内容正文:
第2章 圆
2.2 圆心角、圆周角
2.2.1 圆心角
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B
1.下列图形中的角是圆心角的是( )
2
2.下列说法中,正确的是( )
A.等弦所对的弧相等
B.等弧所对的弦相等
C.相等的圆心角所对的弦相等
D.相等的弦所对的圆心角相等
B
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3
3.[2025长沙望城区月考]如图,AB是⊙O的直径,BC,CD,DA是⊙O的弦,且BC=CD=DA,则∠BCD等于( )
A.100°
B.110°
C.120°
D.135°
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C
4
4.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=20°,以点C为圆心,BC长为半径的圆分别交AB,AC于点D,E,则弧BD所对的圆心角的度数为________.
40°
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5
3
6
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∵OB=OC,∠BOC=36°,∴∠OBC=72°=∠AOB.∴BC∥AD,故③正确.∵∠AOB=∠COD=72°,∴AB=CD,故④正确.综上,正确结论的个数是3.
6. 如图,点A、点B、点C在⊙O上,分别连接AB,BC,OC.若AB=BC,∠B=40°,则∠OCB=________.
20°
9
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3
11
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8.如图,分别过⊙O的直径AB上的点M,N作弦CD,EF,若CD∥EF,AC=BF.求证:
14
15
(2)AM=BN.
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16
17
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【答案】 B
18
D
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19
20
【答案】 B
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21
105°或15°
22
23
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点C的位置有两种情况,如图①时,∠BAC=∠CAO+∠OAB=60°+45°=105°;如图②时,∠BAC=∠CAO-∠OAB=60°-45°=15°.综上,∠BAC的度数为105°或15°.
24
13. 如图,⊙O的半径为1,动点P从点A处沿圆周以每秒45°圆心角的速度逆时针匀速运动,即第1秒点P位于如图所示的位置,第2秒点P位于点B的位置,…,则第2 025秒点P所在位置的坐标为________.
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14.如图,⊙O的半径为10,A,E,B三点均在圆上,∠AOB=45°,点C,D分别在OB,OA上.若四边形OCED为菱形,则菱形OCED的面积为____________.
【点拨】如图,连接OE,CD交于点G,过点D作DF⊥OB于点F,则∠DFO=∠DFC=90°.∵∠AOB=45°,∴△ODF是等腰直角三角形.
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【解】如图,作A关于MN的对称点A′,
根据圆的对称性,得A′必在圆上,
连接BA′交MN于P,则PA=PA′,
∴PA+PB=PA′+PB=A′B,
此时PA+PB的值最小,最小值为A′B的长.
连接OA,OA′,OB.
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16.如图,在⊙O中,AB为直径,CD与AB交于点E,CD=CB,过点O作OF∥CD,交BC于点F.
(1)求证:CO平分∠DCB;
(2)若⊙O的半径为6,CF=4,求EC的长;
【解】如图,过O作ON⊥BC于N,∴CN=BN.∵OF∥CD,∴∠DCO=∠FOC,△BFO∽△BCE.∵∠DCO=∠BCO,∴∠FOC=∠FCO,∴CF=OF=4.又∵OC=6,∴42-FN2=ON2=62-(4+FN)2.
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5.⊙O上顺次有A,B,C,D四点,,,,所对的圆心角的度数之比为2∶1∶2∶5.则有下列结论:①AC是⊙O的直径;②AD是⊙O的直径;③BC∥AD;④AB=CD.其中正确结论的个数是________.
【点拨】∵,,,所对的圆心角的度数之比为2∶1∶2∶5,∴四条弧所对的圆心角度数分别为72°,36°,72°,180°,如图.∴AD是⊙O的直径, 故①错误,②正确.
【点拨】如图,连接AO,BO,∴OA=OB=OC,
∴∠OBC=∠OCB,∠OAB=∠OBA.∵AB=BC,
∴∠BOC=∠AOB.∴∠OBA=(180°-∠AOB)=
(180°-∠BOC) =∠OBC=∠ABC.
∵∠ABC=40°,∴∠OCB=∠OBC=20°.故答案为20°.
7.如图,A,B是圆O上的两点,∠AOB=120°,C是的中点,延长OA至P,使得AP=OA,连接PC,若PC=3,则BC=________.
【点拨】连接OC,如图.∵∠AOB=120°,C是的中点,∴∠AOC=∠BOC=∠AOB=60°.又∵OA=OC=OB,∴△AOC与△BOC都是等边三角形,∴AC=OA=OC=BC,∠OAC=∠ACO=60°.
∵AP=OA,∴AP=AC,∴∠P=∠ACP=∠OAC=30°,
∴∠OCP=90°.设圆O的半径为x,则OC=x,OP=2x,
∴(2x)2-x2=(3)2,∴x=3,∴BC=3.
(1)=;
【证明】如图,连接OC,OF.
∵AC=BF,∴∠COA=∠BOF.
∴∠COB=∠FOA.∴=.
【证明】∵OC=OA=OF=OB,∴∠CAB=∠ACO=(180°-∠COA),∠BFO=∠ABF=(180°-∠BOF).
∵∠COA=∠BOF,∴∠CAB=∠ABF.∵CD∥EF,∴∠AMC=∠ANE.又∵∠BNF=∠ANE,∴∠AMC=∠BNF.
