初中数学湘教版九年级下册第二章 圆 章末检测(提高练)
一、单选题
1.若 Rt△ABC 的外接圆半径为R,内切圆半径为 r ,则其内切圆的面积与 Rt△ABC 的面积比为(??? )
A.?πr2r+2R????????????????????????????????B.?πr2R+r????????????????????????????????C.?πr4R+2r????????????????????????????????D.?πr4R+r
2.如图,点A,B,C均在坐标轴上,AO=BO=CO=1,过A,O,C作⊙D,E是⊙D上任意一点,连结CE, BE,则 CE2+BE2 的最大值是(?? )
A.?4????????????????????????????????????????B.?5????????????????????????????????????????C.?6????????????????????????????????????????D.?4+2
3.如图,AB是⊙O的直径,点D,C在⊙O上,∠DOC=90°,AD= 2 ,BC=1,则⊙O的半径为(?? )
A.?3?????????????????????????????????????B.?52?????????????????????????????????????C.?102?????????????????????????????????????D.?2+12
4.如图,AC,BC是两个半圆的直径,∠ACP=30°,若AB=2a,则 PQ的值为(?? )
A.?a??????????????????????????????????????B.?1.5a??????????????????????????????????????C.?3a??????????????????????????????????????D.?23a
5.如图,A,B,C是⊙O上三个点,∠AOB=2∠BOC,则下列说法中正确的是(?? )
A.?∠OBA=∠OCA???????????B.?四边形OABC内接于⊙O???????????C.?AB=2BC???????????D.?∠OBA+∠BOC=90°
6.如图,直线y= 33 x+ 3 与x轴、y轴分别相交于A、B两点,圆心P的坐标为(1,0),⊙P与y轴相切于点O.若将⊙P沿x轴向左移动,当⊙P与该直线相交时,满足横坐标为整数的点P的个数是(???? )
A.?3???????????????????????????????????????????B.?4???????????????????????????????????????????C.?5???????????????????????????????????????????D.?6
7.如图,已知直线l的函数表达式为 y=34x+3 ,它与x轴、y轴的交点分别为 A、B 两点.
(1)若 ⊙O 的半径为2,说明直线 AB 与 ⊙O 的位置关系;
(2)若 ⊙P 的半径为2, ⊙P 经过点B且与x轴相切于点F,求圆心P的坐标;
(3)若 ΔABO 的内切圆圆心是点M,外接圆圆心是点N,请直接写出 MN 的长度.
8.在平面直角坐标系 xOy 中,直线经过点A(-3,0),点B(0, 3 ),点P的坐标为(1,0),与 y 轴相切于点O,若将⊙P沿 x 轴向左平移,平移后得到(点P的对应点为点P′),当⊙P′与直线相交时,横坐标为整数的点P′共有(?? )
A.?1个???????????????????????????????????????B.?2个???????????????????????????????????????C.?3个???????????????????????????????????????D.?4个
9.在 Rt△ABC ,∠C=90°,AB=6.△ABC的内切圆半径为1,则△ABC的周长为(?? )
A.?13?????????????????????????????????????????B.?14?????????????????????????????????????????C.?15?????????????????????????????????????????D.?16
10.若四边形A鱿O的对角线AC,BD相交于O,△AOB,△BOC,△COD,△DOA的周长相等,且△AOB,△BOC,△COD的内切圆半径分别为3,4,6,则△DOA的内切圆半径是( ???)
A.?92?????????????????????????????????B.?32?????????????????????????????????C.?72?????????????????????????????????D.?以上答案均不正确
11.如图,王虎使一长为4cm,宽为3cm的长方形木板,在桌面上做无滑动的翻滚(顺时针方向)木板上点A位置变化为A→A1→A2 , 其中第二次翻滚被桌面上一小木块挡住,使木板与桌面成30°角,则点A翻滚到A2位置时共走过的路径长为(??? )
A.?10cm?????????????????????????????????B.?4πcm?????????????????????????????????C.?72πcm?????????????????????????????????D.?52cm
12.已知正方形MNOK和正六边形ABCDEF边长均为1,把正方形放在正六边形中,使OK边与AB边重合,如图所示.按下列步骤操作:将正方形在正六边形中绕点B顺时针旋转,使KM边与BC边重合,完成第一次旋转;再绕点C顺时针旋转,使MN边与CD边重合,完成第二次旋转;……在这样连续6次旋转的过程中,点B , M间的距离不可能是(??? )
A.?0.5????????????????????????????????????????B.?0.6????????????????????????????????????????C.?0.7????????????????????????????????????????D.?0.8
二、填空题
13.如图,在平面直角坐标系中, A(0,4)、B(4,4)、C(6,2) ,则经过 A、B、C 三点的圆弧所在圆的圆心M的坐标为________;点D坐标为 (8,-2) ,连接 CD ,直线 CD 与 ⊙M 的位置关系是________.
14.如图,AB为⊙O的直径,C为⊙O上一点,其中AB=2,∠AOC=120°,P为⊙O上的动点,连AP,取AP中点Q,连CQ,则线段CQ的最大值为________.
15.如图,直线 y=-34x+3 与x轴、y轴分别交于点A、B;点Q是以C(0,﹣1)为圆心、1为半径的圆上一动点,过Q点的切线交线段AB于点P,则线段PQ的最小是________.
16.如图1是小明制作的一副弓箭,点A,D分别是弓臂BAC与弓弦BC的中点,弓弦BC=60cm.沿AD方向拉动弓弦的过程中,假设弓臂BAC始终保持圆弧形,弓弦不伸长.如图2,当弓箭从自然状态的点D拉到点D1时,有AD1=30cm,∠B1D1C1=120°.
(1)图2中,弓臂两端B1 , C1的距离为________cm.
(2)如图3,将弓箭继续拉到点D2 , 使弓臂B2AC2为半圆,则D1D2的长为________cm.
17.如图,∠AOB=45°,点P、Q都在射线OA上,OP=2,OQ=6.M是射线OB上的一个动点,过P、Q、M三点作圆,当该圆与OB相切时,其半径的长为________.
