内容正文:
加练13 圆的性质综合题
类型1 圆的性质综合题
1.如图,点A,B,C在⊙O上,CO⊥AB于点G,交⊙O于点E,连接AC.BD⊥AC于点D,BD与CE相交于点F.
(1)求证:BF=BE;
(2)若AB=8,BF=5,求⊙O的半径.
2.如图,以△ABC的边AB为直径的⊙O交BC边于点D,交CA的延长线于点E,且∠C=∠E.
(1)求证:BD=CD;
(2)若AC=4,,求阴影部分的面积.
3.如图,在△ABC中,AB=AC=6,∠BAC=40°,以边AB为直径的⊙O与边AC、BC分别交于点D、E.
(1)求证:CE=BE;
(2)求的长.
4.如图,△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O交AC,BC分别于点E,D两点,连接ED,BE.
(1)求证:.
(2)若BC=6.AB=5,求BE的长.
5.如图,AB是半圆O的直径,C,D是半圆上的点,CD=CB,过点C作CE⊥AB于点E,连接OC,BD相交于点F.
(1)求证:△OCE≌△OBF;
(2)若,BD=8.求OA的长.
6.如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,DB平分∠ADC,连接OC,OC⊥BD.
(1)求证:AB=BC;
(2)若∠A=66°,求∠ADB的度数.
7.如图,圆内接四边形ABCD的对角线AC,BD交于点E,BD平分∠ADC,∠ABD=∠CAD.
(1)求∠BAD的大小;
(2)过点C作CF∥AB交AD的延长线于点F.若AC=AB,DF=3,求圆的半径.
8.如图,△ABC是⊙O的内接三角形,AB是直径,AD平分∠BAC,交BC于点E,交⊙O于点D,连接BD,AE=3,DE=1.
(1)求证:∠ABD=∠BED;
(2)求BD的长;
(3)若∠AEB=126°,求阴影部分的面积(结果保留π).
9.如图,已知⊙O的半径为2,弦CD⊥直径AB,垂足为点E,点F在上(不与点A,点C重合),连接AF,AC,AD,FC.
(1)求证:AC=AD.
(2)若.
①求∠ACD的度数.
②当FC∥AD时,求的长.
10.如图,AB是⊙O的直径,弦AC=OA,点D在上,点E是CD中点,连接AD分别交OC,OE于点F,G.
(1)请直接写出∠AOC与∠EGD的度数;
(2)求证:△ACF∽△OGF;
(3)△AFC,△ODG的面积分别记为S1,S2.若CF=2OF,求的值.
类型2 圆切线的性质及相关计算
1.如图,已知△ABD内接于⊙O,以A、B、D为顶点在△ABD上方作▱ABCD,且边CD与⊙O相切于点D,连接DO并延长交AB于点E,对角线AC与BD相交于点F.
(1)求证:∠DAB=∠DBA;
(2)若⊙O的半径r=6,,求▱ABCD的面积.
2.如图,已知△ABC内接于⊙O,AB是⊙O的直径,点E在上,过E作⊙O的切线,交AB的延长线于点F,若∠BEF=∠CAE.
(1)求证:AE平分∠BAC;
(2)若BF=10,EF=20,求AC的长.
3.如图,AB是⊙O的直径,C为⊙O上一点,D为弧AC的中点,过D点作DE⊥AB于点E,交过C点的切线于点F,交弦AC于点G,连接CD.
(1)求证:FC=FG;
(2)若DC∥AB,AB=4,求弧CD的长.
4.如图,点C是的中点,直线EF与⊙O相切于点C,直线AO与切线EF相交于点E,与⊙O相交于另一点D,连接AB,CD.
(1)求证:AB∥EF;
(2)若∠DEF=3∠D,求∠DCF的度数.
5.如图,AB是⊙O的直径,CD是⊙O的一条弦,CD⊥AB,直线CE为⊙O的切线,CE交AB的延长线于点E,连接DB、BC、CA.
(1)求证:∠BDC=∠BCE;
(2)连接DO,延长DO交AC于点F,延长DB交CE于点G.当F为AC的中点时,求证:DG⊥CE;
(3)若⊙O的半径为6,在(2)的条件下,求图中阴影部分面积.
