内容正文:
专题03 圆中的重要模型之圆中的翻折模型
圆中的翻折模型是将一个圆形的纸片沿着一条直线翻折,使得纸片的边缘与直线重合,从而形成新的圆形或圆环。翻折前后,对应边相等,对应角相等,对应点之间的连线被折痕垂直平分。这种模型可以用于创建各种不同的图形和图案,是一种非常有趣的几何模型。
1
模型1.圆中的翻折模型(弧翻折必出等腰) 2
12
【知识储备】
1、翻折变换的性质:翻折前后,对应边相等,对应角相等,对应点之间的连线被折痕垂直平分;
2、圆的性质:在同圆或等圆中,相等的圆周角所对的弧、弦相等;同弧或等弧所对的圆周角相等;
3、等圆相交:如图,圆O和圆G为两个相等的圆,圆O和圆G相交,相交形成的弦为AB,则弦AB为整个图形的对称轴,圆心O和圆心G关于AB对称,弧ACB和弧ADB为等弧,且关于AB对称;
4、弧翻折(即等圆相交):如图,以弦BC为对称轴,将弧BC翻折后交弦AB于点D,那么弧CDB所在的圆圆G与圆O是相等的圆,且两个圆关于BC对称,故圆心O、G也关于BC对称。
模型1.圆中的翻折模型(弧翻折必出等腰)
1)条件:如图,以圆O的一条弦BC为对称轴将弧BC折叠后与弦AB交于点D,结论:CD=CA
2)条件:特别地,弧BC折叠后过圆心,结论:CD=CA,∠CAB=60°
1)证明:如图,设折叠后的所在的圆心是G,连接AC,CD.
由题意得(折叠):,即:,∴∠CAB=∠DCB+∠CBD,
∵∠CDA=∠DCB+∠CBD,∴∠CAB=∠CDA,∴CD=CA。
2)证明:如图,连接AC,CD,CO;由1)中证明知:CO=CA,
∵OA=OC,∴CO=CA=OA,∴△OAC为等边三角形,∴∠CAB=60°。
例1.(23-24九年级上·浙江·期中)如图,在中,为直径,为圆上一点,将劣弧沿弦翻折,交于点(不与点重合),连结.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
例2.(23-24九年级上·浙江温州·期中)已知点A,B,C在上,将圆沿着弦折叠交直径于点D若,则的长( )
A. B. C. D.
例3.(2024·湖北武汉·模拟预测)如图,为的直径,将沿翻折,翻折后的弧交于D.若,,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C.8 D.10
例4.(23-24九年级上·江苏无锡·期中)如图,将⊙O上的沿弦BC翻折交半径OA于点D,再将沿BD翻折交BC于点E,连接DE. 若AD=2OD,则的值为( )
A. B. C. D.
例5.(23-24九年级下·安徽安庆·阶段练习)如图,是的直径,是的弦,,将沿着折叠后恰好经过点O,则的长为( )
A. B. C.4 D.5
例6.(2023·浙江·统考一模)如图,是半径为4的的弦,且,将沿着弦折叠,点C是折叠后的上一动点,连接并延长交于点D,点E是的中点,连接.则的最小值为 .
例7.(2023·贵州遵义·三模)【问题背景】如图1,在中,将劣弧沿弦所在的直线折叠,使得劣弧恰好过圆心O,圆心O关于直线的对称点为.
(1)【探究发现】如图1,连接,并延长交于D,连接.直接写出的度数为__________,与的数量关系为__________;
(2)【深入探究】如图2,将劣弧沿弦所在的直线折叠,弧不经过圆心O,在劣弧上取一点C(不与A、B重合),连接延长交于点D,连接.猜想与的数量关系,并说明理由;
(3)【拓展应用】如图3,在(2)条件下,若平分,,求的长.
例8.(23-24九年级上·陕西安康·期末)在中,AB为直径,C为圆上一点,将劣弧沿弦AC翻折交AB于点D,连接CD.(1)如图1,若点D与圆心O重合,的半径r为2,则AC的长为______;
(2)如图2,若点D与圆心O不重合,连接BC,求证:;
(3)如图3,琳琳家小区有一半径13米的圆形绿化区整个绿化区被ADC和弦AC分成3块区域(两块弓形区域和一块弯月形区域)分别种植有不同颜色的花卉,其中弓形ADC与弓形AEC关于分界线AC对称,为方便居民穿越绿化区,设计师决定从直径AB处铺设一条直直的步行走道(走道宽度忽略不计,D为交点).为配合不同区域内花卉的颜色,AD段走道和DB段走道需分别用青色和黄色砖块铺设,若铺设一米青色地砖成本39元,铺设一米黄色地砖成本26元,由原设计图纸得知AC长度为24米,请求出铺设完AB走道所需地砖费用.
