内容正文:
特训07 圆 压轴题(六大题型,浙江精选)
题型1:圆的基本性质
1.(23-24九年级上·浙江金华·期中)如图,已知点是以为直径的半上的动点(点不与重合),点是中点,连结,交分别于点.
(1)如图1,若,的度数为,求的长.
(2)如图2,若,求的值.
(3)如图3,连结,当成为直角三角形时,求与的面积比.
2.(2023·浙江杭州·模拟预测)已知内接于,于点.
(1)如图,求证:;
(2)如图,改变点的位置,延长依次交,于点,,若,求证:;
(3)在(2)的条件下,连接并延长,交边于点,若,,求线段的长.
3.(2024·浙江绍兴·一模)如图,是的直径,弦交于点,,连结,.
(1)如图,若,求的度数.
(2)如图,点在弦上,作,分别交弦,于点,,,过作交于点.
①求证:.
②如图,连接,若,,求,的长.
4.(23-24九年级上·浙江金华·期中)已知,直角中,,,,过,两点作圆交射线于点,交射线于点.
(1)如图1,当点在线段中点时,求的长;
(2)如图2,当点在线段上时,若点为中点,求的长;
(3)如图3,连接,若为等腰三角形,求所有满足条件的的值.
5.(22-23九年级上·浙江宁波·期中)如图①,在中,在边上,圆为锐角的外接圆,连结并延长交于点.
(1)若,请用含的代数式表示;
(2)如图②,作,垂足为,与交于点,已知,求证:.
(3)如图③,在 (2) 的条件下,与 交于,,求 的值.
题型2:圆的内接四边形
6.(2023·浙江嘉兴·一模)如图1,已知AB是半圆O的直径,半径,D是弧BC上的动点(不含点B,C),连接AC,作射线CD于点E.
(1)猜想的度数,并说明理由
(2)连接,若,求证:.
(3)如图2,作正方形,连接交于点G.若,,求的长.
7.(22-23九年级上·浙江宁波·期中)定义:两个角对应互余,且这两个角的夹边对应相等的两个三角形叫做“互余三角形”.如图1,在和中,若,且,则和是“互余三角形”
(1)以下四边形中,一定能被一条对角线分成两个“互余三角形”的是______;(填序号)
①平行四边形;②矩形;③菱形;④正方形.
(2)如图2,等腰直角,其中,点D是上任意一点(不与点A、B重合),则图中△______和△______是互余三角形,并求证:.
(3)如图3,的半径为5,四边形是的内接四边形,且和是“互余三角形”
①求的值;
②若°,求和的周长之差.
题型3:动态问题
8.(23-24九年级上·浙江金华·期中)如图,在中,是上一动点,连接,以为直径的交于点,连接并延长交于点,交于点,连接.
(1)若,求证:点是的中点.
(2)当点移动到使时,求的值.
(3)当点到移动到使时,求证:.
9.(23-24九年级上·浙江台州·期中)如图1.扇形中,,,点P在半径上,连接.
(1)把沿翻折,点O的对称点为点Q.
①当点Q刚好落在弧上,求弧的长;
②如图2,点Q落在扇形外,与弧交于点C,过点Q作,垂足为H,探究、、之间的数量关系,并说明理由;
(2)如图3,记扇形在直线上方的部分为图形W,把图形W沿着翻折,点B的对称点为点E,弧与交于点F,若,求的长.
10.(23-24九年级上·浙江宁波·阶段练习)如图1:在中,,D为边上一点(不与点B,C重合),将线段绕点A逆时针旋转,得到线段,连接,.
(1)求证:;
(2)直接写出线段,,之间满足的等量关系;
(3)如图2,在中,,D为外的一点,且,线段,,之间满足的等量关系又是如何的,请证明你的结论;
(4)如图3,已知是的直径,点C,D是上的点,且.填空:
①若,,则弦的长为 ;
②若,则当的值最大时,的半径为 .
11.(20-21九年级上·浙江杭州·期中)如图,在 中,, ,D是上一动点,连接,以为直径的交于点E,连接并延长交于点F,交于点G,连接.
(1)如图1,当点D移动到使时,
①连接DE,求证: .
②求的值.
(2)如图2,当点D到移动到使时,求证:.
题型4:内心有关的圆解答题
12.(2024·浙江杭州·一模)如图,为的直径,点是直线上方的上一点,点是的内心,连接,,.延长交于点.
