3.3 垂径定理 讲义(含答案)北师大版数学九年级下册

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名称 3.3 垂径定理 讲义(含答案)北师大版数学九年级下册
格式 docx
文件大小 324.2KB
资源类型 教案
版本资源 北师大版
科目 数学
更新时间 2025-10-10 19:25:04

文档简介

北师大版(2024)九年级下册 3.3 垂径定理 讲义
【题型1】垂径定理的应用
【典型例题】为了测量一个铁球的直径,将该铁球放入工件槽内,测得的有关数据如图所示(单位:cm),则该铁球的直径为(  )
A.12 cm B.10 cm C.8 cm D.6 cm
【举一反三1】如图是一个古代车轮的碎片,小明为求其外圆半径,连接外圆上的A,B两点,并使AB与车轮内圆相切于点D,已知O为车轮外圆和内圆的圆心,连接OD并延长交外圆于点C.测得CD=10 cm,AB=60 cm,则车轮的外圆半径是(  )
A.10 cm B.30 cm C.50 cm D.60 cm
【举一反三2】把半径为5 cm的球放在长方体纸盒内,球的一部分露出盒外,其截面如图所示,若CD=8 cm,则EF的长为(  )
A.8 cm B.7 cm C.5 cm D.4 cm
【举一反三3】如图是一座圆弧型拱桥的截面示意图,若桥面跨度AB=48米,拱高CD=16米(C为AB的中点,D为弧AB的中点).则桥拱所在圆的半径为    米.
【举一反三4】《九章算术》记载:今有圆材,埋在壁中,不知大小,以锯锯之,深一寸,锯道长一尺,问径几何?翻译:现有圆柱形木材,埋在墙壁里(如图①),不知道其直径的大小,于是用锯子(沿横截面)锯它(如图②),当量得深度CE为1寸时,锯开的宽度AB为1尺,问木材的直径CD是    寸.(1尺=10寸)
【举一反三5】如图是一个隧道的横截面,它的形状是以点O为圆心的圆的一部分.如果M是⊙O中弦CD的中点,EM经过圆心O交⊙O于点E,并且CD=4,EM=6,求⊙O的半径.
【题型2】垂径定理与勾股定理综合求边长
【典型例题】如图,已知⊙O的直径为26,弦AB=24,动点P、Q在⊙O上,弦PQ=10,若点M、N分别是弦AB、PQ的中点,则线段MN的取值范围是(  )
A.7≤MN≤17 B.14≤MN≤34 C.7<MN<17 D.6≤MN≤16
【举一反三1】如图,⊙O的半径为3,将⊙O的一部分沿着弦AB翻折,劣弧恰好经过圆心O,则折痕AB的长为(  )
A.1 B.2 C.2 D.3
【举一反三2】如图,AB是⊙O的弦,AB长为4,P是⊙O上一个动点(不与A、B重合).过点O作OC⊥AP于点C,OD⊥PB于点D,则CD的长为(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
【举一反三3】如图,CD是⊙O的直径,AB是弦,CD⊥AB于点E,若OA=5,AB=8,则AD的长为    .
【举一反三4】如图,⊙O的直径AB=12,弦CD⊥AB于点E,连接BD,若BD=CD,则AE的长是________.
【举一反三5】如图,在⊙O中,半径OC过弦AB的中点E,若OC=2 cm,OE= cm,求弦AB的长.
【举一反三6】如图所示,在⊙O中,直径AB⊥弦CD,点H为垂足,AH=CD=8,求⊙O的面积.
【题型3】垂径定理与坐标系综合
【典型例题】如图,在平面直角坐标系中,⊙P的圆心坐标是(3,a)(a>3),半径为3,函数y=x的图象被⊙P截得的弦AB的长为4,则a的值是(  )
A.4 B.3+ C.3 D.3
【举一反三1】如图,M(0,﹣3)、N(0,﹣9),半径为5的⊙A经过M、N,则A点坐标为(  )
A.(﹣5,﹣6) B.(﹣4,﹣5) C.(﹣6,﹣4) D.(﹣4,﹣6)
【举一反三2】如图,M(0,﹣3)、N(0,﹣9),半径为5的⊙A经过M、N,则A点坐标为(  )
A.(﹣5,﹣6) B.(﹣4,﹣5) C.(﹣6,﹣4) D.(﹣4,﹣6)
【举一反三3】如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,点P在第一象限,⊙P与x轴交于O,A两点,点A的坐标为(6,0),⊙P的半径为,则点P的坐标为(  )
A.(3,2) B.(2,3) C.(3,1) D.(2,2)
北师大版(2024)九年级下册 第三章 圆3 垂径定理 讲义(参考答案)
【题型1】垂径定理的应用
【典型例题】为了测量一个铁球的直径,将该铁球放入工件槽内,测得的有关数据如图所示(单位:cm),则该铁球的直径为(  )
A.12 cm B.10 cm C.8 cm D.6 cm
【答案】B
【解析】连接AB、CD交于点D,
由题意得,OC⊥AB,
则AD=DB=AB=4,
设圆的半径为R cm,则OD=(R﹣2)cm,
在Rt△AOD中,OA2=AD2+OD2,即R2=42+(R﹣2)2,
解得R=5,
则该铁球的直径为10 cm.
