2.5直线与圆的位置关系(题型专练)数学苏科版九年级上册
2025-10-30
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内容正文:
2.5 直线与圆的位置关系
题型一 判断直线与圆的位置关系
1.(2023·锡山区·月考)在平面直角坐标系xOy中,以点(﹣3,4)为圆心,4为半径的圆( )
A.与x轴相交,与y轴相切
B.与x轴相离,与y轴相交
C.与x轴相切,与y轴相交
D.与x轴相切,与y轴相离
2.(2024·阜宁县·期中)已知⊙O的半径是一元二次方程x2﹣2x﹣3=0的一个根,圆心O到直线l的距离d=2,则直线l与⊙O的位置关系是( )
A.相切 B.相交 C.相离 D.平行
3.(2023·宿迁·期末)已知⊙O的半径为3,点P是直线l上的一点,OP=3,则直线l与⊙O的位置关系是( )
A.相离 B.相切
C.相交 D.相切或相交
4.(2024·栖霞区·月考)如图,在△ABC中,AB=AC=5,BC=8,以A为圆心作一个半径为3的圆,下列结论中正确的是( )
A.点B在⊙A内 B.直线BC与⊙A相离
C.点C在⊙A上 D.直线BC与⊙A相切
题型二 根据直线与圆的位置关系求参
1.(2024·邗江区·月考)已知直线l与⊙O相离,圆心O到直线l的距离为5cm,则⊙O的半径可能为( )
A.4cm B.5cm C.6cm D.7cm
2.(2024·苏州·期末)四个半径为5的等圆与直线l的位置关系如图所示,若某个圆上的点到直线l的最大距离为8,则这个圆可能是( )
A.⊙O1 B.⊙O2 C.⊙O3 D.⊙O4
3.(2025·镇江·一模)已知矩形ABCD中,AB=a,BC=b,若以AB为直径的圆与边CD有交点,则a与b满足的关系为( )
A.a≥2b B.a>2b C.a>b D.a≥b
4.(2024·兴化市·月考)如图,∠AOB=45°,点M是射线OB上一点,OM=2,以点M为圆心,r为半径作⊙M,若⊙M与射线OA有两个公共点,则半径r的取值范围是 .
题型三 切线的判定
1.(2025·滨湖区·二模)下列判断正确的是( )
A.弧长相等的弧是等弧
B.过三点可以确定一个圆
C.同弧或等弧所对的圆心角相等
D.垂直于半径的直线是圆的切线
2.(2025·连云港·二模)如图,在⊙O中,AB是⊙O的直径,点E在⊙O上,点C是弧BE的中点,AE⊥CD,垂足为点D.求证:CD是⊙O的切线.
3.(2024·云龙区·期中)如图,在△ABC中,BA=BC,以AB为直径作⊙O,交AC于点D,连接DB,过点D作DE⊥BC,垂足为E.求证:DE为⊙O的切线.
4.(2024·秦淮区·期中)如图,△ABC内接于⊙O,过点C作射线CD,使∠ACD=∠ABC.求证:CD与⊙O相切.
题型四 根据切线的性质求角度
1.(2025·南京·模拟)如图,AB为⊙O的直径,直线CD与⊙O相切于点C,连接AC,若∠ACD=62°,则∠BAC的度数为( )
A.28° B.30° C.31° D.32°
2.(2025·沛县·三模)如图,AB切⊙O于点B,连结OA交⊙O于点C,BD∥OA交⊙O于点D,连接CD,若∠OAB=32°,则∠OCD的度数为( )
A.28° B.29° C.30° D.31°
3.(2025·镇江·模拟)如图,在⊙O中,∠BAC=50°,分别过B、C两点作⊙O的切线,两切线相交于点P,则∠BPC的度数为( )
A.75° B.80° C.85° D.90°
4.(2025·玄武区·二模)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,经过A、B、C三点的⊙O与AD相切于点A,与CD交于点E,连接BE.若∠ABC=58°,则∠BEC的度数为 °.
题型五 根据切线的性质求线段长度
1.(2024·玄武区·期末)如图,在⊙O中,AB是直径,直线l与⊙O相切于点C,BD⊥l,垂足为D.若AB=15,BD=12,则CD的长为( )
A.4.8 B.5 C.5.4 D.6
2.(2024·海陵区·月考)如图,菱形OABC的顶点A,B,C在⊙O上,过点B作⊙O的切线交OA的延长线于点D.若⊙O的直径为4,则BD的长为( )
A.2 B.4 C. D.
3.(2025·南京·模拟)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,D是AB上的一点,以AD为直径的⊙O与BC相切于点E,连接AE、DE,若∠B=30°,AC=3,则BD的长度是( )
A. B.2 C.3 D.
4.(2024·邗江区·期末)如图,⊙O中,半径OA⊥OE,弦AB交OE于D,过B作⊙O的切线,交OE的延长线于C,OA=3,BC=4,则AD的长为( )
A.3.5 B. C. D.
题型六 三角形的内心有关的角度计算
1.(2024·鼓楼区·期末)三角形内切圆的圆心是( )
A.三条高的交点
B.三条中线的交点
C.三条角平分线的交点
D.三条边的垂直平分线的交点
2.(2023·海陵区·期末)如图,在△ABC中,∠BAC=70°,I是△ABC的内心,连接AI并延长至点D,使ID=BD.则∠DBC的度数是( )
A.30° B.35° C.40° D.45°
3.(2024·盐都区·月考)如图,点I和O分别是△ABC的内心和外心,若∠AIB=125°,则∠AOB的度数为( )
A.120° B.125° C.135° D.140°
4.(2024·赣榆区·期中)如图,D是△ABC的内心,AD的延长线交△ABC的外接圆于点E,∠BCA=50°,则∠BDE= °.
题型七 切线长定理的应用
1.(2024·扬州·期末)如图,直线AB、BC、CD分别与⊙O相切于点E、F、G且AB∥CD,若OB=8cm,OC=6cm,则BE+CG等于( )
A.7cm B.8cm C.9cm D.10cm
2.(2024·阜宁县·期中)如图,PA、PB分别为⊙O相切于点A、B,⊙O的切线EF分别交PA、PB于点E、F,切点C在上,若△PEF的周长为18,则PA长是 .