1.(23-24九年级下·山西吕梁·阶段练习)如图,是的直径,是的弦,,沿弦折叠后恰好经过圆心O,则阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
2.(2023上·江苏扬州·九年级校考阶段练习)图1为一圆形纸片,为圆周上三点, 其中为直径,今以为折线将纸片向右折后,纸片盖住部分的,而上与重叠的点为,如图2所示,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
3.(2023·浙江温州·九年级校考期中)已知点,,在上,,把劣弧沿着直线折叠交弦于点.若,,则的长为( )
A. B.9 C. D.
4.(2023·浙江杭州·九年级校考期中)如图,在中,为直径,点为圆上一点,将劣弧沿弦翻折交于点,连接,若点与圆心不重合,,则的度数是( )
A.20° B.30° C.40° D.50°
5.(23-24九年级上·湖北武汉·阶段练习)若直角三角形中两直角边之比是,则称直角三角形为完美三角形.如图,C是上半圆上一点,将沿着BC折叠,与直径AB交于圆心O右侧一点D,若是完美三角形,则为( )
A. B. C. D.
6.(2021·湖北武汉·统考中考真题)如图,是的直径,是的弦,先将沿翻折交于点.再将沿翻折交于点.若,设,则所在的范围是( )
A. B. C. D.
7.(2024九年级下·广东专题练习)如图,在中,点C在优弧上,将弧沿折叠后刚好经过的中点D.若的半径为,,则的面积是( )
A.3 B.1.5 C. D.
8.(23-24九年级上·江苏徐州·期末)如图,为圆形纸片圆周上的点,为直径,将该纸片沿折叠,使与交于点D,若的度数为,则的度数为( )
A. B. C. D.
9.(2023·河北保定·统考一模)如图,已知是的直径,且,是上一点,将弧沿直线翻折,使翻折后的圆弧恰好经过圆心,则(1)的长是 .(2)劣弧的长是 .
10.(2023·广东惠州·二模)如图,,是的弦(不是直径),将沿翻折交于点,若,.若,则 .
11.(2024·吉林长春·一模)如图,点是圆形纸片的圆心,将整个圆形纸片按下列顺序折叠,使弧和弧都经过圆心,则阴影面积占圆面积的 (填分数).
12.(2024·浙江·模拟预测)如图,以半圆的一条弦为对称轴,将弧折叠,与直径交于B点,若,,则的长为 .
13.(23-24九年级上·四川南充·期末)如图,在中,将劣弧沿弦折叠得弧,P是弧上一动点,过点P作弧的切线与交于C,D两点,若⊙O的半径为13,,则的长度最大值为 .
14.(2022春·浙江·九年级专题练习)如图,在中,为的直径,弦,垂足在半径上.若劣弧沿着直线翻折,点落在上的点处(点不与点重合),连结.
(1)求证:.(2)延长交于点,连结,若,求的正弦值.
15.(23-24九年级下·广东梅州·期末)如图,为的直径,点C为上一点,将弧沿直线翻折,使弧的中点D恰好与圆心O重合,连接,,,过点C的切线与线段的延长线交于点P,连接,在的另一侧作.
(1)判断与的位置关系,并说明理由;(2)若,求四边形的面积.
16.(2023·浙江杭州·统考二模)如图⊙O中直径AB=2,点E是AB的中点,点C是AE上的一个动点,将CB沿线段BC折叠交AB于点D.(1)如图1,当∠ABC=20°时,求此时的长.
(2)如图2,连结AC,当点D与点О重合时,求此时AC的长.
(3)设AC=x,DO=y,请直接写出y关于x的函数表达式及自变量x的取值范围.
17.(2023·浙江金华·二模)如图,已知是半圆的直径,且,是半圆上任意一点(不与点、重合),沿着弦折叠半圆.(1)如图①,当折叠后的弧与相切时,求线段的长;(2)如图②,当时,求阴影部分的面积.
18.(2024·河北沧州·一模)如图,珍珍利用一张直径为8cm的半圆形纸片探究圆的知识,将半圆形纸片沿弦折叠.
(1)如图1,为的切线,当时,求证:.