【举一反三1】如图是一个古代车轮的碎片,小明为求其外圆半径,连接外圆上的A,B两点,并使AB与车轮内圆相切于点D,已知O为车轮外圆和内圆的圆心,连接OD并延长交外圆于点C.测得CD=10 cm,AB=60 cm,则车轮的外圆半径是(  )
A.10 cm B.30 cm C.50 cm D.60 cm
【答案】C
【解析】如图,连接OA,
∵CD=10 cm,AB=60 cm,
∵CD⊥AB,∴OC⊥AB,∴AD=AB=30 cm,
∴设半径为r,则OD=r﹣10,
根据题意得:r2=(r﹣10)2+302,
解得:r=50.
∴这个车轮的外圆半径长为50 cm.
【举一反三2】把半径为5 cm的球放在长方体纸盒内,球的一部分露出盒外,其截面如图所示,若CD=8 cm,则EF的长为(  )
A.8 cm B.7 cm C.5 cm D.4 cm
【答案】A
【解析】如图,设球心为O,过O作MN⊥AD交AD于M,交BC于N,连接OF,
由题意可知ABCD是矩形,ON=OF=5 cm,
∵CD=8 cm,∴MN=8 cm,
∴OM=MN﹣ON=8﹣5=3(cm),
∵MN⊥AD,∴∠OMF=90°,EF=2FM,
∴MF=,
∴EF=2FM=8 cm.
【举一反三3】如图是一座圆弧型拱桥的截面示意图,若桥面跨度AB=48米,拱高CD=16米(C为AB的中点,D为弧AB的中点).则桥拱所在圆的半径为    米.
【答案】26
【解析】如图,设圆的半径为R米,
∵CD平分弧AB,且CD⊥AB,
∴圆心O在CD的延长线上,
∴CD平分AB,
∴AC=AB=24,
连接OA,在Rt△OAC中,AC=24,OA=R,OC=R﹣CD=R﹣16,
∵OA2=OC2+AC2,
∴R2=(R﹣16)2+242,
解得R=26,
即拱桥所在圆的半径26米.
【举一反三4】《九章算术》记载:今有圆材,埋在壁中,不知大小,以锯锯之,深一寸,锯道长一尺,问径几何?翻译:现有圆柱形木材,埋在墙壁里(如图①),不知道其直径的大小,于是用锯子(沿横截面)锯它(如图②),当量得深度CE为1寸时,锯开的宽度AB为1尺,问木材的直径CD是    寸.(1尺=10寸)
【答案】26
【解析】连接OA,如图:
设⊙O的半径为x寸,则OE=(x﹣1)寸,
∵OE⊥AB,AB=10寸,
∴AD=BD=AB=5(寸),
在Rt△AOE中,由勾股定理得:x2=(x﹣1)2+52,
解得:x=13,
∴⊙O的直径AC=2x=26(寸),
即木材的直径CD是26寸.
【举一反三5】如图是一个隧道的横截面,它的形状是以点O为圆心的圆的一部分.如果M是⊙O中弦CD的中点,EM经过圆心O交⊙O于点E,并且CD=4,EM=6,求⊙O的半径.
【答案】解:连接OC,如图,
∵M是⊙O弦CD的中点,
根据垂径定理:EM⊥CD,
又CD=4则有:CM=CD=2,
设圆的半径是x,
在Rt△COM中,有OC2=CM2+OM2,
即:x2=22+(6﹣x)2,
解得:x=,
所以圆的半径长是.
【题型2】垂径定理与勾股定理综合求边长
【典型例题】如图,已知⊙O的直径为26,弦AB=24,动点P、Q在⊙O上,弦PQ=10,若点M、N分别是弦AB、PQ的中点,则线段MN的取值范围是(  )
A.7≤MN≤17 B.14≤MN≤34 C.7<MN<17 D.6≤MN≤16
【答案】A
【解析】连接OM、ON、OA、OP,如图所示:
∵⊙O的直径为26,
∴OA=OP=13,
∵点M、N分别是弦AB、PQ的中点,AB=24,PQ=10,
∴OM⊥AB,ON⊥PQ,AM=AB=12,PN=PQ=5,
∴OM==5,ON==12,
当AB∥PQ时,M、O、N三点共线,
当AB、PQ位于O的同侧时,线段MN的长度最短=ON﹣OM=12﹣5=7,
当AB、PQ位于O的两侧时,线段MN的长度最长=ON+OM=12+5=17,
∴线段MN的长度的取值范围是7≤MN≤17.
【举一反三1】如图,⊙O的半径为3,将⊙O的一部分沿着弦AB翻折,劣弧恰好经过圆心O,则折痕AB的长为(  )
A.1 B.2 C.2 D.3
【答案】D
【解析】过O作OC⊥AB于D,交⊙O于C,连接OA,
Rt△OAD中,
OD=CD=OC=,OA=3,
根据勾股定理得,AD===,
由垂径定理得,AB=2AD=3.
