内容正文:
易错09 圆中的几何综合
易错陷阱一:垂径定理应用错误
一、垂径定理内容
垂直于弦的直径平分弦且平分这条弦所对的两条弧。
二、常见错误情形及原因
(1)对定理条件理解不深,非直径的线段垂直弦时误用垂径定理。
(2)计算弦长、半径等时,未结合勾股定理,或公式运用错误。
易错提醒
(1)牢记定理条件:必须是直径垂直于弦。
(2)计算时,利用垂径定理构造直角三角形,结合勾股定理求解。
例1.(2022·上海·中考真题)如图所示,小区内有个圆形花坛O,点C在弦AB上,AC=11,BC=21,OC=13,则这个花坛的面积为 .(结果保留)
【答案】400π
【详解】解:过点O作OD⊥AB于D,连接OB,如图,
∵AC=11,BC=21,
∴AB=AC+BC=32,
∵OD⊥AB于D,
∴AD=BD=AB=16,
∴CD=AD-AC=5,
在Rt△OCD中,由勾股定理,得
OD==12,
在Rt△OBD中,由勾股定理,得
OB==20,
∴这个花坛的面积=202π=400π,
故答案为:400π.
【点睛】本题考查垂径定理,勾股定理,圆的面积,熟练掌握垂径定理与勾股定理相结合求线段长是解题的关键.
易错警示:
1.垂径定理应用错误:作后,不能正确利用垂径定理得到, 进而在计算长度时出错。
2勾股定理计算错误:在和中运用勾股定理计算和时,出现平方运算、开方运算等错误,导致半径计算错误,最终花坛面积计算错误。
变式1-1.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,是以为底边的等腰三角形,点为的外心,连接,交于点.若,则的长为 .
【答案】
【分析】本题考查了三角形外心性质、垂径定理性质的应用,等边三角形的判定与性质,连接,证明为等边三角形,求出,求出后再求即可.
【详解】解:连接,
∵O为的外心,
∴,
∵,
∴
∴为等边三角形,
∴,
∵,O为的外心,
∴,
∴
∴,
在中,,
∴.
故答案为:.
变式1-2.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,在中,半径垂直于弦,垂足为点.如果,那么 .
【答案】/
【分析】本题主要考查了垂径定理、勾股定理等知识点,掌握垂径定理成为解题的关键.
如图:连接,则,由垂径定理可得,然后根据勾股定理列方程求得即可解答.
【详解】解:如图:连接,则,
∵在中,半径垂直于弦,垂足为点,
∴,
在中,,
∴,解得:,
∴.
故答案为:.
变式1-3.(24-25九年级下·上海青浦·阶段练习)如图,在中,长度为的弦与直径交于点,已知,且.
(1)求证:;
(2)求的半径长.
【答案】(1)见详解
(2)
【分析】本题考查了线段垂直平分线定理,垂径定理,勾股定理等;
(1)连接、,由线段垂直平分线定理得是的垂直平分线,即可得证;
(2)设半径为,由垂径定理得,由勾股定理得,即可求解;
掌握线段垂直平分线定理,能熟练利用垂径定理,勾股定理进行求解是解题的关键.
【详解】(1)证明:连接、,
,
,
是的垂直平分线,
;
(2)解:设半径为,
,,
,
,
,
,
解得:,
故的半径长为.
变式1-4.(24-25九年级下·上海普陀·阶段练习)如图,点A、、、在上,,点为中点,点平分,交于点.
(1)求证:;
(2)如果,求的半径.
【答案】(1)见解析
(2)的半径为5
【分析】本题主要考查了垂径定理、勾股定理、圆周角定理等知识点,灵活运用相关知识成为解题的关键.
(1)根据垂径定理可得,再根据圆周角定理可得,即、重合;进而得到,最后根据垂径定理可得;
(2)如图:连接,易得,然后根据勾股定理列方程求解即可.
【详解】(1)证明:∵点为中点,
∴,
∵点平分,
∴,
∴、重合,
∵,交于点,
∴,
∴.
(2)解:如图:连接,
∵,,
∴,
在中,,
∵,
∴,解得:.
∴的半径为5.
易错陷阱二:圆周角定理及推论混淆
一、圆周角定理及推论
(1)定理:同弧所对的圆周角等于圆心角的一半。
(2)推论:直径所对的圆周角是直角;同弧或等弧所对的圆周角相等。
二、常见错误情形及原因
(1)混淆推论,如误将圆内非直径的弦所对直角当作直径推论。
(2)计算角度时,未找准同弧对应的圆周角或圆心角。
易错提醒
(1)明确定理和推论的前提条件,仔细辨别角的位置和所对弧。
(2)利用圆周角与圆心角关系时,确保是同弧所对。
例2.已知在中,弦的长等于半径的倍,则弦所对的圆周角为 .
【答案】或
【分析】本题考查了解直角三角形,垂径定理,圆周角定理,圆内接四边形的性质,等腰三角形的性质,掌握知识点的应用是解题的关键.
过作于点,则,,由余弦,求出,则,最后由圆周角定理和圆内接四边形的性质即可求解.
【详解】解:如图,过作于点,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵四边形是圆内接四边形,
∴,
∴,
∴弦所对的圆周角为或,
故答案为:或.
易错警示:
1.垂径定理及三角函数应用错误:作后,利用垂径定理得到时出错;在计算的值时,边的比例关系对应错误,导致度数计算错误。
2.圆周角定理及圆内接四边形性质应用错误:由利用圆周角定理求时出错;在利用圆内接四边形对角互补求时,逻辑混乱,计算错误,或者遗漏圆内接四边形中另一个圆周角的情况。
变式2-1.如图,在中,弦与半径交于点,连接,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了三角形外角的性质,圆周角定理;先利用三角形外角的性质求出,再根据圆周角定理得出答案.
【详解】解:∵,,
∴,
∴,
故选:C.
变式2-2.如图,是的直径,点D在的延长线上,切于点C,若,则的度数为 .
【答案】/26度
【分析】本题主要考查了切线的性质,圆周角定理,三角形内角和定理,熟知切线的性质与圆周角定理是解题的关键.连接,利用切线的性质得到,根据三角形内角和定理得到,即可利用圆周角定理求出的度数.
【详解】解:如图所示,连接,
∵是的切线,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
故答案为:.
变式2-3.如图,点,,在圆上,若弦的长度等于圆半径的倍,则的度数是 .
【答案】或
【分析】设圆心为,连接、,如图,先证明为等腰直角三角形得到,然后根据圆周角定理确定的度数,因为不知道点的位置,需要进行分类讨论.
【详解】解:如图设圆心为,连接、,
∵弦的长度等于圆半径的倍,
即,
∴,
∴为等腰直角三角形,,
情况一点在的位置,
可得.
情况二点在的位置,
有,
∴
故答案为:或.
【点睛】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;考查圆内接四边形对角互补,因为不知道点的位置,需要进行分类讨论,这才是解题的关键.
易错陷阱三:圆与圆的位置关系判断出错
一、圆与圆的位置关系及判定方法
圆与圆的位置关系有外离、外切、相交、内切、内含。设两圆的半径分别为和, 圆心距为, 则: 外离:;
外切:;
相交:;
内切:;
内含:(当时为同心圆)。
二、常见错误情形及原因
1.概念理解错误:对不同位置关系的概念模糊,比如混淆外切和内切的定义,导致判断错误;或者没有考虑到时同心圆属于内含的特殊情况。
2.计算错误:在计算圆心距或者两圆半径时出现失误,进而根据位置关系的数量判定条件得出错误结论。
3.条件运用错误:没有准确使用两圆位置关系的数量判定条件,如在判断相交时,错误地认为只要即可,忽略了还需满足。
易错提醒
(1)牢记圆与圆位置关系的概念和对应的数量判定条件,通过对比记忆加深理解。
(2)计算圆心距和半径时仔细认真,反复检查计算结果。
(3)运用判定条件时,严格按照条件要求逐一核对,确保判断准确。
例3-1.(2024·上海·中考真题)在中,,,,点在内,分别以为圆心画,圆半径为1,圆半径为2,圆半径为3,圆与圆内切,圆与圆的关系是( )
A.内含 B.相交 C.外切 D.相离
【答案】B
【分析】本题考查圆的位置关系,涉及勾股定理,根据题意,作出图形,数形结合,即可得到答案,熟记圆的位置关系是解决问题的关键.
【详解】解:圆半径为1,圆半径为3,圆与圆内切,
圆含在圆内,即,
在以为圆心、为半径的圆与边相交形成的弧上运动,如图所示:
当到位置时,圆与圆圆心距离最大,为,
,
圆与圆相交,
故选:B.
易错警示:
1.圆的内切性质运用错误:根据圆与圆内 切求圆心距时出错,对圆内切时圆心距与两圆半径的关系(理解有误。
2.圆与圆位置关系判定错误:计算圆与圆圆心距的 最大值后,与两圆半径之和比较时出错,对圆相交的判定条件运用不当,从而错误判断两圆位置关系。
例3-2.(2023·上海·中考真题)在中,点D在边上,点E在延长线上,且,如果过点A,过点D,若与有公共点,那么半径r的取值范围是 .
【答案】
【分析】先画出图形,连接,利用勾股定理可得,,从而可得,再根据与有公共点可得一个关于的不等式组,然后利用二次函数的性质求解即可得.
【详解】解:由题意画出图形如下:连接,
过点,且,
的半径为7,
过点,它的半径为,且,
,
,
,,
在边上,点在延长线上,
,即,
,
与有公共点,
,即,
不等式①可化为,
解方程得:或,
画出函数的大致图象如下:
由函数图象可知,当时,,
即不等式①的解集为,
同理可得:不等式②的解集为或,
则不等式组的解集为,
又,
半径r的取值范围是,
故答案为:.