(2)如图2,当时,通过计算比较与弧哪个长度更长.(π取)
(3)如图3,M为的中点,为点M关于弦的对称点,当时,直接写出点与点M之间的距离约为_____cm.(结果保留两位小数,参考数据:27)
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专题03 圆中的重要模型之圆中的翻折模型
圆中的翻折模型是将一个圆形的纸片沿着一条直线翻折,使得纸片的边缘与直线重合,从而形成新的圆形或圆环。翻折前后,对应边相等,对应角相等,对应点之间的连线被折痕垂直平分。这种模型可以用于创建各种不同的图形和图案,是一种非常有趣的几何模型。
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模型1.圆中的翻折模型(弧翻折必出等腰) 2
12
【知识储备】
1、翻折变换的性质:翻折前后,对应边相等,对应角相等,对应点之间的连线被折痕垂直平分;
2、圆的性质:在同圆或等圆中,相等的圆周角所对的弧、弦相等;同弧或等弧所对的圆周角相等;
3、等圆相交:如图,圆O和圆G为两个相等的圆,圆O和圆G相交,相交形成的弦为AB,则弦AB为整个图形的对称轴,圆心O和圆心G关于AB对称,弧ACB和弧ADB为等弧,且关于AB对称;
4、弧翻折(即等圆相交):如图,以弦BC为对称轴,将弧BC翻折后交弦AB于点D,那么弧CDB所在的圆圆G与圆O是相等的圆,且两个圆关于BC对称,故圆心O、G也关于BC对称。
模型1.圆中的翻折模型(弧翻折必出等腰)
1)条件:如图,以圆O的一条弦BC为对称轴将弧BC折叠后与弦AB交于点D,结论:CD=CA
2)条件:特别地,弧BC折叠后过圆心,结论:CD=CA,∠CAB=60°
1)证明:如图,设折叠后的所在的圆心是G,连接AC,CD.
由题意得(折叠):,即:,∴∠CAB=∠DCB+∠CBD,
∵∠CDA=∠DCB+∠CBD,∴∠CAB=∠CDA,∴CD=CA。
2)证明:如图,连接AC,CD,CO;由1)中证明知:CO=CA,
∵OA=OC,∴CO=CA=OA,∴△OAC为等边三角形,∴∠CAB=60°。
例1.(23-24九年级上·浙江·期中)如图,在中,为直径,为圆上一点,将劣弧沿弦翻折,交于点(不与点重合),连结.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查圆周角定理、折叠的性质、圆内接四边形的性质,根据题意,做出合适的辅助线,然后根据圆内接四边形对角互补和折叠的性质,可以求得的度数.
【详解】作点关于直线的对称轴点,连接,,如图,
为直径,,,,
四边形是圆内接四边形,,
,,故选:A.
例2.(23-24九年级上·浙江温州·期中)已知点A,B,C在上,将圆沿着弦折叠交直径于点D若,则的长( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查的是翻折的性质、勾股定理、割线长定理的应用,掌握此类问题的辅助线的作法是解题的关键;
根据题意作线段关于的对称线段,交圆于点,然后利用勾股定理和割线定理解答即可.
【详解】解:如图所示:作线段关于的对称线段,交圆于点
为圆的直径,,,
由对称轴的性质可知:,,,,
由割线定理可知:,即,解得:,,故选:C.
例3.(2024·湖北武汉·模拟预测)如图,为的直径,将沿翻折,翻折后的弧交于D.若,,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C.8 D.10
【答案】C
【分析】连结AC,DC,过点C作CE⊥AB与E,点D关于BC的对称点D′,连结CD′,BD,设AC=x,根据直径时圆周角性质得出∠ACB=90°,利用三角函数求出,然后利用勾股定理构建方程,即,求出,,利用面积桥求出斜边上高CE与AE,根据BC为折痕,点D与点D′对称,得出∠ABC=∠D′BC, ,可得AC=CD,利用等腰三角形性质求出AE=DE=2,利用弓形AC=弓形DC进行面积转化求即即可.
【详解】解:连接AC,DC,过点C作CE⊥AB与E,点D关于BC的对称点D′,连接CD′,BD′
设AC=x,∵AB为直径,∴∠ACB=90°,∵,∴,
∴,即,解得,,
∴,∴,∴AE=,
∵BC为折痕,点D与点D′对称,∴∠ABC=∠D′BC,,∴,∴AC=CD,
∵CE⊥AD,∴AE=DE=2,AD=4,∴弓形AC=弓形DC,∴S阴影=S△ACD=.故选:C.
【点睛】本题考查圆周角的性质综合,折叠性质,等腰三角形三线合一性质,不规则图形的面积,掌握圆周角的性质综合,折叠性质,等腰三角形三线合一性质,不规则图形的面积是解题关键.
例4.(23-24九年级上·江苏无锡·期中)如图,将⊙O上的沿弦BC翻折交半径OA于点D,再将沿BD翻折交BC于点E,连接DE. 若AD=2OD,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】如图,连接AC,CD,OC,过点C作CH⊥AB于H.设OA=3a,则AB=6a.首先证明AC=CD=DE,求出AC(用a表示),即可解决问题.
【详解】解:如图,连接AC,CD,OC,过点C作CH⊥AB于H.设OA=3a,则AB=6a.
∵在同圆或等圆中,∠ABC所对的弧有,,,∴AC=CD=DE,
∵CH⊥AD,∴AH=DH,∵AD=2OD,∴AH=DH=OD=a,
在Rt△OCH中,CH=,
在Rt△ACH中,AC=,∴.故选:D.
【点睛】本题考查圆周角定理,翻折变换,解直角三角形等知识,解题的关键是理解题意,学会利用参数解决问题.