18.如图,正六边形 A1A2A3A4A5A6 内部有一个正五形 B1B2B3B4B5 ,且 A3A4//B3B4 ,直线 l 经过 B2 、 B3 ,则直线 l 与 A1A2 的夹角 α= ________ ° .
三、综合题
19.问题:我们知道,过任意的一个三角形的三个顶点能作一个圆,这个圆叫做三角形的外接圆.
那么任意的一个四边形有外接圆吗?
(1)探索:如图给出了一些四边形,填写出你认为有外接圆的图形序号________.
(2)发现:相对的内角之和满足什么关系时,四边形一定有外接圆,写出你的发现:________.
(3)说理:如果四边形没有外接圆,那么相对的两个内角之和有上面的关系吗?请结合图④,说明理由.
20.已知四边形ABCD的四个顶点都在⊙O上,对角线AC和BD交于点E.
(1)若∠BAD和∠BCD的度数之比为1:2,求∠BCD的度数;
(2)若AB=3,AD=5,∠BAD=60°,点C为劣弧BD的中点,求弦AC的长;
(3)若⊙O的半径为1,AC+BD=3,且AC⊥BD.求线段OE的取值范围.
21.车辆转弯时,能否顺利通过直角弯道的标准是:车辆是否可以行使到和路的边界夹角是45°的位置(如图1中②的位置),例如,图2是某巷子的俯视图,巷子路面宽4m,转弯处为直角,车辆的车身为矩形ABCD,CD与DE、CE的夹角都是45°时,连接EF,交CD于点G,若GF的长度至少能达到车身宽度,则车辆就能通过.
??? ????
(1)试说明长8m,宽3m的消防车不能通过该直角转弯;
(2)为了能使长8m,宽3m的消防车通过该弯道,可以将转弯处改为圆弧(分别是以O为圆心,以OM和ON为半径的弧),具体方案如图3,其中OM⊥OM′,请你求出ON的最小值.
22.问题提出
(1)如图①,在△ABC中,∠A=120°,AB=AC=5,则△ABC的外接圆半径R的值为________.
问题探究
(2)如图②,⊙O的半径为13,弦AB=24,M是AB的中点,P是⊙O上一动点,求PM的最大值.
问题解决
(3)如图③所示,AB、AC、 BC 是某新区的三条规划路,其中AB=6km , AC=3km , ∠BAC=60°, BC 所对的圆心角为60°,新区管委会想在 BC 路边建物资总站点P , 在AB , AC路边分别建物资分站点E、F , 也就是,分别在 BC 、线段AB和AC上选取点P、E、F . 由于总站工作人员每天都要将物资在各物资站点间按P→E→F→P的路径进行运输,因此,要在各物资站点之间规划道路PE、EF和FP . 为了快捷、环保和节约成本.要使得线段PE、EF、FP之和最短,试求PE+EF+FP的最小值.(各物资站点与所在道路之间的距离、路宽均忽略不计)
23.阅读以下材料,并按要求完成相应地任务:
莱昂哈德·欧拉(Leonhard Euler)是瑞士数学家,在数学上经常见到以他的名字命名的重要常数,公式和定理,下面是欧拉发现的一个定理:在△ABC中,R和r分别为外接圆和内切圆的半径,O和I分别为其外心和内心,则 OI2=R2-2Rr .
如图1,⊙O和⊙I分别是△ABC的外接圆和内切圆,⊙I与AB相切分于点F,设⊙O的半径为R,⊙I的半径为r,外心O(三角形三边垂直平分线的交点)与内心I(三角形三条角平分线的交点)之间的距离OI=d,则有d2=R2﹣2Rr.
下面是该定理的证明过程(部分):
延长AI交⊙O于点D,过点I作⊙O的直径MN,连接DM,AN.
∵∠D=∠N,∠DMI=∠NAI(同弧所对的圆周角相等),
∴△MDI∽△ANI,
∴ IMIA=IDIN ,
∴ IA?ID=IM?IN ①,
如图2,在图1(隐去MD,AN)的基础上作⊙O的直径DE,连接BE,BD,BI,IF,
∵DE是⊙O的直径,∴∠DBE=90°,
∵⊙I与AB相切于点F,∴∠AFI=90°,
∴∠DBE=∠IFA,
∵∠BAD=∠E(同弧所对圆周角相等),
∴△AIF∽△EDB,
∴ IADE=IFBD ,∴ IA?BD=DE?IF ②,
?
任务:
(1)观察发现: IM=R+d , IN= ________(用含R,d的代数式表示);
(2)请判断BD和ID的数量关系,并说明理由;
(3)请观察式子①和式子②,并利用任务(1),(2)的结论,按照上面的证明思路,完成该定理证明的剩余部分;
(4)应用:若△ABC的外接圆的半径为5cm,内切圆的半径为2cm,则△ABC的外心与内心之间的距离为________cm.
24.阅读下列材料,然后解答问题.
经过正四边形(即正方形)各顶点的圆叫做这个正四边形的外接圆,圆心是正四边形的对称中心,这个正四边形叫做这个圆的内接正四边形.
如图,正方形ABCD内接于⊙O,⊙O的面积为S1 , 正方形ABCD的面积为S2 . 以圆心O为顶点作∠MON,使∠MON=90°.将∠MON绕点O旋转,OM、ON分别与⊙O交于点E、F,分别与正方形ABCD的边交于点G、H.设由OE、OF、 EF 及正方形ABCD的边围成的图形(阴影部分)的面积为S.
(1)当OM经过点A时(如图①),则S、S1、S2之间的关系为:________(用含S1、S2的代数式表示);
(2)当OM⊥AB于G时(如图②),则(1)中的结论仍然成立吗?请说明理由;
(3)当∠MON旋转到任意位置时(如图③),则(1)中的结论任然成立吗:请说明理由.
25.已知某种月饼形状的俯视图如图1所示,该形状由1个正六边形和6个半圆组成,半圆直径与正六边形的边长相等.
现商家设计了2种棱柱体包装盒,其底面分别为矩形和正六边形(如图2和图3)我们可从底面的利用率来记算整个包装盒的利用情况.(底面利用率= 月饼面积包装盒底面面积 ×100%)
(1)请分别计算出图2与图3中的底面利用率(结果保留到0.1%);
(2)考虑到节约成本,商家希望底面利用率能够不低于80%,且底面图形仍然采用最基本的几何形状,请问商家的要求是否能够满足,若可以满足,请设计一种方案,并直接写出此时的利用率;若不能满足,请说明理由.