又∵AC=BF,∴△AMC≌△BNF.∴AM=BN.
9.[2025北京西城区月考]如图,在⊙O中,满足=2,则下列对弦AB与弦CD大小关系表述正确的是( )
A.AB>2CD
B.AB<2CD
C.AB=2CD
D.无法确定
【点拨】如图,取的中点E,连接AE,BE,则=2=2.∵=2,∴==.∴AE=EB=CD.∵AE+EB>AB,∴2CD>AB.
10.如图,在5×5的正方形网格中,一条圆弧经过A,B,C三点,则所对的圆心角的度数是( )
A.60°
B.75°
C.80°
D.90°
11.如图,在扇形OAB中,∠AOB=110°,将扇形OAB沿过点B的直线折叠,点O恰好落在上的点D处,折痕交OA于点C,则所对的圆心角的度数为( )
A.40°
B.50°
C.60°
D.70°
【点拨】连接OD,如图.∵扇形OAB沿过点B的直线折叠,点O恰好落在上的点D处,折痕交OA于点C,∴BD=BO.∵OB=OD,∴BD=BO=DO,∴△OBD为等边三角形,∴∠DOB=60°,∴∠AOD=∠AOB-
∠DOB=110°-60°=50°,
∴所对的圆心角的度数为50°.故选B.
12. 已知半径为5的⊙O中,弦AB=5,弦AC=5,则∠BAC的度数为___________.
【点拨】如图,连接OC,OA,OB.∵OC=OA=AC=5,∴△OAC是等边三角形,∴∠CAO=60°.∵OA=OB=5,AB=5,∴OA2+OB2=50=AB2,∴△OAB是等腰直角三角形.∴∠OAB=45°.
【点拨】如图,过点P作PE⊥OA于点E.∵OP=1,∠POE=45°,∴OE=PE=.∴第1秒点P的坐标为.根据题意可知,第2秒点P的坐标为(0,1),
第3秒点P的坐标为,第4秒点P的坐标为(-1,0),第5秒点P的坐标为,第6秒点P的坐标为(0,-1),第7秒点P的坐标为,第8秒点P的坐标为(1,0),第9秒点P的坐标为,….
由此可知,点P的坐标每8秒循环一次.∵2 025÷8=253……1,∴第2 025秒点P所在位置的坐标为.
50-50
设OF=x,则DF=x,OD=x.∵四边形OCED是菱形,∴OE⊥CD,OG=EG=OE=5,CG=DG=CD,OC=OD=x.∴∠ODG=∠DCF. ∵∠DFC=∠OGD=90°,∴△DFC∽△OGD.∴=,即=.∴DC=x2.∴CG=x2.
在Rt△OCG中,52+=(x)2,解得x2=50+25(舍去)或x2=50-25,∴菱形OCED的面积为CD·OE=×x2×10=50-50.
15. 如图,点A是半圆上的一个三等分点,点B是的中点,P是直径MN上一动点,⊙O的半径为1,则AP+BP的最小值为多少?
∵=,∴∠A′ON=∠AON=×180°=60°.
易知=,∴∠BON=∠AON=30°.∴∠A′OB=90°.
又∵OA′=OB=1,
∴A′B===,
即AP+BP的最小值是.
【证明】如图,连接OD.∵CD=CB,
∴∠BOC=∠DOC.∵OD=OC=OB,
∴∠DCO=(180°-∠DOC),
∠BCO=(180°-∠BOC).
∴∠DCO=∠BCO.∴CO平分∠DCB.
解得FN=,∴CN=4,∴BC=9,
∴BF=5.∵△BFO∽△BCE,∴=,∴=,∴CE=.
(3)设=k,△COE的面积为S1,△COF的面积为S2,△BOF的面积为S3.若S1·S3=3S22,求k的值.
【解】如图,过O作OM⊥CD于M.
∵CO平分∠DCB,ON⊥BC,∴OM=ON.∵S1·S3=3S22,∴CE·OM·BF·ON=3×,∴CE·BF=3CF2,
∵CF=OF,=,∴=,∴BF·CF+
CF2=BF·CE,∴CE·BF=3CF2=3(BF·CE-BF·CF),
∴=.∴设CF=2m,则CE=3m,
∴OF=2m,由=可得BF=4m,BC=6m.
∵OC=OB,∠FCO=∠FOC,∴∠FCO=∠FBO=
∠FOC.又∵∠FCO =∠OCB,∴△CFO∽△COB,
∴=,∴CO2=CF·CB=2m×6m=12m2.∵CO>0,∴CO=2m=OB,∴k===.
$
第2章 圆
2.4 过不共线三点作圆
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D
1.如图,点A,B,C,D均在直线l上,点P在直线l外,则经过其中任意三个点,最多可画出圆的个数为( )
A.3
B.4
C.5
D.6
2
C
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3
3. 如图,在平面直角坐标系xOy中,A(3,6),B(1,4),C(1,0),则△ABC外接圆圆心的坐标是( )
A.(4,2)
B.(4,3)
C.(5,3)
D.(5,2)
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D
4
4.如图,A,O在网格中小正方形的顶点处,每个小正方形的边长为1,在此网格中找两个格点(即小正方形的顶点)B,C,使O为△ABC的外心,则BC的长度是________.
