第3章 圆的基本性质尖子生训练卷

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名称 第3章 圆的基本性质尖子生训练卷
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资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 数学
更新时间 2016-10-27 10:56:47

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文档简介

2016-2017学年浙教版初三数学尖子生训练卷(2)
【圆】
一、选择题(共10小题,每小题3分,满分30分)
1、下列命题中,不正确的是( )
A. 一个点到圆心的距离大于这个圆的半径,这个点在圆外;
B. 一条直线垂直于圆的半径,这条直线一定是圆的切线;
C. 两个圆的圆心距等于它们的半径之和,这两个圆有三条公切线;
D. 圆心到一条直线的距离小于这个圆的半径,这条直线与圆有两个交点。
2、如图,已知一块圆心角为270°的扇形铁皮,用它做一个圆锥形的烟囱帽(接缝忽略不计),圆锥底面圆的直径是60cm,则这块扇形铁皮的半径是( )
A.40cm B.50cm C.60cm D.80cm
3、在公园的O处附近有E、F、G、H四棵树,位置如图所示(图中小正方形的边长均相等)现计划修建一座以O为圆心,OA为半径的圆形水池,要求池中不留树木,则E、F、G、H四棵树中需要被移除的为(  )
A.E、F、G B.F、G、H C.G、H、E D.H、E、F
4、如图,圆O是Rt△ABC的外接圆,∠ACB=90°,∠A=25°,过点C作圆O的切线,交AB的延长线于点D,则∠D的度数是(  )
A.25° B.40° C.50° D.65°
5、已知⊙O的半径为5,直线l与⊙O相交,点O到直线l的距离为3,则⊙O上到直线l的距离为的点共有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D. 4个
6、“圆材埋壁”是我国古代著名的数学著作《九章算术》中的问题:“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?”用数学语言可表示为:如图所示,CD为⊙O的直径,弦AB⊥CD于E,CE=1寸,AB=10寸,则直径CD的长为(  )
 A.12.5寸     B.13寸    C.25寸    D.26寸
7、如图是一块△ABC余料,已知AB=20cm,BC=7cm,AC=15cm,现将余料裁剪成一个圆形材料,则该圆的最大面积是(  )
  A. πcm2 B. 2πcm2 C. 4πcm2 D. 8πcm2
8、如图,三个半径为的圆两两外切,且△ABC的每一边都与其中的两个圆相切,那么△ABC的周长是( )
A.12+6 B.12+12 C.18+12 D. 18+6
9、如图,在矩形ABCD中,已知AB=4,BC=3,矩形在直线上绕其右下角的顶点B向右旋转90°至图①位置,再绕右下角的顶点继续向右旋转90°至图②位置,…,以此类推,这样连续旋转2015次后,顶点A在整个旋转过程中所经过的路程之和是(  )
A. 2015π B. 3019.5π C. 3018π D. 3024π
10、如图,正六边形A1B1C1D1E1F1的边长为2,正六边形A2B2C2D2E2F2的外接圆与正六边形A1B1C1D1E1F1的各边相切,正六边形A3B3C3D3E3F3的外接圆与正六边形A2B2C2D2E2F2的各边相切,…按这样的规律进行下去,A10B10C10D10E10F10的边长为(  )
  A. B. C. D.
二、填空题(共6小题,每小题4分,满分24分)
11、11、如图,已知AB=AC=AD,∠CBD=2∠BDC,∠BAC=44°,则∠CAD的度数为 .
12、AB是⊙O内接正方形的一条边长,AC是同一个⊙O内接正六边形的一条边长,则∠BAC的度数是 .
13、如图所示,△ABC的三个顶点的坐标分别为A(-1,3)、B (-2,-2)、C (4,-2),则△ABC外接圆半径的长度为 .

14、如图①,O1,O2,O3,O4为四个等圆的圆心,A,B,C,D为切点,请你在图中画出一条直线,将这四个圆分成面积相等的两部分,并说明这条直线经过的两个点是 ;如图②,O1,O2,O3,O4,O5为五个等圆的圆心,A,B,C,D,E为切点,请你在图中画出一条直线,将这五个圆分成面积相等的两部分,并说明这条直线经过的两个点是 .
