内容正文:
期中满分冲刺之解答压轴题(九上苏科,20大类型50题)
考点一、判别式及根与系数的关系
1.(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)已知关于x的一元二次方程.
(1)当k为何值时,方程有两个不相等的实数根?
(2)说明:无论k为何值,方程总有一个不变的根.
2.(24-25九年级上·江苏扬州·阶段练习)已知:关于x的一元二次方程.
(1)请说明此方程一定有两个实数根;
(2)若方程的两个实数根均为正整数,求整数k的值.
考点二、有关一元二次方程的新定义问题
3.(24-25九年级上·江苏南通·阶段练习)如图四边形是证明勾股定理时用到的一个图形,a、b、c是和的三边长,易知,这时我们把形如的方程称为关于x的“勾系一元二次方程”,请解决下列问题:
(1)写出一个“勾系一元二次方程”;
(2)证明:关于x的“勾系一元二次方程”必有实数根.
4.(2024·广东汕头·二模)如果关于x的一元二次方程有两个实数根,且,那么称这样的方程为“邻近根方程”,例如,一元二次方程的两个根是,,,则方程是“邻近根方程”.
(1)判断方程是否是“邻近根方程”;
(2)若关于x的方程(b,c是常数)是“邻近根方程”,求的最大值.
考点三、一元二次方程的材料阅读题
5.(24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习)求代数式的最小值时,我们通常运用“”这个公式对代数式进行配方来解决.比如,
∵,∴,∴的最小值是.试利用“配方法”解决下列问题:
(1)填空:的最小值是 ;
(2)求的最小值;
(3)如图,将边长为的正方形一边保持不变,另一组对边增加得到如图2所示的新长方形,此长方形的面积为;将正方形的边长增加,得到如图3所示的新正方形,此正方形的面积为;
①用含的代数式表示出,;
②比较,的大小.
6.(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)解题时,最容易想到的方法未必是最简单的,你可以再想一想,尽量优化解法.
例题呈现
关于的方程的解是(、、均为常数,),
则方程的解是.
解法探讨
(1)小明的思路如下所示,请你按照他的思路解决这个问题;
小明的思路
第步把、代入到第个方程中求出的值;
第步把的值代入到第个方程中求出的值;
第步解第个方程.
(2)小红仔细观察两个方程,她把第个方程中的“”看作第个方程中的“”,则“”的值为,从而更简单地解决了问题.
策略运用
(3)小明和小红认真思考后发现,利用方程结构的特点,无需计算“根的判别式”就能轻松解决以下问题,请用他们说的方法完成解答.
已知方程有两个相等的实数根,其中、、是三边的长,判断的形状.
考点四、一元二次方程的实际问题
7.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)某中学有一块正方形的空地,边长为40m,学校计划将空地分为五部分,种植不同的花束.白老师利用课后延时时间将设计任务交给小明和小芳两位同学,并给两位同学每人一张边长为的正方形硬纸板模型用来设计,下面是小明和小芳的设计方案.
小明:如图1,它是由四个全等的直角三角形以及一个小正方形组成的,其中小正方形与大正方形的相似比为.
小芳:如图2,它是由四个矩形和中间一个小正方形组成的,在该图案中矩形矩形,且相似比为,中间小正方形的边长为.
(1)结合小明设计的方案,解决下列问题:
①求出图中的长;
②求出每个小直角三角形部分在学校空地的实际周长是多少米?
(2)求小芳的方案中矩形的面积.
8.(23-24九年级上·江苏盐城·期中)端午节期间,某食品店平均每天可卖出300只粽子,卖出1只粽子的利润是1元,经调查发现,零售单价每降0.1元,每天可多卖出100只粽子,为了使每天获利的利润更多,该店决定把零售单价下降元.
(1)零售单价下降元后,该店平均每天可卖出___________只粽子,利润为__________元.
(2)不在考虑其他因素的条件下,当定为多少时,才能使该店每天获取的利润是420元并且卖出的粽子更多?
9.(20-21九年级上·江西南昌·开学考试)在长方形中,,,点从点开始沿边向终点以1的速度移动,与此同时,点从点开始沿边向终点以2的速度移动.如果P、Q分别从A、B同时出发,当点运动到点时,两点停止运动.设运动时间为秒.
(1)填空:________, ________(用含的代数式表示):
(2)当为何值时,的长度等于5?
(3)是否存在t的值,使得五边形的面积等于?若存在,请求出此时的值:若不存在,请说明理由.
10.(23-24九年级上·全国·单元测试)社区利用一块矩形空地修建了一个小型停车场,其布局如图所示.已知,,,阴影部分设计为停车位,要铺花砖,其余部分均为宽度为的道路.已知铺花砖的面积为.
(1)求道路的宽是多少?
(2)该停车场共有车位30个,据调查分析,当每个车位的月租金为400元时,可全部租出.若每个车位的月租金每上涨5元,就会少租出1个车位.求当每个车位的月租金上涨多少元时,停车场的月租金收入为10920元.
考点五、垂径定理的有关计算及应用
11.(24-25九年级上·江苏扬州·阶段练习)如图,在以O为圆心的两个同心圆中,大圆的弦是小圆的切线,切点为点C.
(1)求证:C是的中点;
(2)若,则两个同心圆组成的圆环面积为______;
(3)若以A为圆心,长为半径画弧,交大圆于点D,连接,请在备用图中补全图形,猜想与小圆的位置关系,并说明理由.
12.(23-24九年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图,墙壁上的展品最高点与地面的距离,最低点与地面的距离,观赏者的眼睛E距地面,经验表明,当水平视线与过P、Q、E三点的圆相切于点E时,视角最大,站在此处观赏最理想,求此时点E到墙壁的距离.
考点六、圆周角的有关计算
13.(2024·江苏泰州·三模)在一次数学建模活动课上,吴老师制作了一张简易的海域安全监测平面图,在图中标明了三个监测点的位置坐标,,,由三个监测点确定的圆形区域是安全警戒区域.(单位:海里)
(1)某天海面上出现可疑船只,在监测点测得位于南偏东,,求在监测点测的方位是什么?
(2)当可疑船只由(1)中位置向正北方向航行时,是否会闯入安全警戒区域?请通过计算作答.
14.(23-24九年级下·江苏泰州·阶段练习)操作题:如图,是的外接圆,弦AD平分,P是上一点.
(1)请你只用无刻度的直尺在圆上找一点P使;
(2)在(1)的条件下,当,圆的半径为5的时候,求的面积.
考点七、圆的有关性质的计算与证明
15.(24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习)如图,是的直径,C为上一点,D在上,且,的延长线与交于点E.
(1)求证:;
(2)若,,求的度数.
16.(24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习)如图,A,P,B,C是上的四个点,,交于点E.
(1)判断的形状,证明你的结论;
(2)①若P是的中点,求证:;
②若点P在上移动,判断是否成立,证明你的结论
考点八、圆内接四边形的有关计算
17.(24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习)如图,圆内接四边形的对角线交于点E,平分,.
(1)求证:为圆的直径;
(2)过点C作交的延长线于点F,若,求此圆半径的长.
18.(24-25九年级上·江苏宿迁·阶段练习)“求知”学习小组在学完“圆内接四边形的对角互补”这个结论后进行了如下的探究活动:
(1)如图1,点在上,点在外,线段与交于点,试猜想 (请填“”、“”或“”);
(2)如图2,点在上、点在内,此时(1)中猜想的结论还成立吗?若成立,请予以证明;若不成立,请写出你的结论并予以证明;
19.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)(1)如图,四边形内接于,且.试说明:;
(2)如图,四边形内接于,且为直径,,过圆心作,垂足为.试说明:;
(3)如图,四边形内接于,对角线相交于点.过圆心作,垂足为,且.试说明:.
考点九、三角形的外接圆和外心问题
20.(24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习)如图,在正方形网格图中建立平面直角坐标系,一条圆弧经过网格点、、,请在网格图中进行如下操作:
(1)利用网格线找出该弧所在圆的圆心D点,在图上标出D点;
(2)连接,则的半径长为__________.(结果保留根号)
(3)如果点E坐标为,则E点在__________.(填“内”、“外”或“上”)
21.(24-25九年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图,平面直角坐标系中有一个.
(1)利用网格,只用无刻度的直尺作出的外接圆的圆心O,并写出圆心坐标是______;
(2)判断点与的位置关系,说明理由;
(3)最小覆盖圆的半径为______.
22.(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,、、.
(1)经过、、三点的圆弧所在圆的圆心的坐标为______;
(2)这个圆的半径为______;
(3)直接判断点与的位置关系,点在 ______填内、外、上;
(4)如图,是的外接圆,,是上一点请你只用无刻度的直尺,分别画出图和图中的平分线.
考点十、直线与圆的位置关系问题
23.(23-24九年级下·江苏南通·阶段练习)如图,已知点、,直线与轴交于点;
(1)在直线上取一点,若为直角三角形,则满足条件的点有 个;
(2)将直线绕点旋转一定角度后,能否使得直线上只存在3个这样的点的位置,使得为直角三角形?若能,请求出旋转后的直线的函数关系式;若不能,请说明理由;
(3)将直线绕点旋转一定角度后,能否使得直线上只存在2个这样的点的位置,使得为直角三角形?若能,请直接写出旋转后的直线中的的取值范围;
24.(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.
