第2章 直线与圆的位置关系 单元专项巩固提升卷(原卷版 解析版)

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名称 第2章 直线与圆的位置关系 单元专项巩固提升卷(原卷版 解析版)
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文件大小 4.7MB
资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 数学
更新时间 2025-03-14 20:10:07

文档简介

中小学教育资源及组卷应用平台
直线与圆的位置关系 单元专项巩固提升卷
(考试时间:120分钟 满分:120分)
一、选择题(本大题有10个小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的4个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.已知⊙O的半径为6cm,圆心O到直线a的距离为6cm,则直线a与⊙O的位置关系是(  )
A.相交 B.相切 C.相离 D.无法判断
2.如图,在△ABC中,AB=AC,∠B=30°,以点A为圆心,以3cm为半径作⊙A.若BC与⊙A相切,则AB的长为(  )cm.
A.3 B.3 C.6 D.2
3.如图,△ABC是⊙O的内接三角形,∠C=70°,过点A的圆的切线交射线BO于点P,则∠P的度数是(  )
A.40° B.45° C.50° D.60°
4.如图,在 中, , 于D,⊙O为 的内切圆,设⊙O的半径为R,AD的长为h,则 的值为(  )
A. B. C. D.
5.如图,在 中,AB是直径,AC是弦,过点C的切线与AB的延长线交于点D,若 ,则 的大小为
A. B. C. D.
6.如图,AB为⊙O的切线,切点为B,连接AO,AO与⊙O交于点C,BD为⊙O的直径,连接CD.若∠A=30°,⊙O的半径为2,则图中阴影部分的面积为(  )
A. ﹣ B. ﹣2 C.π﹣ D. ﹣
7.如图,⊙O是△ABC的内切圆,切点分别相为点D、E、F,设△ABC的面积、周长分别为S、l,⊙O的半径为r,则下列等式:
①∠AED+∠BFE+∠CDF=180°;②S=l r;③2∠EDF=∠A+∠C;④2(AD+CF+BE)=l,其中成立的是(  )
A.①②③④ B.②③④ C.①③④ D.①②③
8.如图,正三角形的内切圆半径为1,那么这个正三角形的边长为(  )
A.2 B.3 C. D.
9.如图,不等边内接于,I是其内心,,,,内切圆半径为(  )
A.4 B. C. D.
10.在平面直角坐标系中,以点(3,-5)为圆心,r为半径的圆上有且仅有两点到x轴所在直线的距离等于1,则圆的半径r的取值范围是 (  )
A.r>4 B.0二、填空题(本大题有6个小题,每小题3分,共18分)
11.如图,CA是的切线,切点为,点在上.若,则的度数为   .
12.如图,已知的弦,以为一边作正方形,边与相切,切点为E,则半径为   
13.如图,切于点,交于点.若,,则线段的长为   .
14.如图,中,,为的角平分线,以点O为圆心,为半径作与边交于点D.若,,则   .
15.如图,△ABC,AC=3,BC=4,∠C=90°,⊙O为△ABC的内切圆,与三边的切点分别为D、E、F,则⊙O的面积为   (结果保留π)
16.如图,将矩形的边翻折到,使点的对应点在边上,再将边翻折到,且点的对应点为的内心,则   .
三、综合题(本大题有9个小题,每小题8分,共72分,要求写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.如图,AB与相切于点B,BC为的直径,为上的一点,且.AD,BC的延长线相交于点,连接OA.
(1)求证:AD是的切线;
(2)若,求的半径.
18.如图,点是的边上一点,与边相切于点,与边、分别相交于点、,且.
(1)求证:;
(2)当,时,求的长.
19.如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O分别交AC,BC于点D,E,过点B作⊙O的切线,交AC的延长线于点F.
(1)求证:∠CBF= ∠CAB;
(2)若CD=2, ,求FC的长.
20.如图,直线AD经过⊙O上的点A,△ABC为⊙O的内接三角形,并且∠CAD=∠B.
(1)判断直线AD与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若∠CAD=30°,⊙O的半径为1,求图中阴影部分的面积.(结果保留π)
21.如图,在△ABC中,AB=AC,以AC为直径的⊙O交BC于点D,交AB于点E,过点D作DF⊥AB,垂足为F,连接DE.
(1)求证:直线DF与⊙O相切;
(2)若AE=7,BC=6,求BE的长.
22.已知⊙O的直径为10,点A、点B、点C在⊙O上,∠CAB的平分线交⊙O于点D.
(1)如图①,若BC为⊙O的直径,AB=6,求AC,BD的长;
(2)如图②,若∠CAB=60°,CF⊥BD,①求证:CF是⊙O的切线;②求由弦CD、CB以及弧DB围成图形的面积.
23.如图,方格纸中每个小方格都是边长为1个单位长度的正方形,△ABC的顶点和点O均在网格图的格点上,将△ABC绕点O逆时针旋转90°,得到△A1B1C1.
(1)请画出△A1B1C1;
(2)以点O为圆心, 为半径作⊙O,请判断直线AA1与⊙O的位置关系,并说明理由.
24.如图,中,,以为直径的分别交边于点,过点作的切线交的延长线于点.
(1)求证:;
(2)若,,求和的长.
25.如图,△ABC为圆O的内接三角形,BD为⊙O的直径,AB=AC,AD交BC于E,AE=2,ED=4.
(1)求证:△ABE∽△ADB,并求AB的长;
(2)延长DB到F,使BF=BO,连接FA,那么直线FA与⊙O相切吗?为什么?
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直线与圆的位置关系 单元专项巩固提升卷
(考试时间:120分钟 满分:120分)
一、选择题(本大题有10个小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的4个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.已知⊙O的半径为6cm,圆心O到直线a的距离为6cm,则直线a与⊙O的位置关系是(  )
A.相交 B.相切 C.相离 D.无法判断
【答案】B
【解析】【解答】解:设圆心O到直线a的距离为d,则d=6 cm
∵⊙O的半径为6 cm,
即半径=d=6 cm,
∴直线a与⊙O的位置关系是相切.
故答案为:B.
【分析】由⊙O的半径为6cm,圆心O到直线a的距离d=6cm,根据直线与圆的位置关系判定方法:当d>r时,直线与圆相离,当d<r时,直线与圆相交,当d=r时,直线与圆相切,即可判断.
2.如图,在△ABC中,AB=AC,∠B=30°,以点A为圆心,以3cm为半径作⊙A.若BC与⊙A相切,则AB的长为(  )cm.
A.3 B.3 C.6 D.2
【答案】C
【解析】【解答】解:设BC与⊙A的切点为D,连接AD,
则AD⊥BC,
在Rt△ABD中,∠B=30°,
∴AB=2AD=6(cm).
故答案为:C.
【分析】设BC与⊙A的切点为D,连接AD,则AD⊥BC,然后根据含30°角的直角三角形的性质进行求解.
3.如图,△ABC是⊙O的内接三角形,∠C=70°,过点A的圆的切线交射线BO于点P,则∠P的度数是(  )
A.40° B.45° C.50° D.60°
【答案】C
【解析】【解答】解:如下图,连接OA,
由圆周角定理得,∠AOB=2∠C=140°,
∴∠AOP=40°,
∵AP是⊙O的切线,
∴∠OAP=90°,
∴∠P=90°-40°=50°,
故答案为:C.
【分析】根据题意,连接OA,根据圆周角定理得到∠AOB=2∠C=140°,再根据切线的性质及三角形内角和定理即可得到∠P的度数.
4.如图,在 中, , 于D,⊙O为 的内切圆,设⊙O的半径为R,AD的长为h,则 的值为(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】【解答】解:如图,令 分别与 的三边切于P,Q,T,连接