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5
6
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【点方法】三角形外心的位置:锐角三角形的外心在三角形的内部;直角三角形的外心是斜边的中点;钝角三角形的外心在三角形的外部
6.已知直线l:y=x-4,点A(1,0),点B(0,2),设点P为直线l上一动点,当点P的坐标为________时,过P,A,B不能作出一个圆.
(2,-2)
10
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7.如图是一个破损的轮子,已知弧上三点A,B,C.
(1)画出该轮子的圆心;
【解】如图所示,分别作弦AB和AC的垂直平分线,交点O即为所求的圆心.
13
(2)若△ABC是等腰三角形,底边BC=16 cm,腰AB=10 cm,求该轮子未破损前的面积.
【解】如图,连接AO,OB,
设AO与BC交于点D.
易知OA垂直平分BC.
∵BC=16 cm,∴BD=8 cm.
14
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16
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【点易错】利用等腰三角形的性质,结合勾股定理计算时,要就外心是否在三角形内部进行分类讨论,否则就会漏解.
【答案】 C
20
21
22
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【答案】 A
23
6
24
25
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11.BD,CE是△ABC的高,BD,CE相交于点F,M是BC的中点,⊙O是△ABC的外接圆.
(1)如图①,点B,C,D,E是否在以点M为圆心的同一个圆上?请说明理由.
28
【解】点B,C,D,E在以点M为圆心的同一个圆上.
理由如下:∵BD⊥AC,CE⊥AB,
∴∠BEC=∠BDC=90°.
∴点D,E都在以BC为直径的圆上.
又∵M是BC的中点,
∴点B,C,D,E在以点M为圆心的同一个圆上.
29
(2)如图②,若AB=8,CF=6,求△ABC外接圆的半径长.
【解】如图,连接AF并延长交BC于点G,连接BO并延长交⊙O于点H,连接AH,CH.
30
∵BD,CE是△ABC的高,BD,CE相交于点F,
∴CE⊥AB,易得AG⊥BC.
∵BH是⊙O的直径,
∴∠BAH=∠BCH=90°.
∴BA⊥AH,BC⊥CH.∴AG∥CH,AH∥CE.
∴四边形AFCH是平行四边形.∴AH=CF=6.
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32
12. 如图,△ABC内接于⊙O,∠BAC=45°,过点B作BC的垂线,交⊙O于点D,并与CA的延长线交于点E,作BF⊥AC,垂足为M,交⊙O于点F.
33
(1)求证:BD=BC;
【证明】如图,连接DC,
则∠BDC=∠BAC=45°.
∵BD⊥BC,∴∠DBC=90°,
∴∠BCD=90°-∠BDC= 45°.
∴∠BCD=∠BDC.∴BD=BC.
34
(2)若⊙O的半径r=3,BE=6,求线段BF的长.
35
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36
13. 联想三角形外心的概念,我们可引入如下概念:到三角形的两个顶点距离相等的点,叫作此三角形的准外心.例:已知PA=PB,则点P为△ABC的准外心(如图①).
37
(2)如图③,若△ABC为直角三角形,∠C=90°,AB=13,BC=5,准外心P在AC边上,试探究PA的长.
41
【解】∵∠C=90°,AB=13,BC=5,∴AC=12.
若PB=PA,连接PB.设PB=PA=x,则CP=12-x,
在Rt△PBC中,PB2=CP2+BC2,即x2=(12-x)2+52,
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42
2. 如图,⊙O是等边三角形ABC的外接圆,若AB=3,则⊙O的半径是( )
A. B.
C. D.
3
5. 已知△ABC的三边长a,b,c满足|c-4|+b+a2-10a=4-30,则△ABC的外接圆半径为________.
【点拨】∵|c-4|+b+a2-10a=4-30,
∴(b+1-4+4)+(a2-10a+25)+|c-4|=0.
∴(-2)2+(a-5)2+|c-4|=0. ∴-2=0,a-5=0,c-4=0,解得a=5,b=3,c=4.
∵52=32+42,∴a2=b2+c2.∴△ABC是直角三角形,斜边长为a.∴△ABC的外接圆半径为a=.
【点拨】当P,A,B三点共线时,过这三点不能作出一个圆.设直线AB的表达式为y=kx+b,将点A(1,0),B(0,2)的坐标分别代入,得解得∴直线AB的表达式为y=-2x+2.
解方程组得∴当点P的坐标为(2,-2)时,过P,A,B三点不能作出一个圆.
又∵AB=10 cm,∴AD=6 cm.
设该轮子的半径为R cm,则在Rt△BOD中,
OD=(R-6) cm,∴R2=82+(R-6)2,解得R=.
∴该轮子未破损前的面积为 cm2.
8. 在△ABC中,AB=AC,BC=6,已知⊙O是△ABC的外接圆,且⊙O的半径为5,则AB的长为( )
A.
B.3
C.或3
D.或2
【点拨】如图①所示,过点A作AE⊥BC于点D,交⊙O于点E,连接OB,易证AE必过点O.∵AB=AC,
BC=6,⊙O的半径为5,∴OA=BO=5,BD=DC=3,∴DO==4.∴AD=5+4=9.