25.(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.
考点十一、切线的判定与性质的计算与证明
26.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图,点A在的直径的延长线上,点B在上,连接、.
(1)给出下列信息:①;②;③与相切.请在上述3条信息中选择其中两条作为条件,第三个作为结论,组成一个正确的命题并作出证明.
你选择的条件是_____,结论是_____(填写序号,只需写出你认为正确的一种情形).
(2)在(1)的条件下,若,求图中阴影部分的面积.
27.(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∶.
28.(23-24九年级下·江苏盐城·阶段练习)如图,在中,,以为直径的交边于点,连接,过点作.
(1)请用无刻度的直尺和圆规作图:过点作的切线,交于点;(不写作法,保留作图痕迹,标明字母)
(2)在(1)的条件下,求证:;
(3)在(1)的条件下,,,求⊙O的半径.
考点十二、有关切线长定理的计算与证明
29.(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.
30.(2023·北京海淀·二模)如图,P为外一点,,是⊙O的切线,A、B为切点,点C在上,连接、、.
(1)求证:;
(2)连接,若,的半径为5,,的长.
考点十三、三角形的内切圆与内心问题
31.(2024·江苏南京·二模)如图,铁匠师傅要在等边三角形铁皮()上切一块最大的且无破损的圆形铁皮().
(1)如图①,三角形铁皮无破损,用直尺和圆规作出.(保留作图痕迹,不写作法)
(2)三角形铁皮上有一破损小洞(点P).
①如图②,点P在的中心,用直尺和圆规作出.(保留作图痕迹,写出必要的文字说明)
②点P不在的中心.
i)点P的位置如图③所示,画出的示意图,并写出用直尺和圆规作的思路;
ii)随着点P位置的改变,的大小和位置都有可能发生变化.要使与i)中所画的圆的大小和位置都完全相同,那么点P可以在哪些位置?请描述出这些位置.
32.(22-23九年级上·江苏盐城·期中)如图,I是的内心,的延长线交的外接圆于点D.
(1)求证:;
(2)求证:;
(3)连接、,求证:点D是的外心.
33.(22-23九年级上·山东日照·期中)如图,一块等腰三角形钢板的底边长为,腰长为.
(1)求能从这块钢板上截得的最大圆的半径:
(2)用一个圆完整覆盖这块钢板,这个圆的最小半径是多少?
(3)求这块等腰三角形钢板的内心与外心之间距离.
考点十四、正多边形与圆的计算
34.(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)【问题情境】
(1)如图1,圆与大正方形的各边都相切,小正方形是圆的内接正方形,那么大正方形面积是小正方形面积的几倍?小昕将小正方形绕圆心旋转(如图2),这时候就容易发现大正方形面积是小正方形面积的 倍.由此可见,图形变化是解决问题的有效策略;
【操作实践】
(2)如图3,图①是一个对角线互相垂直的四边形,四边、、、之间存在某种数量关系.小昕按所示步骤进行操作,并将最终图形抽象成图4.请你结合整个变化过程,直接写出图4中以矩形内一点为端点的四条线段之间的数量关系;
【探究应用】
(3)如图5,在图3中“④”的基础上,小昕将绕点逆时针旋转,他发现旋转过程中存在最大值.若,,当最大时,求的长;
35.(2024·河北石家庄·一模)如图,正六边形为的内接正六边形,过点D作的切线,交的延长线于点P,连接的半径为6.
(1)求的度数;
(2)求线段的长;
(3)若点M为上一点(不与点F,D重合),连接,直接写出与的面积之和.
36.(2024·陕西渭南·模拟预测)【观察发现】
(1)如图1,在正方形中,点O为对角线的交点,点为正方形外一动点,且满足,连接.若正方形边长为4,则的最大值为______;
(2)如图2,已知和都是等边三角形,连接,求证:;
【拓展应用】
(3)如图3,某地有一个半径为的半圆形(半圆O)人工湖,其中是半圆的直径,在半圆上(不与重合),现计划在的左侧,规划出一个三角形区域,开发成垂钓中心,要求为入口,并沿修建一笔直的观光桥,根据规划要求观光桥的长度尽可能的长,问的长度是否存在最大值?若存在,请求出最大值;若不存在,请说明理由.
考点十五、弧长与扇形面积的计算
37.(22-23九年级下·江苏宿迁·阶段练习)如图,已知中,,平分,交于点,以上某一点为圆心作使经过点和点,交于点,连接并延长交的延长线于点.
(1)判断直线与的位置关系,并说明理由;
(2)若,,求的长;
(3)在(2)的条件下,求阴影区域的面积;
考点十六、圆锥的有关计算
38.(23-24九年级上·江苏常州·期末)如图,方格纸中每个小方格都是边长为1的正方形,我们把以格点连线为边的三角形称为“格点三角形”,图中就是格点三角形,请建立平面直角坐标系,使点A的坐标为.
(1)把以点O为位似中心放大,使放大前后的位似比为,画出△A1B1C1(与在位似中心O点的两侧,A,B,C的对应点分别是,,);
(2)利用本题方格纸标出外接圆的圆心P,P点坐标是 ;
(3)在(2)中的条件下,中劣弧的长度为 .
39.(2024·广东·中考真题)综合与实践
【主题】滤纸与漏斗
【素材】如图1所示:
①一张直径为的圆形滤纸;
②一只漏斗口直径与母线均为的圆锥形过滤漏斗.
【实践操作】
步骤1:取一张滤纸;
步骤2:按如图2所示步骤折叠好滤纸;
步骤3:将其中一层撑开,围成圆锥形;
步骤4:将围成圆锥形的滤纸放入如图1所示漏斗中.
【实践探索】
(1)滤纸是否能紧贴此漏斗内壁(忽略漏斗管口处)?用你所学的数学知识说明.
(2)当滤纸紧贴漏斗内壁时,求滤纸围成圆锥形的体积.(结果保留)
40.(2024·江苏盐城·三模)公共停车场和收费站都配备了车牌自动识别系统.如图是某停车场的出口直杆道闸,如图2,点O是直杆转动的支点,直杆平行于地面且距离地面的高度,其中直杆.当车辆经过时,直杆绕点O旋转到的位置,如图3,当时,
(1)求端点A所经过的路径长(结果保留);
(2)求端点B距离地面的高度.(结果精确到,直杆宽度忽略不计,参考数据:,,.)
考点十七、有关圆的尺规作图问题
41.(2023·浙江·模拟预测)如图,在的方格中,点A,B,C为格点.
(1)利用无刻度的直尺在图1中画出的中线.
(2)在图2中标出的外心Q并画出外接圆的切线.
42.(2024·江苏无锡·一模)尺规作图:
(1)请在图①中以矩形的边为边作菱形,使得点E在上;
(2)请在图②中以矩形的边为直径作,并在上确定点P,使得的面积与矩形的面积相等.
43.(24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习)如图,已知圆O的直径是10,点P是圆O内一点.
(1)过点P作弦,使P为弦的中点(尺规作图,保留作图痕迹,不写作法);
(2)若(1)中的弦,点Q为圆O上一动点,则的最小值是__________.
考点十八、圆与动点综合问题
44.(23-24九年级上·江苏连云港·阶段练习)已知:如图所示,在中,,,,点P从点A开始沿边向点B以的速度移动,点Q从点B开始沿边向点C以的速度移动.当P、Q两点中有一点到达终点,则同时停止运动.
(1)如果P,Q分别从A,B同时出发,那么几秒后,的面积等于?
(2)如果P,Q分别从A,B同时出发,在运动过程中,是否存在这样的时刻,使以P为圆心,为半径的圆正好经过点Q?若存在,求出运动时间,若不存在,请说明理由.
45.(2023·江苏盐城·模拟预测)如图,点P在y轴上,交x轴于A,B两点,连接并延长交于C,过点C的直线交x轴于D,交y轴于点E,且的半径为,.
(1)写出点B,P,C的坐标;
(2)求证:是的切线;
(3)上有一动点M,求的最小值.
考点十九、圆与方程、方程的材料题
46.(2023·北京石景山·一模)在平面直角坐标系中,O为原点,对于两个图形和直线,若在图形X上存在点A,在图形Y上存在点B,使得点A和点B关于直线对称,就称图形X和Y互为m关联图形.
(1)已知点P的坐标为,
①点P与点Q互为关联图形,则点Q的坐标为 ;
②若的半径为1,点P与互为m关联图形,则m的值为 ;
(2)已知点,射线OA与线段l:互为t关联图形,求t的取值范围.
(3)已知⊙O的半径为2,直线与x轴,y轴分别交于C,D,若关于对称的图形S与点C互为2m关联图形,直接写出m的值及点D与图形S的位置关系.
47.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)定义:若关于的一元二次方程的两个实数根为,,分别以为横坐标和纵坐标得到点,则点为该一元二次方程的衍生点.
(1)若一元二次方程,写出该方程的衍生点的坐标_______.
(2)若关于的一元二次方程为.
