点和圆、直线和圆的位置关系
一、选择题(共8小题)
1.(2024秋 韶关期末)已知⊙O的半径为2,直线l上有一点M.若OM=2,则直线l与⊙O的位置关系是( )
A.相交 B.相离或相交
C.相离或相切 D.相交或相切
2.(2025春 浦东新区校级期末)下列说法正确的是( )
A.两圆外切时,连心线等于这两圆的半径长的和
B.平分弦的直径垂直于弦
C.在同圆中,相等的弦所对的弧相等
D.经过半径外端且垂直于半径的直线是圆的切线
3.(2025 自贡)PA,PB分别与⊙O相切于A,B两点,点C在⊙O上,不与点A,B重合.若∠P=80°,则∠ACB的度数为( )
A.50° B.100° C.130° D.50°或130°
4.(2025 渭源县校级三模)如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,点O在四边形ABCD内部,过点C作⊙O的切线交AD的延长线于点E,连接OA,OD.若∠ABC=100°,∠DCE=30°,则∠AOD的度数为( )
A.120° B.130° C.140° D.150°
5.(2025春 孝义市月考)如图,⊙O是△ABC的外接圆,∠ABC=120°,弦BD平分∠ABC并交AC于点E,弦AC,连接DA,DC,则⊙O的半径是( )
A.2 B. C. D.
6.(2025春 永靖县校级月考)如图,AB是⊙O的直径,点C、E均在⊙O上,连接BE、CE,过点C作⊙O的切线交AB的延长线于D.若∠E=28°,则∠D的度数为( )
A.28° B.32° C.34° D.56°
7.(2025春 丰顺县校级月考)如图,已知△ABC,AB=BC,以AB为直径的圆交AC于点D,过点D的⊙O的切线交BC于点E,若CD=5,CE=4,则⊙O的半径是( )
A.3 B.4 C. D.
8.(2024秋 邗江区校级期末)在平面内⊙O的半径为5cm,点P到圆心O的距离为3cm,则点P与⊙O的位置关系为( )
A.圆内 B.圆外 C.圆上 D.无法确定
二、填空题(共8小题)
9.(2025 浦东新区校级模拟)已知⊙O1与⊙O2内切,⊙O1的半径为4,O1O2的长等于6,那么⊙O2的半径等于 .
10.(2024秋 锡山区校级期末)如图,已知⊙O的半径为2,P是⊙O外一点,PO=5,点A、B在⊙O上,且满足BP=BA,则线段PA的取值范围是 .
11.(2025 合肥校级四模)如图,C为半圆弧的中点,P为弧上任意一点,CD⊥CP且与AP交于点D,连接BD.若AB=2,则BD的最小值为 .
12.(2025 浙江模拟)如图,PA,PB是⊙O的切线,A,B为切点,AC是⊙O的直径,∠BAC=15°,则∠P的度数为 .
13.(2025 钱塘区一模)如图,切线PA、PB分别与⊙O相切于点A、B,切线EF与⊙O相切于点C,且分别交PA、PB于点E、F,若△PEF的周长为12,则线段PA的长为 .
14.(2025 蚌埠二模)为了测量一个光盘的直径,小明把直尺、光盘和三角板按如图所示放置于桌面上,其中光盘与直尺、三角板均相切,点A是三角板的一个顶点,B是光盘与直尺的切点.测量得AB=6cm,则这张光盘的直径是 cm.
15.(2025 重庆校级三模)如图,△ABC内接于⊙O,AB是⊙O的直径,点D为圆上的一点,且∠DAB=30°,连接CD交AB于点E,过点D作DF⊥CD交AB延长线于点F,连接CF.若,BC=4,则CD= ;CF= .
16.(2025春 石柱县校级期中)如图,BD是⊙O的直径,P为DB延长线上一点,PA切⊙O于A,C是弧BD的中点,连接AC交BD于E.若BE=BP=8,则AP= ,AE= .
三、解答题(共5小题)
17.(2025 西安校级一模)已知:如图,△ABC中,AB=AC,以AC为直径作⊙O交BC、AB于D、F两点,连接DF,过点C作⊙O的切线交AD的延长线于点E.