26.如图,在 Rt△ABC 中, ∠ACB=90° AC=6,?BC=8 ,动点 P 沿线段 CB 从点 C 向点 B 运动,当点 P 与点 B 重合时,停止运动,以点 P 为圆心, PC 为半径作 ⊙P ,点 M 在 ⊙P 上且在 △ABC 外, ∠CPM=90° .
(1)当 CP=23 时 AP= ________,点 A 到 ⊙P 的最远距离为________;
(2)⊙P 与 AB 相切于点 D 时(如图2),求 PC 的长?并求出此时劣弧 CD 长度?(参考数据: sin37°=35,tan37°=34 )
(3)直接写出点 M 的运动路径长为________, BM 的最短距离为________.
答案解析部分
一、单选题
1. B
考点:三角形的外接圆与外心,三角形的内切圆与内心
解:如图,由题意得: ∠ACB=90°,AB=2R,
O1E=O1F=O1G=r ,
由切线长定理可得:
CE=CF=r,AE=AG,BF=BG, ?
设 AE=AG=m,BF=BG=n,
∴(m+r)2+(n+r)2=(m+n)2 , m+n=2R,
∴mn=(m+n)r+r2 ,
∴mn=2Rr+r2,
而 S△ACB=12(m+r)(n+r)=12(mn+mr+nr+r2)
=12(2Rr+r2+2Rr+r2)
=2Rr+r2
∴S⊙O1S△ABC=πr22Rr+r2=πr2R+r.
故答案为:B.
分析:画好正确的图形,由切线长定理可得: CE=CF=r,AE=AG=m,BF=BG=n, 结合勾股定理可得: mn=2Rr+r2, 再求解直角三角形的面积 S△ACB=12(m+r)(n+r)=2Rr+r2 ,从而可得直角三角形的内切圆的面积与直角三角形的面积之比.
2. C
考点:圆的认识,圆心角、弧、弦的关系,点与圆的位置关系
解:当BE为三角形BCE的斜边的时候 C E 2 + B E 2有最大值
∴EC⊥x轴,
∵AO⊥x轴
∴AO=EC=1
则BE2=BC2+CE2=5
C E 2 + B E 2=1+5=6
故答案选C。
分析:题目属于分析动点最大值的问题,E在圆上运动,分析什么时候 C E 2 + B E 2有最大值,根据平方的关系联想勾股定理,如果有一边为斜边,即有最大值。
3. C
考点:勾股定理,圆心角、弧、弦的关系,等腰直角三角形
解:如图延长DO交⊙O于E,作EF⊥CB交CB的延长线于F,连接BE、EC.
∵∠AOD=∠BOE,
∴ AD=BE ,
∴AD=BE= 2 ,
∵∠DOC=∠COE=90°,OC=OB=OE,
∴∠OCB=∠OBC,∠OBE=∠OEB,
∴∠CBE= 12 (360°﹣90°)=135°,
∴∠EBF=45°,
∴△EBF是等腰直角三角形,
∴EF=BF=1,
在Rt△ECF中,EC= EF2+CF2 = 5 ,
∵△OCE是等腰直角三角形,
∴OC= EC2=102 .
故答案为:C.
分析:延长DO交⊙O于E,作EF⊥CB交CB的延长线于F,连接BE、EC,由对顶角相等可得∠AOD=∠BOE,由圆心角和弧、弦的关系可得AD=BE,可证△EBF是等腰直角三角形,即EF=BF=1,由勾股定理可得EC= EF2+CF2故可得OC的长度.
4. C
考点:矩形的判定与性质,圆周角定理,解直角三角形
解:如图,连接AP、BQ,作BH⊥AP于H,
∵AC、BC为直径,
∴∠APC=∠BQC=90°,
∴四边形BHPQ为矩形,
∴PQ=BH,
∵BH∥CP,
∴∠ABH=∠C=30°,
∴BH=ABcos30°=2a×32=3a,
∴PQ=3a.
故答案为:C.
分析:连接AP、BQ,作BH⊥AP于H,利用直径所对的圆周角是直角,结合垂直的定义可证四边形BHPQ为矩形,从而把PQ转化为BH,最后在Rt△AHB中用余弦函数即可求出BH的长,则PQ长可知.
5. D
考点:垂径定理的应用,圆心角、弧、弦的关系,圆内接四边形的性质
解:A.∵OA=OB,
∴∠OBA=∠OAB,
∴∠OBA+∠OAB+∠AOB=180°,
∴∠OBA=12(180°-∠AOB),
∵∠AOB=2∠BOC,
∴∠OBA=12(180°-2∠BOC)=90°-∠BOC,
又∵OA=OC,
∴∠OCA=∠OAC,
∴∠OCA+∠OAC+∠AOC=180°,
∴∠OCA=12(180°-∠AOC),
∵∠AOB=2∠BOC,
∴∠AOC=3∠BOC,
∴∠OCA=12(180°-3∠BOC)=90°-32∠BOC,
∴∠OBA≠∠OCA,
故A错误,A不符合题意;B.∵点A、B、C在圆上,而点O在圆内,
∴四边形OABC不内接于⊙O,
故B错误,B不符合题意;
C.过点O作OD⊥AB交AB于D,交⊙O于E,
∴AE=BE,∠AOE=∠BOE=12∠AOB,
∵∠AOB=2∠BOC,
∴∠AOE=∠BOE=∠BOC,
∴AE=BE=BC,
又∵AE+BE>AB,
即2BC>AB,
故C错误,C不符合题意;
D.由A知∠OBA=90°-∠BOC,
∴∠OBA+∠BOC=90°-∠BOC+∠BOC=90°,
故D正确,D符合题意.
故答案为:D.
分析:根据等腰三角形性质和三角形内角和定理可得∠OBA=90°-∠BOC,∠OCA=90°-32∠BOC,得∠OBA≠∠OCA,故A错误;根据圆内接四边形定义可知B错误;过点O作OD⊥AB交AB于D,交⊙O于E,根据垂径定理和弦、弧、圆心角之间关系可得AE=BE=BC,由三角形三边关系得2BC>AB,故C错误;由A知∠OBA=90°-∠BOC,计算即可得D正确.