①求证:不论为何值,该方程总有两个不相等的实数根,并求出该方程的衍生点的坐标.
②若以点为圆心,为半径的与轴、轴都相切,求的值.
(3)是否存在,使得不论为何值,关于的方程的衍生点始终在直线的图象上?若有,请求出的值;若没有,请说明理由.
考点二十、圆的新定义与材料探究题
48.(24-25九年级上·江苏扬州·阶段练习)如图1,,是半圆上的两点,点是直径上一点,且满足,则称是的“相望角”,如图,
(1)如图2,若弦,是弧上的一点,连接交于点,连接.求证:是的“相望角”;
(2)如图3,若直径,弦,的“相望角”为,求的长.
49.(24-25九年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图,在四边形中,,,探究线段,,之间的数量关系.小明同学思路如下:将绕点逆时针旋转到处,,两点分别落在,两点处,易证,,三点在同一条直线上,并且是等腰直角三角形,所以,从而得到结论:.
(1)在图中,若,,则__________;
(2)在图中,是的直径,点是上一点(不与重合),连接,,的角平分线交于点,求证:;
(3)在图中,若,,求的长.
50.(24-25九年级上·江苏南京·开学考试)[模型建立]
如图①、②,点P分别在外、在内,直线分别交于点A、B,则是点P到上的点的最短距离,是点P到上的点的最长距离.
[问题解决]
请就图①中为何最长进行证明.
[初步应用]
(1)已知点P到上的点的最短距离为3,最长距离为7.则的半径为______.
(2)如图③,在中,,,.点E在边上,且,动点P在半径为2的上,则的最小值是______.
[拓展延伸]
如图④,点,动点B在以为圆心,为半径的圆上,的中点为C,则线段的最大值为______.
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期中满分冲刺03之解答压轴题(九上苏科,20大类型50题)
考点一、判别式及根与系数的关系
1.(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)已知关于x的一元二次方程.
(1)当k为何值时,方程有两个不相等的实数根?
(2)说明:无论k为何值,方程总有一个不变的根.
【答案】(1)
(2)见解析
【分析】本题考查一元二次方程的根与判别式的关系、因式分解法解一元二次方程,熟练掌握一元二次方程的根与判别式的关系是解答的关键.
(1)根据方程的系数结合根的判别式,可得出,由方程总有两个不相等的实数根,可得出,解之即可得出,进而可得出当时,这个方程总有两个不相等的实数根;
(2)利用因式分解法解一元二次方程,可得出方程的两个根,进而可得出无论k为何值,方程总有一个不变的根为.
【详解】(1)解:∵,,,
∴,
∵方程总有两个不相等的实数根,
∴,
∴,
∴,
∴当时,这个方程总有两个不相等的实数根;
(2)解:∵,即,
∴或,
∴,,
∴无论k为何值,方程总有一个不变的根为.
2.(24-25九年级上·江苏扬州·阶段练习)已知:关于x的一元二次方程.
(1)请说明此方程一定有两个实数根;
(2)若方程的两个实数根均为正整数,求整数k的值.
【答案】(1)见详解
(2)3或或
【分析】本题考查了一元二次方程根的判别式,熟知一元二次方程的根与判别式的关系是解题的关键.
(1)根据一元二次方程的定义的,再计算判别式得到,然后根据非负数的性质得到,则可根据判别式的意义得出结论;
(2)求出方程的根,根据方程的两个实数根均为正整数,求出整数k的值.
【详解】(1)解:,
,
方程一定有两个实数根;
(2)解:此方程的根为,
,
方程的两个实数根均为正整数,
或或,
即整数k的值为3或或.
考点二、有关一元二次方程的新定义问题
3.(24-25九年级上·江苏南通·阶段练习)如图四边形是证明勾股定理时用到的一个图形,a、b、c是和的三边长,易知,这时我们把形如的方程称为关于x的“勾系一元二次方程”,请解决下列问题:
(1)写出一个“勾系一元二次方程”;
(2)证明:关于x的“勾系一元二次方程”必有实数根.
【答案】(1) (答案不唯一)
(2)见详解
【分析】此题考查的是勾股定理的应用、一元二次方程根的情况和完全平方公式,掌握勾股定理、一元二次方程根的情况与的关系和完全平方公式是解决此题的关键.
(1)根据勾股定理,找出一组勾股数,再根据“勾系一元二次方程”的定义即可写出结论;
(2)求出,然后根据勾股定理和平方的非负性即可证出结论.
【详解】(1)解:当,,时,
勾系一元二次方程为;
故答案为: (答案不唯一)
(2)证明:
关于的“勾系一元二次方程”必有实数根.
4.(2024·广东汕头·二模)如果关于x的一元二次方程有两个实数根,且,那么称这样的方程为“邻近根方程”,例如,一元二次方程的两个根是,,,则方程是“邻近根方程”.
(1)判断方程是否是“邻近根方程”;
(2)若关于x的方程(b,c是常数)是“邻近根方程”,求的最大值.
【答案】(1)方程是“邻近根方程”;
(2)48
【分析】本题主要考查了解一元二次方程,根的判别式,根与系数的关系,配方法的应用等等:
(1)利用公式法求出,则,据此可得答案;
(2)设关于x的方程的两个实数根为,则由根与系数的关系可得,再根据题意得到,则,据此推出,再由即可得到答案.
【详解】(1)解:由题意得,
∴,
解得,
∴,
∴方程是“邻近根方程”;
(2)解:设关于x的方程的两个实数根为,
则由根与系数的关系可得,
∵关于x的方程(b,c是常数)是“邻近根方程”,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴
,
∵,
∴,
∴,
∴当时,有最大值48,即有最大值48.
考点三、一元二次方程的材料阅读题
5.(24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习)求代数式的最小值时,我们通常运用“”这个公式对代数式进行配方来解决.比如,
∵,∴,∴的最小值是.试利用“配方法”解决下列问题:
(1)填空:的最小值是 ;
(2)求的最小值;
(3)如图,将边长为的正方形一边保持不变,另一组对边增加得到如图2所示的新长方形,此长方形的面积为;将正方形的边长增加,得到如图3所示的新正方形,此正方形的面积为;
①用含的代数式表示出,;
②比较,的大小.
【答案】(1);
(2);
(3)①;;②.
【分析】本题主要考查配方法的应用,解题时要熟练掌握并能灵活运用完全平方公式是关键.
(1)依据题意,对多项式进行配方,进而根据偶次方的非负性可以得解;
(2)依据题意,对多项式进行配方,进而根据偶次方的非负性可以得解; (3)①依据题意,根据图形进行计算即可得解;②依据题意,根据①所求和,通过作差法进行比较大小即可得解,
【详解】(1)解:
∵,
∴
∴的最小值是,
故答案为:;
(2)解:
,
∵,,
∴,
∴的最小值为;
(3)解:①边长为的正方形一边保持不变,另一组对边增加得到新长方形,长方形的面积为,
∴,
正方形的边长增加,得到新正方形,正方形的面积为,
∴;
②,
∵,
∴,即,
∴.
6.(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)解题时,最容易想到的方法未必是最简单的,你可以再想一想,尽量优化解法.
例题呈现
关于的方程的解是(、、均为常数,),
则方程的解是.
解法探讨
(1)小明的思路如下所示,请你按照他的思路解决这个问题;
小明的思路
第步把、代入到第个方程中求出的值;
第步把的值代入到第个方程中求出的值;
第步解第个方程.
(2)小红仔细观察两个方程,她把第个方程中的“”看作第个方程中的“”,则“”的值为,从而更简单地解决了问题.
策略运用
(3)小明和小红认真思考后发现,利用方程结构的特点,无需计算“根的判别式”就能轻松解决以下问题,请用他们说的方法完成解答.
已知方程有两个相等的实数根,其中、、是三边的长,判断的形状.
【答案】(1);(2)或;(3)是直角三角形.
【分析】此题考查根的判别式,勾股定理逆定理,一元二次方程的解,解题关键在于掌握根的判别式及勾股定理逆定理.
(1)根据题意利用待定系数法求解即可.
(2)把后面一个方程中的看作整体,相当于前面一个方程中的求解.
(3)先根据方程有两个相等的实数根,求得方程的根,再根据根与系数的关系列出方程,找到、、的关系,从而判断三角形的形状.
【详解】解:(1)将代入到方程中,
得,
∴,
解得
∴.
∴
第个方程可变形为,
即,
解得:;
(2)∵关于的方程的解是,
∴把第个方程中的“”看作第个方程中的“”,则“”的值为或,
故答案为:或;
(3)∵当时,
∴方程必有一根是
∴方程的两根为.
∴.
∴.
∴是一个直角三角形
考点四、一元二次方程的实际问题
7.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)某中学有一块正方形的空地,边长为40m,学校计划将空地分为五部分,种植不同的花束.白老师利用课后延时时间将设计任务交给小明和小芳两位同学,并给两位同学每人一张边长为的正方形硬纸板模型用来设计,下面是小明和小芳的设计方案.
小明:如图1,它是由四个全等的直角三角形以及一个小正方形组成的,其中小正方形与大正方形的相似比为.