(1)求证:∠DCE=∠BAE.
(2)若,BF=3,求DE的长.
18.(2025 蒙城县二模)如图,已知点E在直角△ABC的斜边AB上,以AE为直径的⊙O与直角边BC相切于点D.
(1)求证:AD平分∠BAC;
(2)若BE=4,BD=8,求⊙O的半径.
19.(2025 安徽模拟)如图,在△ABC中,以AB为直径的⊙O分别交AC,BC于点D,点E,BC的延长线与⊙O的切线AF交于点F,∠ABC=2∠CAF.
(1)求证:BA=BC;
(2)若,CE:CB=1:5,求AB的长.
20.(2025 亳州模拟)如图,点O在Rt△ABC的斜边AB上,以点O为圆心、OA长为半径作⊙O,与AC交于点D,连接BD,BD恰好是⊙O的切线.
(1)求证:∠CBD=∠A;
(2)若BC=8,AC=16,求⊙O的半径.
21.(2025 福州模拟)如图,已知△ABC内接于⊙O,AD∥BC,BO的延长线交AC于E,交⊙O于F,交AD于D,且AO∥CF.
(1)求证:AD是⊙O的切线;
(2)求证:AO平分∠BAC.
参考答案
一、选择题(共8小题)
1.【答案】D
直线和圆的位置关系与数量之间的联系:若d<r,则直线与圆相交;若d=r,则直线于圆相切;若d>r,则直线与圆相离.
【解答】解:因为垂线段最短,所以圆心到直线的距离小于等于2.
此时和半径2的大小不确定,则直线和圆相交、相切都有可能.
故选:D.
2.【答案】D
由垂径定理,相切两圆的性质,切线的判定方法,圆心角、弧、弦的关系定理,即可判断.
【解答】解:A、连心线是直线没有长度,故A不符合题意;
B、平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,故B不符合题意;
C、圆中非直径的弦对一条优弧和一条劣弧,因此在同圆中,相等的弦所对的弧不一定相等,故C不符合题意;
D、此说法正确,故D符合题意.
故选:D.
3.【答案】D
连接OA、OB,根据切线的性质得到∠OAP=∠OBP=90°,根据四边形内角和等于360°求出∠AOB,分点C在优弧AB上、点C在劣弧AB上两种情况,根据圆周角定理解答即可.
【解答】解:连接OA、OB,
∵PA、PB分别与⊙O相切于A、B两点,
∴OA⊥PA,OB⊥PB,
∴∠OAP=∠OBP=90°,
∴∠AOB=180°﹣∠P=180°﹣80°=100°,
当点C在优弧AB上时,∠ACB=∠AOB=×100°=50°,
当点C′在劣弧AB上时,∠AC′B=180°﹣50°=130°,
综上所述:∠ACB的度数是50°或130°,
故选:D.
4.【答案】C
先连接OC,利用切线的性质得出∠OCE=90°,由四边形ABCD是⊙O的内接四边形,得出∠ADC,进一步即可得出∠AOD的度数.
【解答】解:四边形ABCD是⊙O的内接四边形,⊙O的切线交AD的延长线于点E,∠ABC=100°,∠DCE=30°,如图,连接OC,
∴∠OCE=90°,∠ADC=180°﹣100°=80°,
∵OD=OC,
∴∠OCD=∠ODC=90°﹣30°=60°,
∴∠ODA=80°﹣60°=20°
∵OA=OD,
∴∠AOD=180°﹣20°﹣20°=140°,
故选:C.
5.【答案】A
连接DO并延长,交AC于H,根据圆内接四边形的性质求出∠ADC,根据圆周角定理得到AD=CD,根据勾股定理求出DH,再根据勾股定理计算,得到答案.
【解答】解:如图,连接DO并延长,交AC于H,
∵四边形ABCD为⊙O的内接四边形,
∴∠ABC+∠ADC=180°,
∴∠ADC=180°﹣120°=60°,
∵BD平分∠ABC,
∴,
∴AD=CD,
∴△ADC为等边三角形,DH⊥AC,
∴AHAC,
由勾股定理得:DH3,
设⊙O的半径为r,则OH=3﹣r,
在Rt△AOH中,OA2=AH2+OH2,即r2=()2+(3﹣r)2,
解得:r=2,即⊙O的半径为2,
故选:A.