6. A
考点:一次函数的图象,直线与圆的位置关系
解:根据直线与坐标轴的交点,得出A,B的坐标,再利用三角形相似得出圆与直线相切时的坐标,进而得出相交时的坐标.
∵直线y= 33 x+ 3 与x轴、y轴分别相交于A、B两点,圆心P的坐标为(1,0),
∴A点的坐标为0= 33 x+ 3
x=-3,A(-3,0),
B点的坐标为:(0, 3 ),
∴AB=2
将圆P沿x轴向左移动,当圆P与该直线相切于C1时,P1C1=1,
根据△AP1C1∽△ABO,
∴13=AP1AB=AP123
∴AP1=2,
∴P1的坐标为:(-1,0),
将圆P沿x轴向左移动,当圆P与该直线相切于C2时,P2C2=1,
根据△AP2C2∽△ABO,
∴13=AP2AB=AP223
∴AP2=2,
P2的坐标为:(-5,0),
从-1到-5,整数点有-2,-3,-4,故横坐标为整数的点P的个数是3个.
故答案为:A.
分析:先求出函数与x轴、y轴的交点坐标,进一步求出函数与x轴的夹角,计算出 ⊙P 与AB相切时点P的坐标,判断出P的横坐标的取值范围.
7. (1)解:∵直线l的函数表达式为y= 34 x+3,
∴当x=0时,y=3;当y=0时,x=4;
∴A(﹣4,0),B(0,3),
∴OB=3,OA=4,
AB= OA2+OB2=42+32 =5,
过点O作OC⊥AB于C,如图1所示:
∵sin∠BAO= OCOA=OBAB ,
∴ OC4=35 ,
∴OC= 125 >2,
∴直线AB与⊙O的位置关系是相离;
(2)解:如图2所示,分两种情况:
①当点P在第一象限时,连接PB、PF,作PC⊥OB于C,
则四边形OCPF是矩形,
∴OC=PF=BP=2,????
∴BC=OB﹣OC=3﹣2=1,
∴PC= BP2-BC2=22-12=3 ,
∴圆心P的坐标为:( 3 ,2);
②当点P在第二象限时,
由对称性可知,在第二象限圆心P的坐标为:(- 3 ,2).
综上所知,圆心P的坐标为( 3 ,2)或(- 3 ,2).
(3)52
考点:直线与圆的位置关系,圆的综合题
解:(3)设⊙M分别与OA、OB、AB相切于C、D、E,连接MC、MD、ME、BM , 如图3所示:
则四边形OCMD是正方形,DE⊥AB , BE=BD ,
∴MC=MD=ME=OD= 12 (OA+OB﹣AB)= 12 ×(4+3﹣5)=1,
∴BE=BD=OB﹣OD=3﹣1=2,
∵∠AOB=90°,∴△ABO外接圆圆心N在AB上,
∴AN=BN= 12 AB= 52 ,∴NE=BN﹣BE= 52 ﹣2= 12 ,
在Rt△MEN中,
MN= ME2+NE2=12+(12)2=52 .
分析:(1)由直线解析式求出A(-4,0),B(0,3),得出OB=3,OA=4,由勾股定理得出AB= OA2+OB2= =5,过点O作OC⊥AB于C,由三角函数定义求出OC= 125 >2,即可得出结论;(2)分两种情况:①当点P在第一象限,连接PB、PF,作PC⊥OB于C,则四边形OCPF是矩形,得出OC=PF=BP=2,BC=OB-OC=1,由勾股定理得出PC= BP2-BC2=3 ,即可得出答案;②当点P在的第二象限,根据对称性可得出此时点P的坐标;(3)设⊙M分别与OA、OB、AB相切于C、D、E,连接MC、MD、ME、BM,则四边形OCMD是正方形,DE⊥AB,BE=BD,得出MC=MD=ME=OD= 12 (OA+OB-AB)=1,求出BE=BD=OB-OD=2,由直角三角形的性质得出△ABO外接圆圆心N在AB上,得出AN=BN= 12 AB= 52 ,NE=BN-BE= 12 ,在Rt△MEN中,由勾股定理即可得出答案.
8. C
考点:坐标与图形性质,切线的性质
解:如图所示,
∵点P的坐标为(1,0),⊙P与y轴相切于点O,
∴⊙P的半径是1,
若⊙P与AB相切时,设切点为D,由点A(-3,0),点B(0, 3 ),
∴OA=3,OB= 3 ,
由勾股定理得:AB=2 3 ,∠DAM=30°,
设平移后圆与直线AB第一次相切时圆心为M(即对应的P′),
∴MD⊥AB,MD=1,又因为∠DAM=30°,
∴AM=2,M点的坐标为(-1,0),即对应的P′点的坐标为(-1,0),
同理可得圆与直线第二次相切时圆心N的坐标为(-5,0),
所以当⊙P′与直线l相交时,横坐标为整数的点P′的横坐标可以是-2,-3,-4共三个.
故答案为:C.
分析:先求出⊙P的半径,继而求得相切时P′点的坐标,根据A(-3,0),可以确定对应的横坐标为整数时对应的数值.
9. B
考点:切线的性质,三角形的内切圆与内心,切线长定理
解:连结OA、OB、OC、OD、OE、OF(如图),
∵⊙O是 △ABC的内切圆 ,切点分别为D、E、F,
∴OD⊥AC,OE⊥AB,OF⊥BC,BE=BF,AD=AE,
∴∠ODC=∠ACB=∠OFC=90°,
∵OD=DC,
∴四边形ODCF为正方形,
∴OD=DC=CF=OF=1,
∵BE=BF,AD=AE,AE+BE=AB=6,
∴AD+BF=6,
∴C △ABC =AD+DC+CF+FB+BE+AE=6+1+1+6=14.
故答案为:B.
分析:根据切线长定理得BE=BF,AD=AE,即AE+BE=AD+BF=6,由切线性质得∠ODC=∠ACB=∠OFC=90°,根据正方形的判定得四边形ODCF为正方形,从而得DC=CF=1,根据三角形周长计算即可.