例5.(23-24九年级下·安徽安庆·阶段练习)如图,是的直径,是的弦,,将沿着折叠后恰好经过点O,则的长为( )
A. B. C.4 D.5
【答案】B
【分析】如图所示,过点O作于E,交于D,连接,由垂径定理得到,再根据折叠的性质得到,由此在中,由勾股定理求出的长即可得到答案.
【详解】解:如图所示,过点O作于E,交于D,连接,∴,
∵,将沿着折叠后恰好经过点O,∴,
在中,由勾股定理得: ,∴,∴,
∵是直径,∴,故选B.
【点睛】本题考查了垂径定理,勾股定理,折叠的性质,正确作出辅助线构造直角三角形是解题的关键.
例6.(2023·浙江·统考一模)如图,是半径为4的的弦,且,将沿着弦折叠,点C是折叠后的上一动点,连接并延长交于点D,点E是的中点,连接.则的最小值为 .
【答案】
【分析】如解析中的图,连结AD、AC,过点O作AB的垂线交AB于点F,过点C作AB对称点C’,连结EF、AC’,可得AC’=AD=AC,EOEF - OF,根据当E、O、F三点共线时,EO的值最小为EF-OF,求出EF的长,最后根据勾股定理可得答案.
【详解】解:连结AD、AC,过点O作AB的垂线交AB于点F,过点C作AB对称点C’,连结EF、AC’,
则AC’=AD=AC,EOEF - OF,∴EO的最小值为EF - OF,
当E、O、F三点共线时,EO的值最小为EF-OF,
∵AD=AC,且E为DC的中点,∴AEDC,
∴EF=AB=,OF=,∴OE的最小值为,故答案为:.
【点睛】本题考查了圆的有关性质,最路线的问题,直角三角形的性质,勾股定理的应用,解题的关键是添加辅助线.
例7.(2023·贵州遵义·三模)【问题背景】如图1,在中,将劣弧沿弦所在的直线折叠,使得劣弧恰好过圆心O,圆心O关于直线的对称点为.
(1)【探究发现】如图1,连接,并延长交于D,连接.直接写出的度数为__________,与的数量关系为__________;
(2)【深入探究】如图2,将劣弧沿弦所在的直线折叠,弧不经过圆心O,在劣弧上取一点C(不与A、B重合),连接延长交于点D,连接.猜想与的数量关系,并说明理由;
(3)【拓展应用】如图3,在(2)条件下,若平分,,求的长.
【答案】(1);(2),理由见解析(3)
【分析】(1)连接,证明与都是等边三角形,则,得到,由折叠知,
,则,由是的内接四边形,则,得到,则,即可得到结论;
(2)设折叠前点C的对应点,连接、,由折叠可知,,四边形是的圆内接四边形得到,由,则,即可得到结论;
(3)在(2)的条件下,,则,延长交于点E,连接,过点B作于点F,则,由勾股定理得,,证明,则,由平分得到,则,得到,则,设,,得到,由勾股定理得,解方程即可得到答案.
【详解】(1)解:如图,连接,
∵将劣弧沿弦所在的直线折叠,使得劣弧恰好过圆心O,圆心O关于直线的对称点为.
∴,∴与都是等边三角形,
∴,∴,
由折叠的性质可知,,∴,
∵是的内接四边形,∴,∴,
∴,∴;故答案为:;
(2),理由如下:设折叠前点C的对应点,连接、,如图,
由折叠可知,,∵四边形是的圆内接四边形,∴,
∵,∴,∴;
(3)在(2)的条件下,,则,
延长交于点E,连接,过点B作于点F,如图,
则,在中,由勾股定理得,,
∵,∴,∴,
∵平分,∴,∴,∴,
∴,设,则,∴,
在中,由勾股定理得,,即,
解得(不合题意,舍去),∴,即的长为
【点睛】此题考查了相似三角形的判定和性质、圆周角定理、勾股定理、折叠的性质、等边三角形的判定和性质等知识,熟练掌握相似三角形的判定和性质是解题的关键.
例8.(23-24九年级上·陕西安康·期末)在中,AB为直径,C为圆上一点,将劣弧沿弦AC翻折交AB于点D,连接CD.(1)如图1,若点D与圆心O重合,的半径r为2,则AC的长为______;
(2)如图2,若点D与圆心O不重合,连接BC,求证:;
(3)如图3,琳琳家小区有一半径13米的圆形绿化区整个绿化区被ADC和弦AC分成3块区域(两块弓形区域和一块弯月形区域)分别种植有不同颜色的花卉,其中弓形ADC与弓形AEC关于分界线AC对称,为方便居民穿越绿化区,设计师决定从直径AB处铺设一条直直的步行走道(走道宽度忽略不计,D为交点).为配合不同区域内花卉的颜色,AD段走道和DB段走道需分别用青色和黄色砖块铺设,若铺设一米青色地砖成本39元,铺设一米黄色地砖成本26元,由原设计图纸得知AC长度为24米,请求出铺设完AB走道所需地砖费用.