6.如图,BD是⊙O的直径,弦BC与OA相交于点E,AF与⊙O相切于点A,交BD的延长线于点F,∠F=30°,∠BAC=120°,BC=10.
(1)求∠ACB的度数;
(2)求AC的长度;
(3)判定四边形AFBC的形状,并证明你的结论.
类型3 圆切线的判定及相关计算
1.如图,△ABC是等腰直角三角形,∠ACB=90°,点O为AB的中点,⊙O与AC相切于点D,连接CO交⊙O于点E.
(1)判断CB所在直线与⊙O的位置关系,并说明理由.
(2)若⊙O的半径为2,求的长.(结果保留π)
2.如图,⊙O是△ABC的外接圆,AD是⊙O的直径,F是AD延长线上一点,连接CD,CF,且∠DCF=∠CAD.
(1)求证:CF是⊙O的切线;
(2)若⊙O的半径为5,sinB,求FD的长.
3.如图,△ABC是⊙O的内接三角形,∠C=60°,点D在BO的延长线上,且AB=AD.
(1)求证:DA是⊙O的切线;
(2)若⊙O的半径为2,求图中阴影部分的面积.(结果保留π和根号)
4.如图,△ABC中,,D为AB中点,∠BAC=∠BCD,⊙O是△ACD的外接圆,CE是⊙O的直径,且.
(1)求证:BC是⊙O的切线;
(2)求BC的长;
(3)求⊙O的半径.
5.如图,PO平分∠APD,PA与⊙O相切于点A,延长AO交PD于点C,过点O作OB⊥PD,垂足为B.
(1)求证:PB是⊙O的切线;
(2)若⊙O的半径为2,OC=4,求PA的长;
(3)在(2)的条件下,求阴影部分的面积.
6.如图,以线段AB为直径作⊙O,交射线AC于点C,AD平分∠CAB交⊙O于点D,过点D作直线DE⊥AC于点E,交AB的延长线于点F.连接BD并延长交AC于点M.
(1)求证:直线DE是⊙O的切线;
(2)求证:AB=AM;
(3)若ME=1,∠F=30°,求BF的长.
参考答案
类型1 圆的性质综合题
1.(1)证明:∵BD⊥AC,CG⊥AB,
∴∠CDF=∠AGC=90°,
∴∠CFD+∠C=∠A+∠C=90°,∴∠CFD=∠A,
∵∠BFG=∠CFD,∴∠BFG=∠A,
∵∠E=∠A,∴∠E=∠BFG,
∴BF=BE;
(2)解:如解图,连接OB,
∵直径CE⊥AB,∴BGAB8=4,
∵BE=BF=5,∴EG3,
设圆的半径是r,∴OB=r,OG=r﹣3,
∵OB2=OG2+BG2,
∴r2=(r﹣3)2+42,
∴r.∴⊙O的半径长是.
2.(1)证明:如解图,连接AD,
∵AB是⊙O的直径,∴∠ADB=90°,∴AD⊥BD,
又∵∠E=∠B,∠C=∠E,
∴∠B=∠C,∴AB=AC,∴BD=CD;
(2)解:如解图,连接OD,OE,
∵,∴∠BOD=2∠AOD=120°,
∴∠AOD=60°,∴∠B=30°,
∵∠B=∠C=30°,∴∠OAE=60°,
∵OA=OE,∴△AOE是等边三角形,
∵AB=AC=4,∴OA=OE=AE=2,
∴S阴影=S扇形OAE﹣S△OAEπ.
3.(1)证明:如解图,连接AE,
∵AB为⊙O的直径,∴∠AEB=90°,
∵AB=AC,∴BE=EC.
(2)解:如解图,连接OE,OD,
∵∠BAC=40°,OA=OD,∴∠ODA=40°,
∵BO=OA,BE=CE,
∴OE是△ABC的中位线,∴OE∥AC,
∵AB=AC=6,∴,
∴∠DOE=∠ODA=40°,
∴的长为.