15、如图,我们把一个半圆与抛物线的一部分围成的封闭图形称为“果圆”.已知点A、B、C、D分别是“果圆”与坐标轴的交点,抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3,AB为半圆的直径,则这个“果圆”被y轴截得的弦CD的长为 .
16、一走廊拐角的横截面积如图,已知AB⊥BC,AB∥DE,BC∥FG,且两组平行墙壁间的走廊宽度都是1m,的圆心为O,半径为1m,且∠EOF=90°,DE、FG分别与⊙O相切于E、F两点.若水平放置的木棒MN的两个端点M、N分别在AB和BC上,且MN与⊙O相切于点P,P是的中点,则木棒MN的长度为   m.
三、解答题(本题有7个小题,共66分)解答应写出证明过程或推演步骤.
17、如图,已知四边形ABCD内接于圆O,连结BD,∠BAD=105°,∠DBC=75°.
(1)求证:BD=CD;
(2)若圆O的半径为3,求的长.
18、如图,在△ABC中,∠C=90°,D是BC边上一点,以DB为直径的⊙O经过AB的中点E,交AD的延长线于点F,连结EF.
(1)求证:∠1=∠F.
(2)若sinB=,EF=2,求CD的长.
19、如图,在△ABC中,以BC为直径的圆交AC于点D,∠ABD=∠ACB.
(1)求证:AB是圆的切线;
(2)若点E是BC上一点,已知BE=4 ,tan∠AEB=,AB∶BC=2∶3,求圆的直径.
20、如图,A、F、B、C是半圆O上的四个点,四边形OABC是平行四边形,∠FAB=15°,连接OF交AB于点E,过点C作OF的平行线交AB的延长线于点D,延长AF交直线CD于点H.
(1)求证:CD是半圆O的切线;
(2)若DH=6﹣3,求EF和半径OA的长.
21、如图,CD是⊙O的弦,AB是直径,且CD∥AB,连接AC、AD、OD,其中AC=CD,过点B的切线交CD的延长线于E.
(1)求证:DA平分∠CDO;
(2)若AB=12,求图中阴影部分的周长之和(参考数据:π=3.1, =1.4, =1.7).
22、如图1,AB为半圆O的直径,D为BA的延长线上一点,DC为半圆O的切线,切点为C.
(1)求证:∠ACD=∠B;
(2)如图2,∠BDC的平分线分别交AC,BC于点E,F;
①求tan∠CFE的值;
②若AC=3,BC=4,求CE的长.
23、如图,直线AB的解析式为y=﹣x+6分别与x轴、y轴相交于B、A两点.点C在射线BA上以3cm/秒的速度运动,以C点为圆心作半径为1cm的⊙C.点P以2cm/秒的速度在线段OA上来回运动,过点P作直线l垂直于y轴.若点C与点P 同时从点B、点O开始运动,设运动时间为t秒,试求:
(1)求点A和点B的坐标;
(2)∠ABO的度数;
(3)整个运动过程中直线l与⊙C共有几次相切?分别求出相切时的t值.
24、如图,在射线BA,BC,AD,CD围成的菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=6,O是射线BD上一点,⊙O与BA,BC都相切,与BO的延长线交于点M.过M作EF⊥BD交线段BA(或射线AD)于点E,交线段BC(或射线CD)于点F.以EF为边作矩形EFGH,点G,H分别在围成菱形的另外两条射线上.
(1)求证:BO=2OM.
(2)设EF>HE,当矩形EFGH的面积为24时,求⊙O的半径.
(3)当HE或HG与⊙O相切时,求出所有满足条件的BO的长.
【圆】答案详解
一、选择题(共10小题,每小题3分,满分30分)
2、如图,已知一块圆心角为270°的扇形铁皮,用它做一个圆锥形的烟囱帽(接缝忽略不计),圆锥底面圆的直径是60cm,则这块扇形铁皮的半径是( )
A.40cm B.50cm C.60cm D.80cm
【解答】解:设这块扇形铁皮的半径为Rcm,∵圆锥的底面周长等于它的侧面展开图的弧长,∴×2πR=2π×.解得R=40.
故选择A.
