2020年青岛新版九年级上册数学《第3章 对圆的进一步认识》单元测试卷
一.选择题(共10小题)
1.如图,⊙O的半径OD⊥弦AB于点C,连结AO并延长交⊙O于点E,连结EC.若AB=8,CD=2,则sin∠ECB为( )
A. B. C. D.
2.把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,已知EF=CD=4cm,则球的半径长是( )
A.2 cm B.2.5 cm C.3 cm D.4 cm
3.下列说法正确的是( )
A.等弧所对的圆心角相等
B.三角形的外心到这个三角形的三边距离相等
C.经过三点可以作一个圆
D.相等的圆心角所对的弧相等
4.如图,AB是⊙O的直径,点C、D在⊙O上.若∠ACD=25°,则∠BOD的度数为( )
A.100° B.120° C.130° D.150°
5.如图,四边形ABCD内接于⊙O,若∠BCD=110°,则∠BOD的度数为( )
A.35° B.70° C.110° D.140°
6.如图,正方形ABCD内接于⊙O,点P在劣弧AB上,连接DP,交AC于点Q.若QP=QO,则的值为( )
A. B. C. D.
7.⊙O半径为5,圆心O的坐标为(0,0),点P的坐标为(3,4),则点P与⊙O的位置关系是( )
A.点P在⊙O内 B.点P在⊙O上
C.点P在⊙O外 D.点P在⊙O上或外
8.下列说法正确的是( )
A.三点确定一个圆
B.长度相等的两条弧是等弧
C.经过圆内一点有且仅有一条直径
D.半圆是弧
9.如图,一只花猫发现一只老鼠溜进了一个内部连通的鼠洞,鼠洞只有三个出口A,B,C,要想同时顾及这三个出口以防老鼠出洞,这只花猫最好蹲守在( )
A.△ABC的三边高线的交点P处
B.△ABC的三角平分线的交点P处
C.△ABC的三边中线的交点P处
D.△ABC的三边中垂线的交点P处
10.如图,在直角△ABC中,∠C=90°,BC=3,AC=4,D、E分别是AC、BC上的一点,且DE=3.若以DE为直径的圆与斜边AB相交于M、N,则MN的最大值为( )
A. B.2 C. D.
二.填空题(共8小题)
11.半径为1的⊙O中,两条弦AB=,AC=1,∠BAC的度数为 .
12.如图,圆弧形桥拱的跨度AB=16米,拱高CD=4米,则拱桥的半径为 米.
13.如图,AB和DE是⊙O的直径,弦AC∥DE,若弦BE=3,则弦CE= .
14.如图,AB是⊙O的直径,C、D是⊙O上的两点,若∠ABD=62°,则∠BCD= .
15.如图,AC是圆内接四边形ABCD的一条对角线,点D关于AC的对称点E在边BC上,连接AE.若∠ABC=64°,则∠BAE的度数为 .
16.已知同一平面内存在⊙O和点P,点P与⊙O上的点的最大距离为8,最小距离为2,则⊙O的半径为 .
17.如图,点 A,B,C均在6×6的正方形网格格点上,过A,B,C三点的外接圆除经过A,B,C三点外还能经过的格点数为 .
18.已知等腰△ABC内接于半径为5cm的⊙O,若底边BC=8cm,则△ABC的面积为 cm2.
三.解答题(共8小题)
19.如图,在正方形网格图中建立一直角坐标系,一条圆弧经过网格点A(0,2),B(4,2),C(6,0),解答下列问题:
(1)请在图中确定该圆弧所在圆心D点的位置,并写出D点坐标为 ;
(2)连结AD,CD,求⊙D的半径(结果保留根号).
20.如图,一个宽为2cm的刻度尺在圆形光盘上移动,当刻度尺的一边与光盘相切时,另一边与光盘边缘两个交点处的读数恰好是“2”和“10”(单位:cm),求该光盘的直径是多少?
21.如图,在⊙O中,AD=BC,求证:DC=AB.
22.已知:如图,AB为⊙O的直径,CE⊥AB于E,BF∥OC,连接BC,CF.