【点睛】本题考查了勾股定理、圆与圆的位置关系、二次函数与不等式,根据圆与圆的位置关系正确建立不等式组是解题关键.
易错警示:
1:勾股定理计算错误:在计算和
时,出现平方运算、开方运算失误。
2.圆与圆位置关系不等式建立错误:根据与有公共点建立不等式组时,对两圆位置关系对应的数量关系理解有误,导致不等式列错。
3.二次函数与不等式求解错误:在求解不等式时,解方程出错,或者根据二次函数图象确定不等式解集时出错。
变式3-1.(24-25九年级下·上海徐汇·阶段练习)已知与内切,的半径为2,的长等于6,那么的半径等于 .
【答案】8
【分析】本题考查两圆的位置关系.根据圆心距和两圆半径之间的关系:即可得出.
【详解】解:∵与内切,的半径为2,设的半径为,的长等于6,
∵,
∴只可能是
∴的半径为.
故答案为:8.
变式3-2.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,的外接的半径为5,,点P为BC的中点,以点P为圆心作,若与相切,则的半径为 .
【答案】或/2或8
【分析】本题考查了相切两圆的性质,勾股定理,分两种情况,由相切两圆的性质,如果两圆相切,那么连心线必经过切点,即可求解,掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】解:连接,,,
∵,,
∴,
∵,,
在直角三角形中,由勾股定理得:,
当在内部时,两圆相切于,如图,
∴,
∴此时的半径为2;
当在外部时,两圆相切于,如图,
∴,
∴此时的半径为,
∴的半径为或,
故答案为:或.
变式3-3.(2024·上海浦东新·二模)如图,在中,,,.点D在边上,且,交边于点E,那么以E为圆心,为半径的和以D为圆心,为半径的的位置关系是( )
A.外离 B.外切 C.相交 D.内含
【答案】B
【分析】本题考查的是两圆的位置关系,相似三角形的判定与性质,勾股定理的应用,先求解,再证明,求解,,再结合两圆的位置关系可得答案.
【详解】解:∵,,,
∴,
∵,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴以E为圆心,为半径的和以D为圆心,为半径的的位置关系是外切.
故选B
变式3-4.(2023·上海虹口·二模)如图,在矩形中,对角线与相交于点,,.分别以点、为圆心画圆,如果与直线相交、与直线相离,且与内切,那么的半径长的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】过点作,勾股定理求得,进而根据平行线分线段成比例得出,根据题意,画出相应的图形,即可求解.
【详解】解:如图所示,当圆O与相切时,过点作,
∵矩形中,对角线与相交于点,,.
∴,,,,
∴
∴,
则;
当圆O与相切时,过点作于点,如图所示,
则
则
∴与直线相交、与直线相离,且与内切时,,
故选:C.
【点睛】本题考查了矩形的性质,勾股定理,平行线分线段成比例,直线与圆的位置关系,圆与圆的位置关系,根据题意画出图形是解题的关键.
易错陷阱四:切线性质与判定出错
一、切线性质与判定
(1)性质:切线垂直于过切点的半径。
(2)判定:经过半径外端且垂直于该半径的直线是切线。
二、常见错误情形及原因
(1)判定切线时,遗漏 “半径外端” 条件,仅知垂直于半径就判定。
(2)运用性质时,未确定切点与半径的对应关系。
易错提醒
判定切线严格满足 “过半径外端且垂直”;运用性质时,先找切点与半径。
例4.(2025·上海·模拟预测)如图,在中,,以边为直径作交于点,过点作于点,,的延长线交于点.
(1)求证:是的切线;
(2)若,且,求的半径与线段的长.
【答案】(1)见解析
(2)的半径为6,
【分析】(1)连接,利用等腰三角形的性质,同圆的半径相等,平行线的判定与性质和圆的切线的判定定理解答即可;
(2)利用直角三角形的边角关系定理列出比例式即可求得圆的半径,利用相似三角形的判定和性质列出比例式即可求得的长.
【详解】(1)证明:连接,如图,
,
.
,
.
.
∴,
,
.
是的半径,
是的切线;
(2)解:在中,
,,
,
.
即的半径为6.
,
,
.
,,
∴,
∴,
,
,
.
【点睛】本题主要考查了圆的切线的判定,圆周角定理,等腰三角形的性质,同圆的半径相等,平行线的判定与性质,直角三角形的边角关系定理,相似三角形的判定和性质,连接经过切点的半径是解决此类问题常添加的辅助线.
易错警示:
1.
等腰三角形及圆的性质运用错误:由推导,
以及由推导时出错,对等腰三角形等边对等角性质理解不深;在利用这些角的关系推导时,逻辑不清晰。
2.
切线判定定理应用错误:证明后,对圆的切线判定定理
(经过半径外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线)理解有误,没有明确是半径这一条件,导致不能正确得出是的切线。
变式4-1.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,是的直径,弦与相交于点E.点D为的中点,过点D作,交的延长线于点F.
(1)试判断直线与的位置关系,并说明理由;
(2)若,求的半径.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)连接,根据圆周角定理求出,由平行线的性质求得,根据切线的判定定理即可证得结论;
(2)如图,连接,先证明,求出,根据即可求解.
【详解】(1)解:为的切线,理由如下:
如图,连接,
∵点D为的中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵是的半径,
∴为的切线;
(2)解:如图,连接,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,即,
∴(负值舍去),
∴,即的半径为1.
【点睛】本题考查了切线的判定,圆周角定理,等边对等角,相似三角形的性质与判定等知识,正确作出辅助线是解题关键.
变式4-2.(2024·上海嘉定·三模)如图,是的直径,连接交于点,连接、,使得.
(1)试判断与的位置关系并说明理由
(2)若点是的中点,与交于点,求证:.
【答案】(1)相切,理由见详解
(2)见详解
【分析】(1)由圆周角定理得到,证得,根据相似三角形的性质得到,根据切线的判定定理即可证得结论;
(2)由弧和圆周角的关系证得,根据直角三角形的性质和三角形的外角定理证得,由等腰三角形的判定定理即可证得结论.
【详解】(1)解:相切,理由如下,
是的直径,
,
,
,
,
,
,
,
是的切线;
(2)证明:∵,
∴,
点是的中点,
,
,
,
.
【点睛】本题主要考查了切线的判定和性质,相似三角形的判定和性质,圆周角定理,弧和圆周角的关系,等腰三角形的性质和判定,熟练掌握相关性质定理是解决问题的关键.
变式4-3.(2024·上海·模拟预测)如图,在菱形中,于,以为直径的分别交,于点,,连接.
(1)求证:是的切线;
(2)若,,求.
【答案】(1)见解析,
(2)
【分析】本题考查了切线的判定,相似三角形的性质与判定,圆周角定理,菱形的性质,勾股定理,求角的正弦值,熟练掌握以上知识是解题的关键.
(1)根据菱形的性质得出,根据,可得,进而即可得证;
(2)连接交于.连接,先根据菱形的性质以及勾股定理求得,进而根据等面积法求得,在中,求得,再证明由得,由此即可解题.
【详解】(1)证明:①四边形是菱形,
,
,则
又为的半径的外端点,
是的切线.
(2)解:连接交于.连接,
菱形,,
,,,
在中,,
,
,
,
在中,,
∵
∴
为直径,
,
而
,
又
.
∴
.
易错陷阱五:圆与相似三角形综合出错
一、综合应用要点
利用圆中圆周角相等、弧相等推导角的关系,进而判定相似三角形。
二、常见错误情形及原因
(1)找相似三角形时,对应角、边关系错乱,如忽略圆周角对应顺序。
(2)列比例式时,未按相似三角形对应边成比例计算。
易错提醒
(1)仔细分析圆中角的关系(如同弧所对圆周角相等),确定相似三角形对应元素。
(2)列比例式后,检查对应边是否匹配。
例5.(2023·上海·中考真题)如图(1)所示,已知在中,,在边上,点为边中点,为以为圆心,为半径的圆分别交,于点,,联结交于点.
(1)如果,求证:四边形为平行四边形;
(2)如图(2)所示,联结,如果,求边的长;
(3)联结,如果是以为腰的等腰三角形,且,求的值.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【分析】(1)根据等边对等角得出,,等量代换得出,则,根据是的中点,,则是的中位线,则,即可得证;
(2)设,,则,由(1)可得则,等量代换得出,进而证明,得出,在中,,则,解方程即可求解;
(3)是以为腰的等腰三角形,分为①当时,②当时,证明,得出,设,根据,得出,可得,,连接交于点,证明在与中,,,得出,可得,根据相似三角形的性质得出,进而即可求解.
【详解】(1)证明:∵
∴
∵
∴,
∴
∴,
∵是的中点,,
∴是的中位线,
∴,即,
∴四边形是平行四边形;
(2)解:∵,点边中点,
设,,则
由(1)可得
∴,
∴,
又∵
∴,
∴
即,
∵,
在中,,
∴,
∴
解得:或(舍去)
∴;
(3)解:①当时,点与点重合,舍去;
②当时,如图所示,延长交于点P,
∵点是的中点,,
∴,
设,
∵
∴,
∴,
设,
∵
∴,
∴,
∴,
∴,
连接交于点,
∵,
∴
∴,
∴,
在与中,,,
∴,
又,
∴,
∴,
∴,
∴,
,
∴.
