内容正文:
专题练测5
圆的证明与计算
2024甘肃数学
1.(2022·平凉一模) 如图,四边形ABCD内接于⊙O,∠1=∠2,延长BC到点E,使得CE=AB,连接ED.
(1)求证:BD=ED;
证明:∵∠1=∠2,∴.∴AD=DC.
∵四边形ABCD内接于⊙O,
∴∠BAD+∠BCD=180°.
∵∠ECD+∠BCD=180°,∴∠BAD=∠ECD.
在△ABD和△CED中,
∴△ABD≌△CED(SAS).∴BD=ED.
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(2)若AB=5,BC=7,∠ABC=60°,求tan ∠DCB的值.
解:过点D作DM⊥BE于点M.∵AB=5,BC=7,CE=AB=5,
∴BE=BC+CE=12.
∵BD=ED,DM⊥BE,
∴BM=ME=BE=6.
∴CM=BC-BM=1.
∵∠ABC=60°,∠1=∠2,∴∠2=30°.
∴DM=BM·tan ∠2=6×.
∴tan ∠DCB=.
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2.(2022·武威模拟) 如图,BE是△ABC的角平分线,∠C=90°,点D在AB边上,以DB为直径的⊙O经过点E,交BC于点F.
(1)求证:AC是⊙O的切线;
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证明:连接OE.
∵OE=OB,
∴∠OEB=∠OBE.
∵BE是△ABC的角平分线,
∴∠OBE=∠EBC.
∴∠OEB=∠EBC.
∴OE∥BC.∴∠OEA=∠C.
∵∠C=90°,∴∠OEA=90°.∴OE⊥AC.
∵OE为⊙O的半径,∴AC是⊙O的切线.
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(2)若sin A=,⊙O的半径为5,求△BEF的面积.
解:连接OF,过点O作OH⊥BF于点H,
则BH=HF=BF.
∵∠C=90°,∴AC⊥BC.
∵OH⊥BF,∴OH∥AC.∴∠HOB=∠A.
∵sin A=,∴sin ∠HOB=.
∵sin ∠HOB=,⊙O的半径为5,
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∴BH=3.
∴BF=6,OH==4.
由(1)知,OE∥BC,∴S△BEF=S△BOF.
∵S△BOF=×6×4=12,
∴S△BEF=12.
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3.(2021·甘州区校级开学)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,以直角边BC为直径的⊙O交斜边AB于点D.E为边AC的中点,连接DE并延长交BC的延长线于点F.
(1)求证:直线DE是⊙O的切线;
证明:连接OD,CD,
∵OC=OD,
∴∠OCD=∠ODC.
又∵BC是⊙O的直径,
∴∠BDC=90°.
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∴△ACD是直角三角形.
又∵E是斜边AC的中点,
∴EC=ED.
∴∠ECD=∠EDC.
又∵∠ECD+∠OCD=∠ACB=90°,
∴∠EDC+∠ODC=∠ODE=90°.
∴直线DE是⊙O的切线.
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(2)若∠B=30°,AC=4,求阴影部分的面积.
解:由(1)可得,∠ODF=90°.
∵∠B=30°,∴∠DOF=60°.
∴∠F=30°.
在Rt△ABC中,AC=4,
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∴BC=.∴OD=2.
在Rt△ODF中,DF==6,
∴阴影部分的面积为π
×2=6-2π.
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4.(2022·日照)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,D为边AB的中点,点O在边BC上,以O为圆心的圆过顶点C,与边AB交于点D.
(1)求证:直线AB是⊙O的切线;
证明:连接OD,CD.
∵∠ACB=90°,∠B=30°,
∴AC=AB,∠A=90°-∠B=60°.
∵D为AB的中点,
∴BD=AD=AB.∴AD=AC.
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∴△ADC是等边三角形.
∴∠ADC=∠ACD=60°.
∵∠ACB=90°,∴∠DCO=90°-60°=30°.
∵OD=OC,∴∠ODC=∠DCO=30°.
∴∠ADO=∠ADC+∠ODC=60°+30°=90°,即OD⊥AB.
∵OD过圆心O,∴直线AB是⊙O的切线.
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(2)若AC=,求图中阴影部分的面积.
解:由(1)可知:AC=AD=BD=AB.
又∵AC=,∴BD=AC=.
∵∠B=30°,∠BDO=∠ADO=90°,
∴∠BOD=60°,BO=2DO.
由勾股定理,得BO2=OD2+BD2.