3.(2025·鼓楼区·三模)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,AD,CD分别与扇形BAF相切于点A与点E.当AB=15,BC=17时,AD的长为 .
4.(2025·秦淮区·二模)如图,四边形ABCD是⊙O的外切四边形,切点分别为E,F,G,H.连接OA,OB,OC,OD.
(1)若AB=5,BC=6,CD=4,则DA的长为 ;
(2)求证:∠AOD+∠BOC=180°.
题型一 切线的性质(升级版)
1.(2024·海陵区·期末)如图,⊙O的半径为20cm,直线AB与⊙O相切于点C,动点P从点C出发沿圆周匀速运动一周,共用时12s,当点P到直线AB的距离是10cm时,点P运动的时间为( )
A.2s或10s B.4s或8s C.2s D.8s
2.(2024·新吴区·期中)如图,点A的坐标是(﹣3,0),点C是以OA为直径的⊙B上的一动点,点A关于点C的对称点为点P(x,y),则x+y的最大值为( )
A.3 B. C.6 D.
3.(2024·大丰区·月考)如图,菱形ABCD的边长为4,∠ABC=120°,P是AB边上的一动点,以P为圆心,线段PB的长为半径画圆,当⊙P与△ADC边所在的直线相切时,⊙P的半径为 .
4.(2025·无锡·一模)如图,在平面直角坐标系中,A(4,3),⊙P与射线OA以及y轴的正半轴始终相切,过点B(6,0)作⊙P的切线,切点为Q,则OA= ,切线长BQ的最小值为 .
题型二 切线的判定与性质——解答题
1.(2024·东台市·期中)如图,在四边形ABCD中,AC,BD相交于点E,且 AB=AC=AD,经过A,C,D三点的⊙O交BD于点F,连接CF.
(1)求证:CF=BF;
(2)若CD=CB,求证:CB是⊙O的切线.
2.(2025·盐都区·月考)如图,AB是⊙O的直径,,E是OB的中点,连接CE并延长到点F,使EF=CE.连接AF交⊙O于点D,连接BD,BF.
(1)求证:直线BF是⊙O的切线;
(2)若OB=4,求BD的长.
3.(2025·宿迁·模拟)如图,⊙O是△ABC的外接圆,且AB=AC,连接BO并延长交⊙O于点D,过点A作AE⊥BD,垂足为点E,点F在BD的延长线上,连接AF,使∠FAE=2∠ABD.
(1)判断直线AF与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若DE=1,BC=4,求⊙O的半径.
4.(2025·邗江区·三模)如图,⊙O是△ABC的外接圆,∠BAC的平分线与⊙O相交于点D,过点D作直线DE∥BC,连接OB,OC,BD,CD.
(1)判断直线DE与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若BD=2,BC=8,求四边形OBDC的面积.
题型三 三角形的内心有关的角度计算(升级版)
1.(2023·邗江区·月考)如图,点E是△ABC的内心,AE的延长线和△ABC的外接圆相交于点D,与BC相交于点G,则下列结论:①∠BAD=∠CAD;②若∠BAC=60°,则∠BEC=120°;③BD=DE;④若点G为BC的中点,则BG⊥GD,其中一定正确的序号是 .
2.(2024·盱眙县·期中)如图,点O是△ABC的内心,D是BC的中点,连接OC、OD,若∠A=2∠O=120°,OD=1,则BC的长为 .
题型四 三角形的内接圆半径有关的计算
1.(2025·南京·模拟)如图,有一块三角形铁皮余料,AB=14,BC=13,CA=12.若从中剪一个面积最大的半圆,则半圆的圆心在( )
A.AB边上 B.BC边上 C.CA边上 D.△ABC内
2.(2022·姜堰区·期中)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=8,BC=6,点M、N分别是△ABC的内心和外心,则MN= .
题型五 切线长定理的应用(升级版)
1.(2024·崇川区·期中)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,⊙O是△ABC的内切圆,三个切点分别为D,E,F,若BF=4,AF=6,则△ABC的面积是( )
A.24 B.28 C.32 D.36
2.(2024·海州区·期中)如图,在一张Rt△ABC纸片中,∠ACB=90°,BC=3,AC=4,⊙O是它的内切圆.小明用剪刀沿着⊙O的切线DE剪下一块三角形ADE,则△ADE的周长为( )
A.4 B.5 C.6 D.8
3.(2022·兴化市·月考)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,⊙O是四边形ABCD的内切圆,CD,BC分别切⊙O于F,E两点,若AD=3,BC=6,则EF的长是( )
A. B. C. D.
4.(2025·高邮市·二模)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,⊙O与△ABC的三边分别相切于点D、E、F.若AD•DB=3,则△ABC的面积为 .
1.(2023·江阴市·期末)如图,在平面直角坐标系xOy中,点A(0,6),点B(8,0),点C是△ABO的内心.直线a1、b1分别经过点A、B,且a1∥b1.若直线a1关于AC对称的直线为a2,直线b1关于BC对称的直线为b2,直线a2、b2交于点P,则CP的最大值为 .
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2.5 直线与圆的位置关系
题型一 判断直线与圆的位置关系
1.(2023·锡山区·月考)在平面直角坐标系xOy中,以点(﹣3,4)为圆心,4为半径的圆( )
A.与x轴相交,与y轴相切
B.与x轴相离,与y轴相交
C.与x轴相切,与y轴相交
D.与x轴相切,与y轴相离
【详解】解:∵点(﹣3,4)是圆心,
∴圆心到x轴的距离是4,到y轴的距离是3,
∵圆的半径为4,
∴圆心到x轴的距离等于圆的半径,圆心到y轴的距离小于圆的半径,
∴圆与x轴相切,与y轴相交.
故选:C.
2.(2024·阜宁县·期中)已知⊙O的半径是一元二次方程x2﹣2x﹣3=0的一个根,圆心O到直线l的距离d=2,则直线l与⊙O的位置关系是( )
A.相切 B.相交 C.相离 D.平行
【详解】解:∵x2﹣2x﹣3=0,
∴(x﹣3)(x+1)=0,
∴x﹣3=0或x+1=0,
∴x1=3,x2=﹣1(不合题意,舍去),
∴⊙O的半径等于3,
∵圆心O到直线l的距离d=2,⊙O的半径等于3,且2<3,
∴直线l与⊙O相交.