求证:∠OCF=∠ECB.
23.如图,∠DAE是⊙O的内接四边形ABCD的一个外角,且∠DAE=∠DAC.求证:DB=DC.
24.如图,在正方形网格图中建立一直角坐标系,一条圆弧经过网格点A、B、C,请在网格中进行下列操作:
(1)在图中确定该圆弧所在圆的圆心D点的位置,并写出点D点坐标为 .
(2)连接AD、CD,求⊙D的半径及弧的长.
(3)有一点E(6,0),判断点E与⊙D的位置关系.
25.已知直角三角形ABC和ADC有公共斜边AC,M、N分别是AC,BD中点,且M、N不重合.
(1)线段MN与BD是否垂直?请说明理由;
(2)若∠BAC=30°,∠CAD=45°,AC=4,求MN的长.
26.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,CB=8,AD是△ABC的角平分线,过A,D,C三点的圆与斜边AB交于点E,连接DE.
(1)求证:AC=AE;
(2)求△ACD外接圆的直径.
2020年青岛新版九年级上册数学《第3章 对圆的进一步认识》单元测试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.如图,⊙O的半径OD⊥弦AB于点C,连结AO并延长交⊙O于点E,连结EC.若AB=8,CD=2,则sin∠ECB为( )
A. B. C. D.
【分析】根据垂径定理得到AC=BC=AB=4,设AO=x,则OC=OD﹣CD=x﹣2,在Rt△ACO中根据勾股定理得到x2=42+(x﹣2)2,解得x=5,则AE=10,OC=3,再由AE是直径,根据圆周角定理得到∠ABE=90°,利用OC是△ABE的中位线得到BE=2OC=6,然后在Rt△CBE中利用勾股定理可计算出CE,由三角函数的定义求出sin∠ECB即可.
【解答】解:连结BE,如图,
∵OD⊥AB,
∴AC=BC=AB=×8=4,
设AO=x,则OC=OD﹣CD=x﹣2,
在Rt△ACO中,∵AO2=AC2+OC2,
∴x2=42+(x﹣2)2,
解得:x=5,
∴AE=10,OC=3,
∵AE是直径,
∴∠ABE=90°,
∵OC是△ABE的中位线,
∴BE=2OC=6,
在Rt△CBE中,CE===2,
∴sin∠ECB===.
故选:B.
【点评】本题考查了垂径定理:平分弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的两条弧.也考查了勾股定理、圆周角定理、三角函数;由勾股定理求出半径是解决问题的突破口.
2.把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,已知EF=CD=4cm,则球的半径长是( )
A.2 cm B.2.5 cm C.3 cm D.4 cm
【分析】取EF的中点M,作MN⊥AD于点M,取MN上的球心O,连接OF,设OF=x,则OM=4﹣x,MF=2,然后在Rt△MOF中利用勾股定理求得OF的长即可.
【解答】解:EF的中点M,作MN⊥AD于点M,取MN上的球心O,连接OF,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠C=∠D=90°,
∴四边形CDMN是矩形,
∴MN=CD=4,
设OF=x,则ON=OF,
∴OM=MN﹣ON=4﹣x,MF=2,
在直角三角形OMF中,OM2+MF2=OF2
即:(4﹣x)2+22=x2
解得:x=2.5
故选:B.
【点评】本题主考查垂径定理及勾股定理的知识,正确作出辅助线构造直角三角形是解题的关键.
3.下列说法正确的是( )
A.等弧所对的圆心角相等
B.三角形的外心到这个三角形的三边距离相等
C.经过三点可以作一个圆
D.相等的圆心角所对的弧相等
【分析】根据圆心角、弧、弦的关系、确定圆的条件、三角形的外接圆和外心的知识进行判断即可.
【解答】解:等弧所对的圆心角相等,A正确;
三角形的外心到这个三角形的三个顶点的距离相等,B错误;
经过不在同一直线上的三点可以作一个圆,C错误;
相等的圆心角所对的弧不一定相等,
故选:A.
【点评】本题考查的是圆心角、弧、弦的关系、确定圆的条件、三角形的外接圆和外心的知识,掌握相关定理并灵活运用是解题的关键.
