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2024-2025学年一线教师制作精品尖子生培优系列资料,已编校!
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专题10 直线与圆的位置关系(十大题型,60题)
目录
题型一:判断直线和圆的位置关系 1
题型二:已知直线和圆的位置关系求半径的取值 3
题型三:已知直线和圆的位置关系求圆心到直线的距离 4
题型四:证明某直线是圆的切线 6
题型五:切线的性质定理 7
题型六:切线的性质和判定的综合应用 10
题型七:应用切线长定理求解 12
题型八:直角三角形周长、面积与内切圆半径的关系 13
题型九:三角形内心有关应用 14
题型十:圆的综合问题 16
一、题型一:判断直线和圆的位置关系
1.(23-24九年级上·江苏淮安·阶段练习)如图,直线、相交于点O,,半径为2的的圆心在直线上,且位于点O左侧的距离6处.如果以1的速度沿由A向B的方向移动,那么 秒钟后与直线相切.
2.(23-24九年级上·江苏南京·期中)如图,在矩形中,,,P是边上一点,过点A、B、P、作
(1)圆心O在上吗?为什么?
(2)当时,判断与的位置关系;
(3)当与相切时,求被截得的弦长.
3.(23-24九年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图,已知直线交于两点,是的直径,点为上一点,且平分,过作,垂足为.
(1)判断与的位置关系.
(2)求和的数量关系.
(3)若,的直径为20,求的长度.
4.(23-24九年级上·江苏无锡·期中)已知:如图所示,在等边中,边长均为,点P、点Q分别从点A、点B出发同时向点C以的速度移动,到点C时停止.
(1)几秒后,的面积等于?
(2)设运动的时间为秒,以Q为圆心,为半径画圆,当与线段有唯一公共点时,求的取值范围.
5.(23-24九年级上·江苏无锡·期末)如图,在矩形中,,点以的速度从点向点运动,点以的速度从点向点运动,点同时出发,运动时间为秒(),是的外接圆.
(1)当时,的半径是 ,与直线的位置关系是 ;
(2)在点从点向点运动过程中,当与直线相切时,求的值;
(3)连接,交于点,如图,当时,求的值.
二、题型二:已知直线和圆的位置关系求半径的取值
6.(23-24九年级上·江苏淮安·阶段练习)在中,,,.以点为圆心,为半径的圆作⊙C,若边与⊙C只有一个公共点,则半径r的取值范围为 .
7.(23-24九年级上·江苏南京·阶段练习)在平面直角坐标系中,圆心的坐标为,以半径在坐标平面内作圆,当满足 时,圆与坐标轴有4个交点.
8.(23-24九年级上·江苏苏州·阶段练习)在平面直角坐标系中,以为圆心,为半径作圆,为上一点,若点的坐标为,则线段的最小值为 .
9.(2023·江苏镇江·中考真题)已知一次函数的图像经过第一、二、四象限,以坐标原点O为圆心、r为半径作.若对于符合条件的任意实数k,一次函数的图像与总有两个公共点,则r的最小值为 .
10.(2023·江苏常州·二模)对于平面直角坐标系中的图形M,N,给出如下定义:P为图形M上任意一点,Q为图形N上任意一点,如果P,Q两点的距离有最小值,那么称这个最小值为图形M,N间的“最小距离”,记作.
已知点,,连接.
(1)填空: ______;
(2)的半径是r,若,直接写出r的取值范围;
(3)的半径是r,若将点B绕点A顺时针旋转,得到点C.
①当时,求此时r的值;
②对于取定的r值,若存在两个不同的值使得,直接写出r的取值范围.
三、题型三:已知直线和圆的位置关系求圆心到直线的距离
11.(23-24九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图,的半径为,直线与相离,过点作于点,垂足为,且,点是上一动点,过点作于点,垂足为,则的最大值是 .
12.(23-24九年级上·江苏南京·阶段练习)如图,在中,,,,、分别是、上的一点,且,若以为直径的圆与斜边相交于、,则的最大值为 .
13.(2023九年级上·江苏·专题练习)如图,为正比例函数图象上的一个动点,的半径为,设点的坐标为.
(1)求与直线相切时点的坐标.
(2)请直接写出与直线相交、相离时的取值范围.
14.(2023·江苏常州·一模)在平面直角坐标系中,、为平面内不重合的两个点,若到、两点的距离相等,则称点是线段的“似中点”.
(1)已知,,在点、、中,线段的“似中点”是点______;
(2)直线与轴交于点,与轴交于点.
①求在坐标轴上的线段的“似中点”;
②若的半径为2,圆心在轴上,坐标为,上存在线段的“似中点”,请直接写出的取值范围.
15.(22-23九年级上·江苏无锡·期中)如图1,平面直角坐标系中,A、B、C三点的坐标分别是(3,0)、(5,0)、(0,4).
(1)用无刻度的直尺和圆规作出过A、B、C三点的⊙P,求圆心P的坐标;
(2)如图2,若过A、B两点的⊙M恰好与直线l:相切,请直接写出圆心M的坐标: .
四、题型四:证明某直线是圆的切线
16.(22-23九年级上·江苏盐城·期中)如图,在中,,利用直尺和圆规按下列要求作图,并在图中标明相应的字母.(保留作图痕迹,不写作法)
(1)①作的平分线,交于点O;②以O为圆心,为半径作圆.
(2)在你所作的图中,与的位置关系.(直接写出答案)
17.(24-25九年级上·江苏南京·开学考试)如图,在中,,D为边上的点,以为直径作,交于点F.连接并延长交于点E,连接,.
(1)求证:是的切线;
(2)若,,则的半径是 .
18.(24-25九年级上·江苏淮安·阶段练习)如图,直角三角形中,,点为上一点,以为直径的上一点在上,且平分.
(1)证明:是的切线;
(2),,求的长.
19.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,的斜边在y轴上,边与x轴交于点D,平分交边于点E,经过点A、D、E的圆的圆心F恰好在y轴上,与y轴相交于另一点G.
(1)求证:是的切线;
(2)若点A、D的坐标分别为,求的半径;
(3)在(2)的条件下,求的长;
(4)试探究线段三者之间满足的等量关系,并证明你的结论.
20.(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)如图,切于点,点在上,且.求证:是的切线.
五、题型五:切线的性质定理
21.(24-25九年级上·江苏淮安·阶段练习)如图,在直角坐标系中,A点坐标为,的半径为3,P为x轴上一动点,切于点B, 则最小值是 .
22.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图,与相切于点,与弦相交于点,,若,,则的长为 .
23.(24-25九年级上·江苏宿迁·阶段练习)直角三角形的直角边分别为5和12,则此直角三角形的内切圆直径是 .
24.(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)如图,正方形的顶点在原点,边,分别在轴和轴上,点坐标为,点是的中点,点是边上的一个动点,连接,以为圆心,为半径作圆,设点横坐标为,当⊙与正方形的边相切时,的值为 .
25.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)如图,是的弦,点C在过点B的切线上,,交于点D.若,,则 .
26.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图,已知中,.
(1)作一个圆,使圆心O在边上,且与所在直线相切(不写作法,保留作图痕迹);
(2)若,求(1)中所作的的半径.
27.(24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习)【认识】
如果一个圆与矩形一边相切(切点不与顶点重合)且经过矩形的两个顶点,那么这个圆叫做矩形的“友好圆”,矩形是圆的“友好矩形”.
【理解】
(1)如图①,四边形是矩形,则它有___________个“友好圆”;如图②,已知,则它有___________个“友好矩形”(从1、2、4、“无数”这四个选项中选填一个);
【思考】
(2)如图③,矩形中,,,是矩形中经过点C、B的“友好圆”,求的半径.
【探究】
(3)如图④,已知矩形,用无刻度的直尺和圆规作出过点B、C的“友好圆”.(保留作图痕迹,不写步骤)
28.(24-25九年级上·江苏南通·阶段练习)如图,四边形是的内接四边形,,D为的中点,的延长线交于点E,的切线与交于点F.
(1)求证:是的平分线;
(2)若,,求的长.
29.(24-25九年级上·江苏南通·开学考试)在中,,经过点的与斜边相切于点.
(1)如图①,当点在上时,试说明;
(2)如图②,,当点O在外部时,求长的取值范围.
30.(2024·江苏淮安·模拟预测)如图,在中,,.
(1)尺规作图:在的上方作一点,使得,并且最大;
(2)求(1)中的面积.
六、题型六:切线的性质和判定的综合应用
31.(2024·江苏泰州·二模)如图,中,点为的垂直平分线与的交点,以为圆心,为半径作与的另一个交点为点,且__________,__________.
给出以下信息:①,②,③与相切.
(1)请从中选择其中的两个信息作为条件,余下的一个信息作为结论,使之构成真命题,将对应的序号填到下面横线上方,并加以证明.
条件:__________,__________,结论:__________
(2)如图2,在(1)的条件下,点D在上,且,连接,求证∶.
32.(2024·江苏南京·一模)如图,经过菱形的顶点,,与边,分别相交于点,.
(1)若与相切,求证:与相切;
(2)求证:.
33.(23-24九年级上·江苏无锡·期末)如图1,在中,,,.点是射线上一动点,作的外接圆.
(1)若圆心在边上,如图2,则此时的长为______;
(2)当与的某一边所在的直线相切时,求此时的长;
(3)随着点的运动,与的边的公共点的个数有哪些变化?直接写出对应的长的值或取值范围.
34.(23-24九年级上·江苏徐州·期中)数学兴趣小组的同学在探究等分问题的过程中,得到了很多成果.