故选:B.
3.(2023·宿迁·期末)已知⊙O的半径为3,点P是直线l上的一点,OP=3,则直线l与⊙O的位置关系是( )
A.相离 B.相切
C.相交 D.相切或相交
【详解】解:分为两种情况:
①如图1,当OP⊥直线l时,此时直线l与⊙O的位置关系是相切;
②如图2,当OP和直线l不垂直时,此时直线l与⊙O相交;
综上,直线l与⊙O的位置关系是相切或相交.
故选:D.
4.(2024·栖霞区·月考)如图,在△ABC中,AB=AC=5,BC=8,以A为圆心作一个半径为3的圆,下列结论中正确的是( )
A.点B在⊙A内 B.直线BC与⊙A相离
C.点C在⊙A上 D.直线BC与⊙A相切
【详解】解:如图,过A点作AH⊥BC于H,
∵AB=AC,
∴BH=CHBC=4,
在Rt△ABH中,AH3,
∵AB=5>3,
∴B点在⊙A外,故A不合题意;
∵AC=5>3,
∴C点在⊙A外,故C不合题意;
∵AH=3,AH⊥BC,
∴直线BC与⊙A相切,故D符合题意,B不合题意.
故选:D.
题型二 根据直线与圆的位置关系求参
1.(2024·邗江区·月考)已知直线l与⊙O相离,圆心O到直线l的距离为5cm,则⊙O的半径可能为( )
A.4cm B.5cm C.6cm D.7cm
【详解】解:设圆的半径为r,圆心O到直线l的距离为d,
∵直线l与⊙O相离,
∴d>r,
又∵圆心O到直线l的距离为5cm,
∴r<5cm.
故选:A.
2.(2024·苏州·期末)四个半径为5的等圆与直线l的位置关系如图所示,若某个圆上的点到直线l的最大距离为8,则这个圆可能是( )
A.⊙O1 B.⊙O2 C.⊙O3 D.⊙O4
【详解】解:某个圆上的点到直线l的最大距离为8,则这个圆可能是⊙O3.
故选:C.
3.(2025·镇江·一模)已知矩形ABCD中,AB=a,BC=b,若以AB为直径的圆与边CD有交点,则a与b满足的关系为( )
A.a≥2b B.a>2b C.a>b D.a≥b
【详解】解:∵AB=a,
∴以AB为直径的圆的半径,
∵以AB为直径的圆与边CD有交点,
∴b,即a≥2b.
故选:A.
4.(2024·兴化市·月考)如图,∠AOB=45°,点M是射线OB上一点,OM=2,以点M为圆心,r为半径作⊙M,若⊙M与射线OA有两个公共点,则半径r的取值范围是 .
【详解】解:如图,作MD⊥OA于点D,则∠ODM=90°,
∵∠AOB=45°,
∴∠DMO=∠DOM=45°,
∴OD=MD,
∴OMMD=2,
∴MD,
∵当r=MD时,⊙M与射线OA相切,此时与射线OA只有一个公共点;
当r=OM时,⊙M与射线OA有两个公共点,
∴若⊙M与射线OA有两个公共点,则MD<r≤OM,
∴半径r的取值范围是r≤2.
故答案为:r≤2.
题型三 切线的判定
1.(2025·滨湖区·二模)下列判断正确的是( )
A.弧长相等的弧是等弧
B.过三点可以确定一个圆
C.同弧或等弧所对的圆心角相等
D.垂直于半径的直线是圆的切线
【详解】解:A、能够完全重合的弧是等弧,故错误;
B、不在同一直线上的三点确定一个圆,故错误;
C、同弧或等弧所对的圆心角相等,正确;
D、经过半径外端且与半径垂直的直线为圆的切线,故错误.
故选:C.
2.(2025·连云港·二模)如图,在⊙O中,AB是⊙O的直径,点E在⊙O上,点C是弧BE的中点,AE⊥CD,垂足为点D.求证:CD是⊙O的切线.
【详解】证明:如图,连接OC,
∵C为弧BE的中点,
∴,
∴∠CAD=∠BAC,
∵OA=OC,
∴∠BAC=∠ACO,
∴∠CAD=∠ACO,
∴AD∥OC,
∵AD⊥CD,
∴OC⊥CD,
∵OC是⊙O的半径,
∴CD是⊙O的切线.
3.(2024·云龙区·期中)如图,在△ABC中,BA=BC,以AB为直径作⊙O,交AC于点D,连接DB,过点D作DE⊥BC,垂足为E.求证:DE为⊙O的切线.
【详解】证明:如图,连接OD,
∵AB为直径,
∴∠ADB=90°,
∵BA=BC,
∴AD=CD,
∵AD=CD,AO=OB,
∴OD为△BAC的中位线,
∴OD∥BC,
∴DE⊥BC,
∴OD⊥DE,
∵OD是半径,
∴DE为⊙O的切线.
4.(2024·秦淮区·期中)如图,△ABC内接于⊙O,过点C作射线CD,使∠ACD=∠ABC.求证:CD与⊙O相切.
【详解】证明:如图,作直径CM,连接BM,
∴∠MBC=90°,
∴∠M+∠BCM=90°,
∵∠A=∠M,
∴∠A+∠BCM=90°,
∵∠A+∠ABC+∠ACB=180°,∠ACD+∠ACB+∠BCN=180°,∠ACD=∠ABC,
∴∠A=∠BCN,
∴∠BCN+∠BCM=90°,即∠OCN=90°,
∴OC⊥CD,
∵OC是⊙O的半径,
∴CD与⊙O相切.
题型四 根据切线的性质求角度
1.(2025·南京·模拟)如图,AB为⊙O的直径,直线CD与⊙O相切于点C,连接AC,若∠ACD=62°,则∠BAC的度数为( )
A.28° B.30° C.31° D.32°
【详解】解:如图,连接OC,
∵直线CD与⊙O相切于点C,
∴OC⊥CD,
∴∠OCD=90°,
∵∠ACD=62°,
∴∠OCA=90°﹣62°=28°,
∵OA=OC,
∴∠BAC=∠OCA=28°.