(1)若,,求的长;
(2)求的度数;
(3)当点在直线上方的上运动时,求证:.
题型5:情景探究题
13.(22-23九年级上·浙江舟山·期中)数学活动课上,老师给出这样一个题目:如图1,点C是弧上的点,于D,于E,若,求证:点C是弧的中点.
小波同学想到的办法是:可通过证明来完成它.
(1)请你们帮助小波完成证明过程:
(2)解答完老师给出的问题后,小波把老师的题进行了改变.
如图2,已知是的直径,点D,点E分别是半径,的中点,延长交于点F,若于D,且点C是弧的中点,求证:,请你证明.
(3)拓展:如图3,在(2)的条件下,点G是弧上一点,连接,,若,,求的半径长.
14.(2023·浙江宁波·一模)【教材呈现】以下是浙教版八年级下册数学教材第85页的部分内容.先观察下图,直线l1l2,点A,B在直线l2上,点C1,C2,C3,C4在直线l1上.△ABC1,△ABC2,△ABC3,△ABC4这些三角形的面积有怎样的关系?请说明理由。
【基础巩固】如图1,正方形内接于,直径,求阴影面积与圆面积的比值;
【尝试应用】如图2,在半径为5的中,,,,用含x的代数式表示;
【拓展提高】如图3,是的直径,点P是上一点,过点P作弦于点P,点F是上的点,且满足,连接交于点E,若,,求的半径.
15.(23-24九年级上·浙江台州·期中)如图1:在中,,,为边上一点(不与点,重合),试探索,,之间满足的等量关系,并证明你的结论.
小明同学的思路是这样的:将线段绕点逆时针旋转,得到线段,连接,.继续推理就可以使问题得到解决.
(1)请根据小明的思路,探索线段,,满足的等量关系,并证明结论;
(2)如图2,在中,,,为外的一点,且,线段,,之间满足的等量关系又是如何的,请证明你的结论;
(3)如图3,已知是的直径,点,是上的点,且,连接,,
①若,,求弦的长为 ;
②若,求的最大值.
题型6:二次函数与圆
16.(22-23九年级上·浙江嘉兴·期中)如图1,已知抛物线经过原点,它的对称轴是直线,动点从抛物线的顶点出发,在对称轴上以每秒1个单位的速度向上运动,设动点运动的时间为秒,连接并延长交抛物线于点,连接,.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)当为直角三角形时,求的值;
(3)如图2,为的外接圆,在点的运动过程中,点也随之运动变化,请你探究:在时,求点经过的路径长度.
17.(2023·浙江湖州·模拟预测)如图1,抛物线的顶点为,与轴交于点,其对称轴与轴交于点,点是抛物线对称轴左侧一动点,以和为边作,连结.已知抛物线经过点.
(1)求该抛物线的函数表达式.
(2)若、、三点在同一直线上,记的面积为,求证:.
(3)连结,若,如图,将沿边翻折,得到,试探究:在轴上是否存在点,使?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由
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特训07 圆 压轴题(六大题型,浙江精选)
题型1:圆的基本性质
1.(23-24九年级上·浙江金华·期中)如图,已知点是以为直径的半上的动点(点不与重合),点是中点,连结,交分别于点.
(1)如图1,若,的度数为,求的长.
(2)如图2,若,求的值.
(3)如图3,连结,当成为直角三角形时,求与的面积比.
【答案】(1)1
(2)
(3)1或2
【分析】(1)连接,等弧等角,得到,三线合一,得到,根据含30度角的直角三角形的性质,求出的长即可;
(2)同法(1)求出,进而求出的长,即可得解;
(3)分和,两种情况进行讨论求解.
【解析】(1)解:连接,则:,
∵点是中点,的度数为,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)连接,则:,
∵为直径,
∴的度数为,
∵,
∴,
∴,
同法(1)可知:,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)①当时,如图:
∵为的中点,
∴垂直平分,
∴
,度数均为,
,
,
,
∵,
,
;
当时,,连结,
∵,
,
∵为直径,
∴,
∵,
∴,为的中点,
∵,
∴,
,
∵,为的中点,
是的中位线,
,
,
.
综上:与的面积比为1或2.
【点睛】本题考查弧,弦,角之间的关系,垂径定理,圆周角定理,含30度的直角三角形,等腰三角形的判定和性质,中垂线的判定和性质,三角形的中位线定理,综合性较强,属于中考几何常见的压轴题.熟练掌握相关定理和性质,是解题的关键.