∴AB===3;
如图②所示,过点A作AE⊥BC于点D,交⊙O于点E,连接OB,易证AE必过点O.∵AB=AC,BC=6,⊙O的半径为5,∴OA=BO=5,BD=DC=3,∴DO==4,∴AD=5-4=1,
∴AB===.
综上,AB的长为3或.
9.如图是一个含有3个正方形的相框,其中∠BCD=∠DEF=90°,AB=2,CD=3,EF=5,将它镶嵌在一个圆形的金属框上,使A,G,H三点刚好在金属框上,则该金属框的半径是( )
A. B.
C.5 D.
【点拨】如图,连接AG,易知AG经过点C,E.作线段AG的垂直平分线和线段HG的垂直平分线交于点O,线段HG的垂直平分线交HG于点K,交EF于点M,连接OG,则点A,G,H
三点刚好在以点O为圆心,
OG为半径的圆上.
由AB=2,CD=3,EF=5,易知AC=2,EC=3,EG=5,∴AG=10.∵AC+EC=EG,∴点E为线段AG的中点.∴点E在线段AG的垂直平分线上.
∴OE⊥AG.∵∠GEF=45°,∴∠OEF=45°.易知OM垂直平分EF,∴△OEM是等腰直角三角形,∴EM=OM=EF.∵EF=5,∴OM=.易知OK=5+=.
又易知KG=,∴OG===.故选A.
10. 如图,⊙O是等边三角形ABC的外接圆,其半径为4.过点B作BE⊥AC于点E,点P为线段BE上一动点(点P不与B,E重合),则CP+BP的最小值为________.
【点拨】如图所示,过点P作PD⊥AB于点D,连接CO并延长交AB于点F,连接AO.∵△ABC是等边三角形,BE⊥AC,∴∠BAC=60°,
∠ABE=∠CBE=∠ABC=30°.
∵⊙O是等边三角形ABC的外接圆,其半径为4,∴OA=
OB=4,易得CF⊥AB,∴∠OAB=∠OBA=30°,∴∠OAE=30°.∵BE⊥AC,∴OE=OA=2,∴BE=BO+EO=6.∵PD⊥AB,∠ABE=30°,∴PD=PB,∴CP+BP=CP+PD≥CF,∴CP+BP的最小值为CF的长度.
∵△ABC是等边三角形,BE⊥AC,CF⊥AB,∴CF=BE=6,∴CP+BP的最小值为6.
在Rt△BAH中,AB=8,AH=6,
∴BH===10.∴BO=5.
∴△ABC外接圆的半径长为5.
【解】如图,连接CF.∵∠DBC=90°,∴CD为⊙O的直径,∴CD=2r=6.
∴BC=CD·sin∠BDC=6×sin 45°=6×=3.∴EC===3.
∵BF⊥AC,∴∠BMC=90°=∠EBC.又∵∠BCM=∠ECB,∴△BCM∽△ECB.∴==.∴BM===2,CM===.∵∠F=∠BDC=45°,BF⊥AC,∴∠MCF=45°=∠F.∴MF=MC=.∴BF=BM+MF=2+.
(1)如图②,CD为正三角形ABC的高,准外心P在高CD上,且PD=AB,求∠APB的度数.
【解】若PB=PC,连接PB,则∠PCB=∠PBC.
∵CD为等边三角形ABC的高,∴∠BDP=90°,AD=BD=AB,∠PCB=∠ACB=30°,∠ABC=60°,
∴∠PBC=30°,∴∠PBD=30°,∴PD=DB=AB.与已知PD=AB矛盾,∴PB≠PC;
同理,PA=PC也不满足题意;
若PA=PB,连接PA,PB.∵CD为等边三角形ABC的高,∴AD=BD=AB,∠ADP=∠BDP=90°.
又∵PD=AB,∴PD=AD=BD,
∴∠APD=∠BPD=45°,故∠APB=90°.
∴x=,∴PA=;若PA=PC,则PA=6;
若PC=PB,易知此情况不可能.综上,PA=或6.
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第2章 圆
2.2 圆心角、圆周角
2.2.2 圆周角
第1课时 圆周角定理及其推论1
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C
1.如图,四边形ABCD的顶点A,B,C在圆上,且边CD与该圆交于点E,AC,BE交于点F.下列角中,弧AE所对的圆周角是( )
A.∠ADE
B.∠AFE
C.∠ABE
D.∠ABC
2
2.如图,点A,B,C在⊙O上,∠OBC=18°,则∠A的度数为( )
A.18°
B.36°
C.72°
D.144°
C
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3
3.如图,以原点O为圆心的圆交x轴于A,B两点,交y轴的正半轴于点C,D为第一象限内⊙O上的一点,若∠DAB=25°,则∠OCD的度数是( )
A.45°
B.60°
C.65°
D.70°
4
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【答案】D
4. 如图,由边长为1的小正方形构成的网格中,点A,B,C都在格点上,以AB为直径的圆经过点C,D,则tan ∠ADC的值为________.
6
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5.如图是一个直径为AB的量角器(半圆O),零刻度落在点A,等腰直角三角形PQB如图放置,若点C在量角器上的读数为26°,则点D在量角器上的读数为________.