6.【答案】C
连接OC,如图,先根据圆周角定理求得∠DOC=56°,根据切线的性质得到∠OCD=90°,再利用互余计算即可求解.
【解答】解:连接OC,如图,
∵∠E=28°,
∴∠DOC=2∠E=56°,
∵CD为⊙O的切线,
∴OC⊥CD,
∴∠OCD=90°,
∴∠D=90°﹣∠DOC=34°.
故选:C.
7.【答案】D
连接OD、BD,根据切线的性质得到DE⊥BC,由勾股定理可得DE=3,利用面积法结合勾股定理求得BC的长,利用等腰三角形的性质求得AB的长,即可求⊙O的半径.
【解答】解:如图,连接OD、BD,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∵AB=BC,
∴AD=CD,
∵AO=OB,
∴OD是△ABC的中位线,
∴OD∥BC,
∵DE是⊙O的切线,
∴DE⊥OD,
∴DE⊥BC,
∵CD=5,CE=4,
∴DE,
∵S△BCDBD CDBC DE,
∴BDBC,
在Rt△BCD中,BD2+CD2=BC2,即,
解得:,
∵AB=BC,
∴AB,
∴⊙O的半径是,
故选:D.
8.【答案】A
根据点与圆的位置关系直接作出判断.
【解答】解:∵⊙O的半径为5cm,点P到圆心O的距离为3cm,
即点P到圆心O的距离小于圆的半径,
∴点P在⊙O内,
故选:A.
二、填空题(共8小题)
9.【答案】10.
根据圆心距和两圆半径之间的关系:d=r1﹣r2(r1>r2)即可得出.
【解答】解:∵⊙O1与⊙O2内切,⊙O1的半径为4,设⊙O2的半径为r2,O1O2的长等于6,4<6,
∴只可能是6=r2﹣4,
∴⊙O2的半径为r2=4+6=10.
故答案为:10.
10.【答案】.
得到点B为AP的中垂线与⊙O的交点,以及PA取最大值和最小值时的临界点是解答的关键.先根据中垂线的性质得到点B为AP的中垂线与⊙O的交点,再结合图形,当点A在PO的延长线上时,AP有最大值,当PA的中垂线与⊙O相切于点B时,PA最小,进而结合勾股定理和正方形的判定与性质、圆的切线性质分别求得PA的最大值和最小值即可.
【解答】解:∵BP=BA,
∴点B为AP的中垂线与⊙O的交点,
如图,当点A在PO的延长线上时,存在点B,此时AP有最大值,最大值为OP+OA=5+2=7;
如图,当PA的中垂线与⊙O相切于点B时,PA最小,设中垂线交PA于C,连接OB,OA,过O作OD⊥PA于D,
则∠OBC=∠BCD=∠ODC=90°,又OB=OD=2,
∴四边形BCDO是正方形,
∴BC=CD=OB=2,
设PC=AC=t,则AD=2﹣t,PD=t+2,
在Rt△AOD中,OD2=22﹣(2﹣t)2,
在Rt△POD中,OD2=52﹣(2+t)2,
∴22﹣(2﹣t)2=52﹣(2+t)2,
解得,则,
综上,线段PA的取值范围是,
故答案为:.
11.【答案】1.
以AC为斜边作等腰直角三角形ACQ,则∠AQC=90°,依据∠ADC=135°,可得点D的运动轨迹为以Q为圆心,AQ为半径的 ,求出BQ,DQ,可得结论.
【解答】解:如图所示,以AC为斜边作等腰直角三角形ACQ,则∠AQC=90°,连接AC,BC,BQ.
∵⊙O的直径为AB,C为的中点,
∴∠APC=45°,
又∵CD⊥CP,
∴∠DCP=90°,
∴∠PDC=45°,∠ADC=135°,
∴点D的运动轨迹为以Q为圆心,AQ为半径的,
又∵AB=2,C为的中点,
∴△ACB是等腰直角三角形,
∴AC,
∴△ACQ中,AQ=1,
∴BQ,
∵BD≥BQ﹣DQ,
∴BD的最小值为1.