成果一:制作了三分角仪.图(1)是示意图,点B在半径延长线上,,,足够长.若要将三等分,只需要适当放置三分角仪,使点A在上,点B落在上,当与半相切时,就将三等分了;
成果二:创造了只用圆规将圆四等分的方法.如图(2),具体步骤为:①将六等分,等分点分别是点A、B、C、D、E、F;②分别以点A、D为圆心,长为半径作弧,交于点G;③以点A为圆心,长为半径作弧,交于点M、N,则点A、M、D、N将四等分.
(1)请你说明三分角仪的正确性;
(2)证明点A、M、D、N是⊙O四等分点.
35.(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图,,是的切线,,为切点,连接.
(1)若与相切于点,求证;
(2)若,求证与相切.
七、题型七:应用切线长定理求解
36.(24-25九年级上·江苏南通·阶段练习)如图,在中,,点在边上,过的内心作于点.若,,则的长为( )
A.8 B.9 C.10 D.11
37.(22-23九年级上·江苏盐城·期中)以正方形的边为直径作半圆O,过点C作直线切半圆于点F,交边于点E,若的周长为12,则正方形的边长为 .
38.(24-25九年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图,,是的切线,切点为,点在上,若,则 .
39.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图,是的切线,切点分别为A、B.点C在上,过点C的切线分别交于点D、E,已知的周长20,求的长.
40.(2024·江苏南京·三模)如图,已知和,求作点,使得分别是的两条切线,且.(要求:用两种方法作图.保留作图痕迹)
八、题型八:直角三角形周长、面积与内切圆半径的关系
41.(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)边长为的三角形的内切圆半径长为 .
42.(23-24九年级上·江苏苏州·阶段练习)三角形两边的长分别是8和6,第三边的长是方程的一个实数根,则三角形的内切圆半径是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
43.(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图,在中,,点D,E分别在BC,上,与的内切圆O相切.若的面积是30,的周长是4,则的长为 .
44.(23-24九年级上·江苏盐城·阶段练习)如图,在中,为的内切圆,点D是斜边AB的中点,则长是 .
45.(23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,,I是的内心,将绕原点逆时针旋转后,I的对应点的坐标为 .
九、题型九:三角形内心有关应用
46.(24-25九年级上·江苏宿迁·阶段练习)下列说法:①三点确定一个圆;②相等的圆心角所对的弧相等;③同圆或等圆中,等弦所对的弧相等;④三角形的外心到三角形各顶点距离相等其中,正确的个数共有( )
A.1 B.2 C.3 D.4
47.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图,点是的内心,若,则 .
48.(2024九年级上·江苏·专题练习)如图,的周长是,点O是的内心,过点O作,与分别交于点E、F,已知,则的周长为 .
49.(23-24九年级下·江苏盐城·阶段练习)如图,在中,,I为的内心,连接并延长交于点D.记的面积为m,的面积为n,则 .
50.(2024·江苏泰州·三模)如图,已知矩形,为对角线,点、分别是与的内心,连结、、、.若,,那么四边形的周长 .
51.(2024·江苏无锡·二模)如图,在矩形中,,将边翻折到,使点D的对应点E在边上;再将边翻折到,点A的对应点为F,连接.
(1)若,则的长为 ;
(2)若点F为的内心,则的长为 .
52.(23-24九年级上·江苏无锡·期末)如图,在中,,,,,I为的内心,则 .
53.(23-24九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图,点是的内心,也是的外心.若,则 .
54.(23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习)如图,内切于,切点为,已知,则的度数= ;
55.(2024·江苏镇江·一模)如图,等腰三角形内接于,,点是的内心,连接并延长交于点,点在的延长线上,满足.试证明:
(1)所在的直线经过点I;
(2)点D是的中点.
十、题型十:圆的综合问题
56.(23-24九年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,的斜边在轴上,边与轴交于点,平分交边于点,经过点、、的圆的圆心恰好在轴上,与轴相交于另一点.
(1)求证:是的切线;
(2)若点、的坐标分别为,,求的半径;
(3)在(2)的条件下,求的长。
(4)试探究线段、、三者之间满足的等量关系,并证明你的结论.
57.(2024·江苏苏州·模拟预测)已知,上有点A,B,连接,,,,C为的中点,连接.
(1)如图①,求的大小和的长;
(2)如图②,延长至点D,使得,过点D作的切线交的延长线于点E,切点为F,连接,求的长.
58.(2024·江苏常州·二模)给出如下定义:点,点是平面直角坐标系中不同的两点,且,若存在一个正数,使点、的坐标满足,则称、为一对“斜关点”,叫点、的“斜关比”,记作.由定义可知,.例如:若,,有,所以点、为一对“斜关点”,且“斜关比”为.
如图,已知平面直角坐标系中,点、、、.
(1)在点、、、中,写出一对“斜关点”是________,此两点的“斜关比”是________(只需写出一对即可).
(2)若存在点,使得点、是一对“斜关点”,点、也是一对“斜关点”,且,求点的坐标.
(3)若的半径是,是上一点,满足的所有点,都与点是一对“斜关点”,且.请直接写出点横坐标的取值范围.
59.(23-24九年级上·江苏泰州·阶段练习)已知,在扇形中,,,点P在半径上,连接.
(1)把沿翻折,点O的对称点为点Q.
①如图1,当点Q刚好落在弧上,求弧的长;
②如图2,点Q落在扇形内部,的延长线与弧交于点C,过点Q作,垂足为H,,求的长;
(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,弧所在的圆与的延长线交于点F,若,求的长.
60.(22-23九年级上·江苏宿迁·期中)如图1,在矩形中,,,点以1.5的速度从点向点运动,点以2的速度从点向点运动.点、同时出发,运动时间为秒(),是的外接圆.
(1)当时,的半径是 ,与直线CD的位置关系是 ;
(2)在点从点向点运动过程中,
①圆心的运动路径长是 ;
②当与直线相切时,求的值.
(3)连接,交于点,如图2,当时,求的值.
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专题10 直线与圆的位置关系(十大题型,60题)
目录
题型一:判断直线和圆的位置关系 1
题型二:已知直线和圆的位置关系求半径的取值 13
题型三:已知直线和圆的位置关系求圆心到直线的距离 18
题型四:证明某直线是圆的切线 27
题型五:切线的性质定理 35
题型六:切线的性质和判定的综合应用 50
题型七:应用切线长定理求解 61
题型八:直角三角形周长、面积与内切圆半径的关系 65
题型九:三角形内心有关应用 72
题型十:圆的综合问题 83
一、题型一:判断直线和圆的位置关系
1.(23-24九年级上·江苏淮安·阶段练习)如图,直线、相交于点O,,半径为2的的圆心在直线上,且位于点O左侧的距离6处.如果以1的速度沿由A向B的方向移动,那么 秒钟后与直线相切.
【答案】2或10
【分析】本题考查了直线与圆的位置关系和含角的直角三角形的性质,由圆的相切解得路程,根据题意与⊙P相切时,,当⊙P在直线左侧时如图,由,求得,则有即可求得时间;当⊙P在直线右侧时,同理求得即可求得时间.
【详解】解:当⊙P在直线左侧时,过点作交于点E,如图,
∴,
∵,
∴,
,
则⊙P向右移动了2,所用时间秒;
当⊙P在直线右侧时,如图,
过点作交于点F,则,
∵
∴,
,
则⊙P向右移动了10,所用时间秒.
故答案为:2或10.
2.(23-24九年级上·江苏南京·期中)如图,在矩形中,,,P是边上一点,过点A、B、P、作
(1)圆心O在上吗?为什么?
(2)当时,判断与的位置关系;
(3)当与相切时,求被截得的弦长.
【答案】(1)圆心O在上,理由见详解
(2)与相离,理由见详解
(3)
【分析】此题主要考查切线的判定与性质及矩形的性质等知识点的综合运用.
(1)根据是圆周角,则是圆的直径;
(2)与相离,可以说明到圆心的距离大于半径.
(3)因为与相切,则是梯形的中位线.在直角中根据勾股定理就可以得到.
【详解】(1)解:圆心O在上,理由如下:
在矩形中,
根据的圆周角所对的弦是直径,则圆心O在上;
(2)过圆心作交、于点、;
,
,,
,,
四边形是矩形,
,
,
,
与相离;
(3)连接,交于点,
是直径,
,
又,
,
是的中点,
是的中点,
,
又
,
与相切,为切点,设,则,
在直角中,,
,
解得:.
,即被截得的弦长为.
3.(23-24九年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图,已知直线交于两点,是的直径,点为上一点,且平分,过作,垂足为.
(1)判断与的位置关系.
(2)求和的数量关系.
(3)若,的直径为20,求的长度.
【答案】(1)与的位置关系是相切
(2)
(3)
【分析】(1)连接,由可得,由角平分线的定义可得,推出,由得到,从而推出,即,即可得证;
(2)连接,由可得,由三角形外角的定义及性质可得,证明,再由平行线的性质即可得出答案;
(3)作,垂足为点,设,则,由的直径为20,得到,证明四边形是矩形,得到,,则,由勾股定理可得,求出的值可得的长,即可得到答案.
【详解】(1)解:与的位置关系是相切,
如图,连接,
,
,
平分,
,
,
,
,
,
,,
,
为的半径,
与的位置关系是相切;
(2)解:如图,连接,
,
,
,
,即,
由(1)得,,
,
,
,
;
(3)解:如图,作,垂足为点,
设,
,
,
的直径为20,
,
由(1)得,,
,,
,
四边形是矩形,
,,
,
在中,,,
∴,
∴,(不符合题意,舍去),
∴,
,为半径,
.