=
=
又∵

又∵




故答案为:B.
【分析】如图,令 分别与 的三边切于P,Q,T,连接 ,得出 ,由 ,可求出,从而得出结论.
5.如图,在 中,AB是直径,AC是弦,过点C的切线与AB的延长线交于点D,若 ,则 的大小为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】【解答】解:∵OA=OC,∠A=25°,
∴∠A=∠OCA=25°,
∴∠DOC=∠A+∠OCA=50°,
∵CD是⊙O的切线,
∴OC⊥CD,
∴∠OCD=90°,
∴∠D=90°-∠DOC=40°,
故答案为:B.
【分析】由OA=OC,∠A=25°,推出∠A=∠OCA=25°,推出∠DOC=∠A+∠OCA=50°,由CD是⊙O的切线,推出OC⊥CD,推出∠OCD=90°,推出∠D=90°-∠DOC=40°.
6.如图,AB为⊙O的切线,切点为B,连接AO,AO与⊙O交于点C,BD为⊙O的直径,连接CD.若∠A=30°,⊙O的半径为2,则图中阴影部分的面积为(  )
A. ﹣ B. ﹣2 C.π﹣ D. ﹣
【答案】A
【解析】【解答】如图,过O作OE CD于点E
AB是⊙O的切线
∠ABO=90°
∠A=30°
∠AOB=60°
∠COD=120°
OC=OD=2
OE=1,CD=2DE=
故答案为:A
【分析】过O作OE CD于点E,由圆的切线的性质可得∠ABO=90°,结合已知由三角形内角和定理可求得∠AOB=60°,根据邻补角的性质得∠COD=120°,然后由扇形的面积=和阴影部分的面积的构成得S阴影=S扇形COD-S△COD可求解.
7.如图,⊙O是△ABC的内切圆,切点分别相为点D、E、F,设△ABC的面积、周长分别为S、l,⊙O的半径为r,则下列等式:
①∠AED+∠BFE+∠CDF=180°;②S=l r;③2∠EDF=∠A+∠C;④2(AD+CF+BE)=l,其中成立的是(  )
A.①②③④ B.②③④ C.①③④ D.①②③
【答案】A
【解析】【解答】解:连接OD、OE、OF、AO、BO、CO
∠AED+∠BFE+∠CDF=180°,故①正确;
故②正确;
∴在四边形BFOE中有
故③正确;
⊙O是△ABC的内切圆
∴AD=AE,BE=BF,CD=CF
∴2(AD+CF+BE)=l
故④正确.
故答案为:A.
【分析】连接OD、OE、OF、AO、BO、CO,由等腰三角形的性得∠1=∠2,∠3=∠4,∠5=∠6,结合内角和定理得∠1+∠2+∠5=90°,由切线性质得∠AED+∠1=90°,∠BFE+∠5=90°,∠CDF+∠3=90°,据此判断①;由图形得S△ABC=S△AOB+S△BOC+S△AOC结合三角形的面积公式可判断②;易得∠ABC+∠EOF=180°,由圆周角定理可得∠EOF=2∠EDF,然后在△ABC中,利用内角和定理可得∠EOF=∠BAC+∠BCA,据此判断③;根据切线长定理可得AD=AE,BE=BF,CD=CF,据此判断④.
8.如图,正三角形的内切圆半径为1,那么这个正三角形的边长为(  )
A.2 B.3 C. D.
【答案】D
【解析】【解答】如图,⊙O是△ABC的内切圆,⊙O切AB于F,切AC于E,切BC于D,
连接AD,OB,则AD过O(因为等边三角形的内切圆的圆心再角平分线上,也在底边的垂直平分线上),
∵△ABC是等边三角形,
∴∠ABC=60 ,
∵⊙O是△ABC的内切圆,
∴∠OBC= ∠ABC=30 ,
∵⊙O切BC于D,
∴∠ODB=90 ,
∵OD=1,
∴OB=2,
由勾股定理得:BD= = ,
同理求出CD= ,
即BC=2 .
故答案为:D.
【分析】标注A、B、C点,连接AD,OB,则AD过O,求出∠OBD=30°,求出OB,根据勾股定理求出BD,同法求出CD,求出BC即可.
9.如图,不等边内接于,I是其内心,,,,内切圆半径为(  )
A.4 B. C. D.
【答案】A
【解析】【解答】解:延长 交 于点 ,连接 , 交 于点 ,
则: ,
∵I是 内心,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
即: ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
过点 作 ,
则: ,
又∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵I是 内心,
∴ ,
∴ ,
如图2:过点 作 ,连接 ,设 ,则: ,
则: ,
即: ,
解得: ,
∴ ;