故选:A.
2.(2025·沛县·三模)如图,AB切⊙O于点B,连结OA交⊙O于点C,BD∥OA交⊙O于点D,连接CD,若∠OAB=32°,则∠OCD的度数为( )
A.28° B.29° C.30° D.31°
【详解】解:如图,连接OB,
∵AB切⊙O于点B,
∴OB⊥AB,
∴∠OBA=90°,
∴∠AOB=90°﹣∠A=90°﹣32°=58°,
∴∠BDC∠AOB=29°,
∵BD∥OA,
∴∠OCD=∠BDC=29°.
故选:B.
3.(2025·镇江·模拟)如图,在⊙O中,∠BAC=50°,分别过B、C两点作⊙O的切线,两切线相交于点P,则∠BPC的度数为( )
A.75° B.80° C.85° D.90°
【详解】解:如图,连接OB、OC,
∵PB、PC分别与⊙O相切于点B、C,
∴PB⊥OB,PC⊥OC,
∴∠OBP=∠OCP=90°,
∵∠BOC=2∠BAC=2×50°=100°,
∴∠BPC=360°﹣∠BOC﹣∠OBP﹣∠OCP=80°.
故选:B.
4.(2025·玄武区·二模)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,经过A、B、C三点的⊙O与AD相切于点A,与CD交于点E,连接BE.若∠ABC=58°,则∠BEC的度数为 °.
【详解】解:如图,连接AO并延长,交⊙O于H,
∵AD是⊙O的切线,
∴AH⊥AD,
∵AD∥BC,
∴AH⊥BC,
∴,∠BAH=90°﹣∠ABC=90°﹣58°=32°,
∴∠CAH=∠BAH=32°,
∴∠BEC=∠BAC=32°+32°=64°.
故答案为:64.
题型五 根据切线的性质求线段长度
1.(2024·玄武区·期末)如图,在⊙O中,AB是直径,直线l与⊙O相切于点C,BD⊥l,垂足为D.若AB=15,BD=12,则CD的长为( )
A.4.8 B.5 C.5.4 D.6
【详解】解:如图,连接OC,作OF⊥BD于点F,则∠OFD=∠OFB=90°,
∵直线l与⊙O相切于点C,BD⊥l于点D,
∴l⊥OC,
∴∠OFD=∠OCD=∠CDF=90°,
∴四边形OCDF是矩形,
∵AB=15,BD=12,
∴FD=OC=OBAB15,
∴BF=BD﹣FD=12,
∴CD=OF6.
故选:D.
2.(2024·海陵区·月考)如图,菱形OABC的顶点A,B,C在⊙O上,过点B作⊙O的切线交OA的延长线于点D.若⊙O的直径为4,则BD的长为( )
A.2 B.4 C. D.
【详解】解:如图,连接OB,
∵BD是⊙O的切线,
∴∠OBD=90°,
∵四边形OABC为菱形,
∴OA=AB,
∵OA=OB=2,
∴OA=OB=AB=2,
∴△OAB为等边三角形,
∴∠AOB=60°,
∴∠ODB=30°,
∴OD=2OB=4,
∵BD2=OD2﹣OB2,
∴.
故选:D.
3.(2025·南京·模拟)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,D是AB上的一点,以AD为直径的⊙O与BC相切于点E,连接AE、DE,若∠B=30°,AC=3,则BD的长度是( )
A. B.2 C.3 D.
【详解】解:如图,连接OE,
∵BC切圆于E,
∴∠OEB=90°,
∵∠B=30°,
∴OEOB,
∵OE=OD,
∴OD=BD,
∴AO=OD=BD,
∴BDAB,
∵∠C=90°,∠B=30°,
∴AB=2AC=2×3=6,
∴BD=2.
故选:B.
4.(2024·邗江区·期末)如图,⊙O中,半径OA⊥OE,弦AB交OE于D,过B作⊙O的切线,交OE的延长线于C,OA=3,BC=4,则AD的长为( )
A.3.5 B. C. D.
【详解】解:如图,连接OB,
∵BC是⊙O的切线,
∴OB⊥BC,
∴∠CBD+∠OBA=90°,
∵OA⊥OE,
∴∠ADO+∠OAB=90°,
∵OA=OB,
∴∠OBA=∠OAB,
∵∠ADO=∠CDB,
∴∠CBD=∠CDB,
∴CD=BC=4,
在Rt△OBC中,OB=3,BC=4,
由勾股定理得:OC5,
∴OD=OC﹣CD=1,
∴AD.
故选:D.
题型六 三角形的内心有关的角度计算
1.(2024·鼓楼区·期末)三角形内切圆的圆心是( )
A.三条高的交点
B.三条中线的交点
C.三条角平分线的交点
D.三条边的垂直平分线的交点
【详解】解:因为三角形的内心是三角形三个内角角平分线的交点.
故选:C.
2.(2023·海陵区·期末)如图,在△ABC中,∠BAC=70°,I是△ABC的内心,连接AI并延长至点D,使ID=BD.则∠DBC的度数是( )
A.30° B.35° C.40° D.45°
【详解】解:如图,连接BI,
∵I是△ABC的内心,∠BAC=70°,
∴∠BAD=∠DAC∠BAC=35°,∠CBI=∠ABI,
∵ID=BD,
∴∠DBI=∠DIB,
∵∠DBI=∠DBC+∠CBI,∠DIB=∠BAD+∠ABI=∠DAC+∠ABI,
∴∠DBC+∠CBI=∠DAC+∠ABI,
∴∠DBC=∠DAC=35°.
故选:B.
3.(2024·盐都区·月考)如图,点I和O分别是△ABC的内心和外心,若∠AIB=125°,则∠AOB的度数为( )
A.120° B.125° C.135° D.140°
【详解】解:∵点O是△ABC的外心,
∴∠AOB=2∠C,
∴∠C∠AOB,
∵点I是△ABC的内心,
∴∠IAB∠CAB,∠IBA∠CBA,
∴∠AIB=180°﹣(∠IAB+∠IBA)
=180°(∠CAB+∠CBA),
=180°(180°﹣∠C)
=90°∠C,
∴2∠AIB=180°+∠C,
∵∠AOB=2∠C,
∴∠AIB=90°∠AOB,
∴4∠AIB﹣∠AOB=360°.