【点睛】本题考查了判断直线与圆的位置关系、矩形的判定与性质、勾股定理、等腰三角形的判定与性质、三角形外角的定义及性质等知识点,熟练掌握以上知识点,添加适当的辅助线是解此题的关键.
4.(23-24九年级上·江苏无锡·期中)已知:如图所示,在等边中,边长均为,点P、点Q分别从点A、点B出发同时向点C以的速度移动,到点C时停止.
(1)几秒后,的面积等于?
(2)设运动的时间为秒,以Q为圆心,为半径画圆,当与线段有唯一公共点时,求的取值范围.
【答案】(1)秒后,的面积等于
(2)或
【分析】(1)过点作于点,设运动时间为秒,则,先证明是等边三角形,再根据题意列方程即可;
(2)分两种情况:当与直线相切于点时,连接,当与直线相交,与线段只有一个交点时讨论即可.
【详解】(1)解:过点作于点,
设运动时间为秒,则,
在等边中,,
,
,
是等边三角形,
在中,,
,,
,
解得:,,
,
,
,
故秒后,的面积等于;
(2)解:如图,当与直线相切于点时,连接,
,
在中,,
,
是等边三角形,
,
,即,
解得:,
当与直线相交,与线段只有一个交点时,
,即,
,
,
综上所述:或.
【点睛】本题考查了等边三角形的判定和性质,动点问题,直线与圆的位置关系,熟练掌握直线与圆的位置关系是本题的关键.
5.(23-24九年级上·江苏无锡·期末)如图,在矩形中,,点以的速度从点向点运动,点以的速度从点向点运动,点同时出发,运动时间为秒(),是的外接圆.
(1)当时,的半径是 ,与直线的位置关系是 ;
(2)在点从点向点运动过程中,当与直线相切时,求的值;
(3)连接,交于点,如图,当时,求的值.
【答案】(1),相离
(2)
(3)
【分析】()过点作于,交于,由得到的直径是,求出即可得到的半径,利用三角形中位线得到,进而得到,即可判断与直线的位置关系;
()当与相切时,设切点为,连接并延长交于,根据得到方程,解方程即可求解;
()过作,交的延长线于点,连接,证明,得到,由得到方程,解方程即可求解.
【详解】(1)解:如图,过点作于,交于,
∵ 四边形是矩形,
∴,,
∴的直径是,,
当时,,,
∵,,
∴,,
∴,
∴的半径为,
∵,是的中点,
∴,
∴是的中位线,
∴,
∴,
∵,
∴与直线的位置关系是相离,
故答案为:,相离;
(2)解:如图,当与相切时,设切点为,连接并延长交于,则,,,
∵,,
∴,
∴,
在中,∵,,
∴为的中位线,
∴,
∵,
∴,
解得,
∴的值为;
(3)解:如图,过作,交的延长线于点,连接,
∵,,
∴,
∵,,,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵ ,
∴,
∴,
解得,,
∵,
∴.
【点睛】本题考查了矩形的性质、直线和圆的位置关系,勾股定理、中位线的判定和性质、全等三角形的判定与性质,解题的关键在于熟练掌握相关的性质定理,并正确作出辅助线.
二、题型二:已知直线和圆的位置关系求半径的取值
6.(23-24九年级上·江苏淮安·阶段练习)在中,,,.以点为圆心,为半径的圆作⊙C,若边与⊙C只有一个公共点,则半径r的取值范围为 .
【答案】或
【分析】本题考查了直线与圆的位置关系,若,则直线与圆相交;若,则直线与圆相切;若,则直线与圆相离.
此题注意考虑两种情况,因为要使圆与斜边只有一个公共点,所以该圆和斜边相切或和斜边相交,但只有一个交点在斜边上.
【详解】解:过点作于点,
∵在中,,,,
,
,
如图,当与和相切时,则的半径为;
当和相交,且只有一个交点在斜边上时,则 .
故半径r的取值范围是或.
故答案为或.
7.(23-24九年级上·江苏南京·阶段练习)在平面直角坐标系中,圆心的坐标为,以半径在坐标平面内作圆,当满足 时,圆与坐标轴有4个交点.
【答案】且
【分析】本题考查的是直线与圆的位置关系,直线和圆有两个公共点,则直线和圆相交;直线和圆有唯一一个公共点,则直线和圆相切;直线和圆没有公共点,则直线和圆相离.
【详解】解:圆心的坐标为,
∴圆心到原点的距离为,
当且时,圆与坐标轴有4个交点.
故答案为:且.
8.(23-24九年级上·江苏苏州·阶段练习)在平面直角坐标系中,以为圆心,为半径作圆,为上一点,若点的坐标为,则线段的最小值为 .
【答案】2
【分析】本题考查直线与圆的位置关系,根据N的坐标可确定其为直线上一点,进而通过直线和圆的位置关系结合图象得出的最小值.
【详解】解:∵点N的坐标为,
∴点N为直线上任意一点,
如图,
直线为函数的图象,则N为直线上一点,M为上一点,
由图象可知:过点P作垂线,当M、N分别是垂线与、的交点时,的长度最小,
此时:,
由题意可知:,
∴,
∵,
∴,
∴,
此时.
故答案为:2.
9.(2023·江苏镇江·中考真题)已知一次函数的图像经过第一、二、四象限,以坐标原点O为圆心、r为半径作.若对于符合条件的任意实数k,一次函数的图像与总有两个公共点,则r的最小值为 .
【答案】2
【分析】由的图像经过第一、二、四象限,可知,由过定点,可知当圆经过时,由于直线呈下降趋势,因此必然与圆有另一个交点,进而可得r的最小值是2.
【详解】解:∵的图像经过第一、二、四象限,
∴,随的增大而减小,
∵过定点,
∴当圆经过时,由于直线呈下降趋势,因此必然与圆有另一个交点,
∴r的临界点是2,
∴r的最小值是2,
故答案为:2.
【点睛】本题考查了一次函数图像,直线与圆的位置关系.解题的关键在于对知识的熟练掌握与灵活运用.
10.(2023·江苏常州·二模)对于平面直角坐标系中的图形M,N,给出如下定义:P为图形M上任意一点,Q为图形N上任意一点,如果P,Q两点的距离有最小值,那么称这个最小值为图形M,N间的“最小距离”,记作.
已知点,,连接.
(1)填空: ______;
(2)的半径是r,若,直接写出r的取值范围;
(3)的半径是r,若将点B绕点A顺时针旋转,得到点C.
①当时,求此时r的值;
②对于取定的r值,若存在两个不同的值使得,直接写出r的取值范围.
【答案】(1)3
(2)
(3)①,②
【分析】(1)由题意得出轴,则可根据“最小距离”的定义得出答案;
(2)根据题意画出图形,由直角三角形的性质及“最小距离”的定义得出答案;
(3)①过点C作于点H,由直角三角形的性质可得出答案; ②由题意可知线段在旋转过程中与有两个交点,画出图形即可得出答案.
【详解】(1)∵,,
∴轴,
∴,
故答案为:3;
(2)如图所示,表示与线段有交点,
此时,
∴;
(3)①当时,点C恰好落在x轴上,如图,
过点C作,垂足为H,
,,
,,
点C落在x轴上,
,
;
②存在两个不同的值使得,即线段在旋转的过程中与有两个交点,如图,
此时,,
∴.
【点睛】本题是圆的综合问题,解题的关键是理解并掌握“最小距离”的概念,旋转的性质,直角三角形的性质及分类讨论思想的运用等知识点.
三、题型三:已知直线和圆的位置关系求圆心到直线的距离
11.(23-24九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图,的半径为,直线与相离,过点作于点,垂足为,且,点是上一动点,过点作于点,垂足为,则的最大值是 .
【答案】/
【分析】本题考查了直线与圆的位置关系,二次根式的非负性,勾股定理,矩形的性质;分和两种情况讨论,设,得出关于的函数关系式,进而即可求解.
【详解】解:如图所示,连接,过点作于点,
∴
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
设,则,
在中,
∴
∴
∵,
∴当时,最大,最大值为;
当时,如图所示,
同理可得,则
∴当最大时,最大
∵
∴当时,即时,最大
最大值为,
综上所述,的最大值为,
故答案为:.
12.(23-24九年级上·江苏南京·阶段练习)如图,在中,,,,、分别是、上的一点,且,若以为直径的圆与斜边相交于、,则的最大值为 .
【答案】
【分析】本题考查直线与圆的位置关系,勾股定理,轨迹等知识,解题的关键是学会用转化的思想思考问题,属于中考常考题型.如图,连接,作于,于.由题意,,推出欲求的最大值,只要求出的最小值即可.
【详解】解:如图,连接,作于,于.
,
,
,
,,
,
欲求的最大值,只要求出的最小值即可,
,
点的运动轨迹是以为圆心为半径的圆,
在中,,,
,
,
,
当,,共线,且与重合时,的值最小,
的最小值为,
的最大值,
故答案为.
13.(2023九年级上·江苏·专题练习)如图,为正比例函数图象上的一个动点,的半径为,设点的坐标为.
(1)求与直线相切时点的坐标.
(2)请直接写出与直线相交、相离时的取值范围.
【答案】(1)或
(2)或
【分析】(1)根据直线和圆相切应满足圆心到直线的距离等于半径,首先求得点的横坐标,再根据直线的解析式求得点的纵坐标.
