内容正文:
46
3.3 垂径定理
第1课时 垂径定理 ▶ “答案与解析”见P21
1.
(2024·宁波期中)如图,☉O 的直径CD 垂
直于弦AB 于点E,且OE=1cm,DE=
4cm,则AB 的长为 ( )
A.
10cm B.
210cm
C.
22cm D.
42cm
(第1题)
(第2题)
2.
(2024·浙江期中)我国古代数学著作《九章
算术》中有一个经典的“圆材埋壁”问题:“今
有圆材埋壁中,以锯锯之,深一寸,锯道长
一尺,问径几何?”大意如下:如图,CD 是☉O
的直径,弦 AB⊥CD 于点P,CP=1寸,
AB=10寸,则直径CD 的长是 ( )
A.
20寸 B.
23寸 C.
26寸 D.
30寸
3.
如图,AB,AC 都是☉O 的弦,OM⊥AB,
ON⊥AC,垂足分别为M,N.若MN= 5,
则BC= .
(第3题)
(第4题)
4.
如图,AB 是半圆O 的直径,弦CD∥AB,
CD=8,AB=10,则CD 与AB 之间的距离
是 .
5.
如图,在以点O 为圆心的两个同心圆(两圆的
圆心均为点O)中,大圆的弦AB 交小圆于点
C,D.
(1)
求证:AC=BD.
(2)
若大圆的半径R=10,小圆的半径r=6,
且圆心O 到直线AB 的距离为3,求 AC
的长.
(第5题)
6.
(2024·宁波奉化期中)如图,☉O 的半径为
5,AB⊥CD,垂足为P,且AB=CD=8,则
OP 的长为 ( )
A.
3 B.
4
C.
32 D.
42
(第6题)
(第7题)
7.
(2023·宁波鄞州期末)如图,☉O
的半径为5,弦AB=6,点C 在弦
AB 上,延长CO 交☉O 于点D,则
CD 的取值范围是 ( )
A.
6≤CD≤8 B.
8≤CD≤10
C.
9<CD<10 D.
9≤CD≤10
8.
★已知圆中两条平行的弦之间的距离为1,其
中一条弦的长为8.若该圆的半径为5,则另
一条弦的长为 .
数学(浙教版)九年级全一册
47
9.
如图,☉O内有折线OABC,OA=4,BC=10,
∠A=∠B=60°,则AB的长为 .
(第9题)
10.
如图所示为一个半圆形桥洞截面
示意图,点O 为圆心,直径AB 是
河底线,弦CD 是水位线,CD∥
AB,且AB=26m,OE⊥CD 于点E.水位
正常时测得OE∶CD=5∶24.
(1)
求CD 的长.
(2)
汛期来临时,水面以每小时4m的速度
上升,请问:经过多长时间桥洞会被水灌满?
(第10题)
11.
(1)
如图①,AB 为☉O 的直径,直线l交
☉O 于点C,D,过点A,B 分别作直线l的
垂线,垂足分别为E,F.经推证,可得出结
论EC=DF,请写出你的证明过程.
(2)
在(1)中,若把直线l继续向上平移,使
弦CD 与直径AB 交于点P(点P 不与点
A,B 重合),在其他条件不变的情况下,请
在图②中将变化后的图形画出来,标好对应
字母,并判断(1)中的结论是否仍然成立.若
不成立,请说明理由;若成立,请给予证明.
(3)
若(2)中☉O 的半径为5,∠CPB=
150°,且AP∶BP=7∶3,求弦CD 的长.
(第11题)
第3章 圆的基本性质
48
第2课时 垂径定理的逆定理 ▶ “答案与解析”见P22
1.
如图,在☉O 中,点P 在弦AB 上,CD 是过
点P 的直径.有下列条件:①
AP=12AB
;
②
OP=OD;③
AB
︵
=2BC
︵;④
AD
︵
=BD
︵
.
其中,能得到CD⊥AB 的有 ( )
A.
1个 B.
2个 C.
3个 D.
4个
(第1题)
(第2题)
2.
如图,在☉O 中,半径OC 与弦AB 交于点D,
且AC
︵
=BC
︵,AB=8,OC=5,则CD 的长为
( )
A.