小芳:如图2,它是由四个矩形和中间一个小正方形组成的,在该图案中矩形矩形,且相似比为,中间小正方形的边长为.
(1)结合小明设计的方案,解决下列问题:
①求出图中的长;
②求出每个小直角三角形部分在学校空地的实际周长是多少米?
(2)求小芳的方案中矩形的面积.
【答案】(1)①②
(2)
【分析】(1)①根据小正方形与大正方形的相似比为,且大正方形边长为,得到正方形的边长为,设,,根据勾股定理即可得到结论;②根据①中的结果求出模型中小直角三角形的面积,再根据模型和实际的比例关系进行求解即可;
(2)设矩形的长为,宽为.根据矩形矩形相似,相似比为,得到矩形的长为,宽为,列出方程进行求解即可得到结论.
【详解】(1)①小正方形与大正方形的相似比为,且大正方形边长为,
正方形的边长为,
设,,
,,
,
整理可得,
解得, 负数舍去,
,即:
②由①知:,,
∴小直角三角形的周长是.
每个小三角形的实际周长为.
(2)解:设矩形的长为,宽为.
矩形矩形相似,相似比为,
矩形的长为,宽为,
由图可知,,,
解得,,
矩形的面积为.
【点睛】本题考查了相似多边形的性质,矩形的性质,勾股定理,解一元二次方程,综合运用以上知识是解题的关键.
8.(23-24九年级上·江苏盐城·期中)端午节期间,某食品店平均每天可卖出300只粽子,卖出1只粽子的利润是1元,经调查发现,零售单价每降0.1元,每天可多卖出100只粽子,为了使每天获利的利润更多,该店决定把零售单价下降元.
(1)零售单价下降元后,该店平均每天可卖出___________只粽子,利润为__________元.
(2)不在考虑其他因素的条件下,当定为多少时,才能使该店每天获取的利润是420元并且卖出的粽子更多?
【答案】(1),
(2)0.4
【分析】本题考查了一元二次方程的实际应用,依据题意,正确建立方程是解题关键.
(1)零售单价下降m元,每天可多卖出只粽子,再加上300即可得卖出的粽子数量;然后根据“降价前卖出1只粽子的利润是1元”可得降价m元后,卖出1只粽子的利润为元,据此乘以卖出的粽子数量即可得;
(2)根据“每天的利润每只粽子的利润每天卖出的粽子数量”可建立一个关于m的一元二次方程,解方程,取较大的根即可.
【详解】(1)解:由题意得:零售单价下降m元,每天可多卖出粽子(只),
则该店平均每天可卖出的粽子数量为只,
降价前卖出1只粽子的利润是1元,
降价m元后,卖出1只粽子的利润为元,
则每天的利润为元,
故答案为:,;
(2)由题意得:,
整理得:,
解得或,
当时,每天可卖出的粽子数量为(只),
当时,每天可卖出的粽子数量为(只),
∵要求卖出的粽子更多,
,
答:当m定为时,才能使该店每天获取的利润是420元并且卖出的粽子更多.
9.(20-21九年级上·江西南昌·开学考试)在长方形中,,,点从点开始沿边向终点以1的速度移动,与此同时,点从点开始沿边向终点以2的速度移动.如果P、Q分别从A、B同时出发,当点运动到点时,两点停止运动.设运动时间为秒.
(1)填空:________, ________(用含的代数式表示):
(2)当为何值时,的长度等于5?
(3)是否存在t的值,使得五边形的面积等于?若存在,请求出此时的值:若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)当的值为0秒或2秒时,的长度等于5
(3)存在,当秒时,使得五边形的面积等于
【分析】本题考查了列代数式,勾股定理,一元二次方程的应用等知识.熟练掌握列代数式,勾股定理,一元二次方程的应用是解题的关键.
(1)由题意得,,则,然后作答即可;
(2)由题意知,当时,,当时,由勾股定理得,,即,计算求出满足要求的解即可;
(3)由题意知,,计算求出满足要求的解即可.
【详解】(1)解:∵点从点开始沿边向终点以1的速度移动,点从点开始沿边向终点以2的速度移动.
∴,
∴,
故答案为:;;
(2)解:当时,,
当时,由勾股定理得,,即,
解得:(舍去),;
综上所述,当的值为0秒或2秒时,的长度等于5;
(3)解:存在,
由题意知,,
解得,(舍去),
∴存在,当秒时,使得五边形的面积等于.
10.(23-24九年级上·全国·单元测试)社区利用一块矩形空地修建了一个小型停车场,其布局如图所示.已知,,,阴影部分设计为停车位,要铺花砖,其余部分均为宽度为的道路.已知铺花砖的面积为.
(1)求道路的宽是多少?
(2)该停车场共有车位30个,据调查分析,当每个车位的月租金为400元时,可全部租出.若每个车位的月租金每上涨5元,就会少租出1个车位.求当每个车位的月租金上涨多少元时,停车场的月租金收入为10920元.
【答案】(1)6m
(2)20元
【分析】本题考查了一元二次方程的应用,读懂题目的意思,根据题目给出的条件,找出合适的等量关系,列出方程是解题关键.
(1)由题意知,道路的宽为米,根据矩形的面积公式列出方程并解答即可;
(2)设车位的月租金上涨元,则租出的车位数量是个,根据:月租金每个车位的月租金车位数,列出方程并解答即可.
【详解】(1)解:由题意得 ,
整理得:,
解得:(舍去),,
答:道路的宽为米.
(2)解:设当每个车位的月租金上涨a元时,停车场的月租金收入为10 920元,
根据题意得, ,
整理得,,
解得或(舍去).
答:当每个车位的月租金上涨20元时,停车场的月租金收入为10 920元.
考点五、垂径定理的有关计算及应用
11.(24-25九年级上·江苏扬州·阶段练习)如图,在以O为圆心的两个同心圆中,大圆的弦是小圆的切线,切点为点C.
(1)求证:C是的中点;
(2)若,则两个同心圆组成的圆环面积为______;
(3)若以A为圆心,长为半径画弧,交大圆于点D,连接,请在备用图中补全图形,猜想与小圆的位置关系,并说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)与小圆相切,理由见解析
【分析】(1)直接利用垂径定理即可求证;
(2)利用勾股定理和圆环的面积即大圆面积减去小圆面积即可求解;
(3)先构造全等三角形证明平分,再作垂直证明半径即可求证.
【详解】(1)证明:如图,连接,
∵是小圆的切线,
∴,
∴平分,即C是的中点.
(2)解:如图,连接、,
∵平分,
∴,
∴,
∴圆环的面积为,
故答案为.
(3)解:与小圆相切,理由如下:
如图,连接、、、,过O点作于E,
∵,,,
∴
∴,
∵,,
∴,
∴与小圆相切.
【点睛】本题考查了垂径定理、圆的面积、全等三角形的判定与性质、切线的性质与判定,解题关键是牢记以上相关定理,构造出全等三角形.
12.(23-24九年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图,墙壁上的展品最高点与地面的距离,最低点与地面的距离,观赏者的眼睛E距地面,经验表明,当水平视线与过P、Q、E三点的圆相切于点E时,视角最大,站在此处观赏最理想,求此时点E到墙壁的距离.
【答案】
【分析】作于,连接,如图,根据垂径定理得到,再计算出,则,根据切线的性质得,于是可判断四边形为矩形,所以,,然后在中,利用勾股定理计算出,从而得到.
【详解】解:作于,连接,,如图,,
,,
,
,
,
,
,
与相切,
,
而,,
四边形为矩形,
,,
在中,,,
,
.
答:此时点到墙壁的距离为.
【点睛】本题考查了切线的性质:圆的切线垂直于经过切点的半径;运用切线的性质来进行计算或论证,常通过作辅助线连接圆心和切点,利用垂直构造直角三角形解决有关问题.也考查垂径定理,矩形的性质和勾股定理.
考点六、圆周角的有关计算
13.(2024·江苏泰州·三模)在一次数学建模活动课上,吴老师制作了一张简易的海域安全监测平面图,在图中标明了三个监测点的位置坐标,,,由三个监测点确定的圆形区域是安全警戒区域.(单位:海里)
(1)某天海面上出现可疑船只,在监测点测得位于南偏东,,求在监测点测的方位是什么?
(2)当可疑船只由(1)中位置向正北方向航行时,是否会闯入安全警戒区域?请通过计算作答.
【答案】(1)南偏东60°,
(2)不会闯入安全警戒区域,过程见解析.
【分析】本题考查了解直角三角形的应用、直线与圆的位置关系.垂径定理的应用;
(1)过点C作轴于点D,设,则,解直角三角形求得x,进而求得;
(2)由(1)知,根据三角函数的定义得到,过点C作轴于点G,过点作于点E,交于H,过点作于点F,则四边形是矩形,根据矩形的性质得到,根据勾股定理得到,于是得到结论.
【详解】(1)解:过点C作轴于点D,
依题意,得,,
设,则,
∵,
∴,
∴,
在中, ,,
∴
∵
∴
解得:,即
∴
∴
∴
∴监测点测的方位是南偏东60°
(2)解:不会,计算如下:
由(1)知,
∵,
∴,
∴,
过点C作轴于点G,过点作于点E,交于H,
∴,
∴,
过点作于点F,
则四边形是矩形,
∴,
由已知得,,
∵,
∴线段是的直径,,
∴,
∵,
∴,
∴直线与相离,C船不会闯入安全警戒区域.
