第六单元 圆
专 项 训 练
类型一 圆的基本性质的综合题
1.(2017·上海)如图,已知⊙O的半径长为1,AB,AC是⊙O的两条弦,且AB=AC,BO的延长线交AC于点D,连接OA,OC。
(1)求证:△OAD∽△ABD;
(2)当△OCD是直角三角形时,求B,C两点的距离。
2.(2018·深圳)如图,在⊙O中,BC=2,AB=AC,点D为AC上的动点,且cosB=。
(1)求AB的长度;
(2)求AD·AE的值;
(3)过点A作AH⊥BD于H,求证:BH=CD+DH。
类型二 切线的证明与相关计算
3.(2018·广西)如图,△ABC内接于⊙O,∠CBG=∠A,CD为直径,OC与AB相交于点E,过点E作EF⊥BC,垂足为F,延长CD交GB的延长线于点P,连接BD。
(1)求证:PG与⊙O相切;
(2)若,求的值;
(3)在(2)的条件下,若⊙O的半径为8,PD=OD,求OE的长。
4.(2018·十堰)如图,在ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O交BC于点D,交AC 于点E,过D作GF⊥AC于点F,交AB的延长线于点G。
(1)求证:FG是⊙O的切线;
(2)若tanC=2,求的值。
5.(2018·广安)如图,已知AB是⊙O的直径,P是BA延长线上一点,PC切⊙O于点C,CG是⊙O的弦,CG⊥AB,垂足为D。
(1)求证:∠PCA=∠ABC;
(2)过点A作AE∥PC交⊙O于点E,交CD于点F,连接BE,
若cos∠P=,CP=10,求BE的长。
类型三 阴影部分面积的计算
6.(2018·南宁)如图,分别以等边三角形ABC的三个顶点为圆心,以边长为半径画弧,得到的封闭图形是莱洛三角形,AB=2,则莱洛三角形(即阴影部分面积)为( )
A.π+ B.π- C.2π- D.2π-2
7.(2017·乌鲁木齐)用等分圆周的方法,在半径为1的圆中画出如图所示图形,则图中阴影部分面积为___________。
8.(2018·安顺)如图,C为半圆内一点,O为圆心,直径AB长为2 cm,∠BOC=60o,∠BCO=90o,将△BOC绕圆心O逆时针旋转至△B'OC',点C'在OA上,则边BC扫过区域(图中阴影部分)的面积为_________cm2。(结果保留π)
9.(2018·扬州)如图,在△ABC中,AB=AC,AO⊥BC于点O,OE⊥AB于点E,以点O为圆心,OE为半径作半圆,交AO于点F。
(1)求证:AC是⊙O的切线;
(2)若点F是AO的中点,OE=3,求图中阴影部分的面积;
(3)在(2)的条件下,点P是BC边上的动点,当PE+PF取最小值时,直接写出BP的长。
10.如图,在正方形ABCD中,AD=2,E是AB的中点,将△BEC绕点B逆时针旋转90o后,点E落在CB的延长线上点F处,点C落在点A处。再将线段AF绕点F顺时针旋转90o得线段FG,连接EF,CG。
(1)求证:EF∥CG;
(2)求点C,点A在旋转过程中形成的AC与线段CG所围成的阴影部分的面积。
参考答案及解析
类型一 圆的基本性质的综合题
1.(1)证明:在等腰△AOB和等腰△AOC中,∵OA=OA,AB=AC,OB=OC,
∴△AOB≌△AOC,∴底角∠B=∠OAD。又∵∠ADO=∠ADB,∴△OAD∽△ABD.
(2)解:如图,①当∠ODC=90°时,∵BD⊥AC,OA=OC,∴AD=DC,∴BA=BC=AC,
∴△ABC是等边三角形。
在Rt△OAD中,∵OA=1,∠OAD=30°,∴OD=OA=,
∴AD==,∴BC=AC=2AD=.
②当∠COD=90°时,∠BOC=90°,BC==。
③∠OCD显然不能等于90°,此情况不存在。
综上所述,BC=或。
2.(1)解:作AM⊥BC于点M.∵AB=AC,AM⊥BC,BC=2。 BM=CM=BC=1.
∵cosB=,在Rt△AMB中,BM=1.∴AB=BM÷cosB=.
(2)解:连接DC,∵AB=AC,∴∠ACB=∠ABC.
∵四边形ABCD内接于圆O,∴∠ADC+∠ABC=180o,∵∠ACE+∠ACB=180°,
∴∠ADC=∠ACE。又∵∠CAE为公共角,∴△EAC∽△CAD,
∴,∴AD·AE=AC2=()2=10.
(3)证明:在BD上取一点N,使得BN=CD,在△ABN和△ACD中,
∵,△ABN≌△ACD(SAS),∴AN=AD.
∵AH⊥BD,AN=AD,∴NH=DH.又∵BN=CD,NH=DH,
∴BH=BN+NH=CD+DH.