2.(2023·浙江杭州·模拟预测)已知内接于,于点.
(1)如图,求证:;
(2)如图,改变点的位置,延长依次交,于点,,若,求证:;
(3)在(2)的条件下,连接并延长,交边于点,若,,求线段的长.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】本题考查圆的综合题,圆周角定理,全等三角形的性质和判定,平行四边形的性质和判定,解题的关键是灵活运用所学知识,添加辅助线,借助特殊四边形解决问题;
(1)如图1中,延长交 于,连接.首先证明,由即可证明.
(2)由(1)可知,,由,推出,推出,推出;
(3)如图中,连接、,首先证明四边形是平行四边形,得出四边形是菱形,则,由勾股定理求出半径,进而求解;
【解析】(1)证明:如图中,延长交于,连接.
是直径,
,
,
,
,
,
,
,
.
(2)证明:由可知,,
,
,
,
,
.
(3)解:如图中,连接、、.
由可知,
,
,,,
,,
在和中,
,
≌,
,
四边形是平行四边形,
,
四边形是菱形,
,垂足为,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
设,
,
,
,
,
,
.
3.(2024·浙江绍兴·一模)如图,是的直径,弦交于点,,连结,.
(1)如图,若,求的度数.
(2)如图,点在弦上,作,分别交弦,于点,,,过作交于点.
①求证:.
②如图,连接,若,,求,的长.
【答案】(1)
(2)①证明见解析;②,
【分析】(1)根据弧与圆周角的关系得到的度数为,进而得到的度数为,再由,得到的度数为,则;
(2)①连接,则,根据同弧所对的圆周角相等得到,令,则,的度数为,进而可得的度数为,则,推出,得到,由平行线的性质得到,则,即可证明,进而证明;②解:连接,证明四边形是平行四边形,得到,,则,,取的中点,连接,则,进而得到,即可证明,得到,则,过作交于点,过作交于点,则,可证明,设,可得,则,由勾股定理得到,解得:或(负值不符合题意,舍去),则,故,.
【解析】(1)解:∵,
∴的度数为,
∵是的直径,
∴的度数为:,
∵,
∴的度数为,
∴,
∴的度数为;
(2)①证明:连接,
∵是的直径,
∴,
∵和是所对的圆周角,
∴,
令,
∴,的度数为,
∵,
∴的度数为,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴;
②解:连接,
由①知:,
又∵,,,
∴四边形是平行四边形,
∴,,
∴,,
取的中点,连接,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
过作交于点,过作交于点,
∴,
∴,
∴,
设,
由①知:,
∴,,
∴,
∴,
在与中,,
∴,
解得:或(负值不符合题意,舍去),
∴,
∴,.
【点睛】本题是圆的综合题,考查了圆周角定理,直径所对的圆周角是直角,同弧或等弧所对的圆周角相等,等腰三角形的判定和性质,平行四边形的判定和性质,直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,勾股定理等知识点.掌握圆的基本性质是解题的关键.
4.(23-24九年级上·浙江金华·期中)已知,直角中,,,,过,两点作圆交射线于点,交射线于点.
(1)如图1,当点在线段中点时,求的长;
(2)如图2,当点在线段上时,若点为中点,求的长;
(3)如图3,连接,若为等腰三角形,求所有满足条件的的值.
【答案】(1);
(2);
(3),,;
【分析】()利用勾股定理和线段中点的性质即可求解;
()连接,由得是的直径,则,再根据点为中点证明,再通过角平分线性质和等面积法求出,最后由勾股定理即可求解;
()分当时,当时,当时三种情况讨论即可;
此题考查了圆周角定理,勾股定理和等腰三角形的性质,熟练掌握以上知识点的应用是解题的关键.
【解析】(1)解:∵,
∴在中,有勾股定理得:,
∵点是线段中点,
∴,
在中,有勾股定理得:,
(2)解:连接,
∵,
∴是的直径,
∴,
∵点为中点,
∴,
∴,
由()得:,
设,则
∵,
∴,解得:,即,
在中,有勾股定理得:;
(3)解:分三种情况,
当时,连接,过作于点,由()得:,
∴,
∴,
由()得:,即,
∴
设,则,
∴在中,由勾股定理得:,即,解得:,
∴;
如图,当时,过作于点,
∴,
∴;
如图,当时,连接,过作于点,由()得:,
∴,
在和中
∵,
∴
∴,
在中,有勾股定理得:;
综上可知:或或.