4.如图,AB是⊙O的直径,点C、D在⊙O上.若∠ACD=25°,则∠BOD的度数为( )
A.100° B.120° C.130° D.150°
【分析】根据圆周角定理求出∠AOD即可解决问题.
【解答】解:∵∠AOD=2∠ACD,∠ACD=25°,
∴∠AOD=50°,
∴∠BOD=180°﹣∠AOD=180°﹣50°=130°,
故选:C.
【点评】本题考查圆周角定理,邻补角的性质等知识,解题的关键是熟练掌握基本知识,属于中考常考题型.
5.如图,四边形ABCD内接于⊙O,若∠BCD=110°,则∠BOD的度数为( )
A.35° B.70° C.110° D.140°
【分析】根据圆内接四边形的性质求出∠A,根据圆周角定理计算即可.
【解答】解:∵四边形ABCD内接于⊙O,
∴∠A=180°﹣∠BCD=70°,
由圆周角定理得,∠BOD=2∠A=140°,
故选:D.
【点评】本题考查的是圆周角定理和圆内接四边形的性质,掌握圆内接四边形的对角互补是解题的关键.
6.如图,正方形ABCD内接于⊙O,点P在劣弧AB上,连接DP,交AC于点Q.若QP=QO,则的值为( )
A. B. C. D.
【分析】设⊙O的半径为r,QO=m,则QP=m,QC=r+m,QA=r﹣m.利用相交弦定理,求出m与r的关系,即用r表示出m,即可表示出所求比值.
【解答】解:如图,设⊙O的半径为r,QO=m,则QP=m,QC=r+m,
QA=r﹣m.
在⊙O中,根据相交弦定理,得QA?QC=QP?QD.
即(r﹣m)(r+m)=m?QD,所以QD=.
连接DO,由勾股定理,得QD2=DO2+QO2,
即,
解得
所以,
故选:D.
【点评】本题考查了相交弦定理,即“圆内两弦相交于圆内一点,各弦被这点所分得的两线段的长的乘积相等”.熟记并灵活应用定理是解题的关键.
7.⊙O半径为5,圆心O的坐标为(0,0),点P的坐标为(3,4),则点P与⊙O的位置关系是( )
A.点P在⊙O内 B.点P在⊙O上
C.点P在⊙O外 D.点P在⊙O上或外
【分析】本题先由勾股定理求得点P到圆心O的距离,再根据点与圆心的距离与半径的大小关系,来判断出点P与⊙O的位置关系.
当d>r时,点在圆外;
当d=r时,点在圆上;
当d<r时,点在圆内.
【解答】解:∵点P的坐标为(3,4),
∴由勾股定理得,点P到圆心O的距离==5,
∴点P在⊙O上,故选B.
【点评】本题考查了点与圆的位置关系:①点P在⊙O上;②点P在⊙O内;③点P在⊙O外.
8.下列说法正确的是( )
A.三点确定一个圆
B.长度相等的两条弧是等弧
C.经过圆内一点有且仅有一条直径
D.半圆是弧
【分析】利用确定圆的条件及圆的有关定义分别判断后即可确定正确的选项.
【解答】解:A、不在同一直线上的三点确定一个圆,故错误;
B、能够完全重合的两条弧是等弧,故错误;
C、经过圆内除圆心外的一点有且只有一条直线,故错误;
D、半圆是弧,正确,
故选:D.
【点评】本题考查了确定圆的条件及圆的认识,解题的关键是能够了解圆的有关定义,难度不大.
9.如图,一只花猫发现一只老鼠溜进了一个内部连通的鼠洞,鼠洞只有三个出口A,B,C,要想同时顾及这三个出口以防老鼠出洞,这只花猫最好蹲守在( )
A.△ABC的三边高线的交点P处
B.△ABC的三角平分线的交点P处
C.△ABC的三边中线的交点P处
D.△ABC的三边中垂线的交点P处
【分析】根据题意,知猫应该到三个洞口的距离相等,则此点就是三角形三边垂直平分线的交点.
【解答】解:三角形三边垂直平分线的交点到三个顶点的距离相等.