【答案】(1)(2)见解析(3)铺设完AB走道所需地砖费用是914元
【分析】(1)作点D关于AC的对称点E,连接DE交AC于F,由对称可知:AC垂直平分DE,可得OF=1,进而可求得结果;(2)因为圆周角∠CAD=∠BAC,故,进而命题得证;
(3)作点O关于AC的对称点O′,连接OO′,交AC于I,以O′为圆心,半径13作圆⊙O′,作于F,连接O′A,先求出OO′,可证得△AOI∽△O′OF,从而可求得O′F,进一步求得结果.
【详解】(1)解:如图1,
作点D关于AC的对称点E,连接DE交AC于F,∴,,
∵,∴,故答案是:;
(2)证明:∵,∴,∴;
(3)解:如图2, 作点O关于AC的对称点,连接,交AC于I,则与AC互相垂直平分,以为圆心,半径13作圆,作于F,连接,在中,,,
∴,∴,∵,,
∴,∴,∴,∴,
在中,,,∴,∴,
∴铺设完AB走道所需地砖费用为:39AD+26BD=39AD+26(AB-AD)=,∴铺设完AB走道所需地砖费用是914元.
【点睛】本题考查了圆周角、弧、弦之间的关系、垂径定理、勾股定理、相似三角形的判定和性质,轴对称性质等知识,解决问题的关键是作出对称图形,找出数量关系.
1.(23-24九年级下·山西吕梁·阶段练习)如图,是的直径,是的弦,,沿弦折叠后恰好经过圆心O,则阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查扇形面积的计算、垂径定理、轴对称的性质,直角三角形的性质.根据题意和图形,可以求得弓形的面积,然后即可用圆的面积减去两个弓形的面积,即可得到新月形阴影部分的面积.
【详解】解:作于点,交于点,连接,,
∵,∴,由折叠的性质可知,,,
∴,∴是等边三角形,∴,,∴,
∵,即,解得,,,
弓形的面积是:,
新月形阴影部分的面积为:,故选:D.
2.(2023上·江苏扬州·九年级校考阶段练习)图1为一圆形纸片,为圆周上三点, 其中为直径,今以为折线将纸片向右折后,纸片盖住部分的,而上与重叠的点为,如图2所示,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由折叠的性质得到:,的度数相等,又是圆的直径,即可求出的度数.
【详解】解:由折叠的性质得到:,
∵,∴,∴的度数.故选:B.
【点睛】本题考查圆周角定理,折叠的性质,解题的关键是由折叠的性质得到.
3.(2023·浙江温州·九年级校考期中)已知点,,在上,,把劣弧沿着直线折叠交弦于点.若,,则的长为( )
A. B.9 C. D.
【答案】C
【分析】取点D在上的对应点E,连接、、、,过C点作于F点,根据四边形内接于,有,根据根据折叠的性质有:,可证明,即是等腰三角形,则有,进而有,再根据含30°角的直角三角形的性质和勾股定理即可求解.
【详解】取点D在上的对应点E,连接、、、,过C点作于F点,如图,
∵四边形内接于,∴,
∵点D在上的对应点为点E,∴根据折叠的性质有:,
∵,∴,
∵,∴,∴是等腰三角形,
∵,,∴,
∵,∴,∵,∴是直角三角形,
∵,∴在中,,
∵在中,,∴,
∴,(负值舍去),故选:C.
【点睛】本题考查圆中折叠的问题,圆内接四边形的性质,含30°角的直角三角形的性质,等腰三角形的判定与性质,勾股定理等知识,作出辅助线,根据圆的内接四边形的性质得到,是解答本题关键.
4.(2023·浙江杭州·九年级校考期中)如图,在中,为直径,点为圆上一点,将劣弧沿弦翻折交于点,连接,若点与圆心不重合,,则的度数是( )
A.20° B.30° C.40° D.50°
【答案】D
【分析】连接 ,根据直径所对的圆周角是直角求出 ,根据直角三角形两锐角互余求出 ,再根据翻折的性质得到 所对的圆周角,然后根据 等于 所对的圆周角减去 所对的圆周角,计算即可得解.
【详解】解:如图,连接,
是直径,,,
,,
根据翻折的性质,弧所对的圆周角为,所对的圆周角为,,
,,
.故选:D.
【点睛】本题考查了圆周角定理以及折叠问题的知识,根据同弦所对的两个圆周角互补求解是解题的关键,此题难度不大.
