内容正文:
圆的相关证明与计算
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类型1 以实际情境为背景的圆问题
1.[2023洛阳三模] 如图(1),中国古代的马车已经涉及很复杂的机械设计,包
含大量零部件和工艺,所彰显的智慧让人叹服.如图(2)是马车的侧面示意
图, 为车轮 的直径,过圆心 的车架 一端点 着地时,地面 与车
轮 相切于点 ,连接 , .
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(1)求证: .
证明:如图,连接 .
与 相切,
, .
为 的直径,
, .
, ,
.
3
(2)若 ,则 的度数是_ ____.
(3)若 , 米,求车轮的半径长.
[答案] , ,
, ,
, 米, 米,
米.
答:车轮的半径长为0.55米.
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2.[2023河南省实验中学三模] 阿基米德说:
“给我一个支点,我就能撬动地球.”如图
(1),这句话形容杠杆的作用之大:只要
有合适的工具和一个合适的支点,即可轻松
撬动地球.小亮看到广场上有一块球形的大石头,他想知道这块球形石头的
半径为多少,他找来一块棱长为 的正方体和长度为 的木棒,
模仿阿基米德撬动地球的方法,如图(2),木棒和石头相切于点 (正方
体横截面上的点 , , , 与点 , , , 在同一竖直平面内,四边形
是正方形).
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(1)求证: ;
证明: 切 于点 , 切 于点 ,
,
.
, .
四边形 是正方形, ,
, .
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(2)若木棒与水平面的夹角 ,切点 恰好为 的中点,则
石头的半径为多少?(结果保留根号)
[答案] 在 中, ,
,
, .
如图,连接 ,过点 作 于点 ,作
于点 ,
则四边形 是矩形, .
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在 和 中,
, , ,
,
, .
由(1)知 ,
.
故石头的半径为 .
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3.[2023洛阳一模] 水车是我国古老的农业灌溉工具,是古人在征服世界的过
程中创造出来的高超劳动技艺,是珍贵的历史文化遗产.水车由立式水轮、竹
筒、支撑架和水槽等部件组成,如图(1).
小明受此启发设计了一个“水车玩具”,设计图如图(2),若水轮 在动力的
作用下将水运送到点 处,水沿水槽 流到水池中, 与水面交于点 ,
,且点 , , , 在同一直线上, 与 相切于点 ,连接 , ,
.
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请仅就图(2)解答下列问题.
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(1)求证: .
证明: 与 相切于点 , 为半径,
,即 ,
.
在 中, 为直径,
, ,
.
又 , ,
.
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(2)若点 到点 的距离为 , ,请求出水槽 的长
度.
[答案] 设 的半径为 ,在 中,
,
.解得 .
.
.
水槽 的长度为 .
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4.综合与实践
【问题情境】
如图(1)为一个圆形喷水池,水池的圆心 处有一喷水装置,数学活动小组计划使用皮尺测量水池的直径,但因喷水装置阻挡,所以无法直接测量直径,需要如何进行呢?(水池边缘厚度忽略不计)
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【方案解决】
出发前,同学们设计了如下两种方案:
方案一:如图(2),先在水池边上取 , 两点,使得 , , 三点共
线,再在水池外取一点 ,测得 , 的长,在 的延长线上取点 ,
使得 ,在 的延长线上取点 ,使得 ,最后测得 的
长即为直径 的长;
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方案二:如图(3),先在水池边上取 , 两点,使得 , , 三点共
线,再在水池外取一点 ,测得 , 的长,在 的延长线上取点 ,
使得 ,在 的延长线上取点 ,使得 ,最后测得
的长,便可求出 的长.
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(1)请你选择其中一个方案判断理论上是否可行,并说明理由.
[答案] 选择方案一:
理论上,方案一可行.理由如下:
在 与 中,
,
,即测得 的长,可知 的长,
理论上,方案一可行.
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选择方案二:
理论上,方案二可行,理由如下:
, ,
, , .
又 , ,
,
,即测得 的长,可知 的长,
理论上,方案二可行.
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(2)同学们去实地考察后,发现喷水装置较大,阻挡视线,难以保证 , , 三点共线,经过讨论,同学们利用《圆》一章的知识,设计并实施了方案三:如图(4),在水池边上取三点 , , ,