故选:D.
【点评】考查了三角形的外心的概念和性质.要熟知三角形三边垂直平分线的交点到三个顶点的距离相等.
10.如图,在直角△ABC中,∠C=90°,BC=3,AC=4,D、E分别是AC、BC上的一点,且DE=3.若以DE为直径的圆与斜边AB相交于M、N,则MN的最大值为( )
A. B.2 C. D.
【分析】根据题意有C、O、G三点在一条直线上OG最小,MN最大,根据勾股定理求得AB,根据三角形面积求得CF,然后根据垂径定理和勾股定理即可求得MN的最大值.
【解答】解:取DE的中点O,过O作OG⊥AB于G,连接OC,
又∵CO=1.5,
∴只有C、O、G三点一线时G到圆心O的距离最小,
∴此时OG达到最小.
∴MN达到最大.
作CF⊥AB于F,
∴G和F重合时,MN有最大值,
∵∠C=90°,BC=3,AC=4,
∴AB==5,
∵AC?BC=AB?CF,
∴CF=,
∴OG=﹣=,
∴MG==,
∴MN=2MG=,
故选:C.
【点评】本题考查了垂线段最短,垂径定理,勾股定理,过O作OG⊥AB于G,得出C、O、G三点在一条直线上OG最小是解题的关键.
二.填空题(共8小题)
11.半径为1的⊙O中,两条弦AB=,AC=1,∠BAC的度数为 15°或105° .
【分析】分类讨论:当AC与AB在点A的两旁.由OA=OC=1,AC=1,得到△OAC为等边三角形,则∠OAC=60°,又由OA=OB=1,AB=,得到△OAB为等腰直角三角形,则∠OAB=45°,所以∠BAC=45°+60°=105°;当AC与AB在点A的同旁.有∠BAC=∠OAC﹣∠OAB=60°﹣45°=15°.
【解答】解:如图1,当AC与AB在点A的两旁.
连OC,OA,OB,如图,
在△OAC中,
∵OA=OC=1,AC=1,
∴△OAC为等边三角形,
∴∠OAC=60°;
在△OAB中,
∵OA=OB=1,AB=,即12+12=()2,
∴OA2+OB2=AB2,
∴△OAB为等腰直角三角形,
∴∠OAB=45°,
∴∠BAC=45°+60°=105°;
如图2,当AC与AB在点A的同旁.
同(1)一样,可求得∠OAC=60°,∠OAB=45°,
∴∠BAC=∠OAC﹣∠OAB=60°﹣45°=15°.
综上所述:∠BAC的度数为:105°或15°.
故答案为:105°或15°.
【点评】本题考查了圆周角定理.在同圆或等圆中,同弧和等弧所对的圆周角相等,一条弧所对的圆周角是它所对的圆心角的一半.同时考查了特殊三角形的边角关系和分类讨论的思想的运用.
12.如图,圆弧形桥拱的跨度AB=16米,拱高CD=4米,则拱桥的半径为 10 米.
【分析】根据垂径定理和勾股定理求解.
【解答】解:设所在的圆的圆心是O.
根据垂径定理,知C,O,D三点共线,
设圆的半径是r,则根据垂径定理和勾股定理,得r2=(r﹣4)2+64,∴r=10.
【点评】此类题注意把已知的未知的放到一个直角三角形中,运用垂径定理和勾股定理进行计算.
13.如图,AB和DE是⊙O的直径,弦AC∥DE,若弦BE=3,则弦CE= 3 .
【分析】连接OC,根据平行线的性质及圆周角与圆心角的关系可得到∠1=∠2,从而即可求得CE的长.
【解答】解:连接OC,
∵AC∥DE,
∴∠A=∠1.∠2=∠ACO,
∵∠A=∠ACO,
∴∠1=∠2.
∴CE=BE=3.
【点评】本题考查了圆周角和圆心角和它所对弦长的关系,并且有效的结合了平行线的性质.
14.如图,AB是⊙O的直径,C、D是⊙O上的两点,若∠ABD=62°,则∠BCD= 28° .