故选:D.
【举一反三2】如图,AB是⊙O的弦,AB长为4,P是⊙O上一个动点(不与A、B重合).过点O作OC⊥AP于点C,OD⊥PB于点D,则CD的长为(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】∵OC⊥AP,OD⊥PB,
∴AC=PC,BD=PD,
∴CD∥AB,且CD=AB,
∵AB=4,
∴CD=AB=2.
【举一反三3】如图,CD是⊙O的直径,AB是弦,CD⊥AB于点E,若OA=5,AB=8,则AD的长为    .
【答案】4
【解析】∵CD是⊙O的直径,CD⊥AB,AB=8,∴AE=BE=4,
由勾股定理得:OE===3,
∴DE=OD+OE=5+3=8,
由勾股定理得:AD===4.
【举一反三4】如图,⊙O的直径AB=12,弦CD⊥AB于点E,连接BD,若BD=CD,则AE的长是________.
【答案】3
【解析】连接BC,OC,AC,如图,
∵直径AB=12,
∴OA=6,
∵CD⊥AB,
∴CE=DE,
即AB垂直平分CD,
∴BC=BD,
∵BD=CD,
∴△BCD为等边三角形,
∴∠D=60°,
∴∠A=∠D=60°,
∵OA=OC,
∴△OCA为等边三角形,
∵CE⊥OA,
∴OE=AE=OA=3.
【举一反三5】如图,在⊙O中,半径OC过弦AB的中点E,若OC=2 cm,OE= cm,求弦AB的长.
【答案】解:连接OB,如图所示:
∵半径OC过弦AB的中点E,OC=2 cm,
∴OC⊥AB,AE=BE,OB=OC=2,
∴BE===(cm),
∴AB=2BE=2(cm).
【举一反三6】如图所示,在⊙O中,直径AB⊥弦CD,点H为垂足,AH=CD=8,求⊙O的面积.
【答案】解:连接OC,
设⊙O的半径为r,则OH=AH﹣OA=8﹣r,
∵AB为⊙O的直径,且AB⊥CD,
∴CH=DH=,
在Rt△OHC中,有OC2=OH2+CH2,
即r2=(8﹣r)2+42,
解之,得r=5,
所以,⊙O的面积为S=25π.
【题型3】垂径定理与坐标系综合
【典型例题】如图,在平面直角坐标系中,⊙P的圆心坐标是(3,a)(a>3),半径为3,函数y=x的图象被⊙P截得的弦AB的长为4,则a的值是(  )
A.4 B.3+ C.3 D.3
【答案】B
【解析】作PC⊥轴于C,交AB于D,作PE⊥AB于E,连接PB,如图,
∵⊙P的圆心坐标是(3,a),∴OC=3,PC=a,
把x=3代入y=x得y=3,
∴D点坐标为(3,3),∴CD=3,
∴△OCD为等腰直角三角形,
∴△PED也为等腰直角三角形,
∵PE⊥AB,
∴AE=BE=AB=×4=2,
在Rt△PBE中,PB=3,
∴PE=,
∴PD=PE=,
∴a=3+.
【举一反三1】如图,M(0,﹣3)、N(0,﹣9),半径为5的⊙A经过M、N,则A点坐标为(  )
A.(﹣5,﹣6) B.(﹣4,﹣5) C.(﹣6,﹣4) D.(﹣4,﹣6)
【答案】D
【解析】过A作AB⊥NM于B,连接AM,
∵AB过A,∴MB=NB,
∵半径为5的⊙A与y轴相交于M(0,﹣3),N(0,﹣9),
∴MN=9﹣3=6,AM=5,
∴BM=BN=3,OB=3+3=6,
由勾股定理得:AB===4,
∴点A的坐标为(﹣4,﹣6).
【举一反三2】如图,M(0,﹣3)、N(0,﹣9),半径为5的⊙A经过M、N,则A点坐标为(  )
A.(﹣5,﹣6) B.(﹣4,﹣5) C.(﹣6,﹣4) D.(﹣4,﹣6)
【答案】D
【解析】过A作AB⊥NM于B,连接AM,
∵AB过A,∴MB=NB,
∵半径为5的⊙A与y轴相交于M(0,﹣3),N(0,﹣9),
∴MN=9﹣3=6,AM=5,
∴BM=BN=3,OB=3+3=6,
由勾股定理得:AB===4,
∴点A的坐标为(﹣4,﹣6).
【举一反三3】如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,点P在第一象限,⊙P与x轴交于O,A两点,点A的坐标为(6,0),⊙P的半径为,则点P的坐标为(  )
A.(3,2) B.(2,3) C.(3,1) D.(2,2)
【答案】A
【解析】作PB⊥AO交AO于B,连接AP,
∵PB⊥AO,
∴B是OA的中点,
∵点A(6,0),
∴AB=OB=3,
∵Rt△PBA中,AP=,AB=3,
∴PB==2,
∴P(3,2).
故选:A.