设 的半径为
则:
∴ ,
即: ,
解得: ;
故答案为:A.
【分析】延长BI交⊙O于点D,连接OB、OD、AI,OD交AC于点E,由圆周角定理可得∠DAC=∠DBC,由内心的概念可得∠ABD=∠DBC,∠CAI=∠BAI,则∠DAC=∠DBA,根据角的和差关系可得∠DAI=∠AID,推出AD=DI,由等腰三角形的性质可得DI=BI,则AD=BI,过点I作IG⊥BC,IM⊥AC,IN⊥AB,利用AAS证明△AED≌△BGI,得到BG=AE=7,则CG=BC-BG=6,由内心的概念可得CM=CG=6,BN=BG=7,AN=AM=8,AB=AN+BN=15,过点C作CH⊥AB,连接IC,设AH=x,则BH=15-x,由勾股定理可得x的值,然后求出CH,设半径为r,则IG=IM=IN=r,然后根据三角形的面积公式进行计算.
10.在平面直角坐标系中,以点(3,-5)为圆心,r为半径的圆上有且仅有两点到x轴所在直线的距离等于1,则圆的半径r的取值范围是 (  )
A.r>4 B.0【答案】D
【解析】【分析】根据题意可知,本题其实是利用圆与直线y=1和直线y=-1之间的位置关系来求得半径r的取值范围,根据相离时半径小于圆心到直线的距离,相交时半径大于圆心到直线的距离即可求得r的范围。
【解答】根据题意可知到x轴所在直线的距离等于1的点的集合分别是直线y=1和直线y=-1,
若以点(3,-5)为圆心,r为半径的圆上有且仅有两点到x轴所在直线的距离等于1,
那么该圆与直线y=-1必须是相交的关系,与直线y=1必须是相离的关系,
所以r的取值范围是|-5|-|-1|<r<|-5|+1,
即4<r<6.
故选D.
【点评】解决本题要认真分析题意,理清其中的数量关系.看似求半径与x轴之间的关系,其实是利用圆与直线y=1和直线y=-1之间的位置关系来求得半径r的取值范围。
二、填空题(本大题有6个小题,每小题3分,共18分)
11.如图,CA是的切线,切点为,点在上.若,则的度数为   .
【答案】106°
【解析】【解答】解:因为CA为⊙O的切线,
所以OA⊥AC,
所以∠OAC=90°.
因为∠CAB=53°,
所以∠OAB=90°-53°=37°,
因为OA=OB,
所以∠OAB=∠B.
所以∠AOB=180°-2×37°=106°.
故答案为:106°
【分析】本题考查切线的性质,等腰三角形的性质,三角形的内角和.根据CA为⊙O的切线,利用圆的切线垂直于过切点的半径,所以OA⊥AC,据此可得:∠OAC=90°,通过计算可得:∠OAB=37°,再根据半径相等,利用等边对等角可得:∠OAB=∠B,利用三角形的内角和定理可求出∠AOB.
12.如图,已知的弦,以为一边作正方形,边与相切,切点为E,则半径为   
【答案】
【解析】【解答】解:连接并延长,交于F,连接,如图,
∵CD与圆O相切于点E,
∴OE⊥CD,即∠DEF=90°,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠D=∠DAF=90°,
∴四边形ADEF是矩形,
∴EF=AD=6,∠AFE=90°,
∴AF=AB=3,
设的半径为r,则,
在中,,即
解得:,
即圆的半径为,
故答案为:.
【分析】连接EO并延长,交AB于F,连接OA,由切线的性质得∠DEF=90°,由正方形的性质得∠D=∠DAF=90°,由有三个角是直角的四边形是矩形得四边形ADEF是矩形,得EF=AD=6,∠AFE=90°,由垂径定理得AF=AB=3,设的半径为r,则,由勾股定理列式可求出.
13.如图,切于点,交于点.若,,则线段的长为   .
【答案】4
【解析】【解答】解:如图,连接,
∵切于A点,
∴,