10. A
考点:三角形的面积,三角形的内切圆与内心
解:如图,设四个三角形的周长为c,
S△AOB=12×c×3,S△BOC=12×c×4,
∴S△AOB:S△BOC=3:4,
∵S△AOB:S△BOC=12OA×BH:12OC×BH=3:4 ,
∴OA:OC=3:4,
则S△AOD:S△COD=3:4,
∴S△AOD:S△COD=12×c×r:12×c×6=3:4,
解得r=92.
故答案为:A.
分析:因为三角形的面积等于周长和内切圆半径乘积的一半,结合四个三角形周长相等,于是可求 △AOB和△BOC之比,?再由△AOB和△BOC同高,从而得出OA和OC的比值,其等于△DOA?和△COD的面积之比,再根据三角形的面积等于周长和内切圆半径乘积的一半,即可求得△DOA的内切圆半径.
11. C
考点:矩形的性质,弧长的计算,旋转的性质
解:点 A 以 B 为旋转中心,以 ∠ABA1 为旋转角,顺时针旋转得到 A1 ; A2 是由 A1 以 C 为旋转中心,以 ∠A1CA2 为旋转角,顺时针旋转得到,
∵∠ABA1=90° , ∠A1CA2=60° , AB=32+42=5cm , CA1=3cm ,
∴ 点 A 翻滚到 A2 位置时共走过的路径长 =90·π·5180+60·π·3180=72π(cm) .
故答案为: C .
分析:根据旋转的定义得到点 A 以 B 为旋转中心,以 ∠ABA1 为旋转角,顺时针旋转得到 A1 ; A2 是由 A1 以 C 为旋转中心,以 ∠A1CA2 为旋转角,顺时针旋转得到,由于 ∠ABA1=90° , ∠A1CA2=60° , AB=32+42=5cm , CA1=3cm ,然后根据弧长公式计算即可.
12. A
考点:圆内接正多边形,旋转的性质
解:如图,在这样连续6次旋转的过程中,点M的运动轨迹是图中的红线,
观察图象可知点B,M间的距离大于等于2- 2 小于等于1,
故答案为:A.
分析:如图,在这样连续6次旋转的过程中,点M的运动轨迹是图中的红线,观察图象可知点B,M间的距离大于等于2- 2 小于等于1,由此即可判断.
二、填空题
13. (2,0);相切
考点:确定圆的条件,直线与圆的位置关系
解:如图,作线段AB,CD的垂直平分线交点即为M,由图可知经过A、B、C三点的圆弧所在圆的圆心M的坐标为(2,0).
连接MC,MD,
∵MC2=42+22=20,CD2=42+22=20,MD2=62+22=40,
∴MD2=MC2+CD2 , ∴∠MCD=90°,
又∵MC为半径,
∴直线CD是⊙M的切线.
故答案为:(2,0);相切.
分析:由网格容易得出AB的垂直平分线和BC的垂直平分线,它们的交点即为点M,根据图形即可得出点M的坐标;由于C在⊙M上,如果CD与⊙M相切,那么C点必为切点;因此可连接MC,证MC是否与CD垂直即可.可根据C、M、D三点坐标,分别表示出△CMD三边的长,然后用勾股定理来判断∠MCD是否为直角.
14. 7+12
考点:垂径定理,圆周角定理
解:如图,连接OQ,作CH⊥AB于H.
∵AQ=QP
∴OQ⊥PA
∴∠AQO=90°
∴点Q的运动轨迹为以AO为直径的⊙K,连接CK
当点Q在CK的延长线上时,CQ的值最大,
在 RtΔOCH 中,∵∠COH=60°,OC=1
∴OH= 12OC=12 , CH=32
在 RtΔCKH 中, CK=(32)2+12=72
∴CQ的最大值为 7+12 .
故答案为: 7+12 .
分析:连接OQ,作CH⊥AB于H,首先证明点Q的运动轨迹为以AO为直径的⊙K,连接CK,当点Q在CK的延长线上时,CQ的值最大,利用勾股定理求出CK即可解决问题.
15. 2315
考点:一次函数的图象,点与圆的位置关系,切线的性质
解:过点C作CP⊥直线AB于点P,过点P作⊙C的切线PQ,切点为Q,此时PQ最小,连接CQ,如图所示.
当x=0时,y=3,∴点B的坐标为(0,3);
当y=0时,x=4,∴点A的坐标为(4,0),∴OA=4,OB=3,∴AB= OA2+OB2 =5,∴sinB= OAAB=45 .
∵C(0,﹣1),∴BC=3﹣(﹣1)=4,∴CP=BC?sinB= 165 .
∵PQ为⊙C的切线,∴在Rt△CQP中,CQ=1,∠CQP=90°,∴PQ= CP2-CQ2 = 2315 .
故答案为 2315 .
分析:过点C作CP⊥直线AB于点P,过点P作⊙C的切线PQ,切点为Q,此时PQ最小,连接CQ,先求出B的坐标为(0,3),点A的坐标为(4,0),利用勾股定理求出AB=5,从而可得sinB=45 , 在Rt△CBP中,求出CP=BC?sinB= 165 , 在Rt△CQP中,利用勾股定理求出PQ的长即可.
16. (1)303
(2)105-10
考点:勾股定理,垂径定理,弧长的计算
解:(1)如图2中,连接B1C1交DD1于H.
∵D1A=D1B1=30
∴D1是 B1AC1 的圆心,
∵AD1⊥B1C1 ,
∴B1H=C1H=30×sin60°=15 3 ,
∴B1C1=30 3
∴弓臂两端B1 , C1的距离为30 3;
( 2 )如图3中,连接B1C1交DD1于H,连接B2C2交DD2于G.
设半圆的半径为r,则πr= 120·π·30180 ,
∴r=20,
∴AG=GB2=20,GD1=30﹣20=10,
在Rt△GB2D2中,GD2= 302-202 =10 5
∴D1D2=10 5 ﹣10.