116°
8
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【点拨】如图,连接OC,OD.∵△PBQ是等腰直角三角形,∠BPQ=90°,∴∠PBQ=45°,∴∠COD=2∠PBQ=90°.∵点C在量角器上的读数为26°.
∴∠AOC=26°,
∴∠AOD=∠AOC+∠COD=116°,
∴点D在量角器上的读数为116°.
6. 如图,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB于点E,过点C作DB的垂线,交AB的延长线于点G,垂足为点F,连接AC.
10
(1)求证:AC=CG;
【证明】∵DF⊥CG,CD⊥AB,
∴∠DEB=∠BFG=90°.
又∵∠DBE=∠GBF,∴∠D=∠G.
∵∠A=∠D,∴∠A=∠G.∴AC=CG.
11
12
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7.如图,AB,AC是⊙O的弦,OB,OC是⊙O的半径,P为OB上一点(P不与B重合),连接CP.若∠BAC=70°,则∠BPC的度数可能是( )
A.70°
B.105°
C.125°
D.155°
14
【答案】D
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16
【答案】A
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9.某处靠近海岸的海域有一片暗礁,当地海洋管理部门在海岸上建造了两座灯塔A,B,通告所有船只不要进入以AB为弦的弓形区域(阴影部分)内(含边界),以免触礁.如图所示,现有一艘货轮P正向暗
礁区域靠近,当∠APB________时,
才能避开暗礁.
<55°
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19
10.如图,AB,CD是⊙O的两条互相垂直的直径,点P从点O出发,沿O→C→B→O的路线匀速运动,设∠APD=y°,那么y与点P运动的时间x(s)的关系图是________.(填序号)
②
20
【点拨】当点P沿O→C运动时,当点P在点O的位置时,y=90,当点P在点C的位置时,易知y=45,∴y由90逐渐减小到45;当点P沿C→B运动时,根据圆周角定理,可得y=45,不变;当点P沿B→O运动时,y由45逐渐增加到90.
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21
11.如图所示,点A,B,C在⊙O上,且圆心O在△ABC外部,OD⊥BC交⊙O于点D.则下列结论:①∠ABC=∠ADC;②BC=2CD;③AD平分∠BAC;④AB=CD.其中正确结论的序号是________.
①③
22
【点拨】根据在同一个圆中,同弧所对的圆周角相等,可得∠ABC=∠ADC,故①正确;如图,设OD,BC的交点为E,∵OD⊥BC,∴∠CED=∠BED=90°,∴CD为Rt△CED的斜边,
∴CD>CE.易得BE=CE,
∴2CD>BC,故②错误;
23
∵BE=CE,∠DEB=∠DEC=90°,DE=DE,∴△BDE≌△CDE(SAS),∴BD=CD,∴∠BAD=∠CAD,∴AD平分∠BAC,故③正确;设AD,BC的交点为F,∵∠ABF=∠CDF,∠BAF=∠DCF,∴△ABF∽△CDF,故不一定能推出AB=CD,故④错误.故答案为①③.
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24
25
26
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27
13. 在⊙O中,AB为直径,C为圆上一点,将劣弧AC沿弦AC所在直线翻折交AB于点D,连接CD.
(1)如图①,若点D与圆心O重合,AC=2,求⊙O的半径;
(2)如图②,若点D与圆心O不重合,∠BAC=25°,求∠DCA的度数.
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(1)若BD=5,求BF的长.
(2)设G是BD的中点,探索:在圆O上是否存在一点P(不同于点B),使得PG=PF?并说明理由.
【解】在圆O上存在一点P,使PG=PF.理由:如图,过点B作AE的垂线,与⊙O的交点即为所求的点P.
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∴PG=PF,即在圆O上存在一点P,使PG=PF.
【点拨】连接OD.∵∠DAB=25°,∴∠BOD=
2∠DAB=50°.∴∠COD=90°-50°=40°.又∵OC=OD,∴∠OCD=∠ODC=(180°-∠COD)=70°.
【点拨】连接AC,BC.∵∠ADC和∠ABC所对的弧都是,∴根据圆周角定理的推论知,∠ADC=∠ABC.在Rt△ACB中,∠ACB=90°,AC=2,BC=3,∴tan∠ABC==,∴tan ∠ADC=.
(2)若CD=4,OG=5,求⊙O的半径.
【解】如图,连接OC,OD.设⊙O的半径为r,
则AG=OA+OG=r+5.
∵CA=CG,CD⊥AB,OC=OD,
∴AE=EG=,EC=ED=2,∴OE=AE-OA=.
在Rt△OEC中,∵OC2=OE2+EC2,
∴r2=+(2)2,解得r1=3,r2=-(舍去),
∴⊙O的半径为3.
【点拨】连接BC.∵∠BAC=70°,∴∠BOC=
2∠BAC=140°.∵OB=OC,∴∠OBC=∠OCB==20°.∵P为OB上一点(P不与B重合),∴0°≤∠OCP<20°. ∵∠BPC=∠BOC+∠OCP=140°+∠OCP,∴140°≤∠BPC<160°.故选D.