故答案为:1.
12.【答案】见试题解答内容
先利用切线的性质得到∠CAP=90°,则利用互余计算出∠PAB=75°,再根据切线长定理得到PA=PB,然后根据等腰三角形的性质和三角形内角和计算∠P的度数.
【解答】解:∵PA为切线,
∴OA⊥PA,
∴∠CAP=90°,
∴∠PAB=90°﹣∠BAC=90°﹣15°=75°,
∵PA,PB是⊙O的切线,
∴PA=PB,
∴∠PBA=∠PAB=75°,
∴∠P=180°﹣75°﹣75°=30°.
故答案为30°.
13.【答案】见试题解答内容
可通过切线长定理将相等的线段进行转换,得出三角形PEF的周长等于PA+PB=12,又因为PA=PB,所以可求出PA的长.
【解答】解:∵EA,EC都是圆O的切线,
∴EC=EA,
同理FC=FB,PA=PB,
∴△PEF的周长=PF+PE+EF=PF+PE+EA+FB=PA+PB=2PA=12,
∴PA=6;
故答案为:6.
14.【答案】见试题解答内容
设光盘所在圆的圆心为点O,光盘与三角板的切点为点C,连接OA、OB、OC,由切线的性质得∠ABO=90°,由切线长定理得∠OAB=∠OAC∠BAC=60°,由tan60°,且AB=6cm,求得2OB=12cm,于是得到问题的答案.
【解答】解:设光盘所在圆的圆心为点O,光盘与三角板的切点为点C,连接OA、OB、OC,
∵AB⊥OB,
∴∠ABO=90°,
∵∠BAC=180°﹣60°=120°,
∴∠OAB=∠OAC∠BAC=60°,
∴tan60°,
∵AB=6cm,
∴OBAB=6cm,
∴2OB=12cm,
∴这张光盘的直径是12cm,
故答案为:12.
15.【答案】.
作BG⊥CD于点G,连接BD,作EH⊥BD于点H,由AB是⊙O的直径,得出∠ADB=90°,在Rt△ABD中利用正切的定义求出BD的长,再通过解Rt△BCG和Rt△BDG得到CG、DG的长,求出CD的长,利用正切的定义得到,设BH=a,则,,通过证明△DEH∽△DBG得到,解出a的值,再证明△DEF∽△GEB得到,求出DF的长,再利用勾股定理即可求出CF的长.
【解答】解:作BG⊥CD于点G,连接BD,作EH⊥BD于点H,
∵BG⊥CD,EH⊥BD,
∴∠BGC=∠BGD=90°,∠EHB=∠EHD=90°,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∵∠DAB=30°,
∴在Rt△ABD中,,
∴,
∵∠GCB=∠DAB=30°,∠BGC=90°,
∴BG=BCsin∠GCB=4sin30°=2,,
∴,
∴CD=CG+DG,
∵∠ABD=90°﹣∠DAB=60°,即∠EBH=60°,
∴,
∴,
设BH=a,则,,
∵∠EHD=∠BGD=90°,∠EDH=∠BDG,
∴△DEH∽△DBG,
∴,即,
解得:,
∴,,,
∴,,
∴,
∵DF⊥CD,
∴∠EDF=90°,
∴∠EDF=∠EGB=90°,
又∵∠DEF=∠GEB,
∴△DEF∽△GEB,
∴,
∴,
∴,
∴综上所述,,,
故答案为:.
16.【答案】16,.
连接OA,OC,证明∠EAP=∠AEP,PA=PE=16,证明△PAB∽△PDA,可得,求解,连接CD,证明△DCE∽△ABE,可得,进一步可得答案.