在中,,,
∴,
∴,
∴.
故答案为:4.
【分析】本题考查圆切线的性质,勾股定理.先根据圆切线的性质可推出,再利用勾股定理可求出半径OA,利用线段的运算可求出长.
14.如图,中,,为的角平分线,以点O为圆心,为半径作与边交于点D.若,,则   .
【答案】2
【解析】【解答】解:过O作于H,
∵,
∴,
∵为的角平分线,,
∴,
即为的半径,
∵,
∴为的切线;
设的半径为,则,
在中,
∵,
∴=,
∴=,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴,
在中,
∵,
∴,
∴.
故答案为:2.
【分析】过O作OH⊥AB于H,根据角平分线的性质可得OH=OC,推出AB为⊙O的切线,设半径为3x,则OH=OD=OC=3x,根据三角函数的概念可得AH=4x,由勾股定理可得AO=5x,则AO=OD+AD=3x=2,据此可得x的值,然后求出OA、OH、AC的值,再根据三角函数的概念进行计算.
15.如图,△ABC,AC=3,BC=4,∠C=90°,⊙O为△ABC的内切圆,与三边的切点分别为D、E、F,则⊙O的面积为   (结果保留π)
【答案】π
【解析】【解答】解:连接OE、OF,
∵AC=3,BC=4,∠C=90°,
∴AB=5,
∵⊙O为△ABC的内切圆,D、E、F为切点,
∴FB=DB,CE=CF,AD=AF,
OE⊥BC,OF⊥AC,
又∵∠C=90°,OF=OE,
∴四边形ECFO为正方形,
∴设OE=OF=CF=CE=x,
∴BE=4﹣x,FA=3﹣x;
∴DB=4﹣x,AD=3﹣x,
∴3﹣x+4﹣x=5,
解得:x=1,
则⊙O的面积为:π.
故答案为:π.
【分析】连接OE、OF,首先根据勾股定理算出AB的长,根据切线长定理得出FB=DB,CE=CF,AD=AF,OE⊥BC,OF⊥AC,进而判断出四边形ECFO为正方形,根据正方形的性质得出设OE=OF=CF=CE=x,进而判断出BE,FA,BD,AD,然后根据AB=AD+BD列出方程,求解得出x的值,最后根据圆的面积计算方法算出答案。
16.如图,将矩形的边翻折到,使点的对应点在边上,再将边翻折到,且点的对应点为的内心,则   .
【答案】4
【解析】【解答】解:作于点,作于点,则,
∴,
由翻折得,
,,
点为的内心,
,,
四边形是矩形,
∴,,
,,
,,
∴,




,,


设交于点,





,,


故答案为:4.
【分析】作于点,作于点,则,根据翻折和内心即可得到,,即可得到,然后根据AAS得到,即可得到,推出,根据正切得到,求出解题即可.
三、综合题(本大题有9个小题,每小题8分,共72分,要求写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.如图,AB与相切于点B,BC为的直径,为上的一点,且.AD,BC的延长线相交于点,连接OA.
(1)求证:AD是的切线;
(2)若,求的半径.
【答案】(1)证明:连接OD,
是的切线
,即
在和中
(SSS)
,又OD是的半径
是的切线.
(2)解:
设的半径为,在Rt中,

,解得
检验:当时,
是原方程的解.
的半径是.
【解析】【分析】(1)连接OD,根据切线的性质得到,即,进而根据三角形全等的判定与性质证明得到,从而根据切线的判定即可求解;
(2)先根据相似三角形的判定与性质证明得到,设的半径为,在Rt中,,进而运用余弦函数得到,从而即可列出分式方程,解方程即可得到r.
18.如图,点是的边上一点,与边相切于点,与边、分别相交于点、,且.
(1)求证:;
(2)当,时,求的长.
【答案】(1)证明:如图所示,连接,,