∵∠AIB=125°,
∴∠AOB=140°.
故选:D.
4.(2024·赣榆区·期中)如图,D是△ABC的内心,AD的延长线交△ABC的外接圆于点E,∠BCA=50°,则∠BDE= °.
【详解】解:∵D是△ABC的内心,
∴AD平分∠BAC,BD平分∠ABC,
∴∠BAD=∠CAD,∠ABD=∠CBD,
∴∠BAD+∠ABD=∠CAD+∠CBD,
∵∠CAD=∠CBE,
∴∠BAD+∠ABD=∠CBE+∠CBD,
∵∠BDE=∠BAD+∠ABD,∠DBE=∠CBE+∠CBD,
∴∠BDE=∠DBE,
∵∠BDE+∠DBE+∠E=180°,∠E=∠BCA=50°,
∴2∠BDE+50°=180°,
∴∠BDE=65°.
故答案为:65.
题型七 切线长定理的应用
1.(2024·扬州·期末)如图,直线AB、BC、CD分别与⊙O相切于点E、F、G且AB∥CD,若OB=8cm,OC=6cm,则BE+CG等于( )
A.7cm B.8cm C.9cm D.10cm
【详解】解:如图,连接OF,
由切线长定理得:BE=BF,CF=CG,
∠OBF=∠OBE,∠OCF=∠OCG,
∵AB∥CD,
∴∠ABC+∠BCD=180°,
∴∠OBF+∠OCF=90°,
∴∠BOC=90°,
∵OB=6cm,OC=8cm,
∴BC=10cm,
∵OF⊥BC,
∴BE=BF,CG=CF,
∴BE+CG=BF+CF=BC=10cm.
故选:D.
2.(2024·阜宁县·期中)如图,PA、PB分别为⊙O相切于点A、B,⊙O的切线EF分别交PA、PB于点E、F,切点C在上,若△PEF的周长为18,则PA长是 .
【详解】解:∵⊙O的切线EF分别交PA、PB于点E、F,
∴EC=EA,FC=FB,
∵PA、PB切⊙O相切于点A、B,
∴PA=PB,
∵△PEF的周长为18,
∴PE+EF+PF=PE+EC+FC+PF=PE+EA+FB+PF=PA+PB=2PA=18,
∴PA=9.
故答案为:9.
3.(2025·鼓楼区·三模)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,AD,CD分别与扇形BAF相切于点A与点E.当AB=15,BC=17时,AD的长为 .
【详解】解:如图,连接BE,作DH⊥BC于点H,则∠BHD=∠CHD=90°,
∵AD,CD分别与扇形BAF相切于点A,E,AB=15,BC=17,
∴AB=FB=15,AD⊥AB,CD⊥EB,AD=ED,
∴∠BAD=∠BEC=90°,
∴CE8,
∴CD=CE+ED=8+AD,
∵AD∥BC,
∴∠ADH=∠CHD=90°,
∵∠BAD=∠ADH=∠BHD=90°,
∴四边形ABHD是矩形,
∴BH=AD,DH=AB=15,
∴CH=BC﹣BH=17﹣AD,
在Rt△DHC中,DH2+CH2=CD2,
∴152+(17﹣AD)2=(8+AD)2,解得:AD=9.
故答案为:9.
4.(2025·秦淮区·二模)如图,四边形ABCD是⊙O的外切四边形,切点分别为E,F,G,H.连接OA,OB,OC,OD.
(1)若AB=5,BC=6,CD=4,则DA的长为 ;
(2)求证:∠AOD+∠BOC=180°.
【详解】(1)解:∵四边形ABCD是⊙O的外切四边形,切点分别为E,F,G,H,
∴AE=AH,BE=BF,CF=CG,DG=DH,
∴BE+CG=BF+FC=BC=6,
∴AD=AH+DH=AE+DG=AB﹣BE+CD﹣CG=5+4﹣6=3,
故答案为:3;
(2)证明:如图,连接OE、OF、OG、OH,
∵四边形ABCD是⊙O的外切四边形,切点分别为E,F,G,H,
∴OE⊥AB,OF⊥BC,∠OBE=∠OBF,
∴∠BOE=∠BOF,
同理可得:∠COF=∠COG,∠DOG=∠DOH,∠AOE=∠AOH,
∴∠AOD+∠BOC360°=180°.
题型一 切线的性质(升级版)
1.(2024·海陵区·期末)如图,⊙O的半径为20cm,直线AB与⊙O相切于点C,动点P从点C出发沿圆周匀速运动一周,共用时12s,当点P到直线AB的距离是10cm时,点P运动的时间为( )
A.2s或10s B.4s或8s C.2s D.8s
【详解】解:如图,连接OP,
设OP绕点O每1s旋转x°,则12x=360,解得:x=30,
∴OP绕点O每1s旋转30°,
如图1,点P在直线OC的右侧,作PE⊥OC于点E,PF⊥AB于点F,连接PC,
∵⊙O的半径为20cm,点P到直线AB的距离是10cm,
∴OC=20cm,PF=10cm,
∵直线AB与⊙O相切于点C,
∴AB⊥OC于点C,
∴∠PEC=∠PFC=∠ECF=90°,
∴四边形PECF是矩形,
∴CE=PF=10cm,
∴OE=OC﹣OE=10cm,
∴CE=OE,
∴PE垂直平分OC,
∴PC=OP=OC,
∴△POC是等边三角形,
∴∠POC=60°,
设点P从点C出发沿圆周逆时针匀速运动一周,运动的时间为t s,
当点P运动到图1中的位置时,则30t=60,解得:t=2;
如图2,点P在直线OC的左侧,作PM⊥OC于点M,PN⊥AB于点N,连接PC,
同理可证:△POC是等边三角形,
∴∠POC=60°,
当点P运动到图2中的位置时,则30t=360﹣60,解得:t=10;
综上,点P运动的时间为2s或10s.