14.(23-24九年级下·江苏泰州·阶段练习)操作题:如图,是的外接圆,弦AD平分,P是上一点.
(1)请你只用无刻度的直尺在圆上找一点P使;
(2)在(1)的条件下,当,圆的半径为5的时候,求的面积.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题主要考查了弧与弦,圆周角之间的关系,垂径定理的推论,勾股定理等等:
(1)如图所示,连接并延长交于点P,点P即为所求;
(2)先由垂径定理的推论得到,再利用勾股定理求出的长,进而求出的长,即可根据三角形面积公式求出答案.
【详解】(1)解:如图所示,连接并延长交于点P,点P即为所求;
由角平分线的定义得到,则,则,则;
(2)解:设交于H,连接,
角平分线的定义得到,则,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
考点七、圆的有关性质的计算与证明
15.(24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习)如图,是的直径,C为上一点,D在上,且,的延长线与交于点E.
(1)求证:;
(2)若,,求的度数.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)根据直径所对的圆周角是得出,再根据直角三角形的性质及三角形的内角和即可推导得解;
(2)连接并延长交于点F,连接,则,,根据勾股定理得出,即可得到,结合,,进而得出,由(1)知,据此即可得解.
【详解】(1)证明:∵是圆的直径,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:如图所示,连接并延长交于点F,连接,
∵与都是圆的直径,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵是圆的直径,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴.
【点睛】此题考查了圆周角定理、勾股定理、直角三角形的性质及三角形的内角和等知识,根据圆周角定理、勾股定理得出是解题的关键.
16.(24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习)如图,A,P,B,C是上的四个点,,交于点E.
(1)判断的形状,证明你的结论;
(2)①若P是的中点,求证:;
②若点P在上移动,判断是否成立,证明你的结论
【答案】(1)是等边三角形,证明见解析
(2)详见解析;成立,证明见解析
【分析】(1)根据圆周角定理得到,,根据等边三角形的判定定理证明;
(2)①证明垂直平分,得到为直径,根据三线合一和含30度角的直角三角形的性质,得到,即可得证;
②在上截取,得到为等边三角形,证明,根据全等三角形的性质,结合图形证明即可.
【详解】(1)解:是等边三角形,理由如下:
由圆周角定理得,,,
∴,
∴是等边三角形;
(2)解:①∵P是的中点,
∴,
∴,
∵是等边三角形,
∴,
∴垂直平分,
∴为直径,,
∴,
∵,
∴,
∴;
②成立,理由如下:
在上截取,
∵,
∴为等边三角形,
∴,,
在和中,
,
∴
∴,
∴.
【点睛】本题考查的是圆周角定理,全等三角形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,中垂线的判定,含30度角的直角三角形,掌握在同圆或等圆中,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是解题的关键.
考点八、圆内接四边形的有关计算
17.(24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习)如图,圆内接四边形的对角线交于点E,平分,.
(1)求证:为圆的直径;
(2)过点C作交的延长线于点F,若,求此圆半径的长.
【答案】(1)见解析
(2)4
【分析】(1)由圆内接四边形性质得,由及同弧对的圆周角相等得,即平分,再结合已知即可得,问题得证;
(2)由题意得是等边三角形,则得;再由平行得,利用含30度直角三角形的性质可分别求得,从而可求得半径.
【详解】(1)证明:∵四边形是圆内接四边形,
∴;
∵,
∴,
∵,
∴,
即平分,
∴;
∵平分,
∴,
∴,
∴,
即是圆的直径;
(2)解:∵,
∴;
∵,,
∴,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∴;
∵,,
∴,
∴,
∴;
∵,,
∴,
∴圆的半径为.
【点睛】本题考查了圆内接四边形性质,同弧或等弧对的圆周角相等,直角对的弦为直径,等腰三角形的性质,等边三角形的判定与性质,含30度直角三角形性质等知识,掌握这些知识是关键.
18.(24-25九年级上·江苏宿迁·阶段练习)“求知”学习小组在学完“圆内接四边形的对角互补”这个结论后进行了如下的探究活动:
(1)如图1,点在上,点在外,线段与交于点,试猜想 (请填“”、“”或“”);
(2)如图2,点在上、点在内,此时(1)中猜想的结论还成立吗?若成立,请予以证明;若不成立,请写出你的结论并予以证明;
【答案】(1)
(2)不成立,,证明见解析
【分析】本题考查了圆内接四边形,三角形外角的性质,作辅助线构造圆内接四边形,掌握圆内接四边形的对角互补是解题关键.
(1)连接,根据圆内接四边形的对角互补,得到,再根据三角形外角的性质,得到,即可得到答案;
(2)延长交圆于点,连接,根据圆内接四边形的对角互补,得到,再根据三角形外角的性质,得到,即可得到答案.
【详解】(1)解:如图,连接,
四边形是圆内接四边形,
,
是的外角,
,
,
故答案为:;
(2)解:结论不成立,,证明如下:
如图,延长交圆于点,连接,
四边形是圆内接四边形,
,
是的外角,
,
.
19.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)(1)如图,四边形内接于,且.试说明:;
(2)如图,四边形内接于,且为直径,,过圆心作,垂足为.试说明:;
(3)如图,四边形内接于,对角线相交于点.过圆心作,垂足为,且.试说明:.
【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)见解析
【分析】(1)连接,由,可得,从而得到,即可求证;
(2)先证明是的中位线,据此即可证明结论成立;
(3)作直径,连接,证明是的中位线,推出,再证明,得到,再根据圆周角定理即可得到,即可证明结论成立.
【详解】解:(1)连接,
∵,
∴,
∴,
∴;
(2)∵四边形内接于,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴是的中位线,
∴,
∴;
(3)作直径,连接,
∵,
∴,
∵,
∴是的中位线,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵是直径,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了圆内接四边形的性质,圆周角定理,圆心角、弧、弦之间的关系,相似三角形的判定和性质,三角形中位线的判定和性质,正确引出辅助线解决问题是解题的关键.
考点九、三角形的外接圆和外心问题
20.(24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习)如图,在正方形网格图中建立平面直角坐标系,一条圆弧经过网格点、、,请在网格图中进行如下操作:
(1)利用网格线找出该弧所在圆的圆心D点,在图上标出D点;
(2)连接,则的半径长为__________.(结果保留根号)
(3)如果点E坐标为,则E点在__________.(填“内”、“外”或“上”)
【答案】(1)见解析
(2)
(3)上
【分析】本题考查与圆有关的综合题,熟练掌握垂直平分线的性质,点与圆的位置关系是解题的关键.
(1)连接,分别作的垂直平分线,交于点D即为所求,标出坐标即可;
(2)利用点与点D的坐标结合勾股定理即可得到的半径;
(3)利用两点的距离公式求出点E和点D的距离,再与的半径比较,即可得到E点与的位置关系.
【详解】(1)解:连接,分别作的垂直平分线,交于点D即为所求,坐标为:,如图:
(2)解:∵,,
∴,,
∴,
∴的半径长为,
故答案为:.
(3)解:∵,,
∴点到圆心的距离为:,
∵的半径长为,
∴E点在上,
故答案为:上.
21.(24-25九年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图,平面直角坐标系中有一个.
(1)利用网格,只用无刻度的直尺作出的外接圆的圆心O,并写出圆心坐标是______;
(2)判断点与的位置关系,说明理由;
(3)最小覆盖圆的半径为______.
【答案】(1),图见解析
(2)点在圆外
(3)
【分析】(1)分别作边的垂直平分线,交点即为圆心O;
(2)用勾股定理分别求出,,比较即可;
(3)取中点P,连接,最小覆盖圆的半径为的长,用勾股定理求解即可.
【详解】(1)
分别作边的垂直平分线,相交于点
(2)∵,
∴
由图可得:
∴
∴
∴点在圆外;
(3)取中点P,连接,
最小覆盖圆的半径为的长,
∴
【点睛】本题考查勾股定理,点与圆的位置关系,三角形的外接圆等,灵活运用所学知识是关键.
22.(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,、、.
(1)经过、、三点的圆弧所在圆的圆心的坐标为______;
(2)这个圆的半径为______;
(3)直接判断点与的位置关系,点在 ______填内、外、上;
(4)如图,是的外接圆,,是上一点请你只用无刻度的直尺,分别画出图和图中的平分线.
【答案】(1);
(2);
(3)内;
(4)见解析
【分析】
(1)的垂直平分线所在直线为,可知圆心在直线上,设,根据,可求点坐标;
(2)由(1)求出,即可求圆的半径;
(3)根据,即可判断点位置;
(4)连接,则平分;连接与弧交于,连接,则平分.
本题考查圆的综合应用,熟练掌握同弧或等弧所对的圆周角相等,角平分线的性质是解题的关键.