(2)根据(1)的结论,即可分析出相离和相交时的取值范围.
【详解】(1)解:过作直线的垂线,垂足为;
当点在直线右侧时,,解得;
∴;
当点在直线左侧时,,得,
∴,
∴当与直线相切时,点的坐标为或.
(2)解:由(1)可知当时,与直线相交
当或时,与直线相离.
【点睛】本题考查了直线与圆的位置关系,掌握直线和圆的不同位置关系应满足的数量关系,根据数量关系正确求解是解题的关键.
14.(2023·江苏常州·一模)在平面直角坐标系中,、为平面内不重合的两个点,若到、两点的距离相等,则称点是线段的“似中点”.
(1)已知,,在点、、中,线段的“似中点”是点______;
(2)直线与轴交于点,与轴交于点.
①求在坐标轴上的线段的“似中点”;
②若的半径为2,圆心在轴上,坐标为,上存在线段的“似中点”,请直接写出的取值范围.
【答案】(1)
(2)①,;②
【分析】(1)由点的坐标和勾股定理求出各个点与和的距离,进行判断即可;
(2)①求出直线与坐标轴的交点坐标,,得出,,由勾股定理求出,,由题意得出所求的点为的垂直平分线与坐标轴的交点,分两种情况求解即可;②、分别为、与的垂直平分线相切的切点,连接、,由切线的性质得出、,则、,由,,的半径为2,由平行线分线段成比例定理得出,,得出,,即可得出结果.
【详解】(1),,,
,,
,
点不是线段的“似中点”;
,
,,
,
点是线段的“似中点”;
,
,,
,
点不是线段的“似中点”;
故答案为:;
(2)①直线,当时,;当时,,
,,
,,
,,
所求的点为的垂直平分线与坐标轴的交点,如图:
∴,
当“似中点” 在轴上时,,则为
当“似中点” 在轴上时,,
则,为,
为,为;
②如图所示:
、分别为、与的垂直平分线相切的切点,连接、,则、,
则、,
,,的半径为2,,
,,
,,
当时,上存在线段的“似中点”,.
【点睛】本题是圆的综合题目,考查了直线与圆的位置关系、新定义“似中点”的判定与性质、勾股定理、线段垂直平分线的性质、平行线的性质等知识;本题综合性强,熟练掌握新定义和切线的性质是解决问题的关键.
15.(22-23九年级上·江苏无锡·期中)如图1,平面直角坐标系中,A、B、C三点的坐标分别是(3,0)、(5,0)、(0,4).
(1)用无刻度的直尺和圆规作出过A、B、C三点的⊙P,求圆心P的坐标;
(2)如图2,若过A、B两点的⊙M恰好与直线l:相切,请直接写出圆心M的坐标: .
【答案】(1)画图见解析,圆心P的坐标为
(2)或
【分析】(1)作出AB和AC的垂直平分线,两条直线的交点即为圆心P,
(2)设⊙M与直线l:相切相切与点N,连接AM,MN,根据题意表示出MN的表达式,进而得到点N的坐标,最后根据半径相等列出方程求解即可.
【详解】(1)如图所示.作出AB和AC的垂直平分线,两条直线的交点即为圆心P,
连接AP,CP,AB的垂直平分线交x轴于点M,
∵,A(3,0)、B(5,0)
∴,即点M是AB的中点
∴M点坐标为(4,0)
∴点P的横坐标为4,
设点P的坐标为(4,y)
∵
∴,解得
∴圆心P的坐标为;
(2)如图所示,设⊙M与直线l:相切相切与点N,连接AM,MN,
同(1)可得点M的横坐标为4,
∴设点M的坐标为
∵⊙M与直线l:相切相切与点N
∴
∴设MN所在直线的表达式为
将点M代入得,即
∴MN所在直线的表达式为
∴联立得:,解得
∴点N的坐标为
∵点A和点N都在⊙M上
∴
∴
整理得
解得:或
∴圆心M的坐标为或
故答案为:或.
【点睛】此题考查了确定要圆的条件,一次函数和圆综合题,切线的性质和垂径定理知识,解题的关键是熟练掌握以上知识点.
四、题型四:证明某直线是圆的切线
16.(22-23九年级上·江苏盐城·期中)如图,在中,,利用直尺和圆规按下列要求作图,并在图中标明相应的字母.(保留作图痕迹,不写作法)
(1)①作的平分线,交于点O;②以O为圆心,为半径作圆.
(2)在你所作的图中,与的位置关系.(直接写出答案)
【答案】(1)见解析
(2)相切
【分析】该题目主要考查基本的作图方法,切线的判定等,理解题意,综合运用这些知识点是解题关键.
(1)根据题意直接作图即可;
(2)根据(1)中作图方法结合切线的判定定理即可求解.
【详解】(1)解:如图所示
(2)解:与相切,
证明:∵为半径,
∴与相切.
17.(24-25九年级上·江苏南京·开学考试)如图,在中,,D为边上的点,以为直径作,交于点F.连接并延长交于点E,连接,.
(1)求证:是的切线;
(2)若,,则的半径是 .
【答案】(1)证明见解析
(2)2
【分析】本题考查了切线的判定,等边对等角,勾股定理,
(1)如图,连接,根据等边对等角得到,则可证明,再证明,即可证明,进而可证明是的切线;
(2)根据得到,再由,在利用勾股定理建立方程求出半径即可.
【详解】(1)证明:如图,连接,
∵,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
是的半径,
是的切线;
(2)解:,
,
在中,根据勾股定理得:,
,
,即的半径是2.
18.(24-25九年级上·江苏淮安·阶段练习)如图,直角三角形中,,点为上一点,以为直径的上一点在上,且平分.
(1)证明:是的切线;
(2),,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)8
【分析】本题考查了切线的判定、勾股定理等知识,熟练掌握切线的判定定理、勾股定理是解题的关键.
(1)连接,根据平行线判定推出,推出,根据切线的判定推出即可;
(2)根据勾股定理求出,再根据线段的和差求解即可.
【详解】(1)证明:连接,
,
,
平分,
,
,
∴,
,
,
,
,
为半径,
是切线;
(2)解:设,
在中,,,
,
由勾股定理,得:,
解得:,
,
.
19.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,的斜边在y轴上,边与x轴交于点D,平分交边于点E,经过点A、D、E的圆的圆心F恰好在y轴上,与y轴相交于另一点G.
(1)求证:是的切线;
(2)若点A、D的坐标分别为,求的半径;
(3)在(2)的条件下,求的长;
(4)试探究线段三者之间满足的等量关系,并证明你的结论.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
(4),见解析
【分析】本题考查的是切线的判定、垂径定理的应用、矩形的判定和性质,勾股定理等知识,掌握切线的判定定理是解题的关键.
(1)连接,根据角平分线的定义、等腰三角形的性质得到,得到,根据平行线的性质得到,证明结论;
(2)连接,设的半径为,根据勾股定理列出方程,解方程即可;
(3)过点作于,利用勾股定理求得、的长,再利用矩形的判定与性质可得答案;
(4)作于,得到四边形是矩形,得到,根据垂径定理解答即可.
【详解】(1)证明:连接,
∵是直角三角形,为斜边,
∴,
∵平分交边于点,
∴,
∵,
∴,
∴,
,
∴,
,
∴是的切线.
(2)解:连接,
∵点、的坐标分别为,,
∴,,
设的半径为,
∴,,
∵,
∴,
解得:,
∴的半径为.
(3)解:过点作交于点,
∵,
∴,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
∵,,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
解得:,
∴;
(4)解:,证明如下:
由(3)得,四边形是矩形,,
∴,
∵为的直径,
∴,
∴,
∵,
∴.
20.(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)如图,切于点,点在上,且.求证:是的切线.
【答案】证明见解析
【分析】本题考查了切线的性质和判定,全等三角形的判定和性质,连接,则,由切线的性质可得,再证明可得,根据切线的判定即可求证,掌握切线的性质和判定是解题的关键.
【详解】解:连接,则,
∵切于点,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
即,
∵为的半径,
∴是的切线.
五、题型五:切线的性质定理
21.(24-25九年级上·江苏淮安·阶段练习)如图,在直角坐标系中,A点坐标为,的半径为3,P为x轴上一动点,切于点B, 则最小值是 .
【答案】4
【分析】本题主要考查了切线的性质、勾股定理、垂线段最短等知识点,解题的关键是将的最小值问题转化成的最小值问题是解题的关键.
如图,连接,由勾股定理可知要使最小,只需最小;当轴于P时,最短,可确定点P的坐标,进而确定,最后在中求出的值即可.
【详解】解:如图,连接,
根据切线的性质定理,得
,
∴要使最小,只需最小
当轴于P时,最短,
此时P点的坐标是,
∵A点坐标为,
∴,
在中,,,
∴,
∴最小值是4.
故答案为:4.
22.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图,与相切于点,与弦相交于点,,若,,则的长为 .
【答案】4
【分析】本题考查了切线的性质,连接,如图,先根据切线的性质得到,再证明得到,设,则,,利用勾股定理得到,然后解方程即可,熟知切线的性质:圆的切线垂直于经过切点的半径是解题的关键.
【详解】解:连接,如图,
与相切于点,
,
,
,
,
,
,
,,
,
,
,
,
设,则,,
,
,
解得,
即的长为4.
故答案为:4.
23.(24-25九年级上·江苏宿迁·阶段练习)直角三角形的直角边分别为5和12,则此直角三角形的内切圆直径是 .