【点睛】本题考查了平行四边形的性质,三角形中位线的性质,相似三角形的性质与判定,勾股定理,等腰三角形的定义,圆的性质,熟练掌握相似三角形的性质与判定,第三问中,证明是解题的关键.
易错警示:
(1)问易错分析
1.等腰三角形性质运用不熟练,角的等量代换出错,不能顺利推出。
2.对三角形中位线判定及性质理解有误,无法正确判定是中位线并推出.
(2)问易错分析
1.角的等量关系梳理不清,不能准确证明。
2.利用勾股定理和相似三角形性质列方程求解时,计算错误,如方程求解出错。
(3)问易错分析
1.对等腰三角形以为腰的分类讨论不全或情况分析错误。
2.相似三角形判定和性质运用混乱,对应边比例关系找错,计算时出错。
变式5-1.(2024·上海·模拟预测)如图,AB是⊙O的弦,C是弦AB上一点,且BC:CA=2:1,连接OC并延长交⊙O于D,若DC=2cm,OC=3cm,则圆心O到弦AB的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先延长DO交圆O于点E,连接AD,BE,BO,作OF⊥AB,即可求出CE,再证明,即可求出AC,BC,然后根据垂径定理求出BF,最后根据勾股定理得出答案.
【详解】先延长DO交圆O于点E,连接AD,BE,BO,过点O作OF⊥AB,于点F,
∴EO=CO+CD=5cm,
∴CE=8cm.
∵∠ADC=∠CBE,∠ACD=∠BCE,
∴,
∴,
即AC·BC=CE·CD,
则2AC2=16,
解得,
∴,
则.
∵OF⊥AB,
∴.
在Rt△BOF中,BO=5cm,
∴(cm).
故选:C.
【点睛】这是一道关于圆得综合问题,考查了相似三角形的性质和判定,垂径定理,勾股定理,圆周角定理等,构造相似三角形求出线段的长是解题的关键.
变式5-2.如图1,是圆O的直径,点C在圆O上,点D是的中点,,的延长线交于点E,为圆O的切线,交于点F,.
(1)证明:;
(2)若,设,,求;
(3)如图2,延长与交于点N,若,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【分析】本题考查平行线判定,相似三角形判定及性质,切线性质,解直角三角形,勾股定理等.
(1)根据题意连接并延长交于点,继而得到,利用切线性质得,继而得到本题答案;
(2)连接,利用圆内接四边形性质得,继而得,设,则,,利用相似三角形判定及性质可得本题答案;
(3)证明,利用勾股定理求得,继而得到,,再设,利用相似性质比即可得到本题答案.
【详解】(1)解:证明:连接并延长交于点,
,
∵是的中点,,
∴,即,
又过圆心,所以,
∵为圆的切线,为半径,
∴,;
(2)解:连接,
∵四边形为圆内接四边形,为四边形的一个外角,
∴,
∵是的中点,
∴,
∴,
∵为圆O的切线,
∴,,,
∴,
设,则,,
∵,
∴,
∵,
∴ ,
∴,
(3)解:∵,过圆心,
∴,,
∴,,,
在中,
∵,,
∴,
∵由(1)得,
∴,
∵由(2)得,又,
∴,,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
设,∴,,
∴.
变式5-3.(2024·上海虹口·三模)如图1,为半圆O的直径,C为延长线上一点,切半圆于点D,,交延长线于点E,交半圆于点F,已知.
(1)求的值
(2)如图2,连接,P为线段上一点,过点P作的平行线分别交,于点M,N,交圆O于点K,过点P作于点H.设.
①求y关于x的函数解析式及其定义域;
②延长交半圆O于点Q,求当x为何值时的值最大时,并求出最大值.
【答案】(1)
(2)①y关于x的函数表达式为;②当x为时的值最大,最大值为
【分析】(1)连接,先求出的长,可得,,由此可求的长,结合三角形面积公式即可求解;
(2)①证明可得,即可求解;
②如图,连接,证明,可得,得到,然后用含x的代数式表示出,最后根据二次函数的最值求解即可.
【详解】(1)解:如图1,连接,
∵切半圆于点D,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,.
∵,
∴,,
∴;
(2)解:①∵为半圆O的直径,,设,
∴,
∴.
∵,
∴四边形是平行四边形,,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
过点F作于点G,如图2,
∵,
∴,
∴.
∵P为线段上一点,
∴,
∴y关于x的函数表达式为;
②连接,如图3,
∵圆周角所对的弧是,
∴.
又∵,
∴,
∴,
∴.
∵,,
∴,
∴,
∴.
∵,
∴当时,有最大值,最大值为:,
∴当x为时,的值最大,最大值为.
【点睛】本题主要考查了切线的性质,相似三角形的性质和判定,平行四边形的性质和判定,解直角三角形的应用,求一次函数关系式,二次函数的图象和性质,准确的作出辅助线是解题的关键.
变式5-4.(2024·上海·三模)新定义:如果一个三角形中有两个内角,满足,那我们称这个三角形为“近直角三角形”.
(1)若是“近直角三角形”,,,则______度;
(2)如图1,在中,,,.若是的平分线,在边上是否存在点(异于点),使得是“近直角三角形”?若存在,请求出的长;若不存在,请说明理由.
(3)如图2,在中,,点为边上一点,以为直径的圆交于点,连接交于点,若为“近直角三角形”,且,,求的值.
【答案】(1)20
(2)存在,
(3)的值为或
【分析】(1)不可能是或,当时,,,不成立;故,,,则
(2)由,则,即,即,解得:,即可求解
(3)①如图2所示,当时,设,则,则,即,解得:,即可求解;
②如图3所示,当时,,则,则(圆的半径),点是的中点,则,在中,,由三角函数可求解.
【详解】(1)解:不可能是或,
当时,,,不成立;
故,,,则,
故答案为20;
(2)存在,理由:
在边上是否存在点(异于点,使得是“近直角三角形”,
,,则,
则,
设,则,
∴,
∴,
∵,
则,
即,即,解得:,
则;
(3)①如图2所示,当时,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,则,则,
,
过点作于点,
设,则,
则,即,解得:;
,则,
则;
②如图3所示,当时,
过点作交于点,交于点,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴为的垂直平分线,
∴点是圆的圆心(的中垂线与直径的交点),
∴,
,,
,
∴,
则,
则,则(圆的半径),
∵点是的中点,G为中点,
∴,
在中,,
在中,,,,
,,
,
,
综上,的值为或.
【点睛】本题主要考查了相似三角形的判定以及性质,全等三角形的判定与性质,三角函数值,圆周角等知识.属于圆的综合题,解决本题需要我们熟练各部分的内容,对学生的综合能力要求较高,一定要注意将所学知识贯穿起来.
变式5-5.(2024·上海·中考真题)在梯形中,,点E在边上,且.
(1)如图1所示,点F在边上,且,联结,求证:;
(2)已知;
①如图2所示,联结,如果外接圆的心恰好落在的平分线上,求的外接圆的半径长;
②如图3所示,如果点M在边上,联结、、,与交于N,如果,且,,求边的长.
【答案】(1)见详解
(2)①;②
【分析】(1)延长交于点G,由,得到,由已知数据得到,,故,因此;
(2)①记点O为外接圆圆心,过点O作于点F,连接,先证明,再证明,则,即,求得;
②延长交于点P,过点E作,垂足为点Q,由,求得,可证明,角度推导得,则,求出,继而得到,由,则,设,则,由,设,,由,得到,设,可证明,求出,则,在中,运用勾股定理得:,则,在中,由勾股定理得,,故.
【详解】(1)证明:延长交于点G,
∵,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴;
(2)①解:记点O为外接圆圆心,过点O作于点F,连接,
∵点O为外接圆圆心,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
即,
∴,
∴,
∴外接圆半径为;
②延长交于点P,过点E作,垂足为点Q,
∵,
∴,
∴,
由①知,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
由,
得,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
设,则,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴设,
∵,,
∴,
∴,
即,
∴,
解得:,
∴,
在中,由勾股定理得:
,
∴,
∴,
∴,
而,
∴在中,由勾股定理得,,
∵,
∴.
【点睛】本题考查了平行线分线段成比例定理,相似三角形的判定与性质,勾股定理,三角形的外接圆等知识点,熟练掌握知识点,正确添加辅助线是解题的关键.
易错陷阱六:圆与三角函数综合出错
一、综合应用要点
在圆中构造直角三角形,利用三角函数求边或角。
二、常见错误情形及原因
(1)未正确构造直角三角形,如错把弦长当直角边,未利用半径或直径。
(2)三角函数值与边的关系混淆,计算错误。
易错提醒
(1)借助圆的性质(如直径所对圆周角是直角)构造直角三角形。
(2)明确三角函数定义,找准对应边与角。
例6.(2024·上海·模拟预测)如图,为等腰三角形的外接圆,,延长交于点D,过点C作的垂线,交于点E,交于点F,交于点G,交过点A且与平行的直线于点H,连结.
(1)判断与的位置关系,并说明理由;
(2)若,求和的大小;
(3)若,,求的长.
【答案】(1)是的切线,见解析
(2),
(3)
【分析】(1)由题意得,,,则,进而可证是的切线;
(2)由,,,可得,则,,由,可得,由,可得;
(3)设,则,由,可求,由,可得,则,可求,由勾股定理得,,则,,由勾股定理得,,,即,可求满足要求的解为,则,如图,连接,设,则,由勾股定理得,,即,计算求解即可.
