内容正文:
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第二级 题型专项练
题型七 与圆有关的证明与计算
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类型一 与圆的性质有关的证明与计算
1.如图,在中, ,以为直径作,交于点 ,
过点作的切线交于点 .
(1)求证: ;
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证明:如图,连接, .
为 的切线,
.
, .
, .
为直径, .
, .
.
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(2)已知的半径为,若,求 的
长.
解:的半径为,, .
, .
又 , 四边形 是矩形.
.
由(1),得 .
.
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2.如图,内接于,是的直径,过点作 的切线,交
的延长线于点,点在上,连接,.易证命题:“若是
的切线,则 ”是真命题.
(1)请写出该命题的逆命题是_______________________________;
若,则是的切线.
(2)判断(1)中的命题是否为真命题,并说明理由;
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解:是真命题.理由如下:如图,连接 .
,, .
, .
在和中,
.
是的切线, .
是 的切线.
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(3)若的半径为4,,且,求
的长.
解:的半径为4,, ,
.
, ,
.
.
,解得. .
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3.如图,四边形内接于,为 的直径,
,过点的直线交的延长线于点,交 的
延长线于点,且 .
(1)求证:是 的切线;
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证明:如图,连接, .
, .
四边形内接于,为 的直径,
.
是等腰三角形.
又,垂直平分 .
, .
,即是 的切线.
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(2)求证: ;
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解:如图,连接 .
, .
, ,
.
.
, , ,
,即 .
又, .
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(3)当,时,求 的长.
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解:如图,设与交于点 .
, .
,. .
, .
.
在 中,
,
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.
在 中,
.
,, ,
四边形 为矩形.
.
,,即 .
.
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类型二 特殊四边形的动态探究题
4.如图,为的直径,过圆外一点作切线,,交于点 ,
,连接交于点,连接,, .
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(1)求证: ;
证明:,为 的切线,
.
, ,
.
.
, .
, .
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(2)填空:
解:① 四边形为菱形, .
,为等边三角形. .
又 , .故答案为30.
② 四边形为正方形, .
, .
又 ,
.故答案为22.5.
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①当____ 时,四边形 为菱形;
30
②当_____ 时,四边形 为正方形.
22.5
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5.如图,已知的直径,点,分别为 上的两
点,,过点作于点,的切线 与
直线交于点,且过点,连接, .
(1)求证: ;
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证明:如图,连接, ,
是的切线, .
是的直径, .
,
即 .
, .
又,, .
.
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, .
在和中,
.
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(2)填空:
①当_____时,四边形 是菱形;
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[解析] 如图,连接,交于点 .
四边形 是菱形,
,
.
又, 是等边三角形.
.
.
故答案为 .
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②当_____时,四边形 是正方形.
[解析] 四边形是正方形, .
是的切线, .
点与点重合,点与点 重合.
.
故答案为 .
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6.如图,四边形中,,,以点为圆心, 为
半径的交于点, .
(1)求证:是 的切线;
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证明:如图,延长交于点,连接 ,则
.
, .
是直径, ,即
.
,即 .
是的半径,是 的切线.
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(2)填空:
解:
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①当_______时,四边形 是正方形;
[解析] 四边形 是正方形,
,. .
故答案为 .
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②当___时,以点,,, 为顶点的四边形是菱形.
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[解析] 以点,,,为顶点的四边形是菱形, .
,为等边三角形. .
由(1),知 , .
.
故答案为1.
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类型三 与尺规作图结合
7.在《阿基米德全集》中的《引理集》中记录了古希腊
数学家阿基米德提出的有关圆的一个引理.如图,已知
,
点是弦 上一点,请你根据以下步骤完成这个引理的作图过程.
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(1)请按要求尺规作图(保留作图痕迹)
①作线段的垂直平分线,交于点,交于点,连接, ;
②以点为圆心,长为半径作弧,交于点(, 两点不重合),连
接,, .
解:如图所示.
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(2)猜想线段, 的数量关系,并证明.
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解: .
证明:垂直平分线段 ,
.
,
, .
.
四边形为 的内接四边形,
.
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又 ,
.
在和中,
.
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8.如图,,为的两条半径,直线与相切于点 .
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(1)请用无刻度的直尺和圆规过点作线段 的垂线(要求:不写作法,
保留作图痕迹);
解:如图, 即为所作.
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(2)连接,若(1)中所作垂线分别与,直线交于点和点 .
①求证: ;
②若的半径为4,,求 的长.
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解:①证明: 直线与相切于点 ,
,
即 .
, .
, .
, .
②在中,, ,
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.
, .
设,则, .
在中,,解得 .
.
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9.如图,已知在中, .
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(1)请按下列要求完成尺规作图(不写作法,保留作图痕迹);
①作的平分线,交于点 ;
②作线段的垂直平分线,与相交于点 ;
③以点为圆心,以长为半径画圆,交边于点, .
解:如图所示.
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(2)在(1)的条件下,求证:是 的切线;
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解:如图,连接垂直平分, .
.
平分 ,
.
, .
是的半径,是 的切线.
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(3)在(1)的条件下,若,,求 的半径.
解:设的半径为,则, ,
, .
, ,
即,解得 的半径为6.
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类型四 情境与应用
10.如图1,展示的是曲柄连杆运动的示意图,滑块 在弧形漏槽内运动,
通过连杆带动点绕点 做圆周运动.某数学兴趣小组利用示意图,构建
了数学模型.如图2,点在上运动,利用连杆,使得点在 上
运动.
图1
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(1)当点运动到如图3这一时刻时,连接交于点,连接 ,
.请判断此时与 的位置关系,并说明理由;
图3
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图3
解:与 相切.
理由:由题意,可得 ,
.
.
.
是 的半径,
与 相切.
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(2)点在上运动一个来回,则点恰好绕点 运动一周,若
,请求出 的度数.
图1
图2
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解:由题意,可知点与点 运动的路程相等.
设,则,令的度数为 ,
点运动一周的路程为 ,
点运动的路程为 .
,解得 .
的度数为 .
图1
图2
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11.筒车,亦称“水转筒车”,是一种以水
流作为动力,取水灌田的工具,它由立
式水轮、竹筒、支撑架和水槽等部件
请解答下列问题:
组成.如图是一个筒车灌田的简化示意图,立式水轮 在水流的作用下利
用竹筒将水运送到点处,水沿水槽流到田地里,与水面交于点, ,
且点,,在同一直线上,与相切.若的半径为5米,点到点 的距
离为42米,立式水轮的最低点到水面的距离为2米,连接, .
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(1)求证: ;
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证明:如图,连接并延长交 于点
,连接,则 ,
.
为的切线, .
.
又, .
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(2)请计算出水槽 的长度.
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[答案] 如图,连接,,过点作于点,则
(米).
, .
由勾股定理,得 米,
米. (米).
由(1),知 ,
又, .
. .
米.
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答:水槽的长度为 米.
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