故选:A.
2.(2024·新吴区·期中)如图,点A的坐标是(﹣3,0),点C是以OA为直径的⊙B上的一动点,点A关于点C的对称点为点P(x,y),则x+y的最大值为( )
A.3 B. C.6 D.
【详解】解:如图,连接OC,OP,
∵A(﹣3,0),
∴OA=3,
∵点A关于点C的对称点为点P(x,y),
∴OP=OA=3,
∴点P在以O为圆心,3为半径的圆上运动,
令x+y=m,则y=﹣x+m,
∵要求m值最大,
∴m越往上越大,
∴当直线于⊙O相切时,m最大,
设直线于y轴交于点Q,切点为P',连接OP',则OP'=3,
由直线比例系数k=1可知,直线与坐标轴所夹锐角为45°,
∴△OP'Q为等腰直角三角形,
∴OQOP'=3,即x+y=m=3,
∴x+y最大值为3.
故选:B.
3.(2024·大丰区·月考)如图,菱形ABCD的边长为4,∠ABC=120°,P是AB边上的一动点,以P为圆心,线段PB的长为半径画圆,当⊙P与△ADC边所在的直线相切时,⊙P的半径为 .
【详解】解:∵菱形ABCD,∠ABC=120°,
∴∠DAB=60°,,
如图1,当⊙P与直线AC相切时,切点为E,连接PE,则∠PEA=90°,
设PE=PB=x,则AP=4﹣x,
∵∠PAE=30°,
∴AP=2PE,
∴4﹣x=2x,解得:;
如图2,当⊙P与直线AD相切时,切点为F,连接PF,则∠PFA=90°,
设PF=PB=x,则AP=4﹣x,
∵∠PAF=60°,
∴,
∴,解得:;
如图3,当⊙P与直线CD相切时,切点为G,连接PG,
作DH⊥AB于点H,则∠PGD=90°,四边形PGDH是矩形,
设PG=PB=x,则DH=x,
∵∠DAH=60°,
∴,
∴,解得:;
综上,⊙P的半径为或或.
故答案为:或或.
4.(2025·无锡·一模)如图,在平面直角坐标系中,A(4,3),⊙P与射线OA以及y轴的正半轴始终相切,过点B(6,0)作⊙P的切线,切点为Q,则OA= ,切线长BQ的最小值为 .
【详解】解:如图,设⊙P切y轴于点M,连接PM,
∵A(4,3),
∴OA5;
∵⊙P与射线OA以及y轴的正半轴始终相切,
∴圆心P在∠MOA的角平分线OP上,
作A点关于直线OP的对称点A'(0,5),
则AA'的中点坐标为(2,4),则OP必经过点(2,4),
∴直线OP的表达式为y=2x,
设点P坐标为(x,2x),
则OP,⊙P的半径PM=PQ=x,
连接PQ,则∠PQB=90°,
由勾股定理可得:BQ2=PB2﹣PQ2,
∴BQ2=(x﹣6)2+(2x)2﹣x2=4x2﹣12x+36=4(x)2+27,
∴BQ2有最小值27,此时BQ最小为.
故答案为:5;.
题型二 切线的判定与性质——解答题
1.(2024·东台市·期中)如图,在四边形ABCD中,AC,BD相交于点E,且 AB=AC=AD,经过A,C,D三点的⊙O交BD于点F,连接CF.
(1)求证:CF=BF;
(2)若CD=CB,求证:CB是⊙O的切线.
【详解】证明:(1)∵AB=AC,
∴∠ACB=ABC,
∵AB=AD,
∴∠ADB=∠ABD,
∵∠ADB=∠ACF,
∴∠ACF=∠ABD,
∴∠ACB﹣∠ACF=ABC﹣∠ABD,即∠BCF=∠CBF,
∴CF=BF;
(2)如图,连接CO并延长交⊙O于G点,连接GF,
∵CG为O直径,
∴∠GFC=90°,
∴∠G+∠GCF=90•,
∵∠CDB=∠G,
∴∠CDB+∠GCF=90°,
∵CD=CB
∴∠CDB=∠CBD,
∵CF=BF,
∴∠BCF=∠CBD,
∴∠BCF=∠CDB,
∴∠BCF+∠GCF=90°,
∴∠BCG=90°,即CG⊥BC,
∵CG为⊙G的半径,
∴CB是⊙O的切线.
2.(2025·盐都区·月考)如图,AB是⊙O的直径,,E是OB的中点,连接CE并延长到点F,使EF=CE.连接AF交⊙O于点D,连接BD,BF.
(1)求证:直线BF是⊙O的切线;
(2)若OB=4,求BD的长.
【详解】(1)证明:如图,连接OC,
∵AB是⊙O的直径,,
∴∠BOC=90°,
∵E是OB的中点,
∴OE=BE,
在△OCE和△BFE中,
,
∴△OCE≌△BFE(SAS),
∴∠OBF=∠COE=90°,
∵OB为⊙O的半径,
∴直线BF是⊙O的切线;
(2)解:∵OB=OC=4,由(1)得:△OCE≌△BFE,
∴BF=OC=4,
∴AF=4,
∴,即8×4=4BD,
∴BD.
3.(2025·宿迁·模拟)如图,⊙O是△ABC的外接圆,且AB=AC,连接BO并延长交⊙O于点D,过点A作AE⊥BD,垂足为点E,点F在BD的延长线上,连接AF,使∠FAE=2∠ABD.
(1)判断直线AF与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若DE=1,BC=4,求⊙O的半径.
【详解】解:(1)直线AF与⊙O相切,理由如下:
∵∠FAE=2∠ABD,∠FOA=2∠ABD,
∴∠FAE=∠FOA,
∵AE⊥BD,
∴∠AEO=90°,
∴∠FOA+∠EAO=90°,
∴∠FAE+∠EAO=90°,即∠FAO=90°,
∴OA⊥FA,
∵OA为⊙O的半径,
∴直线AF与⊙O相切;
(2)如图,延长AE交⊙O于点H,连接BH,
∵BD为⊙O的直径,AE⊥BD,
∴BD平分AH,即BD为AH的垂直平分线,
∴BA=BH,
∵AB=AC,
∴BH=AC,
∴,
∴,
∴AH=BC=4,
∴AEAH=2,
设⊙O的半径为r,则OE=OD﹣DE=r﹣1,
∵在Rt△OAE中,AE2+OE2=OA2,
∴22+(r﹣1)2=r2,解得:r=2.5,
∴⊙O的半径为2.5.