3、在公园的O处附近有E、F、G、H四棵树,位置如图所示(图中小正方形的边长均相等)现计划修建一座以O为圆心,OA为半径的圆形水池,要求池中不留树木,则E、F、G、H四棵树中需要被移除的为(  )
A.E、F、G B.F、G、H C.G、H、E D.H、E、F
【解答】解:∵OA==,
∴OE=2<OA,所以点E在⊙O内,
OF=2<OA,所以点E在⊙O内,
OG=1<OA,所以点E在⊙O内,
OH==2>OA,所以点E在⊙O外,
故选A
4、如图,圆O是Rt△ABC的外接圆,∠ACB=90°,∠A=25°,过点C作圆O的切线,交AB的延长线于点D,则∠D的度数是(  )
A.25° B.40° C.50° D.65°
【解答】解:连接OC,
∵圆O是Rt△ABC的外接圆,∠ACB=90°,
∴AB是直径,
∵∠A=25°,
∴∠BOC=2∠A=50°,
∵CD是圆O的切线,
∴OC⊥CD,
∴∠D=90°﹣∠BOC=40°.
故选B.
5、已知⊙O的半径为5,直线l与⊙O相交,点O到直线l的距离为3,则⊙O上到直线l的距离为的点共有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D. 4个
【解答】 解:如图,
∵⊙O的半径为5,点O到直线l的距离为3,
∴CE=2,
过点D作AB⊥OC,垂足为D,交⊙O于A、B两点,且DE=,
∴⊙O上到直线l的距离为的点在直线l的左边和右边各有两个,共四个,
故选D.
6、“圆材埋壁”是我国古代著名的数学著作《九章算术》中的问题:“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?”用数学语言可表示为:如图所示,CD为⊙O的直径,弦AB⊥CD于E,CE=1寸,AB=10寸,则直径CD的长为(  )
 A.12.5寸     B.13寸    C.25寸    D.26寸
【解答】 解:根据“垂直于弦的直径平分弦,
并且平分弦所对的两条弧”,
知 (寸),在Rt△AOE中,,
即 ,解得OA=13,进而求得CD=26(寸).
故选D.
7、如图是一块△ABC余料,已知AB=20cm,BC=7cm,AC=15cm,现将余料裁剪成一个圆形材料,则该圆的最大面积是(  )
  A. πcm2 B. 2πcm2 C. 4πcm2 D. 8πcm2
【解答】 解:如图1所示,
S△ABC=?r?(AB+BC+AC)==21r,
过点A作AD⊥BC交BC的延长线于点D,如图2,
设CD=x,
由勾股定理得:在Rt△ABD中,
AD2=AB2﹣BD2=400﹣(7+x)2,
在Rt△ACD中,AD2=AC2﹣x2=225﹣x2,
∴400﹣(7+x)2=225﹣x2,
解得:x=9,
∴AD=12,
∴S△ABC==×7×12=42,
∴21r=42,
∴r=2,
该圆的最大面积为:S=πr2=π?22=4π(cm2),
8、如图,三个半径为的圆两两外切,且△ABC的每一边都与其中的两个圆相切,那么△ABC的周长是( )
A.12+6 B.12+12 C.18+12 D. 18+6
【解答】 解:如图,∵连接AO、OP、PB、OE、PF、ON;
∴根据相切两圆性质得出OP=PN=ON=2,
∴△ONP是等边三角形,
∴∠OPN=∠PON=∠ONP=60°,
∵根据切线性质得出OE⊥AB,PF⊥AB,
∴OE∥PF,OE=PF,
∴四边形OEFP是矩形,
∴OP∥AB,
同理PN∥BC,ON∥AC,
则∠OPN=∠ABC=60°,∠PON=∠BAC=60°
根据切线长定理∠ABP=∠ABC=30°,∠EAO=30°,
在Rt△AOE中,∠EAO=30°,OE=;
则AE=3,同理可得BF=3;
由于⊙O、⊙P外切,所以OP=2;
故AB=AE+EF+BF=6+2,根据切线长定理可得,AB=BC=AC,
因此△ABC的周长为:18+6.
故选:D.
9、如图,在矩形ABCD中,已知AB=4,BC=3,矩形在直线上绕其右下角的顶点B向右旋转90°至图①位置,再绕右下角的顶点继续向右旋转90°至图②位置,…,以此类推,这样连续旋转2015次后,顶点A在整个旋转过程中所经过的路程之和是(  )
A. 2015π B. 3019.5π C. 3018π D. 3024π
【解答】 解:转动一次A的路线长是:,
转动第二次的路线长是:,
转动第三次的路线长是:,
转动第四次的路线长是:0,
转动五次A的路线长是:,
以此类推,每四次循环,
故顶点A转动四次经过的路线长为:+2π=6π,
2015÷4=503余3
顶点A转动四次经过的路线长为:6π×504=3024π.