【解答】解:连接OA,OC,
∵BD是⊙O的直径,P为DB延长线上一点,PA切⊙O于A,C是弧BD的中点,
∴∠OAP=90°(圆的切线垂直于过切点的半径),∠DAB=90°(直径所对的圆周角是直角),∠DOC=∠BOC=90°,
∴∠DAO=∠BAP,
∵OA=OD,
∴∠OAD=∠ODA,
∴∠ODA=∠BAP,
∴,,
∴∠DAC=∠BAC,
∵∠EAP=∠CAB+∠BAP,∠AEP=∠ADO+∠DAC,
∴∠EAP=∠AEP,
∴PA=PE;
∵BE=BP=8,
∴PA=PE=16,
∵∠BAP=∠PDA,∠P=∠P,
∴△PAB∽△PDA,
∴(相似三角形的对应边成比例),
∴,
∴BD=32﹣8=24,
∴OD=OB=OC=12,OE=12﹣8=4,
∴,
连接CD,
∵∠EDC=∠EAB,∠DEC=∠AEB,
∴△DCE∽△ABE,
∴(相似三角形的对应边成比例),
∴,
故答案为:16,.
三、解答题(共5小题)
17.【答案】(1)∵AC是⊙O的直径,
∴∠ADC=90°=∠CDE,
∴∠E+∠DCE=90°,
∵CE是⊙O的切线,AC是⊙O的直径,
∴∠ACE=90°,
∴∠E+∠1=90°,
∴∠1=∠DCE,
∵AB=AC,AD⊥BC,
∴∠BAE=∠1,
∴∠BAE=∠DCE.
(2).
(1)根据圆周角定理得出∠ADC=90°=∠CDE,则∠E+∠DCE=90°,根据切线的性质得出∠ACE=90°,则∠E+∠1=90°,故∠1=∠DCE,根据等腰三角形的性质得出∠BAE=∠1,即可证明∠BAE=∠DCE.
(2)如图,连接CF交AE于点G,根据圆周角定理得出∠AFC=∠ADC=90°=∠BFC=∠EDC,根据等腰三角形的性质得出,则BC=9,根据勾股定理求出CF,得出,即可求出,证明∠DCE=∠2,从而证出△GDC≌△EDC,即可得.
【解答】(1)证明:∵AC是⊙O的直径,
∴∠ADC=90°=∠CDE,
∴∠E+∠DCE=90°,
∵CE是⊙O的切线,AC是⊙O的直径,
∴∠ACE=90°,
∴∠E+∠1=90°,
∴∠1=∠DCE,
∵AB=AC,AD⊥BC,
∴∠BAE=∠1,
∴∠BAE=∠DCE.
(2)解:连接CF交AE于点G,
∵AC是⊙O的直径,
∴∠AFC=∠ADC=90°=∠BFC=∠EDC,
∵AB=AC,AD⊥BC,
∴,
∴BC=9,
∵BF=3,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵∠AFG=∠GDC=90°,∠3=∠4,∠AFG+∠BAE+∠3=∠GDC+∠4+∠2=180°,
∴∠BAE=∠2,
∵∠BAE=∠DCE,
∴∠DCE=∠2,
∵∠GDC=∠EDC,CD=CD,∠DCE=∠2,
∴△GDC≌△EDC(ASA),
∴.
18.【答案】(1)见解析;
(2)6.
(1)先连接OD,再由OD⊥BC和AC⊥BC可知OD∥AC从而得证;
(2)利用切割线定理可先求出AB,进而求出圆的直径,半径则可求出.
【解答】(1)证明:连接OD,
∵BC是⊙O的切线,
∴OD⊥BC,
又∵AC⊥BC,
∴OD∥AC,
∴∠2=∠3;
∵OA=OD,
∴∠1=∠3,
∴∠1=∠2,
∴AD平分∠BAC;
(2)解:∵BC与圆相切于点D.
∴BD2=BE BA,
∵BE=4,BD=8,
∴BA=16,
∴AE=AB﹣BE=12,
∴⊙O的半径为6.
19.【答案】(1)证明:连接BD,
∵AB为⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∵AF是⊙O的切线,
∴∠BAF=90°,
∴∠DBA=∠CAF=90°﹣∠BAD,
∵∠ABC=2∠CAF,
∴∠ABC=2∠DBA=∠DBA+∠DBC,
∴∠DBA=∠DBC,
∴90°﹣∠DBA=90°﹣∠DBC,
∴∠BAC=∠BCA,
∴BA=BC;
(2)10.