4.(2025·邗江区·三模)如图,⊙O是△ABC的外接圆,∠BAC的平分线与⊙O相交于点D,过点D作直线DE∥BC,连接OB,OC,BD,CD.
(1)判断直线DE与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若BD=2,BC=8,求四边形OBDC的面积.
【详解】解:(1)直线DE与⊙O相切,理由如下:
如图,连接OD,设OD与BC相交于点H,
∵AD平分∠BAC,
∴∠BAD=∠CAD,
∴∠BOD=∠COD,
∵OB=OC,
∴OD⊥BC,
∴∠OHC=90°,
又∵DE∥BC,
∴∠ODE=∠OHC=90°,
∴OD⊥DE,
∵OD是⊙O的半径,
∴直线DE与⊙O相切;
(2)由(1)知:OD⊥BC,
∵OB=OC,
∴OD垂直平分BC,
∴BHBC=4,
∴DH2,
∴OH=OD﹣DH=OB﹣2,
在Rt△OBH中,OB2=BH2+OH2,
∴OB2=42+(OB﹣2)2,解得:OB=5,
∴OD=OB=5,
∴S四边形OBDC=S△OBC+S△DBCBC•OHBC•DHBC(OH+DH)BC•OD=20.
题型三 三角形的内心有关的角度计算(升级版)
1.(2023·邗江区·月考)如图,点E是△ABC的内心,AE的延长线和△ABC的外接圆相交于点D,与BC相交于点G,则下列结论:①∠BAD=∠CAD;②若∠BAC=60°,则∠BEC=120°;③BD=DE;④若点G为BC的中点,则BG⊥GD,其中一定正确的序号是 .
【详解】解:①∵E是△ABC的内心,
∴AD平分∠BAC,
∴∠BAD=∠CAD,故①正确;
②如图,连接BE,CE,
∵E是△ABC的内心,
∴∠EBC∠ABC,∠ECBACB,
∵∠BAC=60°,
∴∠ABC+∠ACB=180°﹣∠BAC=180°﹣60°=120°,
∴∠BEC=180°﹣(∠EBC+∠ECB)=180°(∠ABC+∠ACB)=120°,故②正确;
③如图,连接BE,OB,OC,OD,
∴BE平分∠ABC,
∴∠ABE=∠CBE,
∵∠DBC=∠DAC=∠BAD,
∴∠DBC+∠EBC=∠EBA+∠EAB,
∴∠DBE=∠DEB,
∴DB=DE,故③正确;
④∵∠BAD=∠CAD,
∴,
∴BD=DC,OD⊥BC,
∵点G为BC的中点,
∴G一定在OD上,
∴∠BGD=90°,
∴BG⊥GD,故④正确;
综上,一定正确的结论为①②③④.
故答案为:①②③④.
2.(2024·盱眙县·期中)如图,点O是△ABC的内心,D是BC的中点,连接OC、OD,若∠A=2∠O=120°,OD=1,则BC的长为 .
【详解】解:如图,连接OB,延长OD到E,使DE=OD=1,连接CE,
则OE=2OD=2,
在△ABC中,∠A=120°,
∴∠ABC+∠ACB=180°﹣∠A=60°,
∵点O是△ABC的内心,
∴∠OBC∠ABC,∠OCB∠ACB,
∴∠OBC+∠OCB(∠ABC+∠ACB)=30°,
在△OBC中,∠BOC=180°﹣(∠OBC+∠OCB)=150°,
∵2∠DOC=120°,
∴∠DOC=60°,
∴∠BOD=∠BOC﹣∠DOC=90°,
∵点D是BC的中点,
∴CD=BD,BC=2CD,
在△CED和△BOD中,
,
∴△CED≌△BOD(SAS),
∴∠E=∠BOD=90°,
∴△OCE是直角三角形,
在Rt△OCE中,∠OCE=90°﹣∠DOC=30°,
∴OC=2OE=4,
由勾股定理得:CE,
在Rt△CDE中,由勾股定理得:CD,
∴BC=2CD.
故答案为:.
题型四 三角形的内接圆半径有关的计算
1.(2025·南京·模拟)如图,有一块三角形铁皮余料,AB=14,BC=13,CA=12.若从中剪一个面积最大的半圆,则半圆的圆心在( )
A.AB边上 B.BC边上 C.CA边上 D.△ABC内
【详解】解:当圆心在三角形的边上,圆与另外两边相切时,半圆半径最大,此时面积也最大,
当圆心O在AB上时,如图,AC,BC切半圆于E,D,连接OD,OE,连接AC,
∴OD=OE,且OD⊥BC,OE⊥AC,
设OD=OE=r1,
则S△ABCAC•r1BC•r112r113r1r1,
同理可得:当圆心O在AC上时,设半圆半径为r2,则S△ABCr2,
当圆心O在BC上时,设半圆半径为r3,则S△ABC=13r3,
∴r1r2=13r3,
∴r1>r3>r2,
∴剪一个面积最大的半圆,则半圆的圆心在AB上.
故选:A.
2.(2022·姜堰区·期中)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=8,BC=6,点M、N分别是△ABC的内心和外心,则MN= .
【详解】解:如图,连接MA、MB、MC,
过点M作MD⊥AB于点D,作ME⊥AC于点E,作MF⊥BC于点F,
∵∠C=90°,AC=8,BC=6,
∴AB10,
∵N为Rt△ABC的外心,
∴AN=BN=5,
∵M为△ABCD的内心,
∴MD=ME=MN,
∵S△ABC=S△MAB+S△MAC+S△MBC,
∴,
∴MD=ME=MF=2,
∵∠MEC=∠MCF=∠MFC=90°,
∴四边形MECF为正方形,
∴CF=MF=2,
∴BF=6﹣2=4,
∵MD=MF,BM=BM,
∴Rt△BDM≌Rt△BFM(HL),
∴BD=BF=4,
∴DN=BN﹣BD=5﹣4=1,
∴MN.