1.5 B.
2 C.
3 D.
4
(第3题)
3.
一个隧道的横截面如图所示,它
的形状是以点O 为圆心、5m为
半径的圆的一部分,M 是弦CD
的中点,ME 经过圆心O 交☉O
于点E.若CD=6m,则隧道的高(ME 的长)
为 .
4.
如图,☉O 的直径AB 交弦CD 于点P,CP=
PD,CD=10,AP∶PB=1∶5.求☉O 的
半径.
(第4题)
5.
如图,☉O的半径为5,AB 是☉O 的弦,AB=
8,Q 为AB 的中点,P 是☉O 上的一点(不与
点A,B 重合),连结PQ,则PQ 长的最小
值为 ( )
A.
1 B.
2 C.
3 D.
8
(第5题)
(第6题)
6.
筒车是我国古代人民发明的一种水利灌溉工
具,明朝科学家徐光启在《农政全书》中用图
描绘了筒车的工作原理.如图,筒车盛水桶的
运行轨道是以轴心O 为圆心的圆,圆心O 在
水面上方,且☉O 被水面截得的弦AB 的长
为6m,☉O 的半径为4m.若C 为运行轨道
的最低点,则点C 到弦AB 所在直线的距
离是 ( )
A.
1m B.
(4-7)m
C.
2m D.
(4+7)m
7.
如图,M 是AB
︵
的中点,过点M 的弦MN 交
弦AB 于点C.已知☉O 的半径为2,MN=
23,则∠ACM 的度数为 .
(第7题)
(第8题)
8.
方程思想
如图,AB 为☉O 的直径,
AE 为☉O 的弦,C 为 ABE
︵
的中
点,CD⊥AB,垂足为D.若AE=8,
DB=2,则☉O 的半径为 .
数学(浙教版)九年级全一册
49
9.
如图,OC 是☉O 的半径,点P 在☉O 的直径
BA 的延长线上,且OC⊥PC,垂足为C,A
为CD
︵
的中点,且AE=12OC
,PA=6.求:
(1)
☉O 的半径.
(2)
CD 的长.
(第9题)
10.
新情境·日常生活
车辆转弯时,能否
顺利通过直角弯道,取决于车辆是
否能行驶到与路边界的夹角为45°
的位置(如图①中B 的位置).如图②所示
为某巷子的俯视图,巷子的路面宽4m,转
弯处为直角,车辆的车身为矩形ABCD,当
CD 与DE,CE 的夹角都是45°时,连结EF
交CD 于点G.若GF 的长度能达到甚至超
过车身的宽度,则车辆能通过.
(1)
请证明长8m、宽3m的消防车不能通
过该直角弯道.
(2)
为了使长8m、宽3m的消防车能通过
该弯道,可以将转弯处改为圆弧(分别是以
点O 为圆心,OM 和ON 的长为半径的弧),
具体方案如图③所示,其中OM⊥OM',请
求出ON 的最小长度.
(第10题)
第3章 圆的基本性质
11.
(1)
由旋转的性质,得∠DBC=
60°.
∵
AB=AC,
∴
∠ABC= 12
(180°-∠BAC)=
1
2
(180°-α)=90°-12α.
∵
0°<α<60°,
∴
∠ABC>60°.
∴
线段BD 在△ABC的内部.
∴
∠ABD= ∠ABC - ∠DBC =
90°-12α-60°=30°-
1
2α.
(2)
△ABE 为等边三角形.
如图,连结AD,CD.
∵
线段BC 绕点B 按逆时针方向旋
转60°得到线段BD,
∴
BC=BD,∠DBC=60°.
∴
△BCD 为等边三角形.
∴
BD=CD=BC.
又∵
∠ABE=60°,
∴
∠ABD=60°-∠DBE=∠EBC=
30°-12α.
在△ABD 和△ACD 中,
AB=AC,
AD=AD,
BD=CD,
∴
△ABD≌△ACD.
∴
∠BAD=∠CAD=12∠BAC=
1
2α.
∵
∠BCE=150°,
∴
∠BEC=180°- 30°-12α -
150°=12α.
∴
∠BAD=∠BEC.