故答案为30 3 ,10 5 ﹣10,
分析:(1)如图2中,连接B1C1交DD1于H.由D1A=D1B1=30,可得D1是 B1AC1 的圆心,根据垂径定理及锐角三角形函数可得B1H=C1H=30×sin60°=15 3 ,从而求出B1C1=B1H=30 3;
(2)如图3中,连接B1C1交DD1于H,连接B2C2交DD2于G.设半圆的半径为r,则πr= 120·π·30180 ,求出r=20,从而可得AG=GB2=20,GD1=30﹣20=10,利用股股定理可得GD2=10 5 , 由D1D2=GD2-GD1即可求出结论.
17. 42-23
考点:垂径定理,切线的性质
解: ∵ 过 P、Q、M 三点的圆与 OB 相切,
∴ 点 M 为切点,
设过 P、Q、M 三点的圆的圆心为 O' ,
连接 O'M ,
则 O'M⊥OB ,
过 O' 作 O'H⊥PQ 于 H ,延长 HO' 交 OB 于 G,
∵OP=2,OQ=6 ,
∴PH=12PQ=2 ,
设 O'P=O'M=x ,∵∠AOB=45°,
∴△OGH 和 △O'MG 是等腰直角三角形,
∴OH=HG=4,O'G=2x ,
∴HO'=4-2x ,∴PH2+HO'2=PO'2,
∵4+(4-2x)2=x2 ,
解得: x=42-23,x=42+23 (不合题意舍去),
∴ 半径的长为 42-23;
故答案为:42-23》
分析:根据已知条件得到点M为切点,设过P、Q、M三点的圆的圆心为O′,连接O′M,则O′M⊥OB,过O′作O′H⊥PQ于H,延长HO′交OB于G,根据垂径定理和勾股定理进行推理计算即可得到结论.
18. 48
考点:圆内接正多边形
解:∵多边形 A1A2A3A4A5A6 是正六边形,多边形 B1B2B3B4B5 是正五边形
∴ ∠A1A2A3=∠A2A3A4=180°×(6-2)6=120°,∠B2B3B4=180°×(5-2)5=108°
∵ A3A4//B3B4
∴ ∠B3MA4=∠B2B3B4=108°
∴ ∠B3MA3=180°-108°=72°
∠α=∠A2NB2=360°-∠A1A2A3-∠A2A3A4-∠A3MB3=360°-120°-120°-72°=48°
故答案为:48
分析:已知正六边形 A1A2A3A4A5A6 内部有一个正五形 B1B2B3B4B5 ,可得出正多边形的内角度数,根据 A3A4//B3B4 和四边形内角和定理即可得出 α 的度数.
三、综合题
19. (1)②
(2)相对的内角之和等于180°时,四边形一定有外接圆
(3)解:没有上面的关系,理由如下
如图4左,连接BE
∵四边形ABED是圆O的内接四边形
∴∠A+∠E=180°
根据三角形外角的性质可得∠BCD>∠E
∴∠A+∠BCD>∠A+∠E=180°;
如图4右,连接DE
∵四边形ABED是圆O的内接四边形
∴∠A+∠BED=180°
根据三角形外角的性质可得∠BED>∠BCD
∴∠A+∠BCD<∠A+∠BED =180°;
综上:∠A+∠BCD≠180°
考点:三角形的外角性质,圆的认识,圆内接四边形的性质
解:探索:由平面内不存在一点到一般平行四边形的四个顶点距离相等,可得平行四边形没有外接圆;
由矩形的性质可知:矩形两条对角线的交点到矩形四个顶点的距离相等,可得矩形有外接圆;
由平面内不存在一点到菱形的四个顶点距离相等,可得菱形没有外接圆;
故答案为:②;
发现:相对的内角之和等于180°时,四边形一定有外接圆
故答案为:相对的内角之和等于180°时,四边形一定有外接圆;
分析:(1)根据圆上任意一点到圆心的距离相等结合平行四边形的性质、矩形的性质和菱形的性质即可得出结论;
(2)根据矩形的对角性质结合圆的内接四边形的性质即可得出结论;
(3)根据图④分类讨论,然后根据圆的内接四边形的性质和三角形外角的性质即可得出结论.
20. (1)解:如图1中,
∵四边形ABCD是⊙O的内接四边形,
∴∠A+∠C=180°,
∵∠A:∠C=1:2,
∴设∠A=x,∠C=2x,则x+2x=180°,
解得,x=60°,
∴∠C=2x=120°.
(2)解:如图2中,
∵A、B、C、D四点共圆,∠BAD=60°,
∴∠BCD=180°﹣60°=120°,
∵点C为弧BD的中点,
∴BC=CD,∠CAD=∠CAB= 12 ∠BAD=30°,
将△ACD绕点C逆时针旋转120°得△CBE,如图2所示:
则∠E=∠CAD=∠CAB=30°,BE=AD=5,AC=CE,
∴∠ABC+∠EBC=(180°﹣∠CAB﹣∠ACB)+(180°﹣∠E﹣∠BCE)=360°﹣(∠CAB+∠ACB+∠ABC)=360°﹣180°=180°,
∴A、B、E三点共线,
过C作CM⊥AE于M,
∵AC=CE,
∴AM=EM= 12 AE= 12 (AB+AD)= 12 ×(3+5)=4,
在Rt△AMC中,AC= AMcos30°=432=833 .
(3)解:过点O作OM⊥AC于M,ON⊥BD于N,连接OA,OD,
∵OA=OD=1,OM2=OA2﹣AM2 , ON2=OD2﹣DN2 , AM= 12 AC,DN= 12 BD,AC⊥BD,
∴四边形OMEN是矩形,
∴ON=ME,OE2=OM2+ME2 ,
∴OE2=OM2+ON2=2﹣ 14 (AC2+BD2)
设AC=m,则BD=3﹣m,
∵⊙O的半径为1,AC+BD=3,
∴1≤m≤2,
OE2=2﹣ 14 [(AC+BD)2﹣2AC×BD]=﹣ 12 m2+ 32 m﹣ 14 =﹣ 12 (m﹣ 32 )2+ 78 ,
∴ 34 ≤OE2≤ 78 ,
∴ 32 ≤OE≤ 144 .