4.(1)证明;方法一:如解图,连接AD,
∵AB为⊙O的直径,∴AD⊥BC,
∵AB=AC,∴CD=BD,
∵A、E、D、B四点共圆,
∴∠CED=∠ABC,
∵AB=AC,∴∠ACB=∠ABC,
∴∠ACB=∠CED,∴DE=DC,
∴DE=BD,∴;
方法二:如解图,连接AD,
∵AB为⊙O的直径,∴AD⊥BC,
∵AB=AC,∴∠EAD=∠BAD,
∴;
(2)解:如解图,连接OD交BE于H,过点O作OF⊥BD于点F,BDBC=3,AB=5,
又勾股定理得AD4,
∵AD⊥BC,OF⊥BD,
∴OF∥AD,又OA=OB,
∴OFAD=2,则BH3×2,解得BH,
∵,∴BE=2BH.
5.(1)证明:∵CD=CB,
∴,∴OC⊥BD,BF=DF,
∵CE⊥AB,∴∠OEC=∠OFB=90°,
∵∠COE=∠BOF,OC=OB,
∴△OCE≌△OBF(AAS);
(2)解:∵BD=8,
由(1)可知△OCE≌△OBF,BF=DF=CE=4,
∵,∴BE=3,
设OA=OB=OC=r,则OE=r﹣3,
在Rt△OCE中,(r﹣3)2+42=r2,解得,
∴.
6.(1)证明:∵DB平分∠ADC,
∴∠ADB=∠CDB,
∴,∴AB=BC;
(2)解:∵四边形ABCD是⊙O的内接四边形,∠A=66°,
∴∠BCD=180°﹣∠A=180°﹣66°=114°,
∵OC⊥BD,∴,
∴BC=CD,
∴,
∴∠ADB=∠CDB=33°.
7.解:(1)∵∠ABD=∠CAD,∠CBD=∠CAD,
∴∠ABD=∠CBD,
∵BD平分∠ADC,∴∠ADB=∠CDB,
∵四边形ABCD为圆内接四边形,
∴∠ABC+∠ADC=180°,
∴∠ABD+∠CBD+∠ADB+∠CDB=180°,
∴2∠ABD+2∠ADB=180°,
∴∠ABD+∠ADB=90°,
∴∠BAD=180°﹣90°=90°;
(2)由(1)知∠BAD=90°,
∴∠CAD+∠BAE=90°,BD为直径,
∵∠ABD=∠CAD,
∴∠ABD+∠BAE=90°,
∴∠AEB=90°,
∵BD为直径,∴BD垂直平分AC,
∴AB=BC,
∵AC=AB,∴AB=AC=BC,
∴△ABC为等边三角形,∴∠ABC=60°,
∴∠ABD=∠CBD=30°,
∵四边形ABCD为圆内接四边形,
∴∠ABC+∠ADC=180°,
∵∠CDF+∠ADC=180°,
∴∠CDF=∠ABC=60°,
∵CF∥AB,∴∠BAD+∠AFC=180°,
∵∠BAD=90°,∴∠AFC=90°,
∴∠FCD=30°,∴CD=2DF,
∵DF=3,∴CD=6,
∵BD为直径,∴∠BCD=90°,
∵∠CBD=30°,
∴BD=2CD=12,即圆的直径为12,所以圆的半径为6.
8.(1)证明:∵AB是⊙O的直径,∴∠ADB=90°,
∴∠BAD+∠ABD=90°,∠CBD+∠BED=90°,
∵AD平分∠BAC,∴∠BAD=∠CAD,
∵∠CBD=∠CAD,∴∠BAD=∠CBD,
∴∠ABD=∠BED;
(2)解:∵∠ABD=∠BED,∠BDE=∠ADB,∴△BDE∽△ADB,
∴,即BD2=DE•AD=1×4=4,∴BD=2(负值舍去);
(3)解:如解图,连接OD,过点O作OH⊥DB于H,则BH=BDBD=1,
由勾股定理得:AB2,
∴OH2,
∵∠AEB=126°,∴∠AEC=180°﹣126°=54°,
∴∠CAD=90°﹣54°=36°,∴∠DOB=72°,
∴S阴影部分=S扇形BOD﹣S△BOD2×2=π﹣2.