在△ABD 和△EBC中,
∠BAD=∠BEC,
∠ABD=∠EBC,
BD=BC,
∴
△ABD≌△EBC.
∴
AB=EB.
又∵
∠ABE=60°,
∴
△ABE 为等边三角形.
(3)
如图,连结DE.
∵
△BCD 为等边三角形,
∴
∠BCD=60°.
∵
∠BCE=150°,
∴
∠DCE=150°-60°=90°.
又∵
∠DEC=45°,
∴
易得△DCE 为等腰直角三角形.
∴
DC=CE=BC.
∴
∠EBC=∠BEC.
∴
30°-12α=
1
2α.
∴
α=30°.
(第11题)
3.3 垂径定理
第1课时 垂径定理
1.
D
2.
C 解析:如图,连结OA.∵
CD
是☉O 的 直 径,AB ⊥CD,AB =
10寸,∴
AP=BP=5寸.设☉O 的
半径OA 的长为x 寸,则OC=x寸.
∵
CP=1寸,∴
OP=(x-1)寸.在
Rt△AOP 中,根 据 勾 股 定 理,得
OA2-OP2=AP2,即 x2-(x-
1)2=52,化简,得x2-x2+2x-1=
25,即2x=26.∴
CD=2OC=26寸.
(第2题)
3.
25 4.
3
5.
(1)
如图,过点O 作OE⊥AB 于
点E.
∵
OE⊥AB,
∴
AE=BE,CE=DE.
∴
AE-CE=BE-DE.
∴
AC=BD.
(2)
如图,连结AO,CO.
∵
AO=10,OE=3,
∴
AE= AO2-OE2= 91.
∵
CO=6,OE=3,
∴
CE= CO2-OE2=33.
∴
AC=AE-CE= 91-33.
(第5题)
6.
C 解析:如图,连结OB,过点O作
OE⊥AB于点E,OF⊥CD 于点F,则
BE=12AB=4
,四边形PEOF 为矩
形.∵
AB=CD,OE⊥AB,OF⊥
CD,∴
OE=OF.∴
矩形PEOF 为
正方形.∴
OE=PE.在 Rt△OEB
中,OE= OB2-BE2= 52-42=
3,∴
PE=3.∴
OP= OE2+PE2=
32.
(第6题)
7.
D 解析:如图,过点O 作OH⊥
AB 于点H,则BH=12AB=
1
2×
6=3.∵
☉O 的半径为5,∴
OB=5.
∴
OH= OB2-BH2=4.∴
当点
C和点H 重合时,OC 的最小值是4,
CD 的最小值是4+5=9;当CD 是
☉O 的直径时,CD 的值最大,是5×
2=10.∴
CD 的取值范围是9≤
CD≤10.
(第7题)
8.
6或2 21 解析:如图,过点O 作
OF⊥CD 于点F,交AB 于点E,连结
OA,OC.∵
AB∥CD,∴
OE⊥AB,
EF =1.①
若 CD =8,则 CF =
1
2CD=4.∵
OC=OA=5,∴
OF=
12
OC2-CF2 = 3.∵
EF = 1,
∴
OE=OF -EF =2.∴
AE =
OA2-OE2 = 21. ∴
AB=
2AE=2 21.②
若AB=8,则AE=
1
2AB=4.∵
OA=OC=5,∴
OE=
OA2-AE2 = 3.∵
EF = 1,
∴
OF=OE +EF =4.∴
CF =
OC2-OF2=3.∴
CD=2CF=6.综
上所述,另一条弦的长为6或2 21.
(第8题)
解决圆中有关弦的
问题的一般方法
解有关弦的问题时,我们常通
过添设辅助线,构造由圆心到弦的
垂线段、过弦的端点的半径、弦的
一半组成的直角三角形,将问题转
化到直角三角形中解决.
9.
6 解析:如图,延长AO,交BC 于
点D,过点O 作OE⊥BC 于点E,则
BE=12BC=5
,∠DEO=90°.∵
∠A=
∠B=60°,∴
∠ADB=60°.∴
∠DOE=
30°,△ADB 为等边 三 角 形.∴
设
BD=AD=AB=x.∵
OA=4,BE=
5,∴
DE =x-5,OD =x-4.