【详解】(1)
解:、,
的垂直平分线所在直线为,
圆心在直线上,
设,
,
,
解得,
,
故答案为:;
(2)
解:,
,
故答案为:;
(3)
解:,,
,
点在内,
故答案为:内;
(4)
解:图,即为所求,
连接,
,
,
,
平分;
图,即为所求,
连接与弧交于,连接,
,
平分,
,
,
,
平分.
考点十、直线与圆的位置关系问题
23.(23-24九年级下·江苏南通·阶段练习)如图,已知点、,直线与轴交于点;
(1)在直线上取一点,若为直角三角形,则满足条件的点有 个;
(2)将直线绕点旋转一定角度后,能否使得直线上只存在3个这样的点的位置,使得为直角三角形?若能,请求出旋转后的直线的函数关系式;若不能,请说明理由;
(3)将直线绕点旋转一定角度后,能否使得直线上只存在2个这样的点的位置,使得为直角三角形?若能,请直接写出旋转后的直线中的的取值范围;
【答案】(1)4
(2)或
(3)或
【分析】(1)分,,三种情况讨论即可;
(2)以为直径作,过P作的切线,,连接,过点Q作于H,证明,可求出点Q的坐标,然后利用待定系数法求直线解析式,同理求直线解析式即可;
(3)当直线l与(2)中相离时,直线上只存在2个这样的点的位置,使得为直角三角形,即可求解.
【详解】(1)解:当时,即,
∵,
∴点C的横坐标为,
把代入直线,得,
∴;
当时,即,
∵,
∴点C的横坐标为2,
把代入直线,得,
∴;
当时,设,
则,即,
解得,
∴或,
∴符合题意的点C一共有4个,
故答案为:4;
(2)解:能,
以为直径作,过P作的切线,,连接,过点Q作于H,
则,
∵、,
∴中点,即,,
对于直线,当时,,
解得,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,即,
解得,,
∴,
∴,
设直线解析式为,
把P、Q坐标代入,得,
解得,
∴直线解析式为;
同理直线解析式为;
∴直线上只存在3个这样的点的位置,使得为直角三角形,这样的直线为或;
(3)解:当直线l与(2)中相离时,直线上只存在2个这样的点的位置,使得为直角三角形,
∴b的取值范围为或.
24.(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.
25.(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.
考点十一、切线的判定与性质的计算与证明
26.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图,点A在的直径的延长线上,点B在上,连接、.
(1)给出下列信息:①;②;③与相切.请在上述3条信息中选择其中两条作为条件,第三个作为结论,组成一个正确的命题并作出证明.
你选择的条件是_____,结论是_____(填写序号,只需写出你认为正确的一种情形).
(2)在(1)的条件下,若,求图中阴影部分的面积.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)若选择①②,证明③.连接,根据等边对等角得到,,从而得到,根据三角形的内角和可证明,由此即可证得与相切.若选择①③,证明②.连接,由等边对等角与三角形外角的性质得到,根据切线的性质得到,从而,将代入后即可求解.若选择②③,证明①.连接,由切线的性质得到,从而求得,由等边对等角与三角形外角的性质得到,,即可求得,从而,得证.
(2)过点O作于,在中,可求出,在中,可求出,,根据三角形的面积公式求出,根据扇形面积公式求出,根据,即可求解.
【详解】(1)解:选择①②可证明③,或选择①③可证明②,或选择②③可证明①,
若选择的条件是①②,结论是③,证明如下:
如图,连接,
,
,
∵,
∴
,
,
∴,
∵是半径,
∴与相切.
若选择的条件是①③,结论是②,证明如下:
如图,连接,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵是的切线,是半径,
∴,
∴,
∴,即,
∴.
若选择的条件是②③,结论是①,证明如下:
如图,连接,
∵是的切线,是半径,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
故答案为:①②,③,或①③,②,或②③,①.
(2)解:如图所示,过点O作于,
∴在中,
∴,
∴在中,,
,
∵,,
,
,
,
.
【点睛】本题主要考查圆的基础知识,切线的证明与性质,等腰三角形的判定及性质,三角形外角的性质,不规则图形的面积,解直角三角形,熟练运用相关知识是解题的关键.
27.(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,
∴,
∵,
∴,
∴.
28.(23-24九年级下·江苏盐城·阶段练习)如图,在中,,以为直径的交边于点,连接,过点作.
(1)请用无刻度的直尺和圆规作图:过点作的切线,交于点;(不写作法,保留作图痕迹,标明字母)
(2)在(1)的条件下,求证:;
(3)在(1)的条件下,,,求⊙O的半径.
【答案】(1)画图见解析
(2)证明见解析
(3)⊙O的半径为.
【分析】(1)根据尺规作图,过点作的垂线,交于点,即可求解;
(2)根据题意切线的性质以及直径所对的圆周角是直角,证明,根据平行线的性质以及等腰三角形的性质得出,进而证明,即可得证.
(3)由(2)得:,,设,再利用勾股定理可得,再解方程即可.
【详解】(1)解:方法不唯一,如图所示.
.
(2)∵,
∴.
又∵,
∴,
∴.
∵点在以为直径的圆上,
∴,
∴.
又∵为的切线,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴.
∵在和中,
∴.
∴.
(3)由(2)得:,
∵,
∴,
设,
∴,
∵,
∴,
解得:,
∴⊙O的半径为.
【点睛】本题考查了作圆的切线,切线的性质,直径所对的圆周角是直角,全等三角形的性质与判定,勾股定理的应用,熟练掌握以上知识是解题的关键.
考点十二、有关切线长定理的计算与证明
29.(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.
30.(2023·北京海淀·二模)如图,P为外一点,,是⊙O的切线,A、B为切点,点C在上,连接、、.
(1)求证:;
(2)连接,若,的半径为5,,的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)10
【分析】(1)过作于,得到,根据切线的性质得到,根据余角的性质得到,根据等腰三角形的性质即可得到结论;
(2)连接,延长交于,根据切线的性质得到,,根据矩形的性质得到,,根据勾股定理即可得到结论.
【详解】(1)证明:过作于,如图所示:
∴,
∴,
∵是的切线,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴;
(2)解:连接,延长交于,如图所示:
∵,是的切线,
∴,,
∵,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,
解得:.
【点睛】本题考查了切线的性质,切线长定理,勾股定理,等腰三角形的性质,矩形的判定和性质,正确地作出辅助线是解题的关键.
35.(2024·河北石家庄·一模)如图,正六边形为的内接正六边形,过点D作的切线,交的延长线于点P,连接的半径为6.
(1)求的度数;
(2)求线段的长;
(3)若点M为上一点(不与点F,D重合),连接,直接写出与的面积之和.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题考查了圆内接正六边形,圆周角定理,切线性质,求三角形面积等知识点,熟练应用基本性质和定理是解题的关键.
(1)连接,根据圆内接正六边形性质求出,进而由圆周角定理得出度数;
(2)由切线性质得,在中,利用三角函数即可求解;
(3)分别表达,再求和即可.
【详解】(1)解:如图1,连接,
正六边形为的内接正六边形,
是的直径,,
,
;
(2)与相切,是的直径,
,
正六边形为的内接正六边形,
,
在中,,
;
(3)正六边形为的内接正六边形,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
36.(2024·陕西渭南·模拟预测)【观察发现】
(1)如图1,在正方形中,点O为对角线的交点,点为正方形外一动点,且满足,连接.若正方形边长为4,则的最大值为______;
(2)如图2,已知和都是等边三角形,连接,求证:;
【拓展应用】
(3)如图3,某地有一个半径为的半圆形(半圆O)人工湖,其中是半圆的直径,在半圆上(不与重合),现计划在的左侧,规划出一个三角形区域,开发成垂钓中心,要求为入口,并沿修建一笔直的观光桥,根据规划要求观光桥的长度尽可能的长,问的长度是否存在最大值?若存在,请求出最大值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)4;(2)见解析;(3)存在,
【分析】本题考查了正方形的性质,圆的基本性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,掌握相关性质是解题的关键.
(1)以为直径作,连接,点和点在上,当为直径时,最长即可求解;
(2)通过等边三角形的性质,证明,即可求证;
(3)过点作的垂线并截取点使,如图,以点为圆心,为半径,作半圆, 则点在半圆上运动, 当三点共线时, ,此时长度取到最大值,即可求解.
【详解】解:(1)以为直径作,连接,如图:
∵是正方形,
∴,
又∵,
∴点和点在上,
当在一条直线上时,即为直径时,最长,
∵正方形边长为4,
∴;
(2)∵和都是等边三角形,
∴,,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴;
(3)过点作的垂线并截取点使,如图,以点为圆心,为半径,作半圆, 则点在半圆上运动,
理由如下:
作,交半圆于点,
∵,
,
∴,
∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,即且,
∴当点在上运动时,点在上运动,
连接,当三点不共线时, ,
当三点共线时, ,此时长度取到最大值,
即∶如图中,点在位置时,,
∵,,
∴,,
∴,
即最大值为.
考点十五、弧长与扇形面积的计算
37.(22-23九年级下·江苏宿迁·阶段练习)如图,已知中,,平分,交于点,以上某一点为圆心作使经过点和点,交于点,连接并延长交的延长线于点.