与边相切于点,



(2)解:在中,,设,则,根据勾股定理,
∵,
∴,即,,
∴,
设的半径为,则,
在中,,
,经检验,是上述分式方程的解,

∴.
【解析】【分析】(1)连接,,则可得到,即可证明,进而得到即可得到结论;
(2)先求出,再设的半径为,则有,然后在中,运用求出的值解题.
19.如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O分别交AC,BC于点D,E,过点B作⊙O的切线,交AC的延长线于点F.
(1)求证:∠CBF= ∠CAB;
(2)若CD=2, ,求FC的长.
【答案】(1)证明:∵AB为⊙O的直径,
∴∠AEB=90°.
∴∠BAE+∠ABC=90°,
∵AB=AC,
∴∠BAE=∠EAC= ∠CAB.
∵BF为⊙O的切线,
∴∠ABC+∠CBF=90°.
∴∠BAE=∠CBF.
∴∠CBF= ∠CAB.
(2)解:连接BD,
∵AB为⊙O的直径,
∴∠ADB=90°.
∵∠DBC=∠DAE,
∴∠DBC=∠CBF.
∵tan∠CBF= .
∴tan∠DBC= .
∵CD=2,
∴BD=4.
设AB=x,则AD= ,
在RtΔABD中,∠ADB=90°,由勾股定理得x=5.
∴AB=5,AD=3.
∵∠ABF=∠ADB=90°,∠BAF=∠BAF.
∴ΔABD∽ΔAFB.
∴ .
∴AF= .
∴FC=AF-AC= .
【解析】【分析】(1)利用等腰三角形的性质易证∠BAE=∠EAC= ∠CAB,由弦切角定理可得∠BAE=∠CBF,即可证明.(2)连接BD,由∠DBC=∠CBF.得到tan∠DBC= .得出BD=4.设AB=x,则AD= ,在RtΔABD中,根据勾股定理求得AB=5,证明ΔABD∽ΔAFB,根据相似三角形的性质即可求解.
20.如图,直线AD经过⊙O上的点A,△ABC为⊙O的内接三角形,并且∠CAD=∠B.
(1)判断直线AD与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若∠CAD=30°,⊙O的半径为1,求图中阴影部分的面积.(结果保留π)
【答案】(1)解:直线AD与⊙O的位置关系是相切,
理由是:作直径AE,连接CE,
∵AE为直径,
∴∠ACE=90°,
∴∠E+∠EAC=90°,
∵∠B=∠DAC,∠B=∠E,
∴∠E=∠DAC,
∴∠EAC+∠DAC=90°,
即OA⊥AD,
∵OA过O,
∴直线AD与⊙O的位置关系是相切;
(2)解:连接OC,过O作OF⊥AC于F,
则∠OFA=90,
∵∠CAD=30°,∠DAO=90°,
∴∠OAC=60°,
∵OC=OA=1,
∴△OAC是等边三角形,
∴AC=OA=1,∠AOC=60°,
∵OA=OC,OF⊥AC,
∴AF=FC= ,
由勾股定理得:OF= ,
∴阴影部分的面积为:
【解析】【分析】(1)作直径AE,连接CE,求出∠OAD=90°,根据切线的判定得出即可;(2)求出△OAC是等边三角形,再分别求出△OAC和扇形OCA的面积,即可得出答案.
21.如图,在△ABC中,AB=AC,以AC为直径的⊙O交BC于点D,交AB于点E,过点D作DF⊥AB,垂足为F,连接DE.
(1)求证:直线DF与⊙O相切;
(2)若AE=7,BC=6,求BE的长.
【答案】(1)证明:连结OD,如图,
∵AB=AC,
∴∠B=∠C,
∵OC=OD,
∴∠1=∠C,
∴∠1=∠B,
∴OD∥AB,
∵DF⊥AB,
∴DF⊥OD,
∴直线DF与⊙O相切