∵
∠DEO = 90°,∠DOE = 30°,
∴
DE=12OD=
1
2
(x-4).∴
x-
5=12
(x-4),解得x=6.∴
AB=6.
(第9题)
10.
(1)
∵
直径AB=26m,
∴
OD=OB=12AB=
1
2×26=13
(m).
∵
OE⊥CD,
∴
DE=12CD.
∵
OE∶CD=5∶24,
∴
OE∶ED=5∶12.
设OE=5x m(x>0),则 ED =
12xm.
在Rt△ODE 中,OE2+ED2=OD2,
即(5x)2+(12x)2=132,解得x=1
或x=-1(舍去).
∴
OE=5m,ED=12m.
∴
CD=2ED=24m.
(2)
如图,延长OE 交半圆O 于点F,
则OF=12AB=13m.
∵
OE=5m,
∴
EF=OF-OE=13-5=8(m).
∵
8÷4=2(h),
∴
经过2h桥洞会被水灌满.
(第10题)
11.
(1)
如图①,过点O 作OG⊥EF
于点G,则CG=DG.
∵
AE⊥CD,OG⊥CD,BF⊥CD,
∴
AE∥OG∥BF.
∵
OA=OB,
∴
易得EG=FG.
∴
EG-CG=FG-DG.
∴
EC=DF.
(2)
成立.
如图②,EC=DF.
过点O 作OG⊥EF 于点G,则CG=
DG.
∵
AE⊥CD,OG⊥CD,BF⊥CD,
∴
AE∥OG∥BF.
∵
OA=OB,
∴
易得EG=FG.
∴
CG-EG=DG-FG.
∴
EC=DF.
(3)
如图②,连结OD.
∵
☉O 的半径为5,AP∶BP=7∶3,
∴
AP=7,BP=3,OP=2.
∵
∠CPB=150°,
∴
∠OPG=30°.
∴
在Rt△OPG 中,OG=12OP=1.
∴
在 Rt△OGD 中, DG =
OD2-OG2= 52-12=26.
∴
CD=2DG=46.
(第11题)
第2课时 垂径定理的逆定理
1.
C 2.
B 3.
9m
4.
连结OC.
设☉O 的半径为R.
∵
AP∶PB=1∶5,AP+PB=2R,
∴
OP=23R.
∵
CP=PD,即直径AB 平分弦CD,
∴
CP=12CD=5
,OP⊥CD.
∴
OC2=OP2+CP2.
∴
R2= 23R
2
+52,解得R=35
(负值舍去).
∴
☉O 的半径为35.
5.
B 解析:易知当PQ 的长取得最
小值时,点P 在AB︵ 上.∵
Q 为定点,
AB 为定直线,∴
根据“垂线段最短”,
可知当PQ⊥AB 时,PQ 的长取得最
小值.如图,连结OQ,OA.∵
AB=8,
Q 为AB 的中点,∴
AQ=4,OQ⊥
AB.延长OQ 交☉O 于点P,此时PQ
的长 取 得 最 小 值.∵
∠AQO=90°,
∴
OQ= OA2-AQ2= 52-42=
3.∴
PQ 长的最小值为OP-OQ=
5-3=2.
(第5题)
6.
B 解析:如图,连结OA,OC,OC
交AB 于点D.由题意,得OA=OC=
22
4m.∵
C 为运行轨道 的 最 低 点,
∴
AC︵=BC︵,OC⊥AB.∴
线段CD
的长就是点C到弦AB 所在直线的距
离,AD=BD= 12AB=
1
2×6=
3(m),∠ADO = 90°.∴
OD =
OA2-AD2= 42-32= 7(m).
∴
CD=OC-OD=(4- 7)m,即
点C 到弦AB 所在直线的距离是
(4-7)m.
(第6题)
7.
60° 解析:过点O 作OD⊥MN 于
点 D,连 结 OM 交 AB 于 点 P.
∵
OD⊥MN,∴
MD=12MN= 3.
在Rt△ODM 中,OM=2,MD= 3,
∴
OD= OM2-MD2 =1.∴
OD=
1
2OM.∵
∠ODM =90°,∴
易 得
∠OMD=30°.∵
M 是AB︵ 的中点,
∴
AB ⊥OM.∴
∠MPC =90°.