9.(1)证明:∵弦CD⊥直径AB,
∴A平分,即,∴AC=AD;
(2)①∵四边形AFCD内接于⊙O,
∴∠AFC+∠ADC=180°①,
∵AC=AD,∴∠ACD=∠ADC,
∴∠ADC②,
由①②得:∠ADC=67.5°,∠AFC=112.5°,∴∠ACD=67.5°;
②如解图,连接OC,OD,
∵∠ADC=∠ACD=67.5°,
∴∠CAD=180°﹣2×67.5°=45°,
∴∠COD=90°,
∵FC∥AD,∴,
∵的长为:π,
∴的长为π.
10.(1)解:∠AOC=60°,∠EGD=60°;【解法提示】∵AC=OA,OA=OC,∴OA=OC=AC,∴△OAC为等边三角形,∴∠AOC=∠ACF=60°,∴,∵点E是CD中点,OE经过圆心,∴OE⊥CD,∴∠EGD=90°﹣∠ADC=60°.
(2)证明:∵∠EGD=60°,∴∠FGO=∠EGD=60°,
∵∠ACF=60°,∴∠ACF=∠OGF,
∵∠AFC=∠OFG,∴△ACF∽△OGF;
(3)解:如解图,过点C作CM⊥AD于点M,过点F作FH⊥AO于点H,
由CF=2OF,设OF=1,则CF=2,
∴AC=AO=OC=3,
∵∠AOC=60°,∴,,
∴,
∴在Rt△AFH中,由勾股定理得,,
∵△ACF∽△OGF,∴,
∴,∴,
∵∠CDA=30°,∴在Rt△CMD 中,,
∴,,
∴.
类型2 圆切线的性质及相关计算
1.(1)证明:∵边CD与⊙O相切于点D,∴OD⊥CD,
∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB∥CD,
∴DE⊥AB,∴∠AED=∠BED=90°,AE=BE,
在△AED和△BED中
∴△AED≌△BED(SAS),
∴AD=BD,∴∠DAB=∠DBA;
(2)如解图,过点O作OG⊥BD于点G,
∴∠DGO=90°,,
∴2,
∴∠DEB=∠DGO=90°,
∵∠ODG=∠BDE,∴△ODG∽△BDE,
∴,解得,,
∴,
∴S▱ABCD=AB•DE .
2.(1)证明:如解图,连接OE交BC于点G,
∵EF与⊙O相切于点E,
∴∠OEF=90°,∴∠BEF+∠OEB=90°,
∵AB是⊙O的直径,∴∠AEB=90°,
∴∠EAB+∠OBE=90°,
∵OE=OB,∴∠OEB=∠OBE,∴∠BEF=∠EAB,
∵∠BEF=∠CAE,∴∠CAE=∠EAB,∴AE平分∠BAC;
(2)解:∵AB是⊙O的直径,∴∠C=90°,
∵OA=OE,∴∠BAE=∠AEO,
∵∠CAE=∠EAB,∴∠CAE=∠AEO,
∴AC∥OE,∴∠C=∠OGB=90°,
∴CG=BG,
∵OA=OB,∴OG是△ACB的中位线,
∴AC=2OG,
∵∠F=∠F,∠BEF=∠BAE,
∴△FEB∽△FAE,
∴,∴,
∴AF=40,∴AB=AF﹣BF=40﹣10=30,
∴OA=OB=OEAB=15,
∵∠OGB=∠OEF=90°,∴BC∥EF,
∴,∴,解得OG=9,
∴AC=2OG=18,∴AC的长为18.
3.(1)证明:连接OC,如解图1,
∵CF为⊙O的切线,∴OC⊥CF,
∴∠FCG+∠ACO=90°,
∵OC=OA,∴∠OCA=∠OAC,
∵DE⊥AB,∴∠AGE+∠A=90°,
∴∠FGC=∠AGE=∠FCG,∴FG=FC;
(2)解:如解图2,连接DO,
∵D点为弧AC的中点,∴∠AOD=∠COD,
又∵CD∥AB,∴∠CDO=∠AOD,
∴∠CDO=∠COD=∠DCO=60°,
∵AB=4,∴弧.