【详解】(1)解:是的切线,理由如下;
∵为等腰三角形的外接圆,,延长交于点D,
∴,,
∵,
∴,
又∵是的半径,
∴是的切线;
(2)解:∵,,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,;
(3)解:设,则,
∴,即,
解得,,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
由勾股定理得,,
∴,,
由勾股定理得,,
,
∴,
解得,或(舍去),
∴,
如图,连接,设,则,
由勾股定理得,,即,
解得,,
∴的长为.
【点睛】本题考查了外接圆,等腰三角形的性质,切线的判定,同弧所对的圆周角相等,三角形内角和定理,勾股定理,正切等知识.熟练掌握外接圆,等腰三角形的性质,切线的判定,同弧所对的圆周角相等,三角形内角和定理,勾股定理,正切是解题的关键.
易错警示:
(1)问易错分析
·等腰三角形性质运用不熟练,不能由推出。
·切线判定定理应用错误,没有明确是半径,或不能由得出是切线。
(2)问易错分析
·等腰三角形三线合一及角度计算错误,由推导等角度出错。
·圆周角定理应用错误,不能根据同弧所对圆周角相等得出。
(3)问易错分析
三角函数及勾股定理计算错误,根据计算边的长度时出错,或利用勾股定理列方程求解边长时失误。 ·方程求解错误,在求解关于和的方程时,出现计算错误,如合并同类项、开方运算错误。
变式6-1.(2024·上海杨浦·模拟预测)如图,在中,是的直径,是的弦且与交于点E(E不与O重合),,点F在弧上,连接交于点H,交于点G.
(1)如图1,设为x,为y,求:y关于x的函数解析式及其定义域;
(2)如图2,过点B作于点N,交于点M,求证:;
(3)如图3,在(2)的条件下,延长至点Q,连接并延长交的延长线于点P,若,,,请直接写出的值.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【分析】(1)连接,连接,利用垂径定理证明,推出,再根据圆周角定理得到,设的半径为,设为x,为y,则,则,在中,,求得,则,,即可得到,再根据是的弦且与交于点E(E不与O重合)得到;
(2)连接,在上截取,连接,在上截取,连接.证明即可解决问题;
(3)如图3中,由可设,,由是重心知, ,求出a值,过点H作于S,过A作于K,求出,从而得出,设,在中,求出t值,得到和,设,在中,利用勾股定理求出m,根据同弧所对圆周角相等得出,在中,求出值,进一步求出的值..
【详解】(1)证明:如图1中,连接,连接,
∵是直径,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴
设的半径为,设为x,为y,
则,
∴,
在中,,即,
解得,
∴,,
∴
∵是的弦且与交于点E(E不与O重合),
∴,即,
∴
(2)如图2中,连接,在上截取,连接.
∵,
∴,
∵,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
(3)如图3中,连接.
,
设,,
由题意知点是重心,
,,
连接,
∵,
∴,
∴
∴,
即
∴,
,,,
在中,由勾股定理得,
即
可得,
∴,,,,
∴
过点H作于S,过A作于K,
则,
∴,,
,
设,
∴,
在中,,
解得:或(舍),
,
∴,
设,则,
在中,,
解得:或36(舍),
∴,
,
∵,
∴,
在中,,,
.
∴
【点睛】本题属于圆综合题,考查了垂径定理,圆周角定理,全等三角形的判定和性质,勾股定理,解直角三角形等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,属于压轴题.
变式6-2.(2024·上海普陀·模拟预测)在中,于点D,P是边上(与点A,C不重合)的动点,连接PB交于点M,过C,P,M三点作交的延长线于点N,连接.
(1)求证:;
(2)如图2,连接,若与相切,求此时的半径r;
(3)在点P的运动过程中,设线段长为y,圆半径为r,求y关于r的函数解析式及其定义域
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【分析】(1)连接,根据圆内接四边形性质和同弧所对圆周角相等推出,再结合等腰三角形的性质推出,即可求证;
(2)连接并延长交于点H,连接,根据,推出,从而得到,证明,得到,再利用同一个三角形面积不变性求解出,在中,利用勾股定理求出,在中,利用勾股定理即可求出半径;
(3)连接,,,作,根据条件推出,利用垂径定理和圆周角定理推出,再利用三角函数即可求得线段MN和半径r之间的数量关系.
【详解】(1)证明:如图1,连接,
∵
∴
∵圆内接四边形
∴
又∵
∴
又∵
∴
∴
∴
∴
∴
(2)如图2,连接并延长交于点H,连接.
∵,,
∴,,
∵,
∴为的垂直平分线,即
又∵与相切,即
∴
∴
又∵
∴
∴
∵
∴
又∵
∴
在中,
在中,,
即:,解得.
当与相切时,的半径r为.
(3)如答图3,连接,,,作,
∵
∴
∵,,
∴
∵
∴,,
又∵
∴
又∵
∴
∴,
即.
【点睛】本题考查了圆的综合题型,涉及到了等腰三角形的性质、垂直平分线的判定、圆周角定理、平行线的性质与判定、全等三角形的性质与判定、同一个三角形的面积不变性、三角函数等知识点,解题的关键是能够正确作出辅助线,熟练运用各知识点.
变式6-3.(2024·上海崇明·模拟预测)如图,是的外接圆,于,交于点,
(1)求证:;
(2)连结并延长交于点,延长交于,连结交于点,若平分,
①若,,求的长.
②连结,若,,求:关于的函数关系式及其定义域
【答案】(1)证明见解析
(2)①;②
【分析】(1)延长交于点,连接,可得,由得,再根据等角的余角相等即可证明结论;
(2)①连接,结合(1)的结论先证明,进而可得,,得出是等腰三角形,由等腰三角形三线合一性质得,继而得到垂直平分,证明,,再利用,解三角形即可;
②利用角平分线性质和面积比得出,由,得出,继而求出,再根据比例性质即可得出函数解析式.
【详解】(1)证明:如图,延长交于点,连接,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴;
(2)解:如图,连接,
∵,
∴,
又∵平分,
∴,
由(1)得:,
∴,
∵,
∴,,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴,即点为的中点,
∴垂直平分,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,
∴,即:,
又∵,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∵是直径,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴;
②如图,连接,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∵平分,
∴点到、的距离相等,
设点到、的距离为,点到的距离为,
∴,
∴,
∴,
∵是的外接圆,,
∴在中,,
∴,
∴关于的函数关系式为.
【点睛】本题考查直角所对的圆周角是直角,同弧所对的圆周角相等,等腰三角形的判定和性质,垂直平分线的判定和性质,角平分线的性质,锐角三角函数的应用,相似三角形的判定与性质,勾股定理等知识点.利用相似三角形的性质和平行线进行等面积变换是解题的关键.
一、单选题
1.(24-25九年级下·上海·阶段练习)在中,,,,、分别是斜边上的高和中线,如果是以点为圆心,半径长为2的圆,那么下列判断正确的是( )
A.点、均在圆内 B.点在圆外,点在圆内
C.点、均在圆外 D.点在圆内,点在圆外
【答案】D
【分析】本题考查判断点和圆的位置关系,直角三角形斜边中线等于斜边一半,勾股定理等.根据题意先计算出斜边,继而得出,再根据等积法求出,再利用勾股定理求出,再逐一对选项进行分析继而得到本题答案.
【详解】解:∵中,,,,
∴,
∵、分别是斜边上的高和中线,
∴,
∴,解得:,
∴,
∵是以点为圆心,半径长为2的圆,
∴,,
∴点在圆内、点在圆外,
故选:D.
2.(24-25九年级下·上海虹口·阶段练习)如图,在矩形中,,,点P在对角线上,以点A为圆心,2为半径长作,以点P为圆心作,如果点C在内而点D在外,并且与外切,那么可以作为半径长的值是( )
A.3.5 B.4 C.4.5 D.5
【答案】C
【分析】本题考查了勾股定理和点和圆的位置关系,过点作,解题关键是求出、的长,再确定的半径的取值范围即可.
【详解】解:矩形中,,,则,,
由勾股定理可得:,
过点作,则,,
即,,
∴,,
令与交于点,设,则,,,
,,
∴,
∵点C在内而点D在外,并且与外切,
∴,即,
∴,
即的半径的取值范围为:,
故,四个选项中,只有4.5在该范围内,
故答案为:C.
二、填空题
3.(2025·上海徐汇·一模)如图,四边形中,,如果,且,那么的长是 (用含的式子表示).
【答案】
【分析】延长,过点D作,交的延长线于点H,证明A、B、C、D四点共圆,得出,证明为等腰直角三角形,得出,设,则,,根据勾股定理得出,求出,根据勾股定理得出,即,求出,即可得出答案.
【详解】解:延长,过点D作,交的延长线于点H,如图所示:
则,
∵,,
∴,
∴A、B、C、D四点共圆,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴为等腰直角三角形,
∴,
设,则,,
∵,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
∵,
∴,
整理得:,
即,
∴,(舍去),
∴,
∴.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了四点共圆,圆内角四边形的性质,勾股定理,等腰直角三角形的判定和性质,解题的关键是作出辅助线,熟练掌握圆内接四边形的判定和性质.
4.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,在梯形中,,,,,,点在边上,以为半径的交边于点,当四边形是一个等腰梯形,且与有公共点时,则的半径长的取值范围是 .
【答案】
【分析】作交于,过点作于点,设,则,所以,证明四边形是平行四边形,则,即,再证明,所以,即,求出,则,然后根据圆与圆的关系即可求解.
【详解】解:如图,作交于,过点作于点,
设,
∴,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,即,
∵四边形是等腰梯形,
∴,,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,即,
解得:,
即,
∴,
当两圆外切时, ,即(舍去),
当两圆内切时,,即(舍去),,
即两圆相交时,,
∴与有公共点时,的半径长的取值范围,
故答案为:.