5.(22-23九年级上·浙江宁波·期中)如图①,在中,在边上,圆为锐角的外接圆,连结并延长交于点.
(1)若,请用含的代数式表示;
(2)如图②,作,垂足为,与交于点,已知,求证:.
(3)如图③,在 (2) 的条件下,与 交于,,求 的值.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【分析】(1)根据同弧所对的圆周角是圆心角的一半可得,再利用等边对等角可得,由三角形内角和即可得出结果;
(2)根据角之间的数量关系可得:,设,由(1)结论得出,利用三角形内角和及对顶角相等可得,根据等量代换得出,根据等角对等边即可证明;
(3)连接,根据,推出,过点作,证明,得出是等腰直角三角形,是等腰直角三角形,设,在与中,勾股定理得出,即可求解.
【解析】(1)解:如图所示:连结,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴;
(2)证明:如图,
∵,
∴,
设,
则
由(1)得:,
∵,
∴,
故,
∴;
(3)如图,连接,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴
∴
过点作
∴
∵
∴
即,
∴
在与中,
∴
∴,
由(2)
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴是等腰直角三角形,
设
∴
∴
在与中,
∴,
整理得.
∴.
【点睛】本题考查了圆周角定理,垂径定理,等腰直角三角形的性质,勾股定理,综合运用以上知识是解题的关键.
题型2:圆的内接四边形
6.(2023·浙江嘉兴·一模)如图1,已知AB是半圆O的直径,半径,D是弧BC上的动点(不含点B,C),连接AC,作射线CD于点E.
(1)猜想的度数,并说明理由
(2)连接,若,求证:.
(3)如图2,作正方形,连接交于点G.若,,求的长.
【答案】(1),理由见解析;
(2)见解析
(3).
【分析】(1)先证明是等腰直角三角形,推出,再根据圆内接四边形的性质以及邻补角的定义即可求解;
(2)证明是等腰直角三角形,推出,再证明,利用圆心角、弦的关系即可证明;
(3)连接,证明是线段的垂直平分线,设,得到,,,利用正方形的性质求得,,证明B、E、F、C四点共圆,推出,利用勾股定理列式计算求得a的值,据此计算即可求解.
【解析】(1)解:,理由如下,
∵半径,且,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵四边形是圆内接四边形,
∴,
∵,
∴;
(2)证明:如图,
∵,,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵半径,,
∴,
∴;
(3)解:连接,
由(2)得是等腰直角三角形,
∴,
又∵,
∴是线段的垂直平分线,
∴,
设,
∵,
∴,
∴,
∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∵,
∴B、E、F、C四点共圆,
∴,
∴,
∴,即,
整理得,
∴(负值已舍),
∴.
【点睛】本题考查了圆周角定理,圆内接四边形的性质,正方形的性质,等腰直角三角形的判定和性质,勾股定理,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题.
7.(22-23九年级上·浙江宁波·期中)定义:两个角对应互余,且这两个角的夹边对应相等的两个三角形叫做“互余三角形”.如图1,在和中,若,且,则和是“互余三角形”
(1)以下四边形中,一定能被一条对角线分成两个“互余三角形”的是______;(填序号)
①平行四边形;②矩形;③菱形;④正方形.
(2)如图2,等腰直角,其中,点D是上任意一点(不与点A、B重合),则图中△______和△______是互余三角形,并求证:.
(3)如图3,的半径为5,四边形是的内接四边形,且和是“互余三角形”
①求的值;
②若°,求和的周长之差.
【答案】(1)②④
(2)和是“互余三角形”,理由见解析;
(3)①;②
【分析】(1)根据“互余三角形”的定义可知,矩形和正方形是“互余三角形”,既得答案;
(2)过C作于H,可以得到和是“互余三角形”,在中利用勾股定理的逆定理可以得到结论;
(3)①连接并延长交于E,连接,由和是“互余三角形”,可证,然后在中运用勾股定理即可求解;连接并延长交于,连接,过作于,由和是“互余三角形”可知是等腰直角三角形,解出,的值进而解题即可.
