
∴O1O2经过点T.
∵O1A=O1T,O2B=O2T.
∴∠A=∠O1TA,∠B=∠O2TB.
∵∠O1TA=∠O2TB,
∴∠A=∠B.
∴O1A∥O2B;
(2)∵O1A∥O2B,
∴.
∵O1A=2,O2B=3,AB=7,
∴,
解得:.
【点评】此题考查了相切两圆的性质,平行线的判定与性质,作出相应的辅助线是解本题的关键.