(1)判断直线与的位置关系,并说明理由;
(2)若,,求的长;
(3)在(2)的条件下,求阴影区域的面积;
【答案】(1)直线与相切,理由见解析;
(2)6;
(3).
【分析】(1)连接,根据角平分线的定义得出,由等边对等角得出,即可得出,进而判定,根据平行线的性质得到,即,即可得解;
(2)由是直径得出,进而得到,,根据两角相等的两个三角形相似得到,即可得出,求出,在根据锐角三角函数定义求出,即得,再根据直角三角形中的角所对的直角边等于斜边的一半得出,即可根据求解;
(3)根据阴影部分面积等于的面积减去扇形的面积求解即可.
【详解】(1)证明:直线与相切,理由如下:
如图,连接,
平分,
,
,
,
,
,
,
,
,
是的切线;
(2)解:是直径,
,
,
平分,,
,
,
,
在中,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
在中,,
,
;
(3)解:,,,
,
,
,
,
,
.
【点睛】此题是圆的综合题,考查了切线的判定与性质、锐角三角函数、相似三角形的判定与性质、勾股定理等知识,熟记相关的定理及证明直线与相切是解题的关键.
考点十六、圆锥的有关计算
38.(23-24九年级上·江苏常州·期末)如图,方格纸中每个小方格都是边长为1的正方形,我们把以格点连线为边的三角形称为“格点三角形”,图中就是格点三角形,请建立平面直角坐标系,使点A的坐标为.
(1)把以点O为位似中心放大,使放大前后的位似比为,画出△A1B1C1(与在位似中心O点的两侧,A,B,C的对应点分别是,,);
(2)利用本题方格纸标出外接圆的圆心P,P点坐标是 ;
(3)在(2)中的条件下,中劣弧的长度为 .
【答案】(1)见解析
(2)作图见解析,;
(3).
【分析】本题考查了作图-位似变换、弧长公式、外心的概念:解集此题的关键是清楚位似的概念以及外心的概念.
(1)把点、、的横纵坐标分别乘得到点,,的坐标,然后依次连接各点即可;
(2)利用网格特点可知,为等腰直角三角形,则为外接圆的直径,其中点为圆心,即可求解;
(3)由(1)知,利用圆周角定理得到,然后利用弧长公式计算劣弧的长度.
【详解】(1)解:如图,为所求;
(2)如图,点为所作,
由图可知,,,
则,
∴为等腰直角三角形,则为外接圆的直径,其中点为圆心,
由图可知,,
故答案为:;
(3)由(1)可知,,,
∴劣弧的长度.
39.(2024·广东·中考真题)综合与实践
【主题】滤纸与漏斗
【素材】如图1所示:
①一张直径为的圆形滤纸;
②一只漏斗口直径与母线均为的圆锥形过滤漏斗.
【实践操作】
步骤1:取一张滤纸;
步骤2:按如图2所示步骤折叠好滤纸;
步骤3:将其中一层撑开,围成圆锥形;
步骤4:将围成圆锥形的滤纸放入如图1所示漏斗中.
【实践探索】
(1)滤纸是否能紧贴此漏斗内壁(忽略漏斗管口处)?用你所学的数学知识说明.
(2)当滤纸紧贴漏斗内壁时,求滤纸围成圆锥形的体积.(结果保留)
【答案】(1)能,见解析
(2)
【分析】本题考查了圆锥,解题的关键是:
(1)利用圆锥的底面周长=侧面展开扇形的弧长求出圆锥展开图的扇形圆心角,即可判断;
(2)利用圆锥的底面周长=侧面展开扇形的弧长,求出滤纸围成圆锥形底面圆的半径,利用勾股定理求出圆锥的高,然后利用圆锥体积公式求解即可.
【详解】(1)解:能,
理由:设圆锥展开图的扇形圆心角为,
根据题意,得,
解得,
∴将圆形滤纸对折,将其中一层撑开,围成圆锥形,此时滤纸能紧贴此漏斗内壁;
(2)解:设滤纸围成圆锥形底面圆的半径为,高为,
根据题意,得,
解得,
∴,
∴圆锥的体积为.
40.(2024·江苏盐城·三模)公共停车场和收费站都配备了车牌自动识别系统.如图是某停车场的出口直杆道闸,如图2,点O是直杆转动的支点,直杆平行于地面且距离地面的高度,其中直杆.当车辆经过时,直杆绕点O旋转到的位置,如图3,当时,
(1)求端点A所经过的路径长(结果保留);
(2)求端点B距离地面的高度.(结果精确到,直杆宽度忽略不计,参考数据:,,.)
【答案】(1)端点A经过的路径长为m
(2)端点B距离地面的高度约为
【分析】本题考查了求弧长,解直角三角形的应用;
(1)根据弧长公式即可求解;
(2)过点B作,垂足为E,由正弦函数得,即可求解;
掌握弧长公式:及直角三角形的解法是解题的关键.
【详解】(1)解:绕点O旋转得到到,
端点A经过的路径长为
;
(2)解:如图,过点B作,垂足为E,
,
,
在中,,,
,
,
答:端点B距离地面的高度约为.
考点十七、有关圆的尺规作图问题
41.(2023·浙江·模拟预测)如图,在的方格中,点A,B,C为格点.
(1)利用无刻度的直尺在图1中画出的中线.
(2)在图2中标出的外心Q并画出外接圆的切线.
【答案】(1)图见详解;
(2)图见详解;
【分析】本题考查作垂直平分线,作垂线:
(1)根据格点作垂直平分线找到中点,连接即可得到答案;
(2)根据边的垂直平分线结合(1)得到圆心,根据切线垂直即可得到答案;
【详解】(1)解:如图所示,根据正方形对角线互相垂直平分得到与交点,连接即为所求,
;
(2)解:如图所示,点是,边垂直平分线的交点,连接根据格点垂直即为所求,
.
42.(2024·江苏无锡·一模)尺规作图:
(1)请在图①中以矩形的边为边作菱形,使得点E在上;
(2)请在图②中以矩形的边为直径作,并在上确定点P,使得的面积与矩形的面积相等.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)结合菱形的判定,以点D为圆心,的长为半径画弧,交为点E,再分别以点E、点A为圆心,的长为半径画弧,两弧交于点F,连接、、即可;
(2)作线段的垂直平分线,交于点O,以点O为圆心,的长为半径画圆,即可得,以点O为圆心,的长为半径画弧,在的上方交于点E,再作,作直线,分别交于点、,即可求解.
【详解】(1)解:如图,菱形即为所求,
(2)解:如图,点、即为所求,
【点睛】本题考查作图−复杂作图、菱形的判定、矩形的性质、垂直平分线的性质,理解题意、灵活运用相关知识是解题的关键.
43.(24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习)如图,已知圆O的直径是10,点P是圆O内一点.
(1)过点P作弦,使P为弦的中点(尺规作图,保留作图痕迹,不写作法);
(2)若(1)中的弦,点Q为圆O上一动点,则的最小值是__________.
【答案】(1)见解析
(2)7
【分析】本题考查了点和圆的位置关系、垂径定理、勾股定理等知识点,掌握垂径定理成为解题的关键.
(1)利用垂径定理以及尺规作图即可;
(2)由于是定值,当最小时的值最小,再利用垂线段最短,求出的延长线与的交点即为Q点.
【详解】(1)解:如图,连接,过点P作,则弦即为所求.
(2)解:当延长,交于点Q,此时,的值最小,
∵,
∴,
∵的直径是10,
∴,
∴,
∴,
∴,即的最小值是7.
故答案为7.
考点十八、圆与动点综合问题
44.(23-24九年级上·江苏连云港·阶段练习)已知:如图所示,在中,,,,点P从点A开始沿边向点B以的速度移动,点Q从点B开始沿边向点C以的速度移动.当P、Q两点中有一点到达终点,则同时停止运动.
(1)如果P,Q分别从A,B同时出发,那么几秒后,的面积等于?
(2)如果P,Q分别从A,B同时出发,在运动过程中,是否存在这样的时刻,使以P为圆心,为半径的圆正好经过点Q?若存在,求出运动时间,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)1秒
(2)不存在,理由见解析
【分析】(1)经过x秒钟的面积等于,根据点P从A点开始沿边向点B以的速度移动,点Q从B点开始沿边向点C以的速度移动,表示出和的长可列方程求解;
(2)设运动时间为x秒,则, ,,再由勾股定理列方程求解即可.
【详解】(1)解:设经过x秒以后,面积为,此时, , ,
由,得,
整理得:,
解得:,(舍);
答:1秒后,面积为;
(2)解:设运动时间为x秒,以P为圆心,为半径的圆正好经过点Q时,则
, ,,
由勾股定理,得,
整理,得,
∵,
∴方程无实数解,
∴不存在.
【点睛】本题主要考查了一元二次方程的应用以及勾股定理的应用,由勾股定理列方程求解是解决问题的关键.
考点十九、圆与方程、方程的材料题
45.(2023·江苏盐城·模拟预测)如图,点P在y轴上,交x轴于A,B两点,连接并延长交于C,过点C的直线交x轴于D,交y轴于点E,且的半径为,.