故选:D.
10、如图,正六边形A1B1C1D1E1F1的边长为2,正六边形A2B2C2D2E2F2的外接圆与正六边形A1B1C1D1E1F1的各边相切,正六边形A3B3C3D3E3F3的外接圆与正六边形A2B2C2D2E2F2的各边相切,…按这样的规律进行下去,A10B10C10D10E10F10的边长为(  )
  A. B. C. D.
【解答】 解:连结OE1,OD1,OD2,如图,
∵六边形A1B1C1D1E1F1为正六边形,
∴∠E1OD1=60°,
∴△E1OD1为等边三角形,
∵正六边形A2B2C2D2E2F2的外接圆与正六边形A1B1C1D1E1F1的各边相切,
∴OD2⊥E1D1,
∴OD2=E1D1=×2,
∴正六边形A2B2C2D2E2F2的边长=×2,
同理可得正六边形A3B3C3D3E3F3的边长=()2×2,
则正六边形A10B10C10D10E10F10的边长=()9×2=.
故选D.
二、填空题(共6小题,每小题4分,满分24分)
11、如图,已知AB=AC=AD,∠CBD=2∠BDC,∠BAC=44°,则∠CAD的度数为 .
【解答】 解:如图,∵AB=AC=AD,
∴点B、C、D在以点A为圆心,
以AB的长为半径的圆上;
∵∠CBD=2∠BDC,
∠CAD=2∠CBD,∠BAC=2∠BDC,
∴∠CAD=2∠BAC,而∠BAC=44°,
∴∠CAD=88°,
12、AB是⊙O内接正方形的一条边长,AC是同一个⊙O内接正六边形的一条边长,则∠BAC的度数是 .
【解答】解:如图所示,
∵AB是⊙O内接正方形的一条边长,AC是同一个⊙O内接正六边形的一条边长,
∴==90°,==60°.
当点C在C1的位置时,
∵优弧=360°﹣90°﹣60°=210°,
∴∠BAC1=×210°=105°;
当点C在C2的位置时,=﹣=90°﹣60°=30°,
∴∠BAC2=×30°=15°.
综上所述,∠BAC的度数是105°或15°.
故答案为:105°或15°.
13、如图所示,△ABC的三个顶点的坐标分别为A(-1,3)、B (-2,-2)、C (4,-2),则△ABC外接圆半径的长度为 .

【解答】 解:由已知得BC∥x轴,则BC中垂线为
那么,△ABC外接圆圆心在直线x=1上,
设外接圆圆心P(1,a),则由PA=PB=r得到:PA2=PB2
即(1+1)2+(a-3)2=(1+2)2+(a+2)2
化简得 4+a2-6a+9=9+a2+4a+4
解得 a=0
即△ABC外接圆圆心为P(1,0)

14、如图①,O1,O2,O3,O4为四个等圆的圆心,A,B,C,D为切点,请你在图中画出一条直线,将这四个圆分成面积相等的两部分,并说明这条直线经过的两个点是 ;如图②,O1,O2,O3,O4,O5为五个等圆的圆心,A,B,C,D,E为切点,请你在图中画出一条直线,将这五个圆分成面积相等的两部分,并说明这条直线经过的两个点是 .
【解答】 解:O1,O3;O5 ,O1 O3和O2 O4的交点。(答案不唯一)
如图①,过O1 O3与O2 O4交点O的任意直线都能将四个圆分成面积相等的两部分。答案不惟一。
如图② ,A O4,E O2,D O3,C O1等均可。答案不惟一。
15、如图,我们把一个半圆与抛物线的一部分围成的封闭图形称为“果圆”.已知点A、B、C、D分别是“果圆”与坐标轴的交点,抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3,AB为半圆的直径,则这个“果圆”被y轴截得的弦CD的长为 .