【解析】(1)根据“互余三角形”定义可知:矩形和正方形一条对角线把它分成的两个三角形,两个角对应互余,且这两个角的夹边对应相等,
∴矩形和正方形是“互余三角形”,
故答案为:②④;
(2)和是“互余三角形”,理由如下:
过C作于H,如图2;
∵,
∴,
又∵
∴和是“互余三角形”,
∵设A,
则,
∵,
∴,
∴
在中,
∴,
∴
∴;
(3)①连接并延长交于E,连接,如图3:
∵和是“互余三角形”,
∴,
∵是直径,
∴,
∴,
又∵,,
∴,,
∴,,
∴,
又∵,
∴,
在与中,
∴,
∴
在中,,
∴,
即的值为100;
②连接并延长交于,连接,过作于,如图:
∵
,
由①知,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵和是“互余三角形”
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
在中,,
在中,
∴和的周长之差=.
【点睛】本题考查圆周角定理的推论,勾股定理,等腰三角形的性质和判定,全等三角形的性质和判定,解题的关键是作出辅助线构造直角三角形的全等三角形解决问题.
题型3:动态问题
8.(23-24九年级上·浙江金华·期中)如图,在中,是上一动点,连接,以为直径的交于点,连接并延长交于点,交于点,连接.
(1)若,求证:点是的中点.
(2)当点移动到使时,求的值.
(3)当点到移动到使时,求证:.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)见解析
【分析】(1)根据题意可得,再利用三角形内角和定理即可得到本题答案;
(2)根据题意求得,再利用勾股定理即可得到本题答案;
(3)根据题意证明出,利用勾股定理得到是等边三角形,再利用含角的直角三角形三边关系即可得到本题答案.
【解析】(1)解:证明:连接,
,
∵为的直径,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴点是的中点.
(2)解:解:连接.
∵为的直径,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴=,
∴,
∴,
∴;
(3)解:证明:连接.
,
∵,
由(2)知,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
∴,
由(2)知,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴.
【点睛】本题考查圆周角定理,三角形内角和定理,勾股定理,垂径定理,等腰直角三角形性质和判定,等边三角形性质及判定,含角的直角三角形三边关系.
9.(23-24九年级上·浙江台州·期中)如图1.扇形中,,,点P在半径上,连接.
(1)把沿翻折,点O的对称点为点Q.
①当点Q刚好落在弧上,求弧的长;
②如图2,点Q落在扇形外,与弧交于点C,过点Q作,垂足为H,探究、、之间的数量关系,并说明理由;
(2)如图3,记扇形在直线上方的部分为图形W,把图形W沿着翻折,点B的对称点为点E,弧与交于点F,若,求的长.
【答案】(1)①;②,理由见解析
(2)
【分析】(1)①连接,证明是等边三角形,即可得,问题随之得解;②过点O作,垂足为点G,则,证明,即可作答;
(2)将沿着翻折得,过点Q作,垂足为点H,过点P作,垂足为点D,即有四边形是矩形,则,结合(1)②的结论以及折叠的性质可得,,进而有,则 .设,则,,由得,,解方程即可求解.
【解析】(1)①如图所示,连接,
由翻折可知,.
∴,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∴,
②.理由如下,
如图所示,过点O作,垂足为点G,则,
在与中,
,
∴,
∴,且,
∴,,即,
∴,
∴.
(2)如图所示,将沿着翻折得,过点Q作,垂足为点H,过点P作,垂足为点D,
∴四边形是矩形,即有,
根据垂径定理有,
根据(2)有:,
根据折叠有:,,
∵,
∴,
∴,
∴中,.
设,则,,
由得,,
解得:.
即.
【点睛】本题主要考查了弧长公式,垂径定理,勾股定理,折叠的性质,全等三角形的判定与性质,等边三角形的判定与性质等知识,构造合理的辅助线,熟练掌握折叠的性质以及垂径定理,是解答本题的关键.
10.(23-24九年级上·浙江宁波·阶段练习)如图1:在中,,D为边上一点(不与点B,C重合),将线段绕点A逆时针旋转,得到线段,连接,.
(1)求证:;
(2)直接写出线段,,之间满足的等量关系;
(3)如图2,在中,,D为外的一点,且,线段,,之间满足的等量关系又是如何的,请证明你的结论;
(4)如图3,已知是的直径,点C,D是上的点,且.填空:
①若,,则弦的长为 ;
②若,则当的值最大时,的半径为 .