8.如图,⊙O的半径长为2 cm,点A,B,C是⊙O的三等分点,D为圆上一点,连接AD,且AD=2cm,连接CD交AB于点E,则∠BED的度数为( )
A.75°
B.65°
C.60°
D.55°
【点拨】如图所示,连接OD,OA,BD.∵⊙O的半径长为2 cm,∴OA=OD=2 cm.∵AD=2 cm,
∴OA2+OD2=22+22=8=AD2,
∴△AOD是等腰直角三角形,
且∠AOD=90°,∴∠DBE=∠AOD=45°.
∵点A,B,C是⊙O的三等分点,∴∠BDC=180°×=60°,∴∠BED=180°-∠BDE-∠DBE=75°.故选A.
12.如图,AB是⊙O的直径,AB=2,点C在⊙O上,∠CAB=30°,D为的中点,E是直径AB上一动点,则CE+DE的最小值为________.
【点拨】如图,作点D关于直线AB的对称点D′,连接OC,OD,OD′,连接CD′与AB交于点E,∴DE=D′E,=.∴CE+DE=CE+D′E=CD′,此时CE+DE的值最小,最小值为CD′的长.
∵点C在⊙O上,∠CAB=30°,∴∠COB=2∠CAB=60°.∵点D是的中点,∴=.∴∠COD=
∠DOB=30°.∵=,∴∠BOD′=∠DOB=30°.
∴∠COD′=90°.∵AB=2,∴OC=OD′=1.
∴在Rt△COD′中,CD′===.∴CE+DE的最小值为.
【解】过点O作OE⊥AC于点E,则∠OEA=90°.易得AE=AC=1.设⊙O的半径为r,则OA=r.∵翻折后点D与圆心O重合,∴OE=r.∴AE==r.∴r=1,解得r=.故⊙O的半径为.
【解】连接BC.∵AB是⊙O的直径,∴∠AOB=180°.∴∠ACB=∠AOB=90°.又∵∠BAC=25°,∴∠B=90°-∠BAC=65°.由折叠的性质,得+=,∴易得∠DCA+∠BAC=∠B.∴∠DCA=∠B-∠BAC=40°.
14.如图,已知圆O上依次有A,B,C,D四个点,=,连接AB,AD,BD,弦AB不经过圆心O,延长AB到E,使BE=AB,连接EC,F是EC的中点,连接BF.
【解】连接AC,如图.∵AB=BE,∴点B为AE的中点.
∵F是EC的中点,
∴BF为△EAC的中位线,
∴BF=AC.
∵=,∴=,∴BD=AC,∴BF=BD.
∵BD=5,∴BF=.
∵BF为△EAC的中位线,∴BF∥AC,∴∠FBE=∠CAE.
∵=,∴∠CAB=∠DBA.∴∠FBE=∠DBA.
∵BP⊥AE,∴∠DBA+∠GBP=∠FBE+∠FBP=90°.
∴∠GBP=∠FBP.
∵G为BD的中点,∴BG=BD.
又∵BF=AC,BD=AC,∴BG=BF.
在△PBG和△PBF中,
∴△PBG≌△PBF(SAS),
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第2章 圆
*2.3 垂径定理
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A
1. 下列命题正确的有( )
①平分弦所对的两条弧的直线必垂直于弦;
②垂直于弦的直线平分弦;
③平分弦的直线必平分弦所对的两条弧;
④与直径不垂直的弦不能被该直径平分;
⑤平分弦的直径必平分弦所对的两条弧.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
2
2.如图,AD是⊙O的直径,AB是⊙O的弦,半径OC⊥AB,连接CD,交OB于点E,∠BOC=42°,则∠OED的度数是( )
A.61°
B.63°
C.65°
D.67°
B
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3
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D
4
4. 如图, AB是 ⊙O的弦,OC⊥AB于点C,连接OB,点P是半径OB上任意一点,连接AP.若OB=5,OC=3,则 AP的长可能是______________.(写出一个符合条件的数值即可)
5(答案不唯一)
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5
5.[2025首师大附中月考]如图,在平面直角坐标系xOy中,⊙A过原点O,分别交y轴、x轴于点B,C.若点B的坐标为(0,6),AB=5,则点C的坐标为________.
(8,0)
6
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6. ⊙O的半径为5,弦AB∥CD,AB=6,CD=8,则AB与CD间的距离为________.
7或1
9
【点拨】当AB,CD在点O异侧时,如图,过点O作OE⊥AB于点E,延长EO,交CD于点F,连接OA,OC, 则AE=BE.∵AB∥CD,∴OF⊥CD.∴CF=DF.∵AB=6,CD=8,∴AE=3,CF=4.
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【点易错】在无图的题目中,要根据题意画出图形,思考要全面,避免忽略图的对称性而漏解.
7. 平底烧瓶是实验室中使用的一种烧瓶类玻璃器皿,主要用来盛液体物质,可以轻度受热.如图,它的截面图可以近似看作是由⊙O去掉两个弓形后与
矩形ABCD组合而成的图形,其中BC∥MN,
若⊙O的半径为25,AB=36,BC=14,
MN=30,求该平底烧瓶的高度.
13
【解】如图,连接OB,OM,过点O作EF⊥BC,
交BC于点E,交MN于点F,则BE=CE.
∵BC∥MN,∴EF⊥MN.∴MF=NF.
∵BC=14,MN=30,∴BE=7,MF=15.
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16
【点拨】当题中未给出条件而给出的图形比较特殊时,不能想当然地认为结论成立.如本题图中看似CD平分线段OB,但并不能默认OE=BE.