4.(1)证明:如解图,连接OC,
∵直线EF与⊙O相切于点C,∴OC⊥EF.
∵点C是的中点,∴OC⊥AB,
∴AB∥EF;
(2)解:由(1)知OC⊥EF,∴∠OCE=90°,
∴∠DEF+∠EOC=90°,
∵∠EOC=2∠D,∠DEF=3∠D,
∴5∠D=90°,∴∠D=18°,
∵OD=OC,∴∠OCD=∠D=18°,
∴∠DCF=90°﹣∠OCD=72°.
5.(1)证明:连接OC,如图,
∵AB是⊙O的直径,∴∠ACB=90°,
∵直线CE为⊙O的切线,
∴OC⊥CE,∴∠OCE=90°,
∵∠OCB+∠ACO=90°,∠OCB+∠BCE=90°,
∴∠ACO=∠BCE,
∵OA=OC,∴∠CAO=∠ACO,
∵∠CAO=∠BDC,∴∠BDC=∠BCE;
(2)证明:如解图,
∵F点为AC的中点,∴DF⊥AC,即DF垂直平分AC,
∴DA=DC,
∵CD⊥AB,∴AB平分CD,即AB垂直平分CD,
∴AC=AD,∴AC=CD=AD,
∴△ACD为等边三角形,∴∠CAD=60°,
∴∠BAC=∠BAD=30°,∴∠BOC=∠BOD=60°,
∵OB=OD,∴△OBD为等边三角形,
∴∠OBD=60°,
∵∠BOC=∠OBD,∴DG∥OC,
∵OC⊥CE,∴DG⊥CE;
(3)解:图中阴影部分面积=S扇形BOD﹣S△BOD62=6π﹣9.
6.解:(1)∵AF与⊙O相切于点A,交BD的延长线于点F,∠F=30°,
∴AF⊥OA,∴∠AOF=60°,
∴;
(2)∵∠ACB=∠ADB=30°,∠BAC=120°,BC=10,
∴∠ABC=180°﹣120°﹣30°=30°,
∴∠ABC=∠ACB,∴AB=AC,
∴,∴OA⊥BC,
∴,
∵∠AOB=60°,OA=OB,
∴△AOB是等边三角形,
∴AB=OB,∠ABO=60°,
∴∠OBE=∠ABO﹣∠ABC=30°,∴,
在直角三角形BOE中,由勾股定理得OE2+BE2=OB2,即OE2+52=(2OE)2,
∴,∴.
(3)四边形AFBC是平行四边形;证明如下:
∵∠OBE=∠F=30°,∴AF∥BC,
∵△AOB是等边三角形,
∴∠ABO=60°,即∠ABF=120°,
∵∠BAC=120°,∴∠ABF=∠BAC=120°,
∴BF∥AC,∴四边形AFBC是平行四边形.
类型3 圆切线的判定及相关计算
1.解:(1)CB所在直线与⊙O相切,理由如下:
连接OD,过点O作OH⊥BC于点H,
∵⊙O与AC相切,∴OD⊥AC,
∵△ABC是等腰直角三角形,O为AB的中点,
∴OC平分∠AOB,
∵OH⊥BC,∴OH=OD,
∴BC所在直线与⊙O相切.
(2)由(1)知OD⊥AC,∴∠ODC=90°.
∵OC平分∠ACB,∴∠DCO∠ACB=45°,
∴∠COD=90°﹣45°=45°,
∴ 的长为 .
2.(1)证明:如解图,连接OC,则OC=OA,
∴∠OCA=∠CAD,
∵∠DCF=∠CAD,∴∠DCF=∠OCA,
∵AD是⊙O的直径,∴∠ACD=90°,
∴∠OCF=∠OCD+∠DCF=∠OCD+∠OCA=∠ACD=90°,
∵OC是⊙O的半径,且CF⊥OC,
∴CF是⊙O的切线.
(2)解:∵⊙O的半径为5,
∴OA=OD=5,AD=10,
∵∠ACD=90°,∠ADC=∠B,
∴sin∠ADC=sinB,
∴ACAD10=8,
∴CD6,
∵∠DCF=∠CAF,∠F=∠F,
∴△DCF∽△CAF,
∴,
∴FCFA(FD+10),且FCFD,
∴(FD+10)FD,解得FD,
∴FD的长为.