5.(23-24九年级上·湖北武汉·阶段练习)若直角三角形中两直角边之比是,则称直角三角形为完美三角形.如图,C是上半圆上一点,将沿着BC折叠,与直径AB交于圆心O右侧一点D,若是完美三角形,则为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】作交于,连接,由折叠和圆周角定理得出,再由完美三角形的定义得出相关边长的等量关系,最后设,代入关系式求解即可.
【详解】解:如图,作交于,连接,
∵弧是由部分沿折叠得到的,且,∴,
又∵,∴,∵是完美三角形,
∴,,
设,则,∴,∴,
∴,∴,故选:.
【点睛】本题考查了圆的折叠问题,三角函数,圆周角定理,直角三角形等知识点,正确画出辅助线,理清思路是解题的关键.
6.(2021·湖北武汉·统考中考真题)如图,是的直径,是的弦,先将沿翻折交于点.再将沿翻折交于点.若,设,则所在的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将⊙O沿BC翻折得到⊙O′,将⊙O′沿BD翻折得到⊙O″,则⊙O、⊙O′、⊙O″为等圆.依据在同圆或等圆中相等的圆周角所对的弧相等可证明,从而可得到弧AC的度数,由弧AC的度数可求得∠B的度数.
【详解】解:将⊙O沿BC翻折得到⊙O′,将⊙O′沿BD翻折得到⊙O″,则⊙O、⊙O′、⊙O″为等圆.
∵⊙O与⊙O′为等圆,劣弧AC与劣弧CD所对的角均为∠ABC,∴.同理:.
又∵F是劣弧BD的中点,∴.∴.
∴弧AC的度数=180°÷4=45°.∴∠B=×45°=22.5°.
∴所在的范围是;故选:B.
【点睛】本题主要考查的是圆的综合应用,解答本题主要应用了翻折的性质、弧、弦、圆周角之间的关系、圆内接四边形的性质,等腰三角形的判定,找出图形中的等弧是解题的关键.
7.(2024九年级下·广东专题练习)如图,在中,点C在优弧上,将弧沿折叠后刚好经过的中点D.若的半径为,,则的面积是( )
A.3 B.1.5 C. D.
【答案】B
【分析】连接、、,过C点作于E点,过O点作于F点,于H点,如图,先根据垂径定理的推论得到,则利用勾股定理可计算出,再根据折叠的性质得到和在等圆中,由于它们所对的圆周角相等得到,则,于是根据等腰三角形的性质得到,接着证明四边形为正方形得到,则可计算出,,所以,然后利用勾股定理计算出,最后根据三角形面积公式求解.
【详解】解:连接、、,过C点作于E点,过O点作于F点,于H点,如图,∵点D为的中点,,,
在中,,
∵沿折叠后刚好经过的中点D,∴和在等圆中,
又,∴,,,,
,,∴四边形为正方形,,
在中,,,
在中,,,,
在中,,∴.故选:B.
【点睛】本题考查了圆周角、弧、弦的关系、等腰三角形的判定与性质、正方形的性质与判定、折叠的性质、垂径定理和勾股定理,熟练掌握圆圆周角、弧、弦的关系是解题的关键.
8.(23-24九年级上·江苏徐州·期末)如图,为圆形纸片圆周上的点,为直径,将该纸片沿折叠,使与交于点D,若的度数为,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了圆周角定理: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.也考查了圆心角、弧、弦的关系和折叠的性质.先利用折叠的性质得到和所在圆为等圆,再利用圆周角定理得到,所以的度数为,然后计算得到的度数.
【详解】解:∵纸片沿折叠,使与交于点D,∴和所在圆为等圆,
∵和所对的圆周角都是,∴,
∵的度数为,∴的度数为,∴的度数为.故选:B.
9.(2023·河北保定·统考一模)如图,已知是的直径,且,是上一点,将弧沿直线翻折,使翻折后的圆弧恰好经过圆心,则(1)的长是 .(2)劣弧的长是 .
【答案】
【分析】(1)首先利用垂径定理以及“30°角所对的直角边等于斜边的一半”得出∠EAO为30°,由此进一步利用三角函数即可得出AC;(2)由(1)进一步得出∠COB=60°,然后进一步结合题意直接计算出劣弧BC的长即可.
【详解】如图,作交于,交于,连接,,则:OA=OF=OC=OB,
(1)由折叠的性质可知,,
∴,∴在Rt△AOE中,30°,∵AB=4,∵AB为直径,∴∠ACB=90°
∴在Rt△CAB中,cos∠CAB,∴,故答案为:;
(2)由(1)可得∠CBO=90°−∠CAB=60°,
又∵CO=OB,∴∠COB=60°,∴劣弧的长,故答案为:.
【点睛】本题主要考查了圆的性质和弧的长度计算与三角函数的综合运用,熟练掌握相关概念是解题关键.
10.(2023·广东惠州·二模)如图,,是的弦(不是直径),将沿翻折交于点,若,.若,则 .
【答案】
【分析】连接、,因为和都是所对的弧,得到,由,推出,,因为,可得出,求出,从而,解得的值即可.