∴
∠ACM=90°-∠PMC=90°-
30°=60°.
8.
5 解析:如图,连结CO 并延长,
交AE 于点T.∵
C 为ABE︵ 的中点,
∴
AC︵ =CE︵.∴
CT⊥AE,AT=
TE=12AE=4.
在△AOT和△COD中,
∠ATO=∠CDO=90°,
∠AOT=∠COD,
AO=CO, ∴ △AOT≌
△COD.∴
AT=CD=4.设☉O 的半
径为r.在Rt△COD 中,由勾股定理,
得OC2=CD2+OD2,即r2=42+
(r-2)2,解得r=5.∴
☉O 的半径
为5.
(第8题)
9.
(1)
设OC=x,则OA=x.
∵
A 为CD︵ 的中点,
∴
OA⊥CD.
∵
AE=12OC
,
∴
OE=12OA=
1
2x.
∴
易得∠OCE=30°.
∵
OC⊥PC,
∴
易得∠P=30°.
∴
PO=2OC=2x.
∵
PA=6,
∴
PO=PA+OA=6+x.
∴
6+x=2x,解得x=6.
∴
☉O 的半径为6.
(2)
由(1),得OC=6,OE=3.
由勾股定理,得CE= 62-32=33.
∵
OA⊥CD,
∴
CD=2CE=63.
10.
(1)
如图①,过点F 作FH⊥EC,
垂足为H.
由题意,得FH=EH=4m,
∴
EF = 42+42 =42 (m),
∠GEC=45°.
易知GC=12×8=4
(m),
∴
易得GE=GC=4m.
∴
GF=EF-GE=(42-4)m.
∵
42-4<3,
∴
GF 的长度未达到车身宽度.
∴
长8m、宽3m的消防车不能通过
该直角弯道.
(2)
如图②,取 MM'︵的中点E,连结
OE,交AB 于点F,交CD 于点G.若
点C,D 分别与点 M',M 重合,则
△OGM 为等腰直角三角形,
∴
易 得 OG=GM =4m,OM =
42m.
∴
OF=ON=OM-MN=(42-
4)m.
∴
FG=OG-OF=4-(42-4)=
(8-42)m.
∵
8-42<3,
∴
点C,D 在MM'︵上(不与点M',M
重合).
设ON=x m,则OG=(x+3)m,
OC=(x+4)m.
在 Rt△OCG 中,由 勾 股 定 理,得
OG2+CG2=OC2,即(x+3)2+42=
(x+4)2,解得x=4.5.
∴
ON 的最小长度为4.5m.
(第10题)
3.4 圆 心 角
1.
D 2.
C 3.
等边 4.
120°
5.
∵
四边形ABCD 是正方形,
∴
AB=CD.
∴
AB︵=CD︵.
∵
M 为AD︵ 的中点,
∴
AM︵=DM︵.
∴
AB︵+AM︵=CD︵+DM︵,
即BM︵=CM︵.
∴
BM=CM.
6.
C 解析:如图,连结BO,过点O
作OE⊥AB 于点E,延长OE 交☉O
于点 F.由 题 意,得 EF =EO =
1
2FO.∵
∠OEB = 90°,EO =
1
2FO=
1
2BO
,∴
易得∠EBO=30°.
由题意,可知AB∥DC,∴
∠BOD=
∠EBO =30°.∴
∠BOC=180°-
∠BOD=180°-30°=150°.∴
BC︵ 的
度数为150°.
(第6题)
7.
B 解析:取AB︵ 的中点E,连结
OE,AE,BE,则AE︵=EB︵.∴
AE=
EB,∠AOE=∠BOE.∵
∠AOB=
2∠BOC=∠AOE+∠BOE,∴
∠AOE=
∠BOE=∠BOC.∴
AE=BE=BC,
AE︵ =BE︵ =BC︵.在 △AEB 中,
∵
AB<AE+BE,∴
AB<2BC.故
①错误.∵
AB︵=AE︵+BE︵,∴
AB︵=
2BC︵.故②正确.∵
OA=OB=OC,
32