【点睛】本题考查了梯形的性质,圆与圆的关系,垂径定理,平行四边形的性质,勾股定理,相似三角形的判定和性质,正确的作出辅助线是解题的关键.
5.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,已知,点A、B在射线上(点A在点O、B之间),半径长为4的与直线相切,半径长为10的与内含,那么的取值范围是
【答案】/
【分析】本题主要考查了圆与圆的位置关系、切线的性质、含30度角的直角三角形的性质等知识,熟练掌握圆与圆内含和相切的关系是解题关键.先根据圆的切线性质得到,则,根据圆与圆内含,得到,结合点A在点O、B之间即可求解.
【详解】解:设切点为点,
则由题意得,,
∵,
∴,
∵半径长为10的与内含,
∴,
∴,
∴,
∵点A在点O、B之间,
∴,
∴,
故答案为:.
6.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,在中,,点是边上的动点,以为圆心,为半径的与边的另一交点为,过点作的垂线,交于点.如果以为圆心,为半径的与有公共点,设的长为,那么的取值范围是 .
【答案】
【分析】本题考查了圆与圆的位置关系,相似三角形的判定和性质,圆周角定理等,分别求出与外切时的值及点与点重合时的值即可求解,正确画出图形是解题的关键.
【详解】解:如图,当与外切于点时,连接,设与相交于点,
∵,
∴,
∴,
∴
∵是的直径,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
当点与点重合时,此时与重合,则,
综上,的取值范围是,
故答案为:.
7.(2025·上海·模拟预测)如图,已知,是正六边形的两条对角线,点,分别为线段,上的点,且有,,若,,三点共线,则 .
【答案】/
【分析】此题考查的是正多边形与圆、相似三角形的判定与性质,正确作出辅助线是解决此题的关键.
设正六边形中心为,连接交于,连接、,由正六边形的性质可知,直线为正六边形的对称轴,由正多边形性质可得是等边三角形,设正六边形边长为,由正多边形的性质及勾股定理得,作于点,然后由相似三角形的判定与性质可得答案.
【详解】解:设正六边形中心为,连接交于,连接、,作于点,
由正六边形的性质可知,直线为正六边形的对称轴,
,,,,
是等边三角形,
设正六边形边长为,
,,
在中,,
,,
,
,
,
,
,
,
,
∴,
,
,
,,
,
,
,
,
,
解得负值舍去,
.
故答案为:.
8.(24-25九年级下·上海普陀·阶段练习)如图,已知的半径为5,点在上,将劣弧沿直线翻折,与弦交于点,那么弦的长为 .
【答案】
【分析】连接,连接并延长交于点E,连接,过点作于点F,先确定,由勾股定理得,可得,然后根据圆周角定理得到,继而得到点D、E为翻折前后的对应点,然后证明,再由等腰三角形的性质,结合解直角三角形即可求解.
【详解】解:连接,连接并延长交于点E,连接,过点作于点F,
∵为直径,
∴,
∵的半径为5,
∴,
∵
∴,,
∴,
∴,
∴,
∵翻折,
∴,
∴,
∴,
∴点E为点D关于的对称点,
∴由翻折得,,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题考查了折叠的性质,解直角三角形,圆周角定理,勾股定理,等腰三角形的性质,难度较大,方法不唯一,解题的关键在于辅助线的添加,合理利用圆的有关性质.
三、解答题
9.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,在中,,,,以边上一点为圆心,为半径的经过点,点为弧的中点.
(1)求的半径;
(2)连接,求的值.
【答案】(1)的半径为;
(2).
【分析】(1)连接交于点,由垂径定理、含的直角三角形特征推得且,再结合含的直角三角形特征、勾股定理得到,求解即可得到半径;
(2)连接、,由圆周角定理推得,解直角三角形求出,由即可得解.
【详解】(1)解:连接交于点,
点为弧的中点,即平分,
且,
,,,
,
,
,,
,,
即,
,
的半径为.
(2)解:连接、,
,,,
,
,
,
,
,
.
【点睛】本题考查的知识点是垂径定理、含的直角三角形特征、勾股定理解直角三角形、解一元二次方程、圆周角定理、解直角三角形、求正切值,解题关键是熟练掌握垂径定理、圆周角定理.
10.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,⊙和⊙相交于、两点,与交于点,的延长线交⊙于点,点为的中点,,连接.求证:;
【答案】见解析
【分析】本题考查了垂径定理,线段垂直平分线的判定与性质,全等三角形的判定与性质等知识,根据,,可判断垂直平分,根据垂径定理的推论可得,然后根据证明,最后根据全等三角形的性质即可得证.
【详解】证明:连接,,,
∵,,
∴,在的垂直平分线上,
∴垂直平分,
∴,
∵点为的中点,
∴,
在和中,
,
∴,
∴.
11.(24-25九年级下·上海·阶段练习)已知:⊙的直径,⊙与相交于点,D,⊙的直径与⊙相交于点,设⊙的半径为,的长为,
(1)如图,当点在线段上时,求关于的函数解析式,并写出定义域;
(2)当点在线段上时,如果的长为3,求公共弦的长;
【答案】(1)y关于x的函数解析式为,定义域为
(2)或
【分析】本题是三角形相似的高难度应用,难度较大,还需要进行分类讨论.
(1)连接利用三角形形似推导函数关系式;
(2)通过点B向弦作垂线段,利用与的关系,分两种情况点E在上,在上求解.
【详解】(1)解:连接,
∵的直径,
∴.
∵,,
∴.
∴,
∴
∵,
∴,
∴y关于x的函数解析式为,定义域为;
(2)解:作,垂足为M,
∵是的弦,
∴.
设两圆的公共弦与相交于H,则垂直平分.
∴
当点E在线段上时,,
∴,
∴,
∴.
当点E在线段上时,,
∴
∴.
∴.
12.(2023·上海闵行·二模)如图,在扇形中,点、在上,,点、分别在半径、上,,连接、.
(1)求证:;
(2)设点为的中点,连接、、,线段交于点、交于点.如果,求证:四边形是矩形.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)先证出,从而可得,再证出,根据全等三角形的性质即可得证;
(2)先证出,从而可得,再根据等腰三角形的三线合一可得,同理可得,根据平行线的判定可得,然后根据矩形的判定即可得证.
【详解】(1)证明:∵,
∴,即,
∴,
由圆的性质得:,
在和中,
,
∴,
∴.
(2)证明:由题意,画出图形如下:
∵点为的中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
由(1)已得:,
∴,即,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形,
又∵,
∴四边形是矩形.
【点睛】本题考查了弧与圆心角的关系、三角形全等的判定与性质、等腰三角形的三线合一、矩形的判定等知识,熟练掌握弧与圆心角的关系是解题关键.
13.(2025·上海徐汇·模拟预测)如图1所示的圆弧形混凝土管片是构成圆形隧道的重要部件.管片的横截面(阴影部分)是同心圆环的一部分,左右两边沿的延长线交于圆心,
(1)如图1,,的延长线交于圆心O,若甲组测得,,,求的长;
(2)如图2,有一混凝土管片放置在水平地面上,底部用两个完全相同的长方体木块固定,管片与地面的接触点L为弧的中点,若丙组测得,,求:该混凝土管片的外圆弧半径.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查相似三角形的判定与性质,垂径定理,熟练掌握相似三角形的判定与性质是解题的关键,
(1)由,,推出,即可证得,再根据相似三角形对应边成比例解答即可;
(2)连接、、、、与相交于点,由垂径定理可得,再结合勾股定理得到,据此解答即可.
【详解】(1)解:∵,,
∴,
∴,
∴,
设,则,
∴,
解得:,
经检验,是原方程的根,即.
答:的长为;
(2)解:如图,设圆心为点,连接、、、、与相交于点,
则,,
设外半径为,则,
在中,由勾股定理可得:,
即,
解得:,
答:该混凝土管片的外圆弧半径为.
14.(24-25九年级下·上海虹口·阶段练习)在中,,点P是边上一点,连接.
(1)如图1,如果,求证:;
(2)以点A为圆心,长度为半径作,交线段于点G.
①如图2,如果点G是的重心,求的值;
②如图3,连接并延长,交边于点D,如果平分,,,求的半径长.
【答案】(1)见详解
(2)①;②的半径长为
【分析】(1)过点C作于点D,由题意易证,则有,然后可由进行求证即可;
(2)①过点A作于点E,由题意易得,,,则可设,则有,,然后根据勾股定理及三角函数可进行求解;
②由题意易得,则有,过点G作于点Q,连接,然后可得,则有,,进而可得,最后根据相似三角形的性质及勾股定理可进行求解.
【详解】(1)证明:过点C作于点D,如图所示:
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴
(2)解:①过点A作于点E,如图所示:
∴,
∵点G是的重心,
∴是的中线,且,
∴,,
设,则有,,
∴在中,由勾股定理得:,
在中,由勾股定理得:,
∴;
②∵平分,
∴,
∵,且,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
过点G作于点Q,连接,如图所示:
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
设,则有,
∴,,
∴,
∴,
∴,
解得:(负根舍去),
∴,
即的半径长为.
【点睛】本题主要考查相似三角形的性质与判定、垂径定理、勾股定理、三角函数及三角形的重心,熟练掌握相似三角形的性质与判定、垂径定理、勾股定理、三角函数及三角形的重心是解题的关键.
15.(24-25九年级下·上海·阶段练习)已知,线段,以为直径作,点C是上一点,D是的中点,分别过D、C两点作于M点,于N点.