【解答】解:连接AC,BC,
∵抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3,
∴点D的坐标为(0,﹣3),
∴OD的长为3,
设y=0,则0=x2﹣2x﹣3,
解得:x=﹣1或3,
∴A(﹣1,0),B(3,0)
∴AO=1,BO=3,
∵AB为半圆的直径,
∴∠ACB=90°,
∵CO⊥AB,
∴CO2=AO?BO=3,
∴CO=,
∴CD=CO+OD=3+,
故答案为:3+.
16、一走廊拐角的横截面积如图,已知AB⊥BC,AB∥DE,BC∥FG,且两组平行墙壁间的走廊宽度都是1m,的圆心为O,半径为1m,且∠EOF=90°,DE、FG分别与⊙O相切于E、F两点.若水平放置的木棒MN的两个端点M、N分别在AB和BC上,且MN与⊙O相切于点P,P是的中点,则木棒MN的长度为 (4﹣2) m.
【解答】 解:连接OB,延长OF,OE分别交BC于H,交AB于G,
∵DE、FG分别与⊙O相切于E、F两点,
∴OE⊥ED,OF⊥FG,
∵AB∥DE,BC∥FG,
∴OG⊥AB,OH⊥BC,
∵∠EOF=90°,∴四边形BGOH是矩形,
∵两组平行墙壁间的走廊宽度都是1m,⊙O半径为1m,
∴OG=OH=2,∴矩形BGOH是正方形,
∴∠BOG=∠BOH=45°,
∵P是的中点,∴OB经过P点,
在正方形BGOH中,边长=2,∴OB=2,
∵OP=1,∴BP=2﹣1,
∵p是MN与⊙O的切点,∴OB⊥MN,
∵OB是正方形BGOH的对角线,∴∠OBG=∠OBH=45°,
在△BPM与△BPN中
∴△BPM≌△BPN(ASA)
∴MP=NP,∴MN=2BP,
∵BP=2﹣1,
∴MN=2(2﹣1)=4﹣2,
三、解答题(本题有7个小题,共66分)解答应写出证明过程或推演步骤.
17、如图,已知四边形ABCD内接于圆O,连结BD,∠BAD=105°,∠DBC=75°.
(1)求证:BD=CD;
(2)若圆O的半径为3,求的长.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD内接于圆O,
∴∠DCB+∠BAD=180°,
∵∠BAD=105°,
∴∠DCB=180°﹣105°=75°,
∵∠DBC=75°,
∴∠DCB=∠DBC=75°,
∴BD=CD;
(2)解:∵∠DCB=∠DBC=75°,
∴∠BDC=30°,
由圆周角定理,得,的度数为:60°,
故===π,
答:的长为π.
18、如图,在△ABC中,∠C=90°,D是BC边上一点,以DB为直径的⊙O经过AB的中点E,交AD的延长线于点F,连结EF.
(1)求证:∠1=∠F.
(2)若sinB=,EF=2,求CD的长.
【解答】解:(1)证明:连接DE,
∵BD是⊙O的直径,
∴∠DEB=90°,
∵E是AB的中点,
∴DA=DB,
∴∠1=∠B,
∵∠B=∠F,
∴∠1=∠F;
(2)∵∠1=∠F,
∴AE=EF=2,
∴AB=2AE=4,
在Rt△ABC中,AC=AB?sinB=4,
∴BC==8,
设CD=x,则AD=BD=8﹣x,
∵AC2+CD2=AD2,
即42+x2=(8﹣x)2,
∴x=3,即CD=3.
19、如图,在△ABC中,以BC为直径的圆交AC于点D,∠ABD=∠ACB.
(1)求证:AB是圆的切线;
(2)若点E是BC上一点,已知BE=4 ,tan∠AEB=,AB∶BC=2∶3,求圆的直径.
【解答】解:(1)证明:∵BC是直径,∴∠BDC=90°,∴∠ACB+∠DBC= 90°.
又∵∠ABD=∠ACB,∴∠ABD+∠DBC=90°,∴AB⊥BC.
又∵点B在圆上,∴AB是圆的切线.
解:在Rt△AEB中,tan∠AEB=,∴=,
即AB=BE=×4=.
∵AB∶BC=2∶3,∴BC=AB=×=10.
∴圆的直径为10.
20、如图,A、F、B、C是半圆O上的四个点,四边形OABC是平行四边形,∠FAB=15°,连接OF交AB于点E,过点C作OF的平行线交AB的延长线于点D,延长AF交直线CD于点H.