【分析】根据圆周角定理的推论由AB是⊙O的直径得∠ADB=90°,再利用互余计算出∠A=90°﹣∠ABD=28°,然后再根据圆周角定理求∠BCD的度数.
【解答】解:∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∵∠ABD=62°,
∴∠A=90°﹣∠ABD=28°,
∴∠BCD=∠A=28°.
故答案为28°.
【点评】本题考查了圆周角定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半.推论:半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90°的圆周角所对的弦是直径.
15.如图,AC是圆内接四边形ABCD的一条对角线,点D关于AC的对称点E在边BC上,连接AE.若∠ABC=64°,则∠BAE的度数为 52° .
【分析】直接利用圆内接四边形的性质结合三角形外角的性质得出答案.
【解答】解:∵圆内接四边形ABCD,
∴∠D=180°﹣∠ABC=116°,
∵点D关于AC的对称点E在边BC上,
∴∠D=∠AEC=116°,
∴∠BAE=116°﹣64°=52°.
故答案为:52°.
【点评】此题主要考查了圆内接四边形的性质以及三角形的外角,正确得出∠AEC的度数是解题关键.
16.已知同一平面内存在⊙O和点P,点P与⊙O上的点的最大距离为8,最小距离为2,则⊙O的半径为 3或5 .
【分析】根据线段的和差,可得直径,根据圆的性质,可得答案.
【解答】解:P在⊙O内,直径为8+2=10,半径为5,
P在⊙O外,直径为8﹣2=6,半径为3,
故答案为:3或5.
【点评】本题考查了点与圆的位置关系,利用直径与半径的关系是解题关键,要分类讨论,以防遗漏.
17.如图,点 A,B,C均在6×6的正方形网格格点上,过A,B,C三点的外接圆除经过A,B,C三点外还能经过的格点数为 5 .
【分析】根据圆的确定先做出过A,B,C三点的外接圆,从而得出答案.
【解答】解:如图,分别作AB、BC的中垂线,两直线的交点为O,
以O为圆心、OA为半径作圆,则⊙O即为过A,B,C三点的外接圆,
由图可知,⊙O还经过点D、E、F、G、H这5个格点,
故答案为:5.
【点评】本题主要考查圆的确定,熟练掌握圆上各点到圆心的距离相等得出其外接圆是解题的关键.
18.已知等腰△ABC内接于半径为5cm的⊙O,若底边BC=8cm,则△ABC的面积为 8或32 cm2.
【分析】根据等腰三角形的性质,以及垂径定理的性质,作出三角形的高,即可求出,应注意底边BC与圆心可能存在两种位置关系可能.
【解答】解:连接AO,并延长与BC交于一点D,连接OC,
∵BC=8cm,⊙O的半径为5cm,AB=AC,
∴AD⊥BC,
∴OD=3,AD=8,
∴△ABC的面积为32,
同理当BC在圆心O的上方时,三角形的高变为5﹣3=2,
∴△ABC的面积为8.
故填:8或32.
【点评】此题主要考查了垂径定理与等腰三角形的性质,题目有一定代表性,容易出错.
三.解答题(共8小题)
19.如图,在正方形网格图中建立一直角坐标系,一条圆弧经过网格点A(0,2),B(4,2),C(6,0),解答下列问题:
(1)请在图中确定该圆弧所在圆心D点的位置,并写出D点坐标为 (2,﹣2) ;
(2)连结AD,CD,求⊙D的半径(结果保留根号).
【分析】(1)根据题意作出图形,根据坐标与图形性质解答;
(2)根据勾股定理计算即可.
【解答】解:(1)如图1,∵圆弧经过网格点A(0,2),B(4,2),
∴圆心的横坐标为2,
作BC的垂直平分线与AB的垂直平分线交于D,
则D(2,﹣2)
故答案为:(2,﹣2);
(2)如图2,过点D作DE⊥y轴,交y轴于点E,
在Rt△ADE中,AE=4,DE=2,
则r==2,
所以⊙D的半径为2.
【点评】本题考查的是垂径定理和勾股定理的应用,掌握垂直弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的两条弧是解题的关键.