故答案为:.
题型五 切线长定理的应用(升级版)
1.(2024·崇川区·期中)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,⊙O是△ABC的内切圆,三个切点分别为D,E,F,若BF=4,AF=6,则△ABC的面积是( )
A.24 B.28 C.32 D.36
【详解】解:如图,连接DO,EO,
∵⊙O是△ABC的内切圆,切点分别为D,E,F,
∴OE⊥AC,OD⊥BC,CD=CE,BD=BF=4,AF=AE=6,
∴AB=AF+BF=6+4=10,
∵∠C=90°,
∴四边形OECD是矩形,
∵EO=DO,
∴矩形OECD是正方形,
设EO=x,则EC=CD=x,
在Rt△ABC中,由勾股定理得:BC2+AC2=AB2,
∴(x+4)2+(x+6)2=102,解得:x=2,
∴BC=6,AC=8,
∴S△ABC6×8=24.
故选:A.
2.(2024·海州区·期中)如图,在一张Rt△ABC纸片中,∠ACB=90°,BC=3,AC=4,⊙O是它的内切圆.小明用剪刀沿着⊙O的切线DE剪下一块三角形ADE,则△ADE的周长为( )
A.4 B.5 C.6 D.8
【详解】解:如图,设△ABC的内切圆切三边于点F,H,G,连接OF,OH,OG,
∴四边形OHCG是正方形,
由切线长定理可知:AF=AG,
∵DE是⊙O的切线,
∴MD=MF,EM=EG,
∵∠ACB=90°,BC=3,AC=4,
∴AB5,
∵⊙O是△ABC的内切圆,
∴内切圆的半径(AC+BC﹣AB)=1,
∴CG=1,
∴AG=AC﹣CG=4﹣1=3,
∴△ADE的周长=AD+DE+AE=AD+DF+EG+AE=AF+AG=2AG=6.
故选:C.
3.(2022·兴化市·月考)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,⊙O是四边形ABCD的内切圆,CD,BC分别切⊙O于F,E两点,若AD=3,BC=6,则EF的长是( )
A. B. C. D.
【详解】解:如图,连接OC,与EF相交于点M,作DG⊥BC于点G,连接OE,设AD与圆的切点为H,
∵AD∥BC,AB⊥BC,DG⊥BC,
∴四边形ABGD是矩形,
∴BG=AD=3,CG=BC﹣BG=6﹣3=3,
∵点E、F、H是切点,
∴DF=DH,CF=CE,OC平分∠ECF,
∴△ECF是等腰三角形,OC是EF的垂直平分线,
∴EM=FM,
设圆O半径为R,则BE=R,DG=2R,
∴CE=CF=6﹣R,DF=DH=3﹣R,
∵DG2+CG2=CD2,
∴(2R)2+32=[(3﹣R)+(6﹣R)]2,解得:R=2,
∴CE=6﹣2=4,
∴,
∵,
∴,
∴.
故选:A.
4.(2025·高邮市·二模)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,⊙O与△ABC的三边分别相切于点D、E、F.若AD•DB=3,则△ABC的面积为 .
【详解】解:设圆的半径是r,
∵⊙O与△ABC的三边分别相切于点D、E、F,
∴AD=AF,CF=CE,BD=BE,∠OEC=∠OFC=90°,
∵∠C=90°,OE=OF,
∴四边形OECF是正方形,
∴CF=CE=OE=r,
∴AC=AF+r=AD+r,BC=BE+r=BD+r,
∵AB2=BC2+AC2,
∴(AD+BD)2=(BD+r)2+(AD+r)2,
∴AD•BD=r2+(AD+BD)•r,
∵△ACB的面积AC•BC,
∴△ACB的面积(AD+r)(BD+r)[AD•BD+(AD+BD)•r+r2](2AD•BD)=AD•BD=3.
故答案为:3.
1.(2023·江阴市·期末)如图,在平面直角坐标系xOy中,点A(0,6),点B(8,0),点C是△ABO的内心.直线a1、b1分别经过点A、B,且a1∥b1.若直线a1关于AC对称的直线为a2,直线b1关于BC对称的直线为b2,直线a2、b2交于点P,则CP的最大值为 .
【详解】解:如图,作△ABO的内切圆分别与OA、OB、AB相切于点D、E、F,
∵点C是△ABO的内心,
∴点C是△ABO的内切圆的圆心,
连接CD、CE、CF,则CD=CE=CF,CD⊥OA,CE⊥OB,CF⊥AB,
∵∠ODC=∠OEC=∠DOE=90°,
∴四边形ODCE是矩形,
∵OD=OE,
∴四边形ODCE是正方形,
∵A(0,6),B(8,0),∠AOB=90°,
∴OA=6,OB=8,
∴AB10,
∵AD=AF,BE=BF,
∴AD+BE=AF+BF=AB=10,
∴OD+OE=2OD=OA+OB﹣(AD+BE)=6+8﹣10=4,
∴CF=CD=OD=2,
∴AF=AD=OA﹣OD=6﹣2=4,
设直线a1交x轴于点G,H为直线b1上一点,
∵a1∥b1,
∴∠AGB=∠OBH,
∵∠AOG=90°,
∴∠OAG+∠OBH=∠OAG+∠AGB=90°,
∵直线a1关于AC对称的直线为a2,直线b1关于BC对称的直线为b2,
∴∠PAC=∠GAC,∠PBC=∠HBC,
∵∠BAC=∠OAC,∠ABC=∠OBC,
∴∠PAC﹣∠BAC=∠GAC﹣∠OAC,∠PBC﹣∠ABC=∠HBC﹣∠OBC,
∴∠PAB=∠OAG,∠PBA=∠OBH,
∴∠PAB+∠PBA=∠OAG+∠OBH=90°,
∴∠APB=90°,
取AB的中点I,连接CI、PI,则PI=AI=BIAB=5,
∴FI=AI﹣AF=5﹣4=1,
∵∠CFI=90°,
∴CI,
∵CP≤CI+PI,且CI+PI5,
∴CP5,
∴CP的最大值为5.
故答案为:5.
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