(1)求证:CD是半圆O的切线;
(2)若DH=6﹣3,求EF和半径OA的长.
【解答】解:(1)连接OB,
∵OA=OB=OC,
∵四边形OABC是平行四边形,
∴AB=OC,
∴△AOB是等边三角形,
∴∠AOB=60°,
∵∠FAD=15°,
∴∠BOF=30°,
∴∠AOF=∠BOF=30°,
∴OF⊥AB,
∵CD∥OF,
∴CD⊥AD,
∵AD∥OC,
∴OC⊥CD,
∴CD是半圆O的切线;
(2)∵BC∥OA,
∴∠DBC=∠EAO=60°,
∴BD=BC=AB,
∴AE=AD,
∵EF∥DH,
∴△AEF∽△ADH,
∴,
∵DH=6﹣3,
∴EF=2﹣,
∵OF=OA,
∴OE=OA﹣(2﹣),
∵∠AOE=30°,
∴==,
解得:OA=2.
21、如图,CD是⊙O的弦,AB是直径,且CD∥AB,连接AC、AD、OD,其中AC=CD,过点B的切线交CD的延长线于E.
(1)求证:DA平分∠CDO;
(2)若AB=12,求图中阴影部分的周长之和(参考数据:π=3.1, =1.4, =1.7).
【解答】证明:(1)∵CD∥AB,
∴∠CDA=∠BAD,
又∵OA=OD,
∴∠ADO=∠BAD,
∴∠ADO=∠CDA,
∴DA平分∠CDO.
(2)如图,连接BD,
∵AB是直径,
∴∠ADB=90°,
∵AC=CD,
∴∠CAD=∠CDA,
又∵CD∥AB,
∴∠CDA=∠BAD,
∴∠CDA=∠BAD=∠CAD,
∴==,
又∵∠AOB=180°,
∴∠DOB=60°,
∵OD=OB,
∴△DOB是等边三角形,
∴BD=OB=AB=6,
∵=,
∴AC=BD=6,
∵BE切⊙O于B,
∴BE⊥AB,
∴∠DBE=∠ABE﹣∠ABD=30°,
∵CD∥AB,
∴BE⊥CE,
∴DE=BD=3,BE=BD×cos∠DBE=6×=3,
∴的长==2π,
∴图中阴影部分周长之和为2=4π+9+3=4×3.1+9+3×1.7=26.5.
22、如图1,AB为半圆O的直径,D为BA的延长线上一点,DC为半圆O的切线,切点为C.
(1)求证:∠ACD=∠B;
(2)如图2,∠BDC的平分线分别交AC,BC于点E,F;
①求tan∠CFE的值;
②若AC=3,BC=4,求CE的长.
【解答】(1)证明:如图1中,连接OC.
∵OA=OC,
∴∠1=∠2,
∵CD是⊙O切线,
∴OC⊥CD,
∴∠DCO=90°,
∴∠3+∠2=90°,
∵AB是直径,
∴∠1+∠B=90°,
∴∠3=∠B.
(2)解:①∵∠CEF=∠ECD+∠CDE,∠CFE=∠B+∠FDB,
∵∠CDE=∠FDB,∠ECD=∠B,
∴∠CEF=∠CFE,∵∠ECF=90°,
∴∠CEF=∠CFE=45°,
∴tan∠CFE=tan45°=1.
②在RT△ABC中,∵AC=3,BC=4,
∴AB==5,
∵∠CDA=∠BDC,∠DCA=∠B,
∴△DCA∽△DBC,
∴===,设DC=3k,DB=4k,
∵CD2=DA?DB,
∴9k2=(4k﹣5)?4k,
∴k=,
∴CD=,DB=,
∵∠CDE=∠BDF,∠DCE=∠B,
∴△DCE∽△DBF,
∴=,设EC=CF=x,
∴=,
∴x=.
∴CE=.
23、如图,直线AB的解析式为y=﹣x+6分别与x轴、y轴相交于B、A两点.点C在射线BA上以3cm/秒的速度运动,以C点为圆心作半径为1cm的⊙C.点P以2cm/秒的速度在线段OA上来回运动,过点P作直线l垂直于y轴.若点C与点P 同时从点B、点O开始运动,设运动时间为t秒,试求:
(1)求点A和点B的坐标;
(2)∠ABO的度数;
(3)整个运动过程中直线l与⊙C共有几次相切?分别求出相切时的t值.