(1)当点N与O点重合时,求.
(2)设.当N在线段上时,求y关于x的函数关系时,并写出x的取值范围;
(3)当时,求的长度.
【答案】(1)
(2)
(3)为或
【分析】(1)根据题意可得此时,由D是的中点,可得,利用等腰三角形的性质可求出再构建一个含的直角三角形,利用三角形外角的性质结合等腰三角形的性质,利用余切的定义即可解答;
(2)连接交于点G,证明,利用勾股定理求出,得到,由,建立关系式化简即可得到关系式,再根据,N在线段上,当重合时,由临界点即可求出x的取值范围;
(2)分点N在上和点N在上,两种情况讨论,即可解答.
【详解】(1)解:如图,当点N与O点重合时,
∵,即,
∴,
∵D是的中点,
∴,
∵,
∴,
如图,构建一个含的直角三角形,,
∴,
在上取点,使得,则,
∴,
∴,
∴,
设,则,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:如图,连接交于点G,
∵D是的中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∵,即,
∴或(无解),
解得:,
∵N在线段上,当重合时,
由(1)知,
∴,
∴,
∴,
综上,,
∴y关于x的函数关系为;
(3)解:当点N在上时,如图,过点作于点H,
则,
∵,
∴,
∴,
设,
同理(2)得:,
∵,
∴,
∴,即,
令,则,
解得:或(舍去),
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴
∴;
当点N在上时,如图,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵D是的中点,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
∵,
∴;
综上,的长度为或.
【点睛】本题主要考查了圆周角定理,解直角三角形,余切的定义,动点函数关系式,全等三角形的判定和性质,等边三角形的判定与性质等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形和构造直角三角形解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题.
16.(24-25九年级下·上海普陀·阶段练习)如图-1,已知扇形的半径为,点是上动点,点是中点,与交于点,点为线段上一点,且,射线交半径于点,设.
(1)如图-2,当时,求证:;
(2)求的正切值(用关于的代数式表示);
(3)当为以为腰的等腰三角形时,求的值.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【分析】(1)根据垂径定理推论得到,而,然后得到,再证明即可;
(2)延长至点,使得,连接,根据三角形中位线得到,那么,,,则;
(3)过点P作平行线交延长线于点E,先确定当为以为腰的等腰三角形时,只有,根据平行线加角平分线得到,可得,则,那么,而,则在中,,而,故设,则,则由勾股定理得,整理得,,即可求解.
【详解】(1)解:如图:
∵点是中点,过圆心,
∴,点C为中点,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)解:延长至点,使得,连接,
由(1)得点C为中点,
∴为中位线,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴
∵,
∴,
∴;
(3)解:过点P作平行线交延长线于点E,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴当为以为腰的等腰三角形时,只有,
∵,,
∴,,
∴,
∴
∴,
∴,
∵,
∴,
∴在中,
∵,
∴设,则,
∴由勾股定理得,,
∴,
整理得,,
解得:(舍负),
∴.
【点睛】本题考查了垂径定理,相似三角形的判定与性质,解直角三角形,三角形的中位线定理,等腰三角形的判定与性质,勾股定理等知识点,难度较大,综合性强,熟练掌握知识点,正确构造平行线得到相似三角形是解题的关键.
17.(2024·上海虹口·二模)在梯形中,,点E在射线上,点F在射线上,连接相交于点P,.
(1)如图①,如果,点E、F分别在边上.求证:;
(2)如图②,如果,,,.在射线的下方,以为直径作半圆O,半圆O与的另一个交点为点G.设与弧的交点为Q.
①当时,求和的长;
②当点Q为弧的中点时,求的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)①;②
【分析】(1)根据平行线的性质以及三角形外角的性质证明即可得证;
(2)①过作于,连接,根据锐角三角函数的定义,求出的长,从而求得和的长,根据勾股定理求出的长,从而得到的三角函数值,进而求得的长,然后根据,推出和相似,从而求出的长即可;
②过点作于,根据垂径定理以及勾股定理求出的三角函数值,然后用表示出的长,即可求出的长度.
【详解】(1)证明:∵,
,
又,
,
,
;
(2)解:①过作于,连接,如图:
,
,
,
,
,
又,
,
,
,
,
又,
,
,
,
,
,
∴四边形为矩形,
,
,
,
又,
,
在中,,
,
∵为直径,
,
,
,
,
;
②过点作于,连接,如图:
是的中点,
,,
,
,
设,
,
,
,
设,
,
,
,
,
设,则,
,
在中,,
,
,
,
.
【点睛】本题主要考查了圆的综合题,综合运用三角函数的定义、垂径定理、相似三角形的性质和判定、矩形的性质和判定、勾股定理以及平行线的性质等知识点,掌握以上知识点是本题解题的关键.
18.(2024·上海·模拟预测)已知,为的直径,内接于,交于点E,.
(1)设:为x,为y,求:y关于x的函数解析式及其定义域;
(2)如图2,点F在弧上,连接,,,,点G在上,连接,若,求:的值;
(3)如图3,在(2)的条件下,点H在弧上,连接,,分别交,于K,Q两点,,若,,若为和m的比例中项,求m的值.
【答案】(1);
(2);
(3).
【分析】(1)连接,由题意易得,设,然后可得,进而问题可求解;
(2)连接,令交于点I,由题意易得,则有,然后可得,进而问题可求解;
(3)延长交延长线于点M,由题意易证,,过点F作于T,则,设,,过点A作于N,得等腰,,过点B作于S,得等腰,过点D作,然后根据相似三角形的性质及勾股定理可进行求解.
【详解】(1)解:连接,如图所示:
∵为的直径,
∴,
设,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
∵,
∴,
∴,
∵为x,为y,,,
∴;
(2)解:连接,
∵为的直径,,
设,则,
∵,
∴,
∵,
∴,
则,
∴,等腰,
∵,
∴,
∴,
∴,
令交于点I,
∵,,
又∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:延长交延长线于点M,
∵,
∴,
又∵,
,
∴,
∴,,
在四边形中,,,
∴平分,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
∴,等腰,
过点F作于T,则,
∵,设,,
则,在等腰中,,
设,则,
在中,勾股得
,
∵,
∴,
∴,
∴,,
在等腰中,,
∴,,
∴,
,
∴,
在中,
解,可得,
过点A作于N,得等腰,,
∵,设,,
则,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,,
在中,勾股得,
过点B作于S,得等腰,
∴,
∴,
在和中,,,
∴,
∴,,
,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,,
,,
∴,
∵,
∴,
过点D作,
∴,,
在中,,
在中,,
设,,,勾股得,
∴,
解得,(舍),
∴,,
,,
解得,
∴,,
∴.
∵为和m的比例中项,
∴.
【点睛】本题主要考查圆的综合问题,三角函数的定义,解直角三角形,相似三角形的性质与判定,勾股定理及全等三角形的性质与判定,熟练掌握圆的基本性质及相似三角形的性质与判定是解题的关键.
19.(2024·上海普陀·三模)已知内接于,为的直径,为的中点,连接交于点.
(1)如图,求的值;
(2)如图,点在上,连接,,,交于点,若,求证;
(3)如图,在()的条件下,点在上,过点作,交于点.,过点作,垂足为,连接,,,点在的延长线上,连接,过点T作,交的延长线于点,若,请直接写出圆半径的长.
【答案】(1);
(2)证明见解析;
(3).
【分析】()连接,根据为的中点,可得,再根据中位线定理得出结论;
()连接,先证得,再根据得,根据即可得出结论;
()连接,先证,再证四边形是矩形,过作垂足为S,先证出,再能够证出从而,得到等腰直角,利用三角函数求出,再根据求出,最后用勾股定理求出答案即可.
【详解】(1)证明:如图,连接,
∵为的中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴是的中位线,
∴;
(2)证明:如图,连接,
设,
∵,,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
(3)解:连接,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∵是的直径,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,
∴,
过点A作垂足为S,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵是的直径,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴圆半径的长.
【点睛】本题是圆的综合题,考查圆的有关知识、全等三角形的判定与性质、三角形中位线定理、垂径定理、三角函数、勾股定理、圆周角定理等知识,构造辅助线解决问题是解题关键.
20.(2024·上海金山·三模)已知:以为直径的中,弦,垂足为,,.
(1)如图,求的周长;
(2)如图,为优弧上一动点(不与、、三点重合),为半径的中点,连接,若,弧的长为,求与之间的函数关系式,并写出的取值范围;
(3)如图,在(2)的条件下,过点作于点,连接,当时,求的长,并判断以为直径的圆与直线的位置关系.
【答案】(1)
(2)()
(3),以为直径的圆与直线的位置关系为相交
【分析】(1)连接,设,则,根据垂径定理,得,利用勾股定理,得,求得x,继而计算的周长.
(2)根据,得到,结合为半径的中点,得到,继而得到,,根据,利用弧长公式计算解答即可.
(3)当点P在上时,过点M作于点H,过点O作于点G,证明四边形是矩形,,设,结合,得到,利用勾股定理,得,即得;当点P在上时,同理可证.
【详解】(1)解:如图,连接,设,则,
根据垂径定理,得,
根据勾股定理,得,
解得
∴的周长为.
(2)解:∵,
∴,
∵为半径的中点,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
根据(1)得,,
∴当P与D重合时,,
∴是等边三角形,
∴
∴.
故,且.