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【答案】C
5
18
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19
20
21
22
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11. 根据素材解决问题.
设计货船通过拱桥的方案
素材1:有一座拱桥,如图①是其圆弧形桥拱的示意图,测得水面宽AB=16 m,拱顶离水面的距离CD=4 m.
24
问题解决
任务1:求圆弧形桥拱的半径长.
设圆弧形桥拱的半径为r m,
则OD=(r-4)m,
∴(r-4)2+82=r2,解得r=10,
即圆弧形桥拱的半径长为10 m.
任务2:根据图②中的状态,货船能否通过拱桥?若能,最多还能卸载多少吨货物?若不能,至少要增加多少吨货物才能通过?
30
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31
12.如图,已知AB,CD是半径为5的⊙O的两条弦,AB=8,CD=6,MN为直径,AB⊥MN于点E,CD⊥MN于点F.
(1)连接AM,则AM=______,EF=______.
7
32
(2)若点P是MN上一动点,试求PA+PC的最小值.
【解】如图,作CH⊥AB于点H,连接BC交MN于点P′,连接P′A.易知PA+PC的最小值为P′A+P′C的值,即BC的长.
34
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35
(3)当点P在AB上运动时,(2)中的结论是否改变?若不变,求其值;若变化,求其变化的范围.
【解】(2)中的结论不改变.
当点P在OB上时,作OH⊥MN于点H,连接OM,如图②,
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3.如图,在⊙O中,半径OD⊥弦AB于点C,连接AO并延长交⊙O于点E,连接EC,若AB=8,CD=2,则EC的长度为( )
A.2 B.8
C.2 D.2
【点拨】如图所示,过点A作AE⊥y轴于点E,作AF⊥x轴于点F,∴四边形OEAF是矩形.∴AE=OF.
∵B(0,6),∴OB=6.∵AE⊥OB,
∴BE=OE=OB=×6=3.
∴在Rt△ABE中,AE===4.
∴OF=4.∵AF⊥OC,∴OF=CF=4.∴OC=OF+CF=4+4=8.∴C(8,0).
∴在Rt△OAE中,OE===4,在Rt△OCF中,OF===3.∴AB与CD之间的距离为OE+OF=7;当AB,CD在点O同侧时,同理可得AB与CD之间的距离为OE-OF=1.
综上,AB与CD之间的距离为7或1.
在Rt△BEO和Rt△MOF中,OB=OM=25,由勾股定理得OE==24,OF==20,∴该平底烧瓶的高度为AB+OE+OF=36+24+20=80.
8. 如图,AB是⊙O的直径,CD是⊙O的一条弦,CD⊥AB于点E,连接OC,OD,则下列结论:①∠COE=∠DOE;②CE=DE;③=;④OE=BE.其中,一定正确的有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
9.如图①,AB是⊙O的直径,C是⊙O上的一点,连接AC,BC,D是上的动点,过点D作DE⊥AC于点E.设AE=x,DE=y,y与x之间的函数关系的图象如图②所示,若P是图象的最高点,则AB的长是________.
【点拨】过点O作OH⊥AC于点G,交⊙O于点H,由题意可知此时AG=2,HG=1.设OG=a,则OA=OH=a+1.在Rt△AOG中,由勾股定理可列方程,求出a=,得OA=,从而可求出AB.
10.如图,AB是⊙O的直径,AB=2,点C在线段AB上运动,过点C的弦DE⊥AB,将沿DE翻折交直线AB于点F,当DE的长为正整数时,线段FB的长为____________________.
2-或2+或2
【点拨】∵AB为直径,DE为弦,∴DE≤AB.∴当DE的长为正整数时,DE=1或2.当DE=2时,即DE为⊙O的直径.∵DE⊥AB,将沿DE翻折交直线AB于点F,∴此时F与点A重合.∴FB=2;
当DE=1,且点C在线段OB上时,如图①,连接OD,则OD=AB=1.∵DE⊥AB,∴DC=DE=.
∴OC==.
∴BC=OB-OC=.
∴由翻折可知BF=2BC=2-;
当DE=1,且点C在线段OA上时,如图②,连接OD,同理可得BC=,
∴BF=2BC=2+.综上,
线段FB的长为2-或2+或2.
素材2:如图②,一艘货船露出水面部分的横截面为矩形EFGH,测得EF=3 m,EH=10 m.因水深足够,货船可以根据需要运载货物.据调查,船身下降的高度y(m)与货船增加的载货量x(t)满足的函数关系式为y=x.
【解】由题意可得CD垂直平分AB,
则AD=BD=AB=8 m.记圆心为点O,延长CD,则点O在CD的延长线上,连接AO,如图.
【解】如图,当E,H在上时,易知AB∥EH.
∵AB⊥CD,∴EH⊥CD.
记EH与OC的交点为M,连接OE,则EM=EH=5 m,
∴OM==5 m.
∵OC=10 m,CD=4 m,∴OD=OC-CD=6 m.
∴DM=(5-6) m<3 m.∴货船不能通过拱桥.
为了能顺利通过拱桥,船至少需要下降的高度为3-(5-6)=(9-5) m.∵船身下降的高度y(m)与货船增加的载货量x(t)满足的函数关系式为y=x,
∴当y=9-5时,x=100×(9-5)=900-500.