【解答】解:(1)如图1,过点C作CD⊥x轴于点D,
∵直线AB的解析式为y=﹣x+6,分别与x轴、y轴相交于B、A两点,
∴当x=0时,y=6,当y=0时,x=6,
∴点A的坐标为:(0,6),点B的坐标为:(6,0);
(2)由(1)得:OA=6,OB=6,
∴在Rt△AOB中,∴∠ABO=30°;
(3)在Rt△BCD中,BC=2CD,
如图1,直线直线l与⊙C第一次相切,
由题意得:OP=2t,BC=3t,
∴CD=2t﹣1,
∴3t=2(2t﹣1),
解得:t=2;
如图2,直线直线l与⊙C第二次相切,
由题意得:OP=6﹣(2t﹣6)=12﹣2t,BC=3t,
∴CD=12﹣2t﹣1,
∴3t=2(12﹣2t﹣1),
解得:t=;
如图3,直线直线l与⊙C第三次相切,
由题意得:OP=6﹣(2t﹣6)=12﹣2t,BC=3t,
∴CD=12﹣2t+1,
∴3t=2(12﹣2t+1),
解得:t=.
综上所述:在整个运动过程中直线l与⊙C共有3次相切;相切时的t值分别为:2,,.
24、如图,在射线BA,BC,AD,CD围成的菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=6,O是射线BD上一点,⊙O与BA,BC都相切,与BO的延长线交于点M.过M作EF⊥BD交线段BA(或射线AD)于点E,交线段BC(或射线CD)于点F.以EF为边作矩形EFGH,点G,H分别在围成菱形的另外两条射线上.
(1)求证:BO=2OM.
(2)设EF>HE,当矩形EFGH的面积为24时,求⊙O的半径.
(3)当HE或HG与⊙O相切时,求出所有满足条件的BO的长.
【解答】解:(1)如图1所示:设⊙O切AB于点P,连接OP,则∠OPB=90°.
∵四边形ABCD为菱形,
∴∠ABD=∠ABC=30°.
∴OB=2OP.
∵OP=OM,
∴BO=2OP=2OM.
(2)如图2所示:设GH交BD于点N,连接AC,交BD于点Q.
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD.
∴BD=2BQ=2AB?cos∠ABQ=AB=18.
设⊙O的半径为r,则OB=2r,MB=3r.
∵EF>HE,
∴点E,F,G,H均在菱形的边上.
①如图2所示,当点E在AB上时.
在Rt△BEM中,EM=BM?tan∠EBM=r.
由对称性得:EF=2EM=2r,ND=BM=3r.
∴MN=18﹣6r.
∴S矩形EFGH=EF?MN=2r(18﹣6r)=24.
解得:r1=1,r2=2.
当r=1时,EF<HE,
∴r=1时,不合题意舍
当r=2时,EF>HE,
∴⊙O的半径为2.
∴BM=3r=6.
如图3所示:
当点E在AD边上时.BM=3r,则MD=18﹣3r.
由对称性可知:NB=MD=6.
∴MB=3r=18﹣6=12.
解得:r=4.
综上所述,⊙O的半径为2或4.
(3)解设GH交BD于点N,⊙O的半径为r,则BO=2r.
当点E在边BA上时,显然不存在HE或HG与⊙O相切.
①如图4所示,点E在AD上时.
∵HE与⊙O相切,
∴ME=r,DM=r.
∴3r+r=18.
解得:r=9﹣3.
∴OB=18﹣6.
②如图5所示;
由图形的对称性得:ON=OM,BN=DM.
∴OB=BD=9.
③如图6所示.
∵HG与⊙O相切时,MN=2r.
∵BN+MN=BM=3r.
∴BN=r.
∴DM=FM=GN=BN=r.
∴D与O重合.
∴BO=BD=18.
④如图7所示:
∵HE与⊙O相切,
∴EM=r,DM=r.
∴3r﹣r=18.
∴r=9+3.
∴OB=2r=18+6.
综上所述,当HE或GH与⊙O相切时,OB的长为18﹣6或9或18或18+6.