(3)解:当点P在上时,过点M作于点H,过点O作于点G,
∵,,,
∴四边形是矩形,
∴,
∵,,
∴,
∴
∴,
∵为半径的中点,
∴,
∴,
∴,;
设,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
根据勾股定理,得,
∴,
解得,
∴,
∴;
过点M作于点K,
根据直角三角形的斜边大于任何一条直角边,得,
故满足,
∴以为直径的圆与直线的位置关系是相交.
同理可证,当点P在上时,结论不变,且依然成立.
【点睛】本题考查了垂径定理,勾股定理,三角形相似的判定和性质,解直角三角形的应用,直线与圆的位置关系,直角三角形的性质,熟练掌握垂径定理,三角形相似的判定和性质,解直角三角形的应用,直线与圆的位置关系是解题的关键.
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易错09 圆中的几何综合
易错陷阱一:垂径定理应用错误
一、垂径定理内容
垂直于弦的直径平分弦且平分这条弦所对的两条弧。
二、常见错误情形及原因
(1)对定理条件理解不深,非直径的线段垂直弦时误用垂径定理。
(2)计算弦长、半径等时,未结合勾股定理,或公式运用错误。
易错提醒
(1)牢记定理条件:必须是直径垂直于弦。
(2)计算时,利用垂径定理构造直角三角形,结合勾股定理求解。
例1.(2022·上海·中考真题)如图所示,小区内有个圆形花坛O,点C在弦AB上,AC=11,BC=21,OC=13,则这个花坛的面积为 .(结果保留)
易错警示:
1.垂径定理应用错误:作后,不能正确利用垂径定理得到, 进而在计算长度时出错。
2勾股定理计算错误:在和中运用勾股定理计算和时,出现平方运算、开方运算等错误,导致半径计算错误,最终花坛面积计算错误。
变式1-1.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,是以为底边的等腰三角形,点为的外心,连接,交于点.若,则的长为 .
变式1-2.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,在中,半径垂直于弦,垂足为点.如果,那么 .
变式1-3.(24-25九年级下·上海青浦·阶段练习)如图,在中,长度为的弦与直径交于点,已知,且.
(1)求证:;
(2)求的半径长.
变式1-4.(24-25九年级下·上海普陀·阶段练习)如图,点A、、、在上,,点为中点,点平分,交于点.
(1)求证:;
(2)如果,求的半径.
易错陷阱二:圆周角定理及推论混淆
一、圆周角定理及推论
(1)定理:同弧所对的圆周角等于圆心角的一半。
(2)推论:直径所对的圆周角是直角;同弧或等弧所对的圆周角相等。
二、常见错误情形及原因
(1)混淆推论,如误将圆内非直径的弦所对直角当作直径推论。
(2)计算角度时,未找准同弧对应的圆周角或圆心角。
易错提醒
(1)明确定理和推论的前提条件,仔细辨别角的位置和所对弧。
(2)利用圆周角与圆心角关系时,确保是同弧所对。
例2.已知在中,弦的长等于半径的倍,则弦所对的圆周角为 .
易错警示:
1.垂径定理及三角函数应用错误:作后,利用垂径定理得到时出错;在计算的值时,边的比例关系对应错误,导致度数计算错误。
2.圆周角定理及圆内接四边形性质应用错误:由利用圆周角定理求时出错;在利用圆内接四边形对角互补求时,逻辑混乱,计算错误,或者遗漏圆内接四边形中另一个圆周角的情况。
变式2-1.如图,在中,弦与半径交于点,连接,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
变式2-2.如图,是的直径,点D在的延长线上,切于点C,若,则的度数为 .
变式2-3.如图,点,,在圆上,若弦的长度等于圆半径的倍,则的度数是 .
易错陷阱三:圆与圆的位置关系判断出错
一、圆与圆的位置关系及判定方法
圆与圆的位置关系有外离、外切、相交、内切、内含。设两圆的半径分别为和, 圆心距为, 则: 外离:; 外切:; 相交:;
内切:; 内含:(当时为同心圆)。
二、常见错误情形及原因
1.概念理解错误:对不同位置关系的概念模糊,比如混淆外切和内切的定义,导致判断错误;或者没有考虑到时同心圆属于内含的特殊情况。
2.计算错误:在计算圆心距或者两圆半径时出现失误,进而根据位置关系的数量判定条件得出错误结论。
3.条件运用错误:没有准确使用两圆位置关系的数量判定条件,如在判断相交时,错误地认为只要即可,忽略了还需满足。
易错提醒
(1)牢记圆与圆位置关系的概念和对应的数量判定条件,通过对比记忆加深理解。
(2)计算圆心距和半径时仔细认真,反复检查计算结果。
(3)运用判定条件时,严格按照条件要求逐一核对,确保判断准确。
例3-1.(2024·上海·中考真题)在中,,,,点在内,分别以为圆心画,圆半径为1,圆半径为2,圆半径为3,圆与圆内切,圆与圆的关系是( )
A.内含 B.相交 C.外切 D.相离
易错警示:
1.圆的内切性质运用错误:根据圆与圆内 切求圆心距时出错,对圆内切时圆心距与两圆半径的关系(理解有误。
2.圆与圆位置关系判定错误:计算圆与圆圆心距的 最大值后,与两圆半径之和比较时出错,对圆相交的判定条件运用不当,从而错误判断两圆位置关系。
例3-2.(2023·上海·中考真题)在中,点D在边上,点E在延长线上,且,如果过点A,过点D,若与有公共点,那么半径r的取值范围是 .
易错警示:
1:勾股定理计算错误:在计算和
时,出现平方运算、开方运算失误。
2.圆与圆位置关系不等式建立错误:根据与有公共点建立不等式组时,对两圆位置关系对应的数量关系理解有误,导致不等式列错。
3.二次函数与不等式求解错误:在求解不等式时,解方程出错,或者根据二次函数图象确定不等式解集时出错。
变式3-1.(24-25九年级下·上海徐汇·阶段练习)已知与内切,的半径为2,的长等于6,那么的半径等于 .
变式3-2.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,的外接的半径为5,,点P为BC的中点,以点P为圆心作,若与相切,则的半径为 .
变式3-3.(2024·上海浦东新·二模)如图,在中,,,.点D在边上,且,交边于点E,那么以E为圆心,为半径的和以D为圆心,为半径的的位置关系是( )
A.外离 B.外切 C.相交 D.内含
变式3-4.(2023·上海虹口·二模)如图,在矩形中,对角线与相交于点,,.分别以点、为圆心画圆,如果与直线相交、与直线相离,且与内切,那么的半径长的取值范围是( )
A. B. C. D.
易错陷阱四:切线性质与判定出错
一、切线性质与判定
(1)性质:切线垂直于过切点的半径。
(2)判定:经过半径外端且垂直于该半径的直线是切线。
二、常见错误情形及原因
(1)判定切线时,遗漏 “半径外端” 条件,仅知垂直于半径就判定。
(2)运用性质时,未确定切点与半径的对应关系。
易错提醒
判定切线严格满足 “过半径外端且垂直”;运用性质时,先找切点与半径。
例4.(2025·上海·模拟预测)如图,在中,,以边为直径作交于点,过点作于点,,的延长线交于点.
(1)求证:是的切线;
(2)若,且,求的半径与线段的长.
易错警示:
1.
等腰三角形及圆的性质运用错误:由推导,
以及由推导时出错,对等腰三角形等边对等角性质理解不深;在利用这些角的关系推导时,逻辑不清晰。
2.
切线判定定理应用错误:证明后,对圆的切线判定定理
(经过半径外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线)理解有误,没有明确是半径这一条件,导致不能正确得出是的切线。
变式4-1.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,是的直径,弦与相交于点E.点D为的中点,过点D作,交的延长线于点F.
(1)试判断直线与的位置关系,并说明理由;
(2)若,求的半径.
变式4-2.(2024·上海嘉定·三模)如图,是的直径,连接交于点,连接、,使得.
(1)试判断与的位置关系并说明理由
(2)若点是的中点,与交于点,求证:.
变式4-3.(2024·上海·模拟预测)如图,在菱形中,于,以为直径的分别交,于点,,连接.
(1)求证:是的切线;
(2)若,,求.
易错陷阱五:圆与相似三角形综合出错
一、综合应用要点
利用圆中圆周角相等、弧相等推导角的关系,进而判定相似三角形。
二、常见错误情形及原因
(1)找相似三角形时,对应角、边关系错乱,如忽略圆周角对应顺序。
(2)列比例式时,未按相似三角形对应边成比例计算。
易错提醒
(1)仔细分析圆中角的关系(如同弧所对圆周角相等),确定相似三角形对应元素。
(2)列比例式后,检查对应边是否匹配。
例5.(2023·上海·中考真题)如图(1)所示,已知在中,,在边上,点为边中点,为以为圆心,为半径的圆分别交,于点,,联结交于点.
(1)如果,求证:四边形为平行四边形;
(2)如图(2)所示,联结,如果,求边的长;
(3)联结,如果是以为腰的等腰三角形,且,求的值.
易错警示:
(1)问易错分析
1.等腰三角形性质运用不熟练,角的等量代换出错,不能顺利推出。
2.对三角形中位线判定及性质理解有误,无法正确判定是中位线并推出.
(2)问易错分析
1.角的等量关系梳理不清,不能准确证明。
2.利用勾股定理和相似三角形性质列方程求解时,计算错误,如方程求解出错。
(3)问易错分析
1.对等腰三角形以为腰的分类讨论不全或情况分析错误。
2.相似三角形判定和性质运用混乱,对应边比例关系找错,计算时出错。
变式5-1.(2024·上海·模拟预测)如图,AB是⊙O的弦,C是弦AB上一点,且BC:CA=2:1,连接OC并延长交⊙O于D,若DC=2cm,OC=3cm,则圆心O到弦AB的距离为( )
A. B. C. D.
变式5-2.如图1,是圆O的直径,点C在圆O上,点D是的中点,,的延长线交于点E,为圆O的切线,交于点F,.