(1)连接BD,结合AB为⊙O的直径,得到∠ADB=90°,结合AF是⊙O的切线,得到∠BAF=90°,根据余角的性质,结合∠ABC=2∠CAF,证明∠BAC=∠BCA即可证明BA=BC.
(2)连接AE,结合CE:CB=1:5,设CE=x,CB=5x则BA=CB=5x,BE=BC﹣EC=4x,根据勾股定理,根据勾股定理,计算即可.
【解答】(1)证明:连接BD,
∵AB为⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∵AF是⊙O的切线,
∴∠BAF=90°,
∴∠DBA=∠CAF=90°﹣∠BAD,
∵∠ABC=2∠CAF,
∴∠ABC=2∠DBA=∠DBA+∠DBC,
∴∠DBA=∠DBC,
∴90°﹣∠DBA=90°﹣∠DBC,
∴∠BAC=∠BCA,
∴BA=BC.
(2)解:连接AE,
∵CE:CB=1:5,
设CE=x,CB=5x,则BA=CB=5x,BE=BC﹣EC=4x,
∵AB为⊙O的直径,
∴∠AEB=∠AEC=90°,
∴,
∵,
∴,
解得:x=2,x=﹣2(舍去),
∴AB=BC=5x=10.
20.【答案】(1)连接OD.
∵BD是⊙O的切线,D为切点,
∴BD⊥OD(圆的切线垂直于过切点的半径),
∴∠BDO=90°,
∴∠ADO+∠BDC=90°.
∵∠C=90°,
∴∠CBD+∠BDC=90°,
∴∠ADO=∠CBD.
∵OA=OD,
∴∠A=∠ADO(等边对等角),
∴∠CBD=∠A.
(2).
(1)连接OD,根据切线的性质可知∠ADO+∠BDC=90°,根据∠C=90°可知∠CBD+∠BDC=90°得到∠ADO=∠CBD,再根据等边对等角得到∠A=∠ADO,从而得证;
(2)过点O作OE⊥AC于点E,由(1)得∠CBD=∠A,故tan∠CBD=tanA,从而得到,继而求出CD=4,AD=12,AE=6,根据,求出OE,继而运用勾股定理求半径.
【解答】(1)证明:连接OD.
∵BD是⊙O的切线,D为切点,
∴BD⊥OD(圆的切线垂直于过切点的半径),
∴∠BDO=90°,
∴∠ADO+∠BDC=90°.
∵∠C=90°,
∴∠CBD+∠BDC=90°,
∴∠ADO=∠CBD.
∵OA=OD,
∴∠A=∠ADO(等边对等角),
∴∠CBD=∠A.
(2)解:过点O作OE⊥AC于点E.
由(1)得∠CBD=∠A,
∴tan∠CBD=tanA,
∴,即,
∴CD=4,
∴AD=AC﹣CD=12,
∵OE⊥AD,
∴.
∴,
∴OE=3,
∴,
∴⊙O的半径为.
21.【答案】(1)见解析;
(2)见解析.
(1)根据圆周角定理得到∠BCF=90°,根据平行线的性质得到∠D=∠CBD,∠AOD=∠BFC,求得∠OAD=90°,根据切线的判定定理得到AD是⊙O的切线;
(2)根据等腰三角形的性质得到∠OAB=∠OBA,根据平行线的性质得到∠OAC=∠ACF,求得∠BAO=∠CAO,根据角平分线的定义得到AO平分∠BAC.
【解答】证明:(1)∵BF是⊙O的直径,
∴∠BCF=90°,
∴∠CBD+∠CFB=90°,
∵AD∥BC,
∴∠D=∠CBD,
∵AO∥CF,
∴∠AOD=∠BFC,
∴∠AOD+∠D=90°,
∴∠OAD=90°,
∵OA是⊙O的直径,
∴AD是⊙O的切线;
(2)∵OA=OB,
∴∠OAB=∠OBA,
∵OA∥CF,
∴∠OAC=∠ACF,
∵∠ACF=∠ABO,
∴∠BAO=∠CAO,
∴AO平分∠BAC.