考点:圆内接四边形的性质,圆的综合题
分析:(1)利用圆内接四边形对角互补构建方程解决问题即可.(2)将△ACD绕点C逆时针旋转120°得△CBE,根据旋转的性质得出∠E=∠CAD=30°,BE=AD=5,AC=CE,求出A、B、E三点共线,解直角三角形求出即可;(3)由题知 AC⊥BD,过点O作OM⊥AC于M,ON⊥BD于N,连接OA,OD,判断出四边形OMEN是矩形,进而得出OE2=2﹣(AC2+BD2),设AC=m,构建二次函数,利用二次函数的性质解决问题即可.
21. (1)解:消防车不能通过该直角转弯.
理由如下:如图,作FH⊥EC,垂足为H,
∵FH=EH=4,
∴EF=4 2 ,且∠GEC=45°,
∵GC=4,
∴GE=GC=4,
∴GF=4 2 ﹣4<3,
即GF的长度未达到车身宽度,
∴消防车不能通过该直角转弯.
(2)解:若C、D分别与M′、M重合,则△OGM为等腰直角三角形,
∴OG=4,OM=4 2 ,
∴OF=ON=OM﹣MN=4 2 ﹣4,
∴FG=OG﹣OF= 12 ×8﹣(4 2 ﹣4)=8﹣4 2 <3,
∴C、D在 MM' 上,
设ON=x,连接OC,在Rt△OCG中,
OG=x+3,OC=x+4,CG=4,
由勾股定理得,OG2+CG2=OC2 ,
即(x+3)2+42=(x+4)2 ,
解得x=4.5.
答:ON至少为4.5米.
考点:勾股定理的应用,垂径定理的应用,等腰直角三角形
分析:(1)过点F作FH⊥EC于点H,根据道路的宽度求出FH=EH=4m,然后根据等腰直角三角形的性质求出EF、GE的长度,相减即可得到GF的长度,如果不小于车身宽度,则消防车能通过,否则,不能通过;
(2)假设车身C、D分别与点M′、M重合,根据等腰直角三角形的性质求出OG= 12 CD=4,OC= 2 CG=4 2 ,然后求出OF的长度,从而求出可以通过的车宽FG的长度,如果不小于车宽,则消防车能够通过,否则,不能通过;设ON=x,表示出OC=x+4,OG=x+3,又OG= 12 CD=4,在Rt△OCG中,利用勾股定理列式进行计算即可求出ON的最小值.
22. (1)解:设O是△ABC的外接圆的圆心,
∴OA=OB=OC ,
∵∠A=120°,AB=AC=5,
∴△ABO是等边三角形,
∴AB=OA=OB=5
(2)解:当PM⊥AB时,此时PM最大,
连接OA ,
由垂径定理可知:AM= 12 AB=12,
∵OA=13,
∴由勾股定理可知:OM=5,
∴PM=OM+OP=18
(3)解:设连接AP , OP
分别以AB、AC所在直线为对称轴,
作出P关于AB的对称点为M , P关于AC的对称点为N ,
连接MN , 交AB于点E , 交AC于点F , 连接PE、PF ,
∴AM=AP=AN ,
∵∠MAB=∠PAB , ∠NAC=∠PAC ,
∴∠BAC=∠PAB+∠PAC=∠MAB+∠NAC=60°,
∴∠MAN=120°
∴M、P、N在以A为圆心,AP为半径的圆上,
设AP=r ,
易求得:MN= 3 r ,
∵PE=ME , PF=FN ,
∴PE+EF+PF=ME+EF+FN=MN= 3 r ,
∴当AP最小时,PE+EF+PF可取得最小值,
∵AP+OP≥OA ,
∴AP≥OA﹣OP , 即点P在OA上时,AP可取得最小值,
设AB的中点为Q ,
∴AQ=AC=3,
∵∠BAC=60°,
∴AQ=QC=AC=BQ=3,
∴∠ABC=∠QCB=30°,
∴∠ACB=90°,
∴由勾股定理可知:BC=3 3 ,
∵∠BOC=60°,OB=OC=3 3 ,
∴△OBC是等边三角形,
∴∠OBC=60°,
∴∠ABO=90°
∴由勾股定理可知:OA=3 7 ,
∵OP=OB=3 3 ,
∴AP=r=OA﹣OP=3 7 ﹣3 3 ,
∴PE+EF+PF=MN= 3 r=3 21 ﹣9
∴PE+EF+PF的最小值为(3 21 ﹣9)km .
考点:勾股定理,垂径定理,三角形的外接圆与外心
分析:(1)设O是△ABC的外接圆的圆心,易证△ABO是等边三角形,所以AB=OA=OB=5;(2)当PM⊥AB时,此时PM最大,连接OA , 由垂径定理可知:AM= 12 AB=12,再由勾股定理可知:OM=5,所以PM=OM+OP=18,(3)设连接AP , OP , 分别以AB、AC所在直线为对称轴,作出P关于AB的对称点为M , P关于AC的对称点为N , 连接MN , 交AB于点E , 交AC于点F , 连接PE、PF , 所以AM=AP=AN , 设AP=r ,
易求得:MN= 3 r , 所以PE+EF+PF=ME+EF+FN=MN= 3 r , 即当AP最小时,PE+EF+PF可取得最小值.
23. (1)R﹣d
(2)解:BD=ID,理由如下:
∵点I是△ABC的内心,
∴∠BAD=∠CAD,∠CBI=∠ABI,
∵∠DBC=∠CAD,∠BID=∠BAD+∠ABI,∠DBI=∠DBC+∠CBI,
∴∠BID=∠DBI,
∴BD=ID
(3)解:由(2)知:BD=ID,
又 IA?ID=IM?IN , IA?BD=DE?IF ,
∴DE·IF=IM·IN,
∴ 2Rr=(R+d)(R-d) ,
∴ R2-d2=2Rr
∴ d2=R2-2Rr
(4)5
考点:三角形的外角性质,圆周角定理,三角形的外接圆与外心,三角形的内切圆与内心
解:(1)∵O、I、N三点共线,
∴OI+IN=ON,
∴IN=ON﹣OI=R﹣d,
故答案为:R﹣d;(4)由(3)知: d2=R2-2Rr ,
把R=5,r=2代入得: d2=52-2×5×2=5 ,
∵d>0,
∴ d=5 ,
故答案为: 5 .