(1)写出点B,P,C的坐标;
(2)求证:是的切线;
(3)上有一动点M,求的最小值.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【分析】(1)根据垂径定理求出B点坐标,根据勾股定理得出P点,根据全等或相似求出C点;
(2)只需证明,即,故证明,进而求得;
(3)在上截取,进而证明,得出,进而根据三角形三边关系找出M点使其最小.
【详解】(1)解:如图1,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
作于H,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:∵过,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴是的切线;
(3)解:如图2,
由得:,
∴
在上截取,
在中,,
∴,
∵,,
∴,
又,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴当D、M.I共线时,最小值为,
即最小值为,
∵,
∴的最小值为 .
【点睛】本题考查了圆的有关性质及与圆有关的位置关系,相似三角形的判定和性质,三角形三边关系等知识,解决问题的关键是 构造相似三角形.
46.(2023·北京石景山·一模)在平面直角坐标系中,O为原点,对于两个图形和直线,若在图形X上存在点A,在图形Y上存在点B,使得点A和点B关于直线对称,就称图形X和Y互为m关联图形.
(1)已知点P的坐标为,
①点P与点Q互为关联图形,则点Q的坐标为 ;
②若的半径为1,点P与互为m关联图形,则m的值为 ;
(2)已知点,射线OA与线段l:互为t关联图形,求t的取值范围.
(3)已知⊙O的半径为2,直线与x轴,y轴分别交于C,D,若关于对称的图形S与点C互为2m关联图形,直接写出m的值及点D与图形S的位置关系.
【答案】(1)①;②1或2;
(2);
(3),,D在S上,,D在S内部.
【分析】本题考查了轴对称的性质,与圆有关的位置关系等知识,解决问题的关键是理解题意,求对称点.
(1)①求出点P关于的对称点即可;②求点P和以及点P和对称得m的值;
(2)求出和点对称时的 t的值,以及和对称时t的值,从而确定范围;
(3)圆心O关于的对称点是,设图形S上的点J与C点关于对称,设,由得,将代入得,求出m的值,进而求出D个图形S的位置关系.
【详解】(1)解:①如图1,
∵,
∴,
②如图2,
∵,,
∴或1.
(2)解:如图3,
由题意得,
∵,
∴直线的解析式是:,
∴当时,,
∵, ,
∴.
(3)解:如图4,
圆心O关于的对称点是,设图形S上的点J与C点关于对称,
设,由得,
,
由得,
,
∴,
∴,
∴,
∴,
当时,,
∵,
∴,
∴D在S上,
当时,,
∴,
∴D在S内部.
47.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)定义:若关于的一元二次方程的两个实数根为,,分别以为横坐标和纵坐标得到点,则点为该一元二次方程的衍生点.
(1)若一元二次方程,写出该方程的衍生点的坐标_______.
(2)若关于的一元二次方程为.
①求证:不论为何值,该方程总有两个不相等的实数根,并求出该方程的衍生点的坐标.
②若以点为圆心,为半径的与轴、轴都相切,求的值.
(3)是否存在,使得不论为何值,关于的方程的衍生点始终在直线的图象上?若有,请求出的值;若没有,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①证明见解析,点的坐标为②
(3),
【分析】()解方程即可求解;
()①求出根的判别式的值可证该方程总有两个不相等的实数根,再求出方程的根即可得到衍生点的坐标;②根据相切可得,求出的值即可得到的值;
()由直线经过点,可得方程的两个根,,代入方程得到关于的方程组,解方程组即可求解.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∴或,
∴,,
∴该方程的衍生点的坐标为,
故答案为:;
(2)①证明:∵,
∴不论为何值,该方程总有两个不相等的实数根,
∴,
∴,,
∴该方程的衍生点的坐标为;
②∵以点为圆心,为半径的与轴、轴都相切,
∴,
解得,
∴,
∴;
(3)解:存在.
∵直线
∴当时,,
∴无论为何值,直线始终经过点,
∴关于的方程的衍生点的坐标为,
∴方程的两个根为,,
∴,,
解得,.
【点睛】本题考查了解一元二次方程,一元二次方程根的判别式,直线与圆相切,一次函数的图象和性质,一元二次方程根和系数的关系,理解题意是解题的关键.
考点二十、圆的新定义与材料探究题
48.(24-25九年级上·江苏扬州·阶段练习)如图1,,是半圆上的两点,点是直径上一点,且满足,则称是的“相望角”,如图,
(1)如图2,若弦,是弧上的一点,连接交于点,连接.求证:是的“相望角”;
(2)如图3,若直径,弦,的“相望角”为,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了垂径定理,垂直平分线的性质,圆周角定理,勾股定理等知识.熟练掌握考查了垂径定理,垂直平分线的性质,圆周角定理,勾股定理是解题的关键.
(1)由直径,弦,可知垂直平分弦,则,由,可得,进而可得是的“相望角”;
(2)由题意得,,由直径,弦,可得,,则,,如图1,记圆心为,连接,则,由,可得,由勾股定理得,,计算求解即可.
【详解】(1)证明:∵直径,弦,
∴垂直平分弦,
∴,
∵,
∴,
∴是的“相望角”;
(2)解:由题意知,是的“相望角”, ,
∴,
∵直径,弦,
∴,,
∴,,
如图1,记圆心为,连接,则,
∵,
∴,
由勾股定理得,,
∴的长为.
49.(24-25九年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图,在四边形中,,,探究线段,,之间的数量关系.小明同学思路如下:将绕点逆时针旋转到处,,两点分别落在,两点处,易证,,三点在同一条直线上,并且是等腰直角三角形,所以,从而得到结论:.
(1)在图中,若,,则__________;
(2)在图中,是的直径,点是上一点(不与重合),连接,,的角平分线交于点,求证:;
(3)在图中,若,,求的长.
【答案】(1);
(2)证明见解析;
(3).
【分析】()先证明,代入即可求解;
()先证明,将绕点逆时针旋转到处,,两点分别落在,两点处,然后证明点,,三点在同一条直线上,从而可得是等腰直角三角形,根据勾股定理和线段和差即可求解;
()先由勾股定理求出的长,然后代入()中结论即可求解.
【详解】(1)解:如图,将绕点逆时针旋转到处,,两点分别落在,两点处,
∴,,,,
∵,
∴,
∴,
∴点,,三点在同一条直线上,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
故答案为:;
(2)∵是的直径,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
如图,将绕点逆时针旋转到处,,两点分别落在,两点处,
∴,,,,
∵,
∴,
∴,
∴点,,三点在同一条直线上,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴;
(3)解:由()得:,,
在中,由勾股定理得:,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了圆周角定理,弦和弧的关系,勾股定理,旋转的性质,圆内接四边形的性质,等腰直角三角形的性质,熟练掌握知识点的应用是解题的关键.
50.(24-25九年级上·江苏南京·开学考试)[模型建立]
如图①、②,点P分别在外、在内,直线分别交于点A、B,则是点P到上的点的最短距离,是点P到上的点的最长距离.
[问题解决]
请就图①中为何最长进行证明.
[初步应用]
(1)已知点P到上的点的最短距离为3,最长距离为7.则的半径为______.
(2)如图③,在中,,,.点E在边上,且,动点P在半径为2的上,则的最小值是______.
[拓展延伸]
如图④,点,动点B在以为圆心,为半径的圆上,的中点为C,则线段的最大值为______.
【答案】[问题解决]证明见解析;[初步应用](1)2或5;(2);[拓展延伸]
【分析】本题考查三角形三边关系的应用,勾股定理,三角形中位线的性质等,掌握题意中的模型是解题的关键.
[初步应用](1)根据三角形的任意两边之和大于第三边即可得解;
(2)分两种情况讨论:①点P在外,②点P在内,根据线段的和差即可求解;
连接,交于点D,则的最小值是的长,根据勾股定理即可求出,进而得到的长,即可解答;
[拓展延伸]取点,连接,可得是的中位线,因此当线段取得最大值时,线段也取得最大值.连接,并延长交于点,当点B位于点时,线段有最大值,根据点P,点D的坐标与的半径即可求出的长,进而即可解答.
【详解】解:[问题解决]
如图,点C为上任意一点,连接,,
当点C与点B不重合时,
∵在中,,
又,
∴,即,
当点C与点B重合时,,
∴综上可得,,
∵点C为上任意一点,
∴的长是点P到上的点的最长距离.
[初步应用]
(1)若点P在外,如图①,
则,,
∴,
∴的半径为2;
若点P在内,如图②,
则,,
∴,
∴的半径为5;
综上所述,的半径为2或5.
故答案为:2或5
(2)连接,交于点D,由[模型建立]可得的长是点A到上的点的最短距离,
∴的最小值是的长
∵在中,,,
∴,
∴,
∴的最小值是.
[拓展延伸]
取点,连接,
∵,,
∴点A是线段的中点,
∵点C是线段的中点,
∴,
∴当线段取得最大值时,线段也取得最大值,
连接,并延长交于点,
∴当点B位于点时,线段有最大值,
∵,,
∴,
∵的半径为,即,
∴,
∴线段有最大值为,
∴线段的最大值为.
故答案为:
(
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