即(2OD)2=OD2+2,∴OD=1.
设BC与⊙O交于点E,则S阴影部分=S△BDO-S扇形DOE=.
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5.(2022·定西二模) 如图,在Rt△AOB中,∠AOB=90°,⊙O与边AB相交于点C,与AO相交于点E,连接CE,
已知∠AOC=2∠ACE.
(1)求证:AB为⊙O的切线;
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证明:∵OC=OE,
∴∠OCE=∠OEC.
∵∠AOC=2∠ACE,
∴∠OCA=∠OCE+∠ACE=(∠OCE+∠OEC+
∠AOC)=×180°=90°.∴OC⊥AB.
又∵OC是⊙O的半径,
∴AB为⊙O的切线.
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(2)若AO=20,BO=15,求sin ∠OEC的值.
解:过点E作EH⊥AC于点H,过点C作CG⊥OA于点G.
在Rt△AOB中,AO=20,BO=15,
∴AB==25.
∵OC⊥AB,
∴AB·OC,即20×15=25OC.
∴OC=12.
∴AE=OA-OE=20-12=8.
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∵EH⊥AC,OC⊥AC,∴EH∥OC.
∴△AEH∽△AOC.
∴,即.∴EH=.
∵BC==9,
∴AC=AB-BC=25-9=16.
∵AH=,
∴CH=AC-AH=16-.
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∴CE=.
∵∠B=∠AOC=90°-∠BOC,
∴sin B=sin ∠AOC.
∴,即.
∴CG=.
∴sin ∠OEC=.
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6.(2022·庆阳二模) 如图,四边形ABCD内接于⊙O,AC为⊙O的直径,点B平分,连接BO,BO的延长线与过点D的直线交于点P,与CD交于点F,且PD=PF.
(1)求证:PD为⊙O的切线;
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证明:连接OD.
∵PD=PF,
∴∠PDF=∠PFD.
∵∠CFO=∠PFD,
∴∠PDF=∠CFO.
∵点B平分,∴BA=BC.
∵O为AC的中点,∴BP⊥AC.
∴∠FOC=90°.
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∴∠CFO+∠OCF=90°.
∴∠PDF+∠OCF=90°.
∵OC,OD为⊙O的半径,∴OC=OD.
∴∠OCF=∠ODC.
∴∠PDF+∠ODC=90°.
∴∠PDO=90°.∴PD⊥OD.
∵OD为⊙O的半径,
∴PD为⊙O的切线.
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(2)若∠AED=90°,AE=2,tan ∠ADE=,求△ACD的面积.
解:∵∠AED=90°,
∴△AED为直角三角形.
在Rt△AED中,
AE=2,tan ∠ADE=,
∴DE=4.
∴AD=.
∵AC为⊙O的直径,∴∠ADC=90°.
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∴∠ADC=∠AED=90°.
又∵∠DAE=∠CAD,
∴△AED∽△ADC.∴.
∴AD2=AC·AE,即20=2AC.
∴AC=10.
∴S△ACD=×10×4=20.
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7.(2022·眉山)如图,AB为⊙O的直径,C是⊙O上一点,CD与⊙O相切于点C,过点B作BD⊥DC,连接AC,BC.
(1)求证:BC是∠ABD的平分线;
证明:连接OC.
∵CD与⊙O相切于点C,OC为⊙O的半径,
∴OC⊥CD. 又∵BD⊥CD,∴OC∥BD.
∴∠OCB=∠DBC.
∵OC=OB,∴∠OCB=∠OBC.
∴∠DBC=∠OBC.
∴BC是∠ABD的平分线.
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(2)若BD=3,AB=4,求BC的长;
解:∵BC平分∠ABD,
∴∠ABC=∠CBD.
∵AB是⊙O的直径,∴∠ACB=90°.
∵BD⊥DC,∴∠D=90°.
∴∠ACB=∠D.
∴△ABC∽△CBD.
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∴.∴BC2=AB·BD.
∵BD=3,AB=4,∴BC2=3×4=12.
∴BC=2或-2(舍去).
∴BC的长为2.
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(3)在(2)的条件下,求阴影部分的面积.
解:过点C作CE⊥AO于点E.
∵AB是⊙O的直径,AB=4,∴OA=OC=2.
在Rt△ABC中,
AC==2,
∴AO=CO=AC=2.
∴△AOC是等边三角形.∴∠AOC=60°.
∵CE⊥OA,∴OE=OA=1.∴CE=.
∴S阴影部分=.
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