(2)解:∵OD∥AB,
而OA=OC,
∴BD=CD=3,
∵∠BED=∠ACB,∠DBE=∠ABC,
∴△BDE∽△BAC,
∴BE:BC=BD:BA,即BE:6=3:(BE+7),
整理得BE2+7BE﹣18=0,解得BE=2或BE=﹣9(舍去),
即BE的长为2.
【解析】【分析】(1)连结OD,如图,先证明OD∥AB,则由DF⊥AB可判断DF⊥OD,然后根据切线的判定定理可得直线DF与⊙O相切;(2)先确定BD=CD=3,再证明△BDE∽△BAC,则利用相似比得到BE:6=3:(BE+7),然后解关于BE的方程即可.
22.已知⊙O的直径为10,点A、点B、点C在⊙O上,∠CAB的平分线交⊙O于点D.
(1)如图①,若BC为⊙O的直径,AB=6,求AC,BD的长;
(2)如图②,若∠CAB=60°,CF⊥BD,①求证:CF是⊙O的切线;②求由弦CD、CB以及弧DB围成图形的面积.
【答案】(1)解:如图①,∵BC是⊙O的直径,
∴∠CAB=∠BDC=90°.
∵在直角△CAB中,BC=10,AB=6,
∴由勾股定理得到:AC= =8,
∵AD平分∠CAB,
∴ = ,
∴CD=BD.
在直角△BDC中,BC=10,CD2+BD2=BC2,
∴易求BD=CD=5
(2)证明:∵∠BAC=60°,AD平分∠CAB,
∴∠CAD=30°,
∴∠COD=60°,
∴△COD是等边三角形,
∴∠OCD=60°,
∵CF⊥BD,
∴∠CFD=90°,
∵∠CDF=∠CAB=60°,
∴∠FCD=30°,
∴∠OCF=∠OCD+∠DCF=90°,
∴OC⊥CF,
∴CF是⊙O的切线;
②连接OB,
∵∠BAD= BAC=30°,
∴∠BOD=60°,
∴∠ODB=∠COD=60°,
∴OC∥BD,
∴S阴影=S扇形,
∵⊙O的直径为10,
∴OB=5,
∴S阴影=S扇形= = π.
【解析】【分析】(1)利用圆周角定理可以判定△CAB和△DCB是直角三角形,利用勾股定理可以求得AC的长度;利用圆心角、弧、弦的关系推知△DCB也是等腰三角形,所以利用勾股定理同样得到BD=CD=5 ;(2)①根据角平分线的性质得到∠CAD=30°,求得∠COD=60°,得到△COD是等边三角形,求得∠OCD=60°,得到∠FCD=30°,于是得到结论;②连接OB,根据圆周角定理得到∠BOD=60°,推出OC∥BD,得到S阴影=S扇形,根据扇形的面积公式即可得到结论.
23.如图,方格纸中每个小方格都是边长为1个单位长度的正方形,△ABC的顶点和点O均在网格图的格点上,将△ABC绕点O逆时针旋转90°,得到△A1B1C1.
(1)请画出△A1B1C1;
(2)以点O为圆心, 为半径作⊙O,请判断直线AA1与⊙O的位置关系,并说明理由.
【答案】(1)解:如图,△A1B1C1即为所求;
(2)解:直线AA1是⊙O的切线.
过点O作OD⊥OA于点D,
∵OA= = ,
∴OA1=OA= ,∠AOA1=90°,
∴AA1= =2 .
∵OA1=OA,OD⊥AA1,
∴点D是OA1的中点,OD= AA1= .
∵⊙O的半径为 ,
∴直线AA1是⊙O的切线
【解析】【分析】(1)根据图形旋转的性质画出旋转后的△A1B1C1即可;(2)过点O作OD⊥OA于点D,根据勾股定理求出OA的长,再由图形旋转的性质得出OA1=OA,OD⊥AA1,
由直角三角形的性质即可得出结论.
24.如图,中,,以为直径的分别交边于点,过点作的切线交的延长线于点.
(1)求证:;
(2)若,,求和的长.
【答案】(1)证明:,

