微专题4 与圆相关的综合题
类型一 圆与函数
1 如图,在平面直角坐标系中,⊙P的圆心是(2,a)(a>2),半径为2,函数y=x的图像被⊙P截得的弦AB的长为2,则a的值是( )
A. 2 B. 2+ C. 2 D. 2+
(第1题) (第2题) (第3题) (第4题)
2 (2024凉山州)如图,⊙M的圆心为M(4,0),半径为2,P是直线y=x+4上的一个动点,过点P作⊙M的切线,切点为Q,则PQ的最小值为 .
3 如图,⊙P的圆心在反比例函数y=(k>0)第一象限内的图像上,且⊙P与x轴交于A,B两点,与y轴相切于点C(0,),则当△PAB是正三角形时,k的值为 .
4 (2024无锡梁溪模拟)如图,点A的坐标是(-2,0),C是以OA为直径的⊙B上的一动点,点A关于点C的对称点为P(x,y),则3x+4y的最小值为 .
5 (2024宿迁宿豫期中)如图1,在平面直角坐标系中,矩形OABC的边OA,OC分别在x轴,y轴上,OA=5,过点A的直线与边BC交于点D,且CD=2,DO平分∠ADC,过点D作DE⊥OA,垂足为E,以OC为直径作⊙P.
(1) 求直线AD对应的函数表达式;
(2) 判断DE与⊙P的位置关系,并说明理由;
(3) 如图2,将⊙P沿x轴向右滚动,当⊙P与直线AD相切时,请直接写出圆心P的坐标.
图1 图2
类型二 圆与四边形
6 如图,在矩形ABCD中,AB=5,BC=4,以CD为直径作⊙O.将矩形ABCD绕点C旋转,使所得矩形A′B′CD′的边A′B′与⊙O相切,切点为E,边CD′与⊙O相交于点F,过点O,E的直线交CF于点G,则CF的长为( )
A. 4.5 B. 4 C. 3.5 D. 3
(第6题) (第7题) (第8题) (第9题)
7 (2024呼和浩特)如图是平行四边形纸片ABCD,BC=36 cm,∠A=110°,∠BDC=50°,M为BC的中点,若以点M为圆心,MC为半径画弧交对角线BD于点N,则∠NMC= ;将扇形MCN纸片剪下来围成一个无底盖的圆锥(接缝处忽略不计),则这个圆锥的底面圆半径为 cm.
8 如图,正方形ABCD的边长为2,E是边BC上的动点,BF⊥AE交CD于点F,垂足为G,连接CG,则CG的最小值为 .
9 如图,矩形ABCD的对角线交于点O,∠AOB=60°,AB=4,P为△OCD内的一个动点,且∠CPD=120°,PE⊥OC于点E,PF⊥OD于点F,则PE+2PF的最小值为 .
10 (2024绥化)如图1,O是正方形ABCD的对角线上一点,以点O为圆心,OC长为半径的⊙O与AD相切于点E,与AC相交于点F.
(1) 求证:AB与⊙O相切;
(2) 若正方形ABCD的边长为+1,求⊙O的半径;
(3) 如图2,在(2)的条件下,若M是半径OC上的一个动点,过点M作MN⊥OC交于点N.当CM∶FM=1∶4时,求CN的长.
图1 图2
微专题4 与圆相关的综合题
1. B 2. 2 3. 2 4. -10
5. 解:(1) 因为DO平分∠ADC,所以∠ODA=∠ODC.
因为BC∥OA,所以∠AOD=∠CDO=∠ODA,
所以AD=OA=5,
则Rt△ADB中,BD=BC-CD=5-2=3,AD=5,
所以AB=4=OC,
所以圆P的半径为2,点D(2,4).
由点A,D的坐标,得直线AD的函数表达式为y=-x+.
(2) DE与⊙P相切.理由如下:
过点P作PS⊥ED于点S,
则PS=CD=2=PC=OP,
故DE与⊙P相切.
(3) 当点P在DA的左侧时,过点P作y轴的平行线交x轴于点H,交CD于点G,过点P作x轴的平行线交DA于点T.
由题意,得CD,AD,x轴均与圆P相切,则DG=DN,AN=AH.
设点P(x,2),则CG=x=OH,
则AH=5-x=AN,DN=DG=2-x,
所以AD=5=AN+DN=5-x+2-x,
解得x=1,即点P(1,2);
当y=2时,y=-x+=2,则x=,
即点T(,2),
易得T为PP′的中点,
由中点坐标公式,得点P′(6,2).
综上,点P的坐标为(1,2)或(6,2).
6. B 7. 40° 2 8. -1 9. 4-4
10. (1) 证明:如图1,连接OE,过点O作OG⊥AB于点G.
因为⊙O与AD相切于点E,
所以OE⊥AD.
因为四边形ABCD是正方形,AC是正方形ABCD的对角线,
所以∠BAC=∠DAC=45°,
所以OE=OG.
因为OE 为⊙O的半径,
所以OG为⊙O的半径.
因为OG⊥AB,
所以AB与⊙O相切.
(2) 解:因为AC为正方形ABCD的对角线,
所以∠DAC=45°.
因为⊙O与AD相切于点E,
所以∠AEO=90°,
由(1)可知 AE=OE,
设AE=OE=OC=OF=R,
则在Rt△AEO中,AE2+EO2=AO2,
所以AO2=R2+R2.
因为R>0,
所以AO=R.
又因为正方形ABCD的边长为+1,
所以在Rt△ADC中,AC==(+1).
因为OA+OC=AC,
所以R+R=(+1),
解得R=,
故⊙O的半径为.
(3) 解:如图2,连接FN,ON.
设CM=k,
因为CM∶FM=1∶4,
所以CF=5k,
所以OC=ON=2.5k,
所以OM=OC-CM=1.5k.
在Rt△OMN中,由勾股定理,得MN=2k,
在Rt△CMN中,由勾股定理,得CN=k,
又因为FC=5k=2R=2,
所以k=,
所以CN=×=.
图1 图2