20.如图,一个宽为2cm的刻度尺在圆形光盘上移动,当刻度尺的一边与光盘相切时,另一边与光盘边缘两个交点处的读数恰好是“2”和“10”(单位:cm),求该光盘的直径是多少?
【分析】先过点O作OA垂直直尺与点A,连接OB,再设OB=r,利用勾股定理求出r的值即可得出答案.
【解答】解:过点O作OA垂直直尺与点A,连接OB,设OB=r,
∵一边与光盘边缘两个交点处的读数恰好是“2”和“10”,
∴AB=4,
∵刻度尺宽2cm,
∴OA=r﹣2,
在Rt△OAB中,
OA2+AB2=OB2,即(r﹣2)2+42=r2,
解得r=5,
则该光盘的直径是10cm.
【点评】本题考查的是垂径定理的应用,勾股定理及切线的性质,根据题意作出辅助线,构造出直角三角形是解答此题的关键.
21.如图,在⊙O中,AD=BC,求证:DC=AB.
【分析】根据在同圆或等圆中,如果两个圆心角、两条弧、两条弦中有一组量相等,那么它们所对应的其余各组量都分别相等,由AD=BC得到=,把两弧都加上弧AC得到=,于是得到DC=AB.
【解答】证明:∵AD=BC,
∴=,
∴+=+,
即=,
∴DC=AB.
【点评】本题考查了圆心角、弧、弦的关系:在同圆和等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦也相等.推论:在同圆或等圆中,如果两个圆心角、两条弧、两条弦中有一组量相等,那么它们所对应的其余各组量都分别相等.
22.已知:如图,AB为⊙O的直径,CE⊥AB于E,BF∥OC,连接BC,CF.
求证:∠OCF=∠ECB.
【分析】延长CE交⊙O于点G,利用圆周角的性质进行解答即可.
【解答】证明:延长CE交⊙O于点G.
∵AB为⊙O的直径,CE⊥AB于E,
∴BC=BG,
∴∠G=∠2,
∵BF∥OC,
∴∠1=∠F,
又∵∠G=∠F,
∴∠1=∠2.
即∠OCF=∠ECB.
【点评】此题考查圆周角定理,关键是根据圆周角定理解答.
23.如图,∠DAE是⊙O的内接四边形ABCD的一个外角,且∠DAE=∠DAC.求证:DB=DC.
【分析】根据圆内接四边形的任意一个外角等于它的内对角得到∠DAE=∠DCB,由圆周角定理得到∠DAC=∠DBC,等量代换得到∠DCB=∠DBC,根据等腰三角形的性质得到答案.
【解答】证明:∵∠DAE是⊙O的内接四边形ABCD的一个外角,
∴∠DAE=∠DCB,
∵∠DAE=∠DAC,
∴∠DCB=∠DAC,
∵∠DAC=∠DBC,
∴∠DCB=∠DBC,
∴DB=DC.
【点评】本题考查的是圆内接四边形的性质,掌握圆内接四边形的任意一个外角等于它的内对角是解题的关键.
24.如图,在正方形网格图中建立一直角坐标系,一条圆弧经过网格点A、B、C,请在网格中进行下列操作:
(1)在图中确定该圆弧所在圆的圆心D点的位置,并写出点D点坐标为 (2,0) .
(2)连接AD、CD,求⊙D的半径及弧的长.
(3)有一点E(6,0),判断点E与⊙D的位置关系.
【分析】(1)找到AB,BC的垂直平分线的交点即为圆心坐标;
(2)利用勾股定理可求得圆的半径;易得△AOD≌△DEC,那么∠OAD=∠CDE,即可得到圆心角的度数为90°,根据弧长公式可得;
(3)求出DE的长与半径比较可得.
【解答】解:(1)如图,D点坐标为(2,0),
故答案为:(2,0);
(2)AD==2;
作CE⊥x轴,垂足为E.
∵△AOD≌△DEC,
∴∠OAD=∠CDE,
又∵∠OAD+∠ADO=90°,
∴∠CDE+∠ADO=90°,
∴扇形DAC的圆心角为90度,
∴的长为=π;
(3)点E到圆心D的距离为4,
∴点E在⊙D内部.