【答案】(1)见解析
(2)
(3),证明见解析
(4)①;②
【分析】(1)先判断出,进而得出,得出,,由等腰直角三角形可知,由即可证明结论;
(2)再根据勾股定理得出,在中,,即可得出结论;
(3)同(1)的方法得,,得出,再用勾股定理的出,,即可得出结论;
(4)先根据勾股定理的出,再判断出,得出,
①将,代入中,即可得出结论;
②先求出,再将,代入,化简得出,进而求出,最后用勾股定理求出即可得出结论.
【解析】(1)解:由旋转知,,,
,
,
,
,,
在中,,
,
,
.
(2),理由如下:
由(1)知,
根据勾股定理得,,
在中,,
∴;
(3)将线段绕点逆时针旋转,得到线段,连接,,
同(1)的方法得,,
,在中,,
,
,
,
,
根据勾股定理得,,
即:;
(4)如图,过点作交的延长线于,
,
,
,
,
根据勾股定理得,,
连接,,
是的直径,
,
,
,
,
,
,
,
,
①,,
,
,
,
故答案为:;
,
,
,
当时,的最大值为,
,
,
在中,根据勾股定理得,,
的半径为.
【点睛】此题是圆的综合题,主要考查了旋转的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,等腰直角三角形性质性质,构造全等三角形是解本题的关键.
11.(20-21九年级上·浙江杭州·期中)如图,在 中,, ,D是上一动点,连接,以为直径的交于点E,连接并延长交于点F,交于点G,连接.
(1)如图1,当点D移动到使时,
①连接DE,求证: .
②求的值.
(2)如图2,当点D到移动到使时,求证:.
【答案】(1)①见解析;②
(2)见解析
【分析】(1)①由,得,再由垂径定理得,再证明, 从而即可证明结论成立;②先由勾股定理 ,进而得,于是即可得解;
(2)连接,先证明,进而由勾股定理得,再证明是等边三角形得,再证明得 , 从而证明结论成立.
【解析】(1)解:①∵, ,
∴,
∵,CD是的直径,
∴,
∴,
∵CD是的直径,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
②∵,,
∴,
∵,
∴ ,
∴,
∴,
∴;
(2)证明:如图,连接,
∵, ,
∴,
∴,
∴,
∵ ,
∴,
∴,
∵,
∴是等边三角形.
∴,
∵由(1)知 ,
∴,
∵ ,
∴,
∴,
∴ ,
∵,
∴.
【点睛】本题主要考查了勾股定理、垂径定理、直角三角形的两锐角互余以及等边三角形的判定及性质,熟练掌握勾股定理及垂径定理是解题的关键.
题型4:内心有关的圆解答题
12.(2024·浙江杭州·一模)如图,为的直径,点是直线上方的上一点,点是的内心,连接,,.延长交于点.
(1)若,,求的长;
(2)求的度数;
(3)当点在直线上方的上运动时,求证:.
【答案】(1)8
(2)
(3)见详解
【分析】本题考查圆周角定理,三角形内心的性质,勾股定理,三角形内角和定理.
(1)在直角中,直接用勾股定理即可求出;
(2)由是的内心,,,易得,故,所以;
(3)连接,则,由点是的内心,易得是等腰直角三角形,则,然后利用三角形外角性质证得即可.
【解析】(1)解:∵是直径,
∴
∴
,,
解得:
∵
∴;
(2)∵是的内心
∴设,
∵,
∴
即
∴
∴;
(3)如图,连接,则
点是的内心
∴平分
∴
∴
是等腰直角三角形
,
,
∴.
题型5:情景探究题
13.(22-23九年级上·浙江舟山·期中)数学活动课上,老师给出这样一个题目:如图1,点C是弧上的点,于D,于E,若,求证:点C是弧的中点.
小波同学想到的办法是:可通过证明来完成它.
(1)请你们帮助小波完成证明过程:
(2)解答完老师给出的问题后,小波把老师的题进行了改变.
如图2,已知是的直径,点D,点E分别是半径,的中点,延长交于点F,若于D,且点C是弧的中点,求证:,请你证明.
(3)拓展:如图3,在(2)的条件下,点G是弧上一点,连接,,若,,求的半径长.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)的半径为.
【分析】(1)利用证明,即可证明,据此可证明点C是弧的中点;
(2)求得,则,证明,推出,再利用圆周角定理得到,据此即可证明;
(3)如图3,作辅助线,构建全等三角形,证明是等边三角形,设,再证明,根据列方程可得x的值,进一步计算可得结论.
