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专题练测14 内心与外心的相关结论及应用
2025中考
长沙 数学
B
1.如图,点O为△ABC的外心,点I为△ABC的内心,若∠BOC=140°,则∠BIC的度数为 ( )
A.110°
B.125°
C.130°
D.140°
2
2.如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=3,BC=4,∠BAC,∠ACB的平分线相交于点E,过点E作EF∥AC交BC于点F,则EF的长为( )
A. B.
C. D.
D
3.如图,在矩形ABCD中,E,F分别是AB,AD的中点,连接AC,EC,EF,FC,且EC⊥EF.
(1)求证:△AEF∽△BCE;
(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠EAF=∠CBE=90°.
∴∠AEF+∠AFE=90°.
∵EC⊥EF,∴∠FEC=90°.
∴∠AEF+∠BEC=90°.∴∠AFE=∠BEC.
∵∠EAF=∠CBE=90°,∴△AEF∽△BCE.
(2)若AC=2,求AB的长;
(2)解:∵四边形ABCD是矩形,∴AD=BC.
∵E,F分别是AB,AD的中点,
∴AE=BE=AB,AF=AD.
设AE=x,AF=y,则BE=x,AB=2x,BC=AD=2y.
∵△AEF∽BCE,
∴.∴.∴x2=2y2①.
∵∠B=90°,∴AB2+BC2=AC2.
∴(2x)2+(2y)2=(2)2.∴x2+y2=3②.
由①②,得(舍去)或(舍去)或(舍去)或
∴AE=,AF=1.
∵E是AB的中点,∴AB=2AE=2.
(3)在(2)的条件下,求出△ABC的外接圆圆心与△CEF的外接圆圆心之间的距离.
(3)解:如图,∵∠CEF=90°,
∴△CEF是直角三角形.
∴△CEF的外接圆的圆心是斜边CF的中点,记作点M.
∴CM=FM.
∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC,∠ABC=90°.
∴△ABC是直角三角形.
∴△ABC的外接圆的圆心是斜边AC的中点,记作点N.∴AN=CN.
∵CM=FM,∴MN=AF.由(2)知,AF=1,
∴MN=AF=.
即△ABC的外接圆圆心与△CEF的外接圆圆心之间的距离为.
4.(2020·长沙)如图,半径为4的☉O中,弦AB的长度为4,C是劣弧上的一个动点,D是弦AC的中点,E是弦BC的中点,连接DE,OD,OE.
(1)求∠AOB的度数;
解:(1)过点O作OH⊥AB于点H.
∵OA=OB=4,OH⊥AB,AB=4,
∴AH=HB=AB=2,∠AOH=∠BOH.
∴sin ∠AOH=.∴∠AOH=60°.
∴∠AOB=2∠AOH=120°.
(2)当点C沿着劣弧从点A开始,逆时针运动到点B时,求△ODE的外心P所经过的路径的长度;
(2)如图1,连接OC,取OC的中点P,连接DP.
∵OA=OC=OB,AD=DC,CE=EB,
∴OD⊥AC,OE⊥CB.∴∠ODC=∠OEC=90°.
∴O,D,C,E四点共圆,OC是直径.
∴OC的中点P是△OED的外接圆的圆心.
∴OP=OC=2.∴点P在以O为圆心,2为半径的圆上运动.
∵∠AOB=120°,∴点P所经过的路径的长度为.
(3)分别记△ODE,△CDE的面积为S1,S2,当=21时,求弦AC的长度.
(3)当点C靠近点A时,AC<BC.
如图2,连接OC交AB于点J,过点O作OH⊥AB于点H,
过点C作CK⊥AB于点K.
∵AD=CD,CE=EB,∴DE∥AB,AB=2DE.
∴△CDE∽△CAB.
∴=()2=.∴S△ABC=4S2.
∵S△ADO=S△ODC,S△OBE=S△OEC,
∴S四边形ODCE=S四边形OACB=(S△ABC+S△AOB).
∴S1+S2=(4S2+4)=2S2+2.∴S1=S2+2.
∵=21,∴+4S2+12-=21.∴S2=.
∴S△ABC=3AB·CK.∴CK=.
∵OH⊥AB,CK⊥AB,∴OH∥CK.∴△CKJ∽△OHJ.∴.
∴.
∴CJ=×4=,OJ=×4=.
∴JK=,
JH=.∴KH=.
∴AK=AH-KH=2.
∴AC=;
当点C靠近点B时,AC>BC.
同理可得AC=.
综上所述,弦AC的长度为±.
本讲内容结束
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