【点评】本题主要考查点与圆的位置关系、垂径定理、弧长公式等,用到的知识点为:非直径的弦的垂直平分线经过圆心.
25.已知直角三角形ABC和ADC有公共斜边AC,M、N分别是AC,BD中点,且M、N不重合.
(1)线段MN与BD是否垂直?请说明理由;
(2)若∠BAC=30°,∠CAD=45°,AC=4,求MN的长.
【分析】(1)根据题意画出图形,再作出辅助线构成等腰三角形,利用等腰三角形的性质进行证明;
(2)注意要分二种情况讨论:即B、D在AC两侧和B、D在AC同侧.
【解答】解:(1)线段MN与BD垂直.
连接MB与MD,由直角三角形斜边上的中线等于斜边长的一半,可以知道
MB=,MD=,所以MB=MD.
三角形MBD中,N是底边上的中点,等腰三角形的性质可以说明:
MN垂直BD.
(2)如图一:连接BM、MD,延长DM,过B作DM延长线的垂线段BE,
∵M是AC的中点,
∴MD⊥AC,△BCM是等边三角形,
∴在Rt△BEM中,∠EMB=30°,
∵AC=4,∴BM=2,
∴BE=1,EM=,MD=2,
从而可知
BD==2
∴BN=.
由Rt△BMN可得:
MN==.
如图二:连接BM、MD,延长AD,过B作垂线段BE,
∵M、N分别是AC,BD中点,
∴MD=AC,MBAC,
∴MD=MB,
∵∠BAC=30°,∠CAD=45°,
∴∠BMC=60°,∠DMC=90°,
∴∠BMD=30°,
∴∠BDM==75°,
∵∠MDA=45°
∴∠EDB=180°﹣∠BDM﹣∠MDA=60°,
令ED=x,则BE=x,AD=2,AB=2,
∴由Rt△ABE可得:(2)2=(x)2+(x+2)2,
解得x=,则BD=2,
∵M、N分别是AC,BD中点,
∴MD=2 DN=.
由Rt△MND可得:
MN==.
【点评】本题综合考查了等腰三角形的性质和解直角三角形的方法,同时考查了分类讨论思想.
26.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,CB=8,AD是△ABC的角平分线,过A,D,C三点的圆与斜边AB交于点E,连接DE.
(1)求证:AC=AE;
(2)求△ACD外接圆的直径.
【分析】(1)先根据:∠ACB=90°得出AD为⊙O的直径故可得出∠ACB=∠AED.再由AD是△ABC中∠BAC的平分线可知∠CAD=∠EAD,由HL定理得出△ACD≌△AED,根据全等三角形的性质可知AC=AE;
(2)先根据勾股定理求出AB的长,设CD=DE=x,则DB=BC﹣CD=8﹣x,EB=AB﹣AE=10﹣6=4,在Rt△BED中,根据勾股定理得出x的值,再由△ACD是直角三角形即可得出AD的长.
【解答】(1)证明:∵∠ACB=90°,且∠ACB为⊙O的圆周角,
∴AD为⊙O的直径,
∴∠AED=90°,
∴∠ACB=∠AED.
∵AD是△ABC中∠BAC的平分线,
∴∠CAD=∠EAD,
∴CD=DE,
在Rt△ACD与Rt△AED中,
,
∴△ACD≌△AED(HL),
∴AC=AE;
(2)∵△ABC是直角三角形,且AC=6,BC=8,
∴AB===10,
∵由(1)得,∠AED=90°,
∴∠BED=90°.
设CD=DE=x,则DB=BC﹣CD=8﹣x,EB=AB﹣AE=10﹣6=4,
在Rt△BED中,根据勾股定理得,BE2=BE2+ED2,即(8﹣x)2=x2+42,解得x=3,
∴CD=3,
∵AC=6,△ACD是直角三角形,
∴AD2=AC2+CD2=62+32=45,
∴AD=3.
【点评】本题考查的是三角形的外接圆与外心,熟知直径所对的圆周角是直角是解答此题的关键.