【解析】(1)证明:∵,,∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴点C是弧的中点;
(2)证明:∵点D,点E分别是半径,的中点,
∴,
∵于D,
∴,则,
∵点C是弧的中点,
∴,
∵,,
∴,
∴,,
∵,
∴,即,
∴;
(3)解:∵,
∴,
∴,
如图,连接,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴设,
在上取点M,使得,连接,过点H作于N,
∵,
∴,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∵是直径,
∴,
∵,
∴,则的半径,
∵,即,
∴,
∴的半径为.
【点睛】本题是圆的综合题,考查全等三角形的判定和性质,圆周角定理,含30°角的直角三角形的性质,等边三角形的性质和判定,等腰三角形的性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题.
14.(2023·浙江宁波·一模)【教材呈现】以下是浙教版八年级下册数学教材第85页的部分内容.先观察下图,直线l1l2,点A,B在直线l2上,点C1,C2,C3,C4在直线l1上.△ABC1,△ABC2,△ABC3,△ABC4这些三角形的面积有怎样的关系?请说明理由。
【基础巩固】如图1,正方形内接于,直径,求阴影面积与圆面积的比值;
【尝试应用】如图2,在半径为5的中,,,,用含x的代数式表示;
【拓展提高】如图3,是的直径,点P是上一点,过点P作弦于点P,点F是上的点,且满足,连接交于点E,若,,求的半径.
【答案】[教材呈现]:面积相等,理由见解析;[基础巩固]:;[尝试应用]:;[拓展提高]:6
【分析】
[教材呈现]根据平行线与三角形的面积公式解答即可;
[基础巩固]连接,设的半径为,利用正方形的性质得,根据三角形面积公式得,同理,,可得即可求出阴影面积与圆面积的比;
[尝试应用]连接,过点O作于点H,由可得,得出,即可得,由可得,再由得出,从而可得,利用勾股定理求出,最后求得结果;
[拓展提高]连接,先由垂径定理得出,,从而可得,设,则,由勾股定理求出的长,最后求得结果.
【解析】∵,,,同底等高
∴
[基础巩固]
连接
∵
∴
同理,
∴
∴阴影面积与圆面积的比为;
[尝试应用]
连接,过点O作于点H
∵
∴
∴
∴
∵
∴
∴
∴,
∴,
,,
∴
[拓展提高]
连接
∵为直径,于点P
∴,
又∵
∴
∴,
∴,
设,则
∵
∴
∴,
∵
∴
∴
∴
∴
∴,
在中,,
设半径为r,
则
解得
∴的半径为6
【点睛】
此题考查的是平行线的性质及三角形的面积公式,垂径定理、弧、弦、圆心角的关系及勾股定理等知识点,解决本题的关键是熟练掌握两条平行线之间的距离处处相等.
15.(23-24九年级上·浙江台州·期中)如图1:在中,,,为边上一点(不与点,重合),试探索,,之间满足的等量关系,并证明你的结论.
小明同学的思路是这样的:将线段绕点逆时针旋转,得到线段,连接,.继续推理就可以使问题得到解决.
(1)请根据小明的思路,探索线段,,满足的等量关系,并证明结论;
(2)如图2,在中,,,为外的一点,且,线段,,之间满足的等量关系又是如何的,请证明你的结论;
(3)如图3,已知是的直径,点,是上的点,且,连接,,
①若,,求弦的长为 ;
②若,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)①②
【分析】(1)根据旋转的性质,利用得到,得到,,进而得到,利用勾股定理即可得到,再根据边之间的关系即可得到;
(2)点作,且,连接、,即可构造,得到,再利用可得,利用勾股定理即可得到,再根据边之间的关系即可得到;
(3)①过点作,交延长线于点,根据,可以得到为等腰直角三角形,利用同弧所对圆周角相等及直径所对圆周角是直角,可得为等腰直角三角形,从而得到,再利用勾股定理即可求出的长度;
②由①可确定的长度,设,则,代入得到,再利用二次函数图象性质求最值即可;
【解析】(1)解:∵线段绕点逆时针旋转,得到线段,
∴,,
∵,,
∴,,
则,
在和中,
,
∴,
∴,,
即:,
在中,
∵,
又∵,
∴
(2)如图,过点作,且,连接、,
∵,,,
∴,
即:,
在和中,
,
∴,
∴,
由∵,
即:,
在中,
∵,
又∵,
∴
(3)①如图,过点作,交延长线于点,
∵,,
∴,且,
由勾股定理可得:,
∵是的直径,,
∴,,
∴,
即:为等腰直角三角形,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,即:,
∵
∴,
故答案为:
②设,则,
由①可知:
∴,
当时,的值最大为:,
∴的最大值为.