【详解】解:如图,连接、,
和都是所对的弧,,,
,,,,,,
,,,,, ,
,,解得:或(舍去).故答案为:.
【点睛】本题考查了圆的性质及应用,等弧所对圆周角相等,涉及翻折变换,等腰三角形的性质,三角形相似的判定和性质,一元二次方程等知识,解题的关键是掌握相似三角形的判定定理,证明.
11.(2024·吉林长春·一模)如图,点是圆形纸片的圆心,将整个圆形纸片按下列顺序折叠,使弧和弧都经过圆心,则阴影面积占圆面积的 (填分数).
【答案】
【分析】本题考查的知识点是折叠性质、不规则图形面积的计算,解题关键是理解题意.先根据折叠性质得出,即可推得、、,对阴影部分重新分割拼接即可求解.
【详解】解:作于点,连接,,,如图所示:
由折叠性质得:,,,
,同理,,
阴影部分的面积,故答案为:.
12.(2024·浙江·模拟预测)如图,以半圆的一条弦为对称轴,将弧折叠,与直径交于B点,若,,则的长为 .
【答案】
【分析】本题考查了折叠的性质,圆内接四边形的性质,解直角三角形.根据折叠的性质和圆内接四边形的性质得到,求得,由,列式计算求得,再利用勾股定理求解即可.
【详解】解:连接,作于点,
∵,,∴,
根据折叠的性质和圆内接四边形的性质得,
又,∴,∴,,
∵直径,∴,∵,即,
∴,∴,故答案为:.
13.(23-24九年级上·四川南充·期末)如图,在中,将劣弧沿弦折叠得弧,P是弧上一动点,过点P作弧的切线与交于C,D两点,若⊙O的半径为13,,则的长度最大值为 .
【答案】
【分析】过点O作于点M,交于点N,交于点P,此时过点P的切线最长,连接,,根据垂径定理得出,根据勾股定理求出,求出,根据勾股定理求出,即可得出答案.
【详解】解:过点O作于点M,交于点N,交于点P,此时过点P的切线最长,连接,,
∵,∴,在中,根据勾股定理可得:
,根据折叠可知,,
∴,∵是弧的切线,∴,∴,,
在中,根据勾股定理可得:,
∴.故答案为:.
【点睛】本题主要考查了垂径定理,勾股定理,切线的性质,解题的关键是找出使最大时,点P的位置.
14.(2022春·浙江·九年级专题练习)如图,在中,为的直径,弦,垂足在半径上.若劣弧沿着直线翻折,点落在上的点处(点不与点重合),连结.
(1)求证:.(2)延长交于点,连结,若,求的正弦值.
【答案】(1)见解析;(2)
【分析】(1)由折叠的性质可得∠ECH=∠BCH,由圆周角定理可得∠ACB=90°,即∠BCH+∠ACH=90°,利用垂径定理易得CD⊥AB,即∠CAO+∠ACH=90°,等量代换可得结果;
(2)由折叠的性质可得∠B=∠CEB,EH=BH,利用圆周角定理可得∠B=∠AMC,定量代换可得∠AMC=∠AEM,易得AE=AM=10,又因为OC=OA,可得3+OH=13-OH,可得OH,利用边角关系可得结果.
【详解】解:(1)证明:连接CO,由翻折可知∠ECH=∠BCH,∵OA=OC,∴∠CAO=∠ACO,
∵AB为⊙O的直径,∴∠ACB=90°,∴∠BCH+∠ACH=90°,
∵CD⊥AB,∴∠CAO+∠ACH=90°,∴∠BCH=∠CAO=∠ACO,∴∠ECH=∠ACO,
即∠ACE+∠ECO=∠DCO+∠ECO,∴∠ACE=∠DCO.
(2)连接CO,由翻折可知∠B=∠CEB,EH=BH,
∵∠B=∠AMC,∠CEB=∠AEM,∴∠AMC=∠AEM,
∴AE=AM=10,∴OC=OA=13,∴3+OH=13-OH,∴OH=5,∴sin∠ACE=sin∠DCO=.
【点睛】本题主要考查了折叠的性质,圆周角定理,解直角三角形等,综合运用定理是解答此题的关键.
15.(23-24九年级下·广东梅州·期末)如图,为的直径,点C为上一点,将弧沿直线翻折,使弧的中点D恰好与圆心O重合,连接,,,过点C的切线与线段的延长线交于点P,连接,在的另一侧作.
(1)判断与的位置关系,并说明理由;(2)若,求四边形的面积.