3.(1)证明:如解图,连接OA,
∵∠C=60°,∴∠AOB=120°,
∵OA=OB,∴∠OBA=∠OAB,
∵在△AOB中,∠AOB+∠OBA+∠OAB=180°,
∴∠OBA=∠OAB=30°,
∵AB=AD,∴∠ABD=∠ADB=30°,
由条件可知∠BAD=120°,
∵∠BAD=∠OAB+∠OAD,
∴∠OAD=90°,即OA⊥AD,
∵OA是⊙O的半径,∴DA是⊙O的切线;
(2)解:如解图,过点O作OE⊥AB,垂足为点E
∴∠OEB=90°,AB=2BE,
∵在Rt△OEB中,∠OBE=30°,OB=2,
∴OE=1,∴BE2=22﹣12=3,
∴,∴,
∴,
∵,
∴,
答:图中阴影部分的面积为.
4.(1)证明:∵CE为⊙O的直径,
∴∠CAE=90°,∴∠BAC+∠EAB=90°,
∵∠BAC=∠BCD,∴∠BCD+∠EAB=90°,
∵∠BAB=∠ECD,∴∠BCD+∠ECD=90°,
∴∠ECB=90°,
∵CE为⊙O的直径,∴BC是⊙O的切线;
(2)解:∵∠BAC=∠BCD,∠B=∠B,
∴△BAC∽△BCD,∴,
∵AB=4,D为AB中点,
∴BD=AD=2,
∴BC2=16,∴BC=4;
(3)如解图,过点A作AF⊥CD于点F,
在Rt△AFD中,cos∠CDA,AD=2,
∴DF=1,∴AF,
∵△BAC∽△BCD,∴,
设CD=x,则ACx,∴CF=x﹣1,
在Rt△ACF中,AC2=CF2+AF2,∴(x)2=(x﹣1)2+()2,
整理得x2+2x﹣8=0,解得x=2,x=﹣4(舍去),
∴CD=2,AC=2,
∵∠AEC与∠ADC都是所对的圆周角,
∴∠AEC=∠ADC,
∵CE为⊙O的直径,∴∠CAE=90°,
∴sin∠AECsin∠CDA,
∴,∴CE,
∴⊙O的半径为.
5.(1)证明:∵PA与⊙O相切于点A,∴OA⊥PA,
∵PO平分∠APD,OB⊥PD,∴OA=OB,
∴OB是⊙O的半径,∴PB是⊙O的切线;
(2)解:∵⊙O的半径为2,∴OA=OB=2,
∵OB⊥PD,OC=4,
∴,AC=OA+OC=2+4=6,
∵PA,PB都是⊙O的切线,
∴设PA=PB=x,则,
∴在Rt△PAC中,PA2+AC2=PC2,
∴,解得,∴;
(3)在Rt△BCO中,∠CBO=90°,OC=2OB,
∴∠BCO=30°,∠BOC=60°,∴∠BOA=120°,
∴,
,,
∴.
6.(1)证明:如解图,连接OD,则OD=OA,
∴∠ODA=∠OAD,
∵AD平分∠CAB,∴∠OAD=∠DAC,
∴∠ODA=∠DAC,∴OD∥AC,
∵DE⊥AC,∴∠ODF=∠AED=90°,
∵OD是⊙O的半径,且DE⊥OD,
∴直线DE是⊙O的切线.
(2)证明:∵线段AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,∴∠ADM=180°﹣∠ADB=90°,
∴∠M+∠DAM=90°,∠ABM+∠DAB=90°,
∵∠DAM=∠DAB,∴∠M=∠ABM,∴AB=AM.
(3)解:∵∠AEF=90°,∠F=30°,∴∠BAM=60°,
∴△ABM是等边三角形,∴∠M=60°,
∵∠DEM=90°,ME=1,
∴∠EDM=30°,∴MD=2ME=2,
∴BD=MD=2,
∵∠BDF=∠EDM=30°,
∴∠BDF=∠F,∴BF=BD=2.
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