【答案】4
【分析】如图,,为的内切圆,分别与三边切于D、E、F,连接,由切线长定理得,如图,设的半径为r,根据切线的性质得到,,再证明矩形为正方形得到,所以,所以,解方程求出r,从而得到的直径.
【详解】解:如图,,为的内切圆,分别与三边切于D、E、F,连接,如图,设的半径为r,
∴.
∵与相切,
∴,
∴四边形为矩形,
而,
∴矩形为正方形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
解得,
∴的直径为4.
故答案为:4.
【点睛】本题考查了三角形的内切圆与内心:三角形的内心到三角形三边的距离相等;三角形的内心与三角形顶点的连线平分这个内角.也考查了切线的性质.
24.(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)如图,正方形的顶点在原点,边,分别在轴和轴上,点坐标为,点是的中点,点是边上的一个动点,连接,以为圆心,为半径作圆,设点横坐标为,当⊙与正方形的边相切时,的值为 .
【答案】或
【分析】先求出,则,再分分与相切和与相切两种情况考虑:利用切线的性质得到和圆的性质分别表示出的长,再在中利用勾股定理建立方程求解即可.
【详解】解:四边形是正方形,点坐标为,
,
∵点是的中点,
∴.
分与相切和与相切两种情况考虑:
①当与相切时,如图1所示.
点横坐标为,
.
在中,,,,
,即,
解得:;
②当与相切时,设切点为,连接,如图2所示.
,,,
四边形为矩形,
,
.
在中,,,,
,即,
解得:,(不合题意,舍去).
综上所述:的值为或.
故答案为:或.
【点睛】本题主要考查了切线的性质,正方形的性质,矩形的性质与判定,勾股定理,坐标与图形等等,利用分类讨论的思想求解是解题的关键.
25.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)如图,是的弦,点C在过点B的切线上,,交于点D.若,,则 .
【答案】
【分析】本题考查了切线的性质、等腰三角形的判定与性质、勾股定理,解题的关键是掌握切线的性质,属于中考常考题型.
由切线的性质得出,证明得出,则,最后由勾股定理进行计算即可,熟练掌握以上知识点,添加适当的辅助线,构造直角三角形的是解此题的关键.
【详解】解:如图,连接,
是的切线,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
故答案为:.
26.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图,已知中,.
(1)作一个圆,使圆心O在边上,且与所在直线相切(不写作法,保留作图痕迹);
(2)若,求(1)中所作的的半径.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)作的平分线,交于点O,以O为圆心,以长为半径画圆,即为所求作;
(2)过点O作于点H,根据角平分线性质得到,判定点H在上,是的切线,求出,根据,即可求得.
【详解】(1)以点B为圆心,适当长为半径画弧分别交于点D、E,
分别以点D、E为圆心,以大于长为半径画弧,两弧交于点F,
作射线交于点O,
以O为半径,以长为半径画圆,
即为所求作;
(2)过点O作于点H,
∵,
∴,
∴是的切线,
∵平分,
∴,
∴点H在上,是的切线,
∵在中,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
故的半径为.
【点睛】本题主要考查了尺规作图.熟练掌握基本作图,圆的切线的判定和性质,角平分线的性质,勾股定理解直角三角形,三角形面积法求三角形高,是解决本题的关键.
27.(24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习)【认识】
如果一个圆与矩形一边相切(切点不与顶点重合)且经过矩形的两个顶点,那么这个圆叫做矩形的“友好圆”,矩形是圆的“友好矩形”.
【理解】
(1)如图①,四边形是矩形,则它有___________个“友好圆”;如图②,已知,则它有___________个“友好矩形”(从1、2、4、“无数”这四个选项中选填一个);
【思考】
(2)如图③,矩形中,,,是矩形中经过点C、B的“友好圆”,求的半径.
【探究】
(3)如图④,已知矩形,用无刻度的直尺和圆规作出过点B、C的“友好圆”.(保留作图痕迹,不写步骤)
【答案】(1)4;无数个;(2)(3)见解析
【分析】(1)根据定义判断即可;经过圆上的任意一点,作圆的切线,经过圆上另外一点,作切线的平行线,与圆有一个交点,过这两个点作切线的垂线,构造的矩形符合题意,这样的点有无数个,故新定义矩形有无数个;
(2)设与切点为E,连接并延长交于F,连接,设,则,,由勾股定理,得解答即可.
(3)根据新定义,结合圆的基本作图,线段的垂直平分线的基本作图,解答即可.
【详解】解:(1)四边形是矩形,根据定义,判定有4个“友好圆”;
已知,如图,根据圆上有无数个点,故它有无数个“友好矩形”,
故答案为:4,无数.
(2)解:如图,,,矩形,
则,,,
设与切点为E,连接并延长交于F,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,,
∴,
连接,设,
则,,
根据勾股定理,得,
故,
解得
(3)解:作线段的垂直平分线,交于点F,交于点E,
连接,作线段的垂直平分线,交于点Q,
以点Q为圆心,以为半径作,
则即为所求.
证明:作线段的垂直平分线,交于点F,交于点E,
连接,作线段的垂直平分线,交于点Q,
则,,,
故, ,
故点B,C都在上,且是的切线,
故是过点B、C的“友好圆”.
【点睛】本题考查了新定义,切线的判定与性质,垂径定理,勾股定理,矩形的判定和性质,线段的垂直平分线,基本作图,熟练掌握垂径定理,线段的垂直平分线性质,勾股定理是解题的关键.
28.(24-25九年级上·江苏南通·阶段练习)如图,四边形是的内接四边形,,D为的中点,的延长线交于点E,的切线与交于点F.
(1)求证:是的平分线;
(2)若,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)连接,根据圆周角定理得到,,根据切线的性质得到,于是得到;
(2)根据,求得,得到,再求得,最后在中,利用直角三角形的性质以及勾股定理即可求解.
【详解】(1)证明:如图,连接.
,
是的直径.
是的切线,
.
是的中点,
,
.
,
,,
,
是的平分线;
(2)解:,
,
,即,故.
,
.
在中,,,
∴,
解得,
在中,,
∴,,
∴,
解得.
【点睛】本题考查了切线的性质,圆周角定理,直角三角形的边角性质,等腰三角形的判定和性质,正确地找出辅助线是解题的关键.
29.(24-25九年级上·江苏南通·开学考试)在中,,经过点的与斜边相切于点.
(1)如图①,当点在上时,试说明;
(2)如图②,,当点O在外部时,求长的取值范围.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】此题考查了切线的性质,勾股定理;
(1)利用切线长定理得到,进而得到,再由,等量代换即可得证;
(2)当点在上时,求出长,再根据当点与点重合时,最长,即可确定出的范围.
【详解】(1)当点在上时,为的半径,
,且点在上,
与相切.
与边相切于点,
,
,
,
.
即;
(2)在中,,,,
如图,连接、,当点在上时,为的半径,
,且点在上,
与相切,
与边相切于点,
,
∴,
设,则,,
在中,,
根据勾股定理得:,即,
解得:,
在中,,,
.
,,
垂直平分,
根据面积法得:,则符合条件的长大于.
由题意可知,当点与点重合时,最长,
综上,当点在外时,.
30.(2024·江苏淮安·模拟预测)如图,在中,,.
(1)尺规作图:在的上方作一点,使得,并且最大;
(2)求(1)中的面积.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题主要考查了切线的性质,勾股定理,线段垂直平分线的尺规作图,解答本题的关键是熟练掌握勾股定理.
(1)如图所示,先作出线段的中点,再以为圆心,以的长为半径画圆,同理作出的中点,再以为圆心,的长为半径画圆,与交于点,点即为所求;
(2)利用勾股定理求出的长,再根据三角形面积计算公式求解即可.
【详解】(1)如图所示,先作出线段的中点,再以为圆心,以的长为半径画圆,同理作出的中点,再以为圆心,的长为半径画圆,与交于点,点即为所求;
由可知点在以为圆心,以的长为半径的圆上,由于与交于点,则当与相切时,最大,即则点在以为圆心,的长为半径的圆上;
(2)解:由题意得,,
由(1)得,
,
.
六、题型六:切线的性质和判定的综合应用
31.(2024·江苏泰州·二模)如图,中,点为的垂直平分线与的交点,以为圆心,为半径作与的另一个交点为点,且__________,__________.
给出以下信息:①,②,③与相切.
(1)请从中选择其中的两个信息作为条件,余下的一个信息作为结论,使之构成真命题,将对应的序号填到下面横线上方,并加以证明.
条件:__________,__________,结论:__________
(2)如图2,在(1)的条件下,点D在上,且,连接,求证∶.
【答案】(1)选择①②作为条件,③作为结论或选择①③作为条件,②作为结论或选择②③作为条件,①作为结论,证明见解析
(2)证明见解析
【分析】本题主要考查了垂径定理的推论,弧与圆周角之间的关系,圆周角定理,切线的性质与判定,等边对等角等等:
(1)选择①②作为条件,③作为结论,根据圆周角定理和等边对等角得到,则可证明;选择①③作为条件,②作为结论,根据圆周角定理和切线的性质推出即可证明结论;选择②③作为条件,①作为结论,根据切线的和圆周角定理得到,则;
(2)根据弧与圆周角之间的关系求出,则,由垂径定理的推论即可得到.