是的切线,


,,


(2)解:如图,连接、,

由(1)可得,



,,
.
是的直径,是的切线,


∵,

,即,

.
∵四边形ADEC是圆内接四边形,
∴∠BDE=∠BCA,∠BED=∠BAC,
由(1)得,
∴∠BDE=∠BED=∠BCA=∠BAC,
∴.
,即,

【解析】【分析】(1)根据, 得;根据是切线,可证得,,于是有,结论可证;
(2)根据,可得,于是可求得CF,BC,AC的长;求出sin∠F.证明,可利用sin∠ACD=sin∠F可求得AD长,AB-AD可得BD长;证明,于是有,代入即可求得DE长.
25.如图,△ABC为圆O的内接三角形,BD为⊙O的直径,AB=AC,AD交BC于E,AE=2,ED=4.
(1)求证:△ABE∽△ADB,并求AB的长;
(2)延长DB到F,使BF=BO,连接FA,那么直线FA与⊙O相切吗?为什么?
【答案】(1)证明:∵AB=AC,
∴∠ABC=∠C.
∵∠C=∠D,
∴∠ABC=∠D.
又∵∠BAE=∠DAB,
∴△ABE∽△ADB,
∴ ,
∴AB2=AD AE=(AE+ED) AE=(2+4)×2=12,
∴AB=2 ;
(2)解:直线FA与⊙O相切.
理由如下:
连接OA,
∵BD为⊙O的直径,
∴∠BAD=90°,
∴BD= ,
∴BF=BO= .
∵AB=2 ,
∴BF=BO=AB,
∴∠OAF=90°.
∴直线FA与⊙O相切.
【解析】【分析】(1)根据等腰三角形的性质和圆周角定理可得∠ABC=∠D,由∠BAE=∠DAB故△ABE∽△ADB,进而可得 ;代入数据即可得求解.(2)连接OA,根据勾股定理可得BF=BO=AB;易得∠OAF=90°,可得直线FA与⊙O相切.
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