【点睛】本题考查了旋转的性质,全等三角形的判定及性质,等腰直角三角形的性质,勾股定理,同弧所对的圆周角相等,二次函数求最值,构造旋转全等三角形是解决本题的关键.
题型6:二次函数与圆
16.(22-23九年级上·浙江嘉兴·期中)如图1,已知抛物线经过原点,它的对称轴是直线,动点从抛物线的顶点出发,在对称轴上以每秒1个单位的速度向上运动,设动点运动的时间为秒,连接并延长交抛物线于点,连接,.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)当为直角三角形时,求的值;
(3)如图2,为的外接圆,在点的运动过程中,点也随之运动变化,请你探究:在时,求点经过的路径长度.
【答案】(1);
(2)当为直角三角形时,的值为1或2或5;
(3)经过的路径长度为
【分析】(1)待定系数法求解析式即可;
(2)分分别为直角,三种情况讨论,利用勾股定理进行求解即可;
(3)根据为的外接圆,可知,点在线段的中垂线上,当时,点的运动路径是在线段中垂线上的一条线段,分别求出当、和时,点的坐标,然后利用两点间的距离公式,进行求解即可.
【解析】(1)解:抛物线经过原点,且对称轴是直线,
,,
则、,
抛物线解析式为;
(2)解:设点,
,
点,
则、、,
①若,则,
解得(舍或,
,
则直线解析式为,
当时,,即,
;
②若,则,
解得(舍或,
,
则直线解析式为,
当时,,即,
;
③若,则,
整理,得:,
,
,
,
,
则或(舍,
,
直线解析式为,
当时,,即,
;
综上,当为直角三角形时,的值为1或2或5.
(3)为的外接圆,
点在线段的中垂线上,
当时,点的运动路径是在线段中垂线上的一条线段,
当时,如图1,
由(2)知,
此时的外接圆圆心是的中点,
,
;
当时,如图2,
由(2)知,,
此时的外接圆圆心是的中点,
、,
;
当时,如图3,
由(2)知,,
此时的外接圆圆心是的中点,
,
;
则点经过的路径长度为.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用.正确的求出函数解析式,利用二次函数的性质,以及数形结合,分类讨论的思想进行求解,是解题的关键.本题的综合性强,属于中考压轴题.
17.(2023·浙江湖州·模拟预测)如图1,抛物线的顶点为,与轴交于点,其对称轴与轴交于点,点是抛物线对称轴左侧一动点,以和为边作,连结.已知抛物线经过点.
(1)求该抛物线的函数表达式.
(2)若、、三点在同一直线上,记的面积为,求证:.
(3)连结,若,如图,将沿边翻折,得到,试探究:在轴上是否存在点,使?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由
【答案】(1)
(2)见解析
(3)存在,或
【分析】(1)待定系数法求解析式,即可求解;
(2)连接,,根据平行线的性质得出,即可求解;
(3)延长交轴于点,得出,进而求得,根据勾股定理的逆定理可得,过点作交于点,以为直径,为圆心作圆,交轴于点,则,根据直径所对的圆周角是直角得出,则,进而即可求解.
【解析】(1)解:将点代入,
得,,
解得: ,
∴抛物线解析式为:;
(2)解:∵,则,则,
当时,,
∴,,
∴,
连接,如图所示,
∵四边形是平行四边形,
∴,,
当、、三点在同一直线上,
∴,
∴;
(3)解:如图所示,延长交轴于点,
∵,,
∴,
∴,
设直线的解析式为,代入,,
得,
解得:,
∴直线的解析式为,
,
解得:或,
∴,
∴,,,
∴,
∴,
∵将沿边翻折,得到,
∴在直线上,且,,
过点作交于点,
∵,
∴,则,
∴,
以为直径,为圆心作圆,交轴于点,则
设,则,
,,
∵是直径,
∴,则,
∴,
解得, ,
∴或.
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式,平行四边形的性质,勾股定理及其逆定理,折叠的性质,圆周角定理,熟练掌握以上知识是解题的关键.
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