(1)证明:;
(2)若,设,,求;
(3)如图2,延长与交于点N,若,,求的长.
变式5-3.(2024·上海虹口·三模)如图1,为半圆O的直径,C为延长线上一点,切半圆于点D,,交延长线于点E,交半圆于点F,已知.
(1)求的值
(2)如图2,连接,P为线段上一点,过点P作的平行线分别交,于点M,N,交圆O于点K,过点P作于点H.设.
①求y关于x的函数解析式及其定义域;
②延长交半圆O于点Q,求当x为何值时的值最大时,并求出最大值.
变式5-4.(2024·上海·三模)新定义:如果一个三角形中有两个内角,满足,那我们称这个三角形为“近直角三角形”.
(1)若是“近直角三角形”,,,则______度;
(2)如图1,在中,,,.若是的平分线,在边上是否存在点(异于点),使得是“近直角三角形”?若存在,请求出的长;若不存在,请说明理由.
(3)如图2,在中,,点为边上一点,以为直径的圆交于点,连接交于点,若为“近直角三角形”,且,,求的值.
变式5-5.(2024·上海·中考真题)在梯形中,,点E在边上,且.
(1)如图1所示,点F在边上,且,联结,求证:;
(2)已知;
①如图2所示,联结,如果外接圆的心恰好落在的平分线上,求的外接圆的半径长;
②如图3所示,如果点M在边上,联结、、,与交于N,如果,且,,求边的长.
易错陷阱六:圆与三角函数综合出错
一、综合应用要点
在圆中构造直角三角形,利用三角函数求边或角。
二、常见错误情形及原因
(1)未正确构造直角三角形,如错把弦长当直角边,未利用半径或直径。
(2)三角函数值与边的关系混淆,计算错误。
易错提醒
(1)借助圆的性质(如直径所对圆周角是直角)构造直角三角形。
(2)明确三角函数定义,找准对应边与角。
例6.(2024·上海·模拟预测)如图,为等腰三角形的外接圆,,延长交于点D,过点C作的垂线,交于点E,交于点F,交于点G,交过点A且与平行的直线于点H,连结.
(1)判断与的位置关系,并说明理由;
(2)若,求和的大小;
(3)若,,求的长.
易错警示:
(1)问易错分析
·等腰三角形性质运用不熟练,不能由推出。
·切线判定定理应用错误,没有明确是半径,或不能由得出是切线。
(2)问易错分析
·等腰三角形三线合一及角度计算错误,由推导等角度出错。
·圆周角定理应用错误,不能根据同弧所对圆周角相等得出。
(3)问易错分析
三角函数及勾股定理计算错误,根据计算边的长度时出错,或利用勾股定理列方程求解边长时失误。 ·方程求解错误,在求解关于和的方程时,出现计算错误,如合并同类项、开方运算错误。
变式6-1.(2024·上海杨浦·模拟预测)如图,在中,是的直径,是的弦且与交于点E(E不与O重合),,点F在弧上,连接交于点H,交于点G.
(1)如图1,设为x,为y,求:y关于x的函数解析式及其定义域;
(2)如图2,过点B作于点N,交于点M,求证:;
(3)如图3,在(2)的条件下,延长至点Q,连接并延长交的延长线于点P,若,,,请直接写出的值.
变式6-2.(2024·上海普陀·模拟预测)在中,于点D,P是边上(与点A,C不重合)的动点,连接PB交于点M,过C,P,M三点作交的延长线于点N,连接.
(1)求证:;
(2)如图2,连接,若与相切,求此时的半径r;
(3)在点P的运动过程中,设线段长为y,圆半径为r,求y关于r的函数解析式及其定义域
变式6-3.(2024·上海崇明·模拟预测)如图,是的外接圆,于,交于点,
(1)求证:;
(2)连结并延长交于点,延长交于,连结交于点,若平分,
①若,,求的长.
②连结,若,,求:关于的函数关系式及其定义域
一、单选题
1.(24-25九年级下·上海·阶段练习)在中,,,,、分别是斜边上的高和中线,如果是以点为圆心,半径长为2的圆,那么下列判断正确的是( )
A.点、均在圆内 B.点在圆外,点在圆内
C.点、均在圆外 D.点在圆内,点在圆外
2.(24-25九年级下·上海虹口·阶段练习)如图,在矩形中,,,点P在对角线上,以点A为圆心,2为半径长作,以点P为圆心作,如果点C在内而点D在外,并且与外切,那么可以作为半径长的值是( )
A.3.5 B.4 C.4.5 D.5
二、填空题
3.(2025·上海徐汇·一模)如图,四边形中,,如果,且,那么的长是 (用含的式子表示).
4.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,在梯形中,,,,,,点在边上,以为半径的交边于点,当四边形是一个等腰梯形,且与有公共点时,则的半径长的取值范围是 .
5.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,已知,点A、B在射线上(点A在点O、B之间),半径长为4的与直线相切,半径长为10的与内含,那么的取值范围是
6.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,在中,,点是边上的动点,以为圆心,为半径的与边的另一交点为,过点作的垂线,交于点.如果以为圆心,为半径的与有公共点,设的长为,那么的取值范围是 .
7.(2025·上海·模拟预测)如图,已知,是正六边形的两条对角线,点,分别为线段,上的点,且有,,若,,三点共线,则 .
8.(24-25九年级下·上海普陀·阶段练习)如图,已知的半径为5,点在上,将劣弧沿直线翻折,与弦交于点,那么弦的长为 .
三、解答题
9.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,在中,,,,以边上一点为圆心,为半径的经过点,点为弧的中点.
(1)求的半径;
(2)连接,求的值.
10.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,⊙和⊙相交于、两点,与交于点,的延长线交⊙于点,点为的中点,,连接.求证:;
11.(24-25九年级下·上海·阶段练习)已知:⊙的直径,⊙与相交于点,D,⊙的直径与⊙相交于点,设⊙的半径为,的长为,
(1)如图,当点在线段上时,求关于的函数解析式,并写出定义域;
(2)当点在线段上时,如果的长为3,求公共弦的长;
12.(2023·上海闵行·二模)如图,在扇形中,点、在上,,点、分别在半径、上,,连接、.
(1)求证:;
(2)设点为的中点,连接、、,线段交于点、交于点.如果,求证:四边形是矩形.
13.(2025·上海徐汇·模拟预测)如图1所示的圆弧形混凝土管片是构成圆形隧道的重要部件.管片的横截面(阴影部分)是同心圆环的一部分,左右两边沿的延长线交于圆心,
(1)如图1,,的延长线交于圆心O,若甲组测得,,,求的长;
(2)如图2,有一混凝土管片放置在水平地面上,底部用两个完全相同的长方体木块固定,管片与地面的接触点L为弧的中点,若丙组测得,,求:该混凝土管片的外圆弧半径.
14.(24-25九年级下·上海虹口·阶段练习)在中,,点P是边上一点,连接.
(1)如图1,如果,求证:;
(2)以点A为圆心,长度为半径作,交线段于点G.
①如图2,如果点G是的重心,求的值;
②如图3,连接并延长,交边于点D,如果平分,,,求的半径长.
15.(24-25九年级下·上海·阶段练习)已知,线段,以为直径作,点C是上一点,D是的中点,分别过D、C两点作于M点,于N点.
(1)当点N与O点重合时,求.
(2)设.当N在线段上时,求y关于x的函数关系时,并写出x的取值范围;
(3)当时,求的长度.
16.(24-25九年级下·上海普陀·阶段练习)如图-1,已知扇形的半径为,点是上动点,点是中点,与交于点,点为线段上一点,且,射线交半径于点,设.
(1)如图-2,当时,求证:;
(2)求的正切值(用关于的代数式表示);
(3)当为以为腰的等腰三角形时,求的值.
17.(2024·上海虹口·二模)在梯形中,,点E在射线上,点F在射线上,连接相交于点P,.
(1)如图①,如果,点E、F分别在边上.求证:;
(2)如图②,如果,,,.在射线的下方,以为直径作半圆O,半圆O与的另一个交点为点G.设与弧的交点为Q.
①当时,求和的长;
②当点Q为弧的中点时,求的长.
18.(2024·上海·模拟预测)已知,为的直径,内接于,交于点E,.
(1)设:为x,为y,求:y关于x的函数解析式及其定义域;
(2)如图2,点F在弧上,连接,,,,点G在上,连接,若,求:的值;
(3)如图3,在(2)的条件下,点H在弧上,连接,,分别交,于K,Q两点,,若,,若为和m的比例中项,求m的值.
19.(2024·上海普陀·三模)已知内接于,为的直径,为的中点,连接交于点.
(1)如图,求的值;
(2)如图,点在上,连接,,,交于点,若,求证;
(3)如图,在()的条件下,点在上,过点作,交于点.,过点作,垂足为,连接,,,点在的延长线上,连接,过点T作,交的延长线于点,若,请直接写出圆半径的长.
20.(2024·上海金山·三模)已知:以为直径的中,弦,垂足为,,.
(1)如图,求的周长;
(2)如图,为优弧上一动点(不与、、三点重合),为半径的中点,连接,若,弧的长为,求与之间的函数关系式,并写出的取值范围;
(3)如图,在(2)的条件下,过点作于点,连接,当时,求的长,并判断以为直径的圆与直线的位置关系.
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