【答案】(1)是的切线, 理由见解析.(2)
【分析】(1)连接并延长交于E,利用折叠的性质得,,则可判断四边形为菱形,所以,和都是等边三角形,从而有,可证明得到,所以,根据切线的性质得到,则,从而可判定是的切线.(2)在中得到,然后根据等边三角形的面积公式求出,即可求得四边形的面积
【详解】(1)解:与相切理由如下∶连接并延长交于E,如图,
∵弧沿直线翻折,使弧的中点D恰好与圆心O重合,∴,,
∵,∴,∴四边形为菱形,
∴,且,∴和都是等边三角形,
∴,∴,∴
∵,,∴,
∴,∴,∴,∴,
∵为的切线,∴,,∴,
∴,而,∴是的切线;
(2)在中,,,
,∴四边形的面积.
【点睛】本题考查了切线的性质、折叠性质、圆周角定理、等边三角形的判定和性质及菱形的性质.熟练掌握折叠的性质和作辅助线是解题的关键.
16.(2023·浙江杭州·统考二模)如图⊙O中直径AB=2,点E是AB的中点,点C是AE上的一个动点,将CB沿线段BC折叠交AB于点D.(1)如图1,当∠ABC=20°时,求此时的长.
(2)如图2,连结AC,当点D与点О重合时,求此时AC的长.
(3)设AC=x,DO=y,请直接写出y关于x的函数表达式及自变量x的取值范围.
【答案】(1);(2)1;(3)
【分析】(1)连接,求出,进而用弧长公式即可求解结果;
(2)作点关于的对称点,连接,,,,先判断出,进而得出是等边三角形,求出,再判断出是等边三角形,即可得出结论;
(3)作点关于的对称点,连接,,,由折叠判断出,过点作于,进而得出,再求出,得出,再判断出,最后分两种情况,利用线段的差,即可得出结论.
【详解】解:(1)如图1,连接,
,,
中直径,,的长为;
(2)如图2,作点关于的对称点,连接,,,,
由折叠知,,,点与点重合,,,
,,是等边三角形,,
,四边形是菱形,,
,是等边三角形,;
(3)如图3,作点关于的对称点,连接,,,
由折叠知,,,,,
过点作于,,是的直径,,,
在中,,,,,
由(2)知,当点与点重合时,,即,当点与点重合时,连接,,
点是的中点,为直径,,,
点是上的一个动点,,
当点在半径(包括点上时,,,
当点在半径(不包括上时,,,即.
【点睛】此题是圆的综合题,主要考查了折叠的性质,弧长公式,菱形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,锐角三角函数,解(2)的关键是判断出四边形BDCF是菱形,解(3)的关键是构造出直角三角形求出AH.
17.(2023·浙江金华·二模)如图,已知是半圆的直径,且,是半圆上任意一点(不与点、重合),沿着弦折叠半圆.(1)如图①,当折叠后的弧与相切时,求线段的长;(2)如图②,当时,求阴影部分的面积.
【答案】(1)(2)
【分析】本题考查切线的性质,扇形的面积,不规则图形面积的求法,
(1)当折叠后的弧与相切时,设折叠后的弧所在圆的圆心为,由题意可得,、关于直线对称,即可得是等腰直角三角形,从而求出的长,
(2)作关于的对称点,连接、,则阴影部分的面积等于即可解答.
正确作出辅助线是解题关键.
【详解】(1)解:当折叠后的弧与相切时,设折叠后的弧所在圆的圆心为,如图:
,、关于直线对称,平分,,
,是等腰直角三角形.,,,
(2)作关于的对称点,连接、,如图:
,,
则阴影部分的面积等于与弦所围成的图形的面积,即,
,,过点作,
,,,
,阴影部分的面积为,
18.(2024·河北沧州·一模)如图,珍珍利用一张直径为8cm的半圆形纸片探究圆的知识,将半圆形纸片沿弦折叠.
(1)如图1,为的切线,当时,求证:.
(2)如图2,当时,通过计算比较与弧哪个长度更长.(π取)
(3)如图3,M为的中点,为点M关于弦的对称点,当时,直接写出点与点M之间的距离约为_____cm.(结果保留两位小数,参考数据:27)
【答案】(1)见解析(2)(3)
【分析】(1)连接,根据切线的性质,圆周角定理,得到,即可得证;
(2)连接,圆周角定理,得到,根据含30度角的直角三角形的性质,求出的长,进行比较即可;(3)连接,交于点,根据轴对称的性质,垂径定理,得到三点共线,解直角三角形,求出的长,进而求出的长,再根据对称,求出的长即可.
【详解】(1)证明:连接,∵为的切线,∴,
∵,∴,∴,∴;
(2)连接,∵为直径,∴,
∵,∴,∴,
连接,则:,∴,∴;
(3)连接,交于点,
∵为的中点,∴,∵为点M关于弦的对称点,∴,∴三点共线,
在中,,∴,
∵,∴,∵对称,∴;故答案为:.
【点睛】本题考查切线的性质,圆周角定理,垂径定理,解直角三角形,有一定的难度,掌握相关性质,正确的添加辅助线,是解题的关键.
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