分析:(1)共线线段之间的关系。
(2)内心即三角形三条角平分线的交点,根据角平分线的性质,以及圆周角定理,综合分析即可求证 ∠BID=∠DBI ,所以 BD=ID 。
(3)利用等式替换进行解答,
(4)根据?d2=R2-2Rr ,代入数值计算即可。
24. (1)S=14(S1-S2)
(2)解:结论仍然成立,理由如下:
∵∠EOF=90°,
∴S扇形OEF= 14 S圆O= 14 S1
∵∠OGB=∠EOF=∠ABC=90°,
∴四边形OGBH为矩形,
∵OM⊥AB,
∴BG= 12 AB= 12 BC=BH,
∴四边形OGBH为正方形,
∴S四边形OGBH=BG2=( 12 AB)2= 14 S2 ,
∴S=S扇形OEF-S四边形OGBH= 14 S1- 14 S2= 14 (S1-S2)
(3)解:(1)中的结论仍然成立,理由如下:
∵∠EOF=90°,
∴S扇形OEF= 14 S圆O= 14 ,
过O作OR⊥AB,OS⊥BC,垂足分别为R、S,
由(2)可知四边形ORBS为正方形,
∴OR=OS,
∵∠ROS=90°,∠MON=90°,
∴∠ROG=∠SOH=90°-∠GOS,
在△ROG和△SOH中,
{∠ROG=∠SOHOR=OS∠ORG=∠OSH ,
∴△ROG≌△SOH(ASA),
∴S△ORG=S△OSH ,
∴S四边形OGBH=S正方形ORBS ,
由(2)可知S正方形ORBS= 14 S2 ,
∴S四边形OGBH= 14 S2 ,
∴S=S扇形OEF-S四边形OGBH= 14 (S1-S2)
考点:扇形面积的计算,圆的综合题,几何图形的面积计算-割补法
解:(1)当OM经过点A时由正方形的性质可知:∠MON=90°,
∴S△OAB= 14 S正方形ABCD= 14 S2 , S扇形OEF= 14 S圆O= 14 S1 ,
∴S=S扇形OEF-S△OAB= 14 S圆O- 14 S正方形ABCD= 14 S1- 14 S2= 14 (S1-S2),
分析:(1)结合正方形的性质及等腰直角三角形的性质,容易得出结论;(2)仍然成立,可证得四边形OGHB为正方形,则可求出阴影部分的面积为扇形OEF的面积减去正方形OGBH的面积;(3)仍然成立,过O作OR⊥AB,OS⊥BC,垂足分别为R、S,则可证明△ORG≌△OSH,可得出四边形ORBS的面积=四边形OGBH的面积,再利用扇形OEF的面积减正方形ORBS的面积即可得出结论
25. (1)解:设半圆直径与正六边形的边长 AB= a,连接正六边形的中心 O 和两相邻的顶点 A、B ,则 ∠AOB=60° , OA=OB ,∴ △OAB 是等边三角形,∴ OA=AB =a,过点 O 作 OC⊥AB ,
∴ AC=AB2=a2 , OC=OA2-AC2 =3a2 ,∴ S月饼=6×12×AB?OC+6×12×π×(a2)2 =33a22+3πa24 = (63+3π)a24 ,延长OC与其中一个半圆交于点D,则 OD=OC+CD =3a2+a2 =(3+1)a2 ,∴ S图2=(2OD)2 =(3+1)2a2 ,S月饼S图3=(OCOD)2 =(33+1)2 =(3-32)2 =(3-32)2=12-634= 6-332 ≈ 40.2%;
S月饼S图2=(63+3π)a24(3+1)2a2 = (63+3π)4(3+1)2 = (63+3π)(23+4)16 = 18+6π+33π+1238 ≈ 66.4%;
答:图2、3的底面利用率分别约为66.4%、40.2%;
(2)解:商家的要求是否能够满足,设计如图所示底面为圆的包装盒,半径为 (3+1)a2 ,
S月饼S圆= (63+3π)a2π(3+1)2a2 = (63+3π)π(3+1)2 ≈84.5% ≥80% ,
答:设计底面为圆形的包装盒,利用率约为84.5%.
考点:圆内接正多边形
分析:(1)设半圆直径与正六边形的边长为a,根据正多边形和圆的知识,算出月饼面积,再算出图2正方形的边长,即可求出图2的面积,和图2底面的利用率;图3的包装盒六边形和月饼相似,利用面积比等于相似比的平方,求出图3包装盒的底面利用率;(2)设计底面为圆形的包装盒,求出其半径、面积、底面利用率,满足底面利用率不低于80%.
26. (1)43;63
(2)解:如图2, ⊙P 与 AB 相切与点 D ,
连接 PD ,则 PD⊥AB ,
在 Rt△ABC , AC=6,?BC=8 ,
∴AB=10 ,
在 Rt△ABC 中, sin∠ABC=35 ,
设 ⊙P 半径为 x ,则 PC=PD=x,?PB=8-x ,
在 Rt△BDP 中, sin∠PBD=PDPB=x8-x ,
∴x8-x=35
∴x=3
∴PC=3 ;
∵sin∠ABC=35 ,
∴ ∠B=37°
∴∠CPD=∠B+90°=127° .
∴劣弧 CD 长度为 127π?3180 .
(3)82;42
考点:圆的综合题,圆-动点问题
解:(1)如图,连结AP并延长交⊙P于N点,
则由勾股定理得: AP=AC2+CP2=62+(23)2=43 ,
∴AN=AP+CP= 63 ,即点A到⊙P的最远距离为 63 ,
故答案为 43;63 ;(3)如图,由题意可以画出M的运动路径CE,BM的最短距离即为BN,
由已知,BE=BC=8,∠CBE=90°,
∴由勾股定理可得: CE=BC2+BE2=82+82=82,BN=12CE=42 ,
∴点 M 的运动路径长是 82 , BM 的最短距离是 42 .
分析:(1)根据勾股定理及圆外一点到圆上的最远距离求解即可;
(2) 连接 PD , 则?PD⊥AB? , 先求出AB,再利用锐角三角函数求解出半径,最后利用弧长公式计算即可;
(3)画出草图,知道点M的运动轨迹再求解即可。