类型二 切线的证明与相关计算
3.(1)证明:连接OB,∵∠CBG=∠A,∠BDC=∠A,∴∠CBG=∠BDC.
∵CD为直径,∴∠DBC=90°,∠BDC+∠BCD=90°
∵OB=OC,∴∠OBC=∠BCD,∴∠OBG=90°,∴PG与⊙O相切.
(2)解:∵EF⊥BC,DB⊥BC,∴EF∥DB,∴①,
在△DBE与△ACE中,∵∠BDC=∠A,∠DEB=∠AEC,∴△DBE∽△ACE。∴②,
由①×②,得,∴,又∵,∴,
∵CD=2OC,∴,∴。
(3)解:∵PD=OD,∠PBO=90°,∴BD=OD=8,
在Rt△DBC中,BC==8,又∵OD=OB,
∴△DOB是等边三角形,∴∠DOB=60°,∵∠DOB=∠OBC+∠OCB,OB=OC,
∴∠OCB=30°∴,,∴可设EF=x,则EC=2x,FC=x,
∴BF=8﹣x,在Rt△BEF中,BE2=EF2+BF2,∴100=x2+(8﹣x)2,
解得:x=6±,∵6+>8,舍去,∴x=6-,∴EC=12-2,
∴OE=8-(12-2)=2- 4.
4.(1)证明:连接AD、OD,∵AB是直径,∴∠ADB=90°,即AD⊥BC,
∵AC=AB,∴CD=BD。∵OA=OB,∴OD∥AC,∵DF⊥AC,∴OD⊥DF,
∴FG是⊙O的切线。
(2)解:∵tanC==2,BD=CD,∴BD:AD=1:2,
∵∠GDB+∠ODB=90°,∠ODA+∠ODB=90°,∴∠GDB=∠ODA.
∵OA=OD,∴∠OAD=∠ODA,∴∠GDB=∠GAD,∵∠G=∠G,∴△GDB∽△GAD,
设BG=a.∴,∴DG=2a,AG=4a,∴BG:GA=1:4.
5.(1)证明:∵PC与⊙O相切于点C,∴∠PCA+∠OCA=90°。
∵AB是⊙O的直径,∴∠OCB+∠OCA=90°。∴∠PCA=∠OCB.
∵OC=OB,∴∠OCB=∠ABC.∴∠PCA=∠ABC.
(2)解:∵cos∠P==,CP=10,∴OP=。
∴OC=,∴AB=15.∵AE∥PC,∴∠BAE=∠P.
∵AB是⊙O的直径,∴∠E=90°∴AE=AB·cos∠BAE=15×=12.
∴BE==9.
类型三 阴影部分面积的计算
6.D 7.π-
8.π 解析:∵∠BOC=60°,△B'OC'是△BOC绕圆心O逆时针旋转得到的,
∴∠B'OC′=60°,△BCO≌△BCO,∴∠B'OC=60°,∠C'B'O=30°,∴∠B'OB=120°,
∵AB=2cm,∴OB=1cm,OC'=,∴B'C'=,
∴S扇形B'OB=,S扇形C'OC=,
∴阴影部分面积=S扇形B'OB+S△B'C'O-S△BCO-S扇形C'OC=S扇形B'OB-S扇形C'OC=。
9.(1)证明:过点O作AC的垂线OD,垂足为D.
∵AB=AC,AO⊥BC于点O,∴OB=OC,∠BAO=∠CAO.
∵OE⊥AB,OD⊥AC,∴OE=OD.∵OE为⊙O的半径,∴AC是⊙O的切线。
(2)解:∵点F是AO的中点,∴AO=2OF。∵OF=OE=3,∴AO=6.
在Rt△AOE中,cos∠AOE===,∴∠AOE=60°,
∴AE=OE× tan∠AOE=3×tan60°=3。
∴阴影部分的面积=×AE×EO×3×3。
(3)解:BP=.
10.(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,∴AB=BC=AD=2,∠ABC=90°。
∵△BEC绕点B逆时针旋转90°得△ABF,∴△ABF≌△CBE.
∴∠FAB=∠ECB,∠ABF=∠CBE=90°,AF=EC。∴∠AFB+∠FAB=90°,
∵线段AF绕点F顺时针旋转90°得线段FG,∴∠AFB+∠CFG=∠AFG=90°,AF=FG.
∴∠CFG=∠FAB=∠ECB.∴EC∥FG。∵AF=EC,AF=FG,∴EC=FG.
∴四边形EFGC是平行四边形,∴EF∥CG。
(2)解:∵△ABF≌△CBE,∴FB=BE=AB=1.∴AF==。
在△FEC和△CGF中,∵EC=FG,∠ECF=∠GFC,FC=CF,∴△FEC≌△CGF.∴S△FEC=S△CGF。
∴S阴影=S扇形BAC+S△ABF+S△FGC-S扇形FAG。