【详解】(1)解:选择①②作为条件,③作为结论,证明如下:
如图所示,连接,
∵点O在的垂直平分线上,
∴,
∴点C在圆O上,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∵是圆O的半径,
∴是圆O的切线;
选择①③作为条件,②作为结论,证明如下:
∵是圆O的切线;
∴,
∵,
∴,
∴;
选择②③作为条件,①作为结论,证明如下:
∵是圆O的切线;
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴;
(2)证明:∵,
∴,
∵是直径,
∴,
∵,
∴,
∴.
32.(2024·江苏南京·一模)如图,经过菱形的顶点,,与边,分别相交于点,.
(1)若与相切,求证:与相切;
(2)求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】此题考查的切线的判定与性质、菱形的性质、圆周角定理等知识,正确作出辅助线是解决此题的关键.
(1)连接、、,根据菱形的性质及全等三角形的判定与性质可得,然后由切线的判定方法可得结论;
(2)连接、,根据圆的性质及全等三角形的判定与性质可得结论.
【详解】(1)证明:连接、、,
经过菱形的顶点,,
过点,,,,
在和中,
,
,
,
与相切,
,
是半径,
与相切;
(2)证明:在和中,
,
,
,
,
,
,
.
33.(23-24九年级上·江苏无锡·期末)如图1,在中,,,.点是射线上一动点,作的外接圆.
(1)若圆心在边上,如图2,则此时的长为______;
(2)当与的某一边所在的直线相切时,求此时的长;
(3)随着点的运动,与的边的公共点的个数有哪些变化?直接写出对应的长的值或取值范围.
【答案】(1)3
(2)6或
(3)当时,与有3个交点;
当时,与有4个交点;
当时,与有3个交点;
当时,与有2个交点.
【分析】本题主要考查了圆与平行四边形,三角形综合.熟练掌握圆切线性质与判定,垂径定理及推论,圆周角定理及推论,勾股定理解直角三角形,矩形判定和性质,平行四边形的性质,直线与圆的位置关系,四点共圆,分类讨论,是解题的关键.
(1)根据直径对的圆周角是直角得到,根据正弦定义得到,根据勾股定理得到.
(2)当与相切时,得到 ,根据,得到,根据垂径定理得到,根据,即得;当与相切于点F,设交于点H,作于点L,推出,根据垂径定理得到,推出四边形是矩形,得到,推出,得到,设的半径为r,根据勾股定理得到,解得,得到,推出,结合,推出,得到,求得,得到;根据、都与有两个交点,得到、与都不相切.
(3)分,,,四种情况,与的边的交点分别有3个,4个,3个,2个.
【详解】(1)当圆心在边上时,,
∵,,
∴,
∴;
故答案为:3;
(2)如图,当与相切时,与只有一个交点,此时A切点,
则,延长交于点E,
∵,
∴,
∴,
由①结论可得,,
∴,
∴;
当与相切时,设切点为F,延长线交于点H,过点A作于点L,
,,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,
∵, ,
∴,
∴,
设的半径为r,
则,
∵,
∴,
解得,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
当与相切,与相切时,
∵与有A、B两个交点,与有B、P两个交点,
∴、与相切都不存在.
故当与的某一边所在的直线相切时,的长为6或.
(3)如图,由(2)知,当时,与有3个交点;
如图,在射线上取点M,N,使,,则,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
由(2)知,,
∴,
∴,
∵,
∴四边形是等腰梯形,,
∴A、B、N、D四点共圆,
∴当时,与有4个交点;
当时,与有3个交点;
当时,与有2个交点.
综上所述,当时,与有3个交点;
当时,与有4个交点;
当时,与有3个交点;
当时,与有2个交点.
34.(23-24九年级上·江苏徐州·期中)数学兴趣小组的同学在探究等分问题的过程中,得到了很多成果.
成果一:制作了三分角仪.图(1)是示意图,点B在半径延长线上,,,足够长.若要将三等分,只需要适当放置三分角仪,使点A在上,点B落在上,当与半相切时,就将三等分了;
成果二:创造了只用圆规将圆四等分的方法.如图(2),具体步骤为:①将六等分,等分点分别是点A、B、C、D、E、F;②分别以点A、D为圆心,长为半径作弧,交于点G;③以点A为圆心,长为半径作弧,交于点M、N,则点A、M、D、N将四等分.
(1)请你说明三分角仪的正确性;
(2)证明点A、M、D、N是⊙O四等分点.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)先利用垂直平分得到,再根据切线长定理得到平分,即,于是判断就将三等分;
(2)如图(2),连接,设的半径为,先证明弧为半圆,,则为直径,所以,再计算出,由作法得,,则,接着利用勾股定理计算出,所以,判断出为等腰直角三角形,,则M点为弧的中点,同理可得N点为弧的中点.
【详解】(1)证明:∵,,即垂直平分,
∴,
∵,
∴平分,
∴,
∵,
∴为的切线,
∵与半相切,
∴平分,
∴,
即就将三等分;
(2)解:如图(2),连接,设的半径为,
∵点A、B、C、D、E、F是六等分,
∴弧为半圆,,
∴为直径,
∴,
∴,
由作法得,,
∴,
在中,,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴M点为弧的中点,
同理可得N点为弧的中点,
∴点A、M、D、N是⊙O四等分点.
【点睛】本题考查了作图一复杂作图:解决此类题目的关键是熟悉基本几何图形的性质,结合几何图形的基本性质把复杂作图拆解成基本作图,逐步操作,也考查了切线长定理和正多边形和圆.
35.(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图,,是的切线,,为切点,连接.
(1)若与相切于点,求证;
(2)若,求证与相切.
【答案】(1)证明见解析;
(2)证明见解析.
【分析】()利用切线长定理证明,即可求证;
()延长到点,使得,连,过点作,垂足为G,连接,,,,证明,再由证明,根据性质再证明,最后由性质即可求证;
此题考查了切线长定理和切线的判定与性质,全等三角形的性质和判定,熟练掌握以上知识点的的应用及正确添加辅助线是解题的关键.
【详解】(1)证明:∵与相切,切点为,且,是的切线,,为切点,
∴ ,,
∵,
∴;
(2)证明:延长到点,使得,连接,过点作,垂足为G,连接,,,,
∵,,
∴ ,
∵,是的切线,,为切点,
∴,,
∵,,,
∴,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
∴平分,
又∵,,
∴,
∴与相切.
七、题型七:应用切线长定理求解
36.(24-25九年级上·江苏南通·阶段练习)如图,在中,,点在边上,过的内心作于点.若,,则的长为( )
A.8 B.9 C.10 D.11
【答案】C
【分析】本题主要考查了三角形的内心,切线长定理.过点I作,,垂足分别为G,F,可得,,,设,,,再由,即可求解.
【详解】解:如图,过点I作,,垂足分别为G,F,
∵点I为的内心,
∴以为半径的圆I是的内切圆,
∴,,,
设,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
解得:,
∴.
故选:C.
37.(22-23九年级上·江苏盐城·期中)以正方形的边为直径作半圆O,过点C作直线切半圆于点F,交边于点E,若的周长为12,则正方形的边长为 .
【答案】4
【分析】本题考查了正方形的性质、切线长定理等知识点,利用正方形的性质和圆的切线的判定得出均为圆O的切线是解题关键.
根据切线长定理可得,然后根据的周长可求出正方形的边长.
【详解】解:在正方形中,,,
∵与半圆相切于点,以正方形的边为直径作半圆O,
∴与半圆相切,
,
∵的周长为12,
,
,
∵,
正方形的边长为4.
故答案为:4.
38.(24-25九年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图,,是的切线,切点为,点在上,若,则 .
【答案】
【分析】本题考查了圆的内接四边形的性质,切线长定理,等腰三角形的性质,三角形内角和定理,连接,由圆的内接四边形的性质可得,进而可得,再根据切线长定理可得,即得,最后根据三角形内角和定理即可求解,正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】解:连接,
∵四边形是的内接四边形,
∴,
∵,
∴,
∴,
即,
∵,是的切线,切点为,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
39.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图,是的切线,切点分别为A、B.点C在上,过点C的切线分别交于点D、E,已知的周长20,求的长.
【答案】10
【分析】本题考查了切线长定理,关键是把的周长转化为;根据切线长定理得,由此得的周长为,从而可求得结果.
【详解】解:∵是的切线,
∴;
∵过点C的切线分别交于点D、E,
∴;
∵的周长20,
∴,
∴,
即,
∴.
40.(2024·江苏南京·三模)如图,已知和,求作点,使得分别是的两条切线,且.(要求:用两种方法作图.保留作图痕迹)
【答案】作图见解析
【分析】方法:作的角平分线,在角平分线取一点,过该点作其中一边的垂线段,夹角为,过点画一条射线,作,的另一边与相交于点,过点作的垂线,与点的射线相交于点,同理作,交点为点,连接,可知,即可得,,即有,故点即为所求;
方法二:作的角平分线,在角平分线取一点,分别过点作角两边的垂直段,在上作,分别过点作的垂线,相交于点,由四边形内角和易得,即点即为所求;
本题考查了切线的性质,全等三角形的判定和性质,角平分线的画法,作一个角等于已知角,掌握切线的性质和角平分线的画法是解题的关键.
【详解】解:方法一:如图,点即为所求;
方法二:如图,点即为所求.
八、题型八:直角三角形周长、面积与内切圆半径的关系
41.(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)边长为的三角形的内切圆半径长为 .
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理的逆定理,三角形的内切圆及面积,设的三边分别与相切于点,连接,的半径为,利用等面积法进行计算即可解答,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.
【详解】解:如图,,,,设的三边分别与相切于点,的半径为,连接,
∴,,,
∴,
∵,,,
∴,
∴是直角三角形,,
∵的面积的面积的面积的面积,
∴,
∴,
解得,
∴它的内切圆半径是,
故答案为:.
42.(23-24九年级上·江苏苏州·阶段练习)三角形两边的长分别是8和6,第三边的长是方程的一个实数根,则三角形的内切圆半径是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】本题主要考查了三角形内切圆,勾股定理的逆定理,解一元二次方程,先利用因式分解法求出方程的两根,根据构成三角形的条件确定这个三角形的三边长为6、8、10,由此利用勾股定理的逆定理证明该三角形是直角三角形,根据等面积法得到求出的长即可得到答案.
【详解】解:,
,
或2,
当时,,不能组成三角形,不符合题意;
,
当第三边为10时,
,此三角形是直角三角形,
如图所示,在中,点是的内接圆,分别与相切于D、E、F,
,
,
,
,
,
圆的半径为2,
故选:B.
43.(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图,在中,,点D,E分别在BC,上,与的内切圆O相切.若的面积是30,的周长是4,则的长为 .
【答案】13
【分析】本题考查切线长定理,直角三角形的内切圆.设三角形与内切圆的三个切点分别为,连接,连接,易得四边形为正方形,设的半径为,根据切线长定理,得到,的周长为,求出的值,再根据分割法求三角形的面积,列出方程求出的长即可.
【详解】解:设三角形与内切圆的三个切点分别为,连接,连接,则:,,
∵,
∴四边形为正方形,
设的半径为,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵与的内切圆O相切,
∴,
∴的周长是,
∴,
∵的面积,
∴;
故答案为:13.
44.(23-24九年级上·江苏盐城·阶段练习)如图,在中,为的内切圆,点D是斜边AB的中点,则长是 .
【答案】
【分析】本题考查了内切圆,全等三角形的判定与性质,勾股定理,正方形的判定与性质等知识;设圆与的切点分别为E,G,F,分别连接,利用面积关系可求得内切圆的半径,从而利用全等三角形的性质可得的长,进而求得的长,利用勾股定理即可求得结果.
【详解】解:∵,
∴由勾股定理得:;
∵点D是斜边AB的中点,
∴;
设圆与的切点分别为E,G,F,分别连接,如图,
则,
∵,
∴四边形是矩形,
∵,
∴四边形是正方形,
∴;
设的半径为r,
∵,
∴,
∴,
∴;
∵,
∴,
∴,
∴;
在中,,
故答案为:.
45.(23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,,I是的内心,将绕原点逆时针旋转后,I的对应点的坐标为 .
【答案】
【分析】如图所示,过点作于点F,于点E,连接,先根据点的坐标得到,轴,轴,则,利用勾股定理得到;根据内心的性质结合三角形面积公式求出,进而求出,过点作轴于H,连接,证明,得到,则I的对应点 的坐标为.
【详解】解:如图所示,过点作于点F,于点E,连接,
∵,
∴,轴,轴,
∴,即,
∴,
∵I是的内心,
∴I到角平分线的交点,
∴I到三边的距离相等,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴I到的距离也为1,
∴,,
∴,
∴,
过点作轴于H,连接,
∴,
由旋转的性质可得,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴I的对应点 的坐标为.
故答案为:.
九、题型九:三角形内心有关应用
46.(24-25九年级上·江苏宿迁·阶段练习)下列说法:①三点确定一个圆;②相等的圆心角所对的弧相等;③同圆或等圆中,等弦所对的弧相等;④三角形的外心到三角形各顶点距离相等其中,正确的个数共有( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【分析】本题考查了确定圆的性质,圆周角定理和三角形的内心和外心,熟悉相关性质是解题的关键.根据确定圆的条件对①进行判断;根据圆周角定理对②进行判断;根据圆心角、弧、弦的关系对③进行判断;根据三角形内心的定义对④进行判断.
【详解】解:不共线的三点确定一个圆,所以①错误;
在同圆或等圆中,相等的圆周角所对的弧相等,所以②错误;
同圆或等圆中,等弦所对的优弧或劣弧对应相等,所以③错误;
三角形的外心到三角形各顶点的距离都相等,所以④正确;
故选:A.
47.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图,点是的内心,若,则 .
【答案】/125度
【分析】本题考查了三角形内心的概念,角平分线的定义,掌握三角形内心的定义是解题的关键;
先根据三角形的内心的定义得到平分,平分,根据角平线的定义得,再根据三角形内角和定理计算即可.
【详解】解:,
,
点I是的内心,,
平分,平分,
,
,
故答案为:.
48.(2024九年级上·江苏·专题练习)如图,的周长是,点O是的内心,过点O作,与分别交于点E、F,已知,则的周长为 .
【答案】12
【分析】本题主要考查的是三角形的内切圆与内心、平行线的性质、等腰三角形的判定,明确三角形的内心是三条角平分线的交点是解题的关键.
先根据三角形内心的定义得到是和的角平分线,结合平行线的性质可证明,于是得到,故此可得到,根据三角形的周长公式计算即可.
【详解】解:连接.
∵点O是的内心,
∴分别是和的角平分线.
∴.
∵,
∴.
∴.
∴.
∴,
∴的周长,
故答案为:12.
49.(23-24九年级下·江苏盐城·阶段练习)如图,在中,,I为的内心,连接并延长交于点D.记的面积为m,的面积为n,则 .
【答案】
【分析】由内心可知是三角形三条角平分线的交点,继而从角平分线定理出发,进行线段比转化,最后再将面积比转化.
【详解】解:∵I为的内心,
∴是的平分线,
∴由角平分线定理得,
∴由比的等比性质得,,
∵与共高,
∴,
故答案为:
【点睛】本题考查了三角形的内心,角平分线定理,三角形的面积,等比定理,熟练掌握知识点是解决问题的关键.
50.(2024·江苏泰州·三模)如图,已知矩形,为对角线,点、分别是与的内心,连结、、、.若,,那么四边形的周长 .
【答案】
【分析】由矩形的性质得,,,求得,作的内切圆与、、分别相切于点、、,连接、,可求得,则,,再证明四边形是正方形,则,求得,,同理可得,,即可求得四边形的周长,于是得到问题的答案.
【详解】解:四边形是矩形,,,
,,,
,
作的内切圆与、、分别相切于点、、,连接、,
,,,
,
,
,
,,
,,
,
,
四边形是矩形,
,
四边形是正方形,
,
,,
同理可得,,
四边形的周长,
故答案为:.
【点睛】此题重点考查矩形的性质、三角形的内切圆的定义和性质、切线的性质定理、切线长定理、正方形的判定与性质、勾股定理等知识,正确地作出辅助线是解题的关键.
51.(2024·江苏无锡·二模)如图,在矩形中,,将边翻折到,使点D的对应点E在边上;再将边翻折到,点A的对应点为F,连接.
(1)若,则的长为 ;
(2)若点F为的内心,则的长为 .
【答案】 1
【分析】(1)由翻折的性质可得,再利用矩形的性质和勾股定理求出,则;
(2)如图所示,过点F作于H,连接,设交于G,由矩形的性质得到;由点F为的内心,得到,,则是等腰直角三角形,可得;证明,即可证明,得到,进一步证明,得到,设,则,,在中,由勾股定理得,解方程即可得到答案.
【详解】解:(1)由翻折的性质可得,
∵四边形是矩形,
∴,
在中,由勾股定理得,
∴;
(2)如图所示,过点F作于H,连接,设交于G,
∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∵点F为的内心,
∴,,
∴是等腰直角三角形,
∴;
设,则,
由折叠的性质可得,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
设,则,
∴,
在中,由勾股定理得,
∴,
解得,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了矩形与折叠问题,勾股定理,全等三角形的性质与判定,三角形内心的定义,等腰直角三角形的性质与判定等等,正确作出辅助线构造全等三角形是解题的关键.
52.(23-24九年级上·江苏无锡·期末)如图,在中,,,,,I为的内心,则 .
【答案】
【分析】此题重点考查勾股定理、三角形的内心的性质、正方形的判定与性质、根据面积等式求线段的长度等知识与方法,正确地作出辅助线是解题的关键.
作于点于点于点,连接、、,由,求得,因为为的内心,所以,则四边形是正方形,设,则,求得,由,求得,于是得到问题的答案.
【详解】解:作于点于点于点,连接、、,
∴四边形是矩形,
∵为的内心,
∴四边形是正方形,
设
解得,
故答案为:.
53.(23-24九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图,点是的内心,也是的外心.若,则 .
【答案】
【分析】本题考查了三角形的内切圆与内心,圆周角定理,三角形的外接圆与外心,解决本题的关键是掌握内心与外心的区别.连接,,根据点是的内心,,可得,再根据点也是的外心,和圆周角定理即可解决问题.
【详解】解:如图,连接,,
点是的内心,,
,是,的平分线,
,,
,
点也是的外心,
,
则的度数为.
故答案为:
54.(23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习)如图,内切于,切点为,已知,则的度数= ;
【答案】/55度
【分析】本题主要考查对三角形的内切圆与内心,三角形的内角和定理,多边形的内角和定理,圆周角定理等知识点的理解和掌握,能求出的度数是解此题的关键.
根据三角形的内角和定理求出,根据多边形的内角和定理求出,根据圆周角定理求出即可.
【详解】连接,
内切于,切点为D、E、F,
,
故答案为:.
55.(2024·江苏镇江·一模)如图,等腰三角形内接于,,点是的内心,连接并延长交于点,点在的延长线上,满足.试证明:
(1)所在的直线经过点I;
(2)点D是的中点.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】此题重点考查圆周角定理、圆的内接三角形的定义、三角形的内心的定义、全等三角形的判定与性质、等腰三角形的性质、等角的余角相等、三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和等知识,正确地作出辅助线是解题的关键.
(1)连接、、、,可证明,得,则平分,再由点是的内心,证明平分,所以与在同一条直线上,即可证明所在的直线经过点;
(2)连接,推导出,则,再证明,则,再推导出,则,由,,证明,则,所以,即可证明点是的中点.
【详解】(1)证明:连接、、、,
,,,
,
,
平分,
点是的内心,
平分,
与在同一条直线上,
所在的直线经过点.
(2)证明:连接,则,
,
,
,
,
,
,,
,
,
,
,
,,
,
,
,
点是的中点.
十、题型十:圆的综合问题
56.(23-24九年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,的斜边在轴上,边与轴交于点,平分交边于点,经过点、、的圆的圆心恰好在轴上,与轴相交于另一点.
(1)求证:是的切线;
(2)若点、的坐标分别为,,求的半径;
(3)在(2)的条件下,求的长。
(4)试探究线段、、三者之间满足的等量关系,并证明你的结论.
【答案】(1)证明见解析
(2)的半径为
(3)
(4)
【分析】本题考查圆与几何的综合,解题的关键是掌握圆的基本性质,切线的判定,勾股定理的运用,三线合一,矩形的判定和性质,即可.
(1)连接,根据角平分线的性质,则,根据等边对等角,等量代换,则,根据平行线的性质,直角三角形的性质,则,即可;
(2)连接,根据题意,则,,设的半径为,得到,,根据勾股定理,则,求出,即可;
(3)过点作交于点,根据矩形的判定和性质,则四边形是矩形,,根据等腰三角形三线合一,勾股定理求出,即可;
(4)由(3)得,四边形是矩形,,,根据圆的性质,则为的直径,,等量代换,则,根据,即可.
【详解】(1)证明如下:
连接,
∵是直角三角形,为斜边,
∴,
∵平分交边于点,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
即是的切线.
(2)解:连接,
∵点、的坐标分别为,,
∴,,
设的半径为,
∴,,
∴,
∴,
解得:,
∴的半径为.
(3)解:过点作交于点,
∴,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
∵,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
解得:,
∴.
(4),证明如下:
由(3)得,四边形是矩形,,
∴,
∵为的直径,
∴,
∴,
∵,
∴.
57.(2024·江苏苏州·模拟预测)已知,上有点A,B,连接,,,,C为的中点,连接.
(1)如图①,求的大小和的长;
(2)如图②,延长至点D,使得,过点D作的切线交的延长线于点E,切点为F,连接,求的长.
【答案】(1),
(2)
【分析】本题主要考查了圆的有关性质,垂径定理,勾股定理和圆的切线的性质定理,连接经过切点的半径是解决此类问题的关键.
(1)利用垂径定理和含角的直角三角形的性质解答即可;
(2)连结,根据切线的定义及,求出度数,再根据圆的切线的性质定理和矩形的判定与性质求得线段,,再利用勾股定理解答即可.
【详解】(1)上有点A,B,连接,,C为的中点,
,,
,
,
,
,
在中,
.
(2)连结,如图,
为的切线,
.
,,,
,
,,
,
,
,
,
,
,
四边形为矩形,
,,
在中
.
58.(2024·江苏常州·二模)给出如下定义:点,点是平面直角坐标系中不同的两点,且,若存在一个正数,使点、的坐标满足,则称、为一对“斜关点”,叫点、的“斜关比”,记作.由定义可知,.例如:若,,有,所以点、为一对“斜关点”,且“斜关比”为.
如图,已知平面直角坐标系中,点、、、.
(1)在点、、、中,写出一对“斜关点”是________,此两点的“斜关比”是________(只需写出一对即可).
(2)若存在点,使得点、是一对“斜关点”,点、也是一对“斜关点”,且,求点的坐标.
(3)若的半径是,是上一点,满足的所有点,都与点是一对“斜关点”,且.请直接写出点横坐标的取值范围.
【答案】(1)、,(答案不唯一)
(2)点的坐标为或
(3)
【分析】本题考查圆的综合应用,解题的关键是弄清楚新定义,熟练掌握圆与直线的关系,绝对值方程的解法,数形结合.
(1)根据定义通过计算求解即可得到答案;
(2)设,由根据“斜关点”定义列方程求解即可得到答案;
(3)作直线满足与两轴的夹角为,在直线右侧作直线且与相距一个单位,设交于点,连接,作轴于点,交于,作于,设直线交于,以、为圆心,为半径作圆,则两圆分别与直线和相切,利用勾股定理求出,再设,利用列出方程,求出,即可求解;
【详解】(1)解:满足的为正数,
,,
,,
点、、、,
只能是与或与形成“斜关点”,
当与形成“斜关点”时,,
,
故答案为:、,(答案不唯一);
(2)设点,
点,,点、是一对“斜关点”, 点、也是一对“斜关点”,且,
,,
,
解得:,
,
,
点的坐标为或;
(3)如图即为,作直线满足与两轴的夹角为,在直线右侧作直线且与相距一个单位,设交于点,连接,作轴于点,交于,作于,设直线交于,以、为圆心,为半径作圆,
两圆分别与直线和相切,
,
点在以为圆心,1为半径的圆上,
,
点需在直线的右侧(可以在直线上),
,
点需在的左侧,则满足题意得点的横坐标应在点和点之间(不与点重合),
,,
,
设,
,
,
,
点的横坐标为,
点的横坐标为,
.
59.(23-24九年级上·江苏泰州·阶段练习)已知,在扇形中,,,点P在半径上,连接.
(1)把沿翻折,点O的对称点为点Q.
①如图1,当点Q刚好落在弧上,求弧的长;
②如图2,点Q落在扇形内部,的延长线与弧交于点C,过点Q作,垂足为H,,求的长;
(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,弧所在的圆与的延长线交于点F,若,求的长.
【答案】(1)①;②16
(2)
【分析】(1)①连接,证明为等边三角形,得根据得,利用弧长公式即可解答;②过O作,证,即可解答;
(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,得四边形是矩形,结合(1)②的结论以及折叠的性质可得,,根据勾股定理求,设,,,由,得,解方程即可
【详解】(1)①连接,
由翻折得,
,
为等边三角形,
,
,
,
弧的长:;
②过O作,
,
,
,
由翻折得,
在与中
,
,
,
;
(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,
由折叠和 (1) 可知,,,
,
,
,
在中
,
设,则,
,
在中
,
,
解得:
的长为.
【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,熟练掌握折叠的性质以及垂径定理,构造合理的辅助线,是解答本题的关键.
60.(22-23九年级上·江苏宿迁·期中)如图1,在矩形中,,,点以1.5的速度从点向点运动,点以2的速度从点向点运动.点、同时出发,运动时间为秒(),是的外接圆.
(1)当时,的半径是 ,与直线CD的位置关系是 ;
(2)在点从点向点运动过程中,
①圆心的运动路径长是 ;
②当与直线相切时,求的值.
(3)连接,交于点,如图2,当时,求的值.
【答案】(1),相离
(2);
(3)
【分析】(1)过点作于,交于,根据矩形的性质,得出,,再根据圆周角定理和平行线的性质,得出的直径是,,再根据题意,得出当时,,,进而根据线段之间的数量关系,得出,,再根据勾股定理,得出的值,进而得出的半径,再根据中位线的性质得出的值,进而得出的值,即可判断与直线的位置关系;
(2)①根据、运动的速度与、的比相等,得出圆心在对角线上,再根据图形和题意,得出和两点在时在点重合,当时,直径为对角线,根据中点的性质得出,再根据勾股定理解得的值,进而得出的长,即为圆心的运动路径长;②当与相切时,设切点为,连接并延长交于,再根据线段之间的数量关系和题意,得出,,再根据勾股定理解得的值,再根据圆的性质,得出,再根据中位线的性质,得出,根据线段之间的数量关系,列出关于的方程,求解即可得出答案;
(3)过作,交的延长线于点,连接,证明,再根据全等三角形的性质得出,根据线段之间的数量关系得出,再根据勾股定理,列出方程,求解即可得出答案.
【详解】(1)解:如图,过点作于,交于,
∵四边形是矩形,
∴,,
∴的直径是,,
当时,,,
∵,,
∴,,
∴,
∴的半径为,
∵,是的中点,
∴,
∴是的中位线,
∴,
∴,
∵,
∴与直线的位置关系是相离.
故答案为:;相离;
(2)解:①如图,
∵、运动的速度与、的比相等,
∴圆心在对角线上,
由图可知,和两点在时在点重合,
当时,直径为对角线,是的中点,
∴,由勾股定理,可得,
∴,
∴圆心的运动路径长是.
故答案为:;
②如图,当与相切时,
设切点为,连接并延长交于,
则,,
则,,
∴,
∴,
在中,,
∵,
∴,解得,
∴的值为;
(3)解:如图,过作,交的延长线于点,连接,
∵,,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
解得(舍去),,
∴的值为.
【点睛】本题是四边形与圆的综合问题,主要考查了矩形的性质、圆周角定理、勾股定理、中位线的性质、切线的性质、角平分线的性质、全等三角形的判定与性质,解题的关键是熟练掌握相关的性质定理,并正确作出辅助线.
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