∴至少需要增加(900-500)t的货物.
2
【点拨】如图,连接OA,OC.∵AB=8,AB⊥MN,∴AE=BE=AB=4.∴在Rt△AEO中,OE==3.∴ME=MO-OE=2.∴在Rt△AEM中,AM==2.∵CD=6,CD⊥MN,∴CF=CD=3.
∴OF==4.∴EF=OE+OF=7.
∵AB⊥MN于点E,CD⊥MN于点F,CH⊥AB于点H,
∴∠CHE=∠HEF=∠CFE=90°.
∴四边形CHEF是矩形.∴CH=EF=7,EH=CF=3.
∴BH=BE+EH=4+3=7.
∴在Rt△BCH中,根据勾股定理得BC===7,即PA+PC的最小值为7.
13.在⊙O中,AB为直径,P是AB上一点,∠NPB=45°.
(1)如图①,若点P与圆心O重合,直接写出的值.
【解】=.
(2)如图②,若MP=1,NP=7,求的值.
【解】如图①,作OH⊥MN于点H,连接ON,∴MH=NH=MN=(MP+NP)=×(1+7)=4.∴PH=MH-MP=4-1=3.
∵∠NPB=45°,∴易得OH=PH=3.在Rt△HON中,ON===5,∴AB=10.
∴==.
设PM=a,PN=b,∴MH=NH=.
∴PH=NH-PN=.∵∠NPB=45°,∴∠OPH=45°.
∴易得OH=PH=.
在Rt△OMH中,OM===,
∴==;
当点P在AO上时,同理可得=.
故(2)中的结论不改变,=.
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第2章 圆
2.1 圆的对称性
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D
1.下列说法中,错误的有( )
①弦是直径;②长度相等的两条弧是等弧;③半圆是弧,但弧不一定是半圆;④直径是圆的对称轴;⑤圆绕着它的圆心旋转任意角度,都会与自身重合;⑥优弧一定比劣弧长.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
2
2.[2025永州月考]如图,CD是⊙O的直径,若AB⊥CD,垂足为B,∠OAB=40°,则∠C的度数为( )
A.15°
B.20°
C.25°
D.30°
C
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3
3. 如图,在⊙O中,弦有________,直径是________,劣弧有______________________,优弧有___________________________,半圆有____________,若图中最长的弦为12,则⊙O的面积为________.
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AC,CB
CB
36π
4
4. 我国东汉初年的数学典籍《周髀算经》中总结了对几何工具“矩”(即直角形状的曲尺,如图①所示)的使用之道,其中就有“环矩以为圆”的方法.我国许多数学家对该方法作了如下更具体的描述:如图②所示,在平面内固定两个钉子A,B,保持“矩”的两边始终紧靠两钉子的内侧,转动“矩”,
则“矩”的顶点C的运动
路线将会是一个圆.
5
依此描述,请用你学过的一个数学概念或定理解释“环矩以为圆”这种方法的道理:______________________
________________.
圆是所有到定点的距离等
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于定长的点的集合
6
5. 如图所示的三个圆是同心圆,那么图中阴影部分的面积为________.(结果保留π)
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7
6. 如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=10,BC=8,CD⊥AB于点D.
8
(1)若以点C为圆心,6为半径作⊙C,试判断点A,D,B与⊙C的位置关系;
9
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(2)若以点C为圆心作⊙C,使A,D,B三点中至少有一点在圆内,且至少有一点在圆外,求⊙C的半径r的取值范围.
11
7. 下列图形中,四个顶点一定在同一个圆上的是( )
A.菱形、平行四边形
B.矩形、正方形
C.正方形、菱形
D.矩形、平行四边形
B
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12
13
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【答案】 C
15
【点易错】连接OA,OF.∵点A、点F都在半圆O上,∴OA=OF.∵四边形ABCD,四边形EFGC都是正方形,∴∠ABC=∠DCB=∠FEC=90°,BC=CD=AB=3,CE=EF=2.设OC=x,则BO=3-x,OE=
x+2.在Rt△ABO和Rt△EFO中,AB2+BO2=AO2,
OE2+EF2=OF2,
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【答案】 B
10. 已知⊙O的半径为1,点P到圆心O的距离为m,且二次函数y=x2-2x+m的图象与x轴有2个交点,则点P与⊙O的位置关系为______________.
点P在⊙O内
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18
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19
12.如图,在矩形ABCD中,AB=3,AD=4,连接AC,BD.
20
(1)过点D作DF⊥AC于点F,过点A作AE⊥BD于点E,求AE,AF的长;
21
(2)以点A为圆心画圆,使B,C,D,E,F 5个点中至少有1个点在圆内,且至少有2个点在圆外,并求⊙A的半径r的取值范围.
23
【证明】画图答案不唯一,如图所示.
由(1)可得AE<AB<AF<AD<AC.
若以点A为圆心画圆,B,C,D,E,F 5个点中至少有1个点在圆内,且至少有2个点在圆外,则点E必在圆内,点D,C必在圆外.
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24
13.【问题提出】如图①,在△ABC与△ADE中,AB=2AC,AD=2AE,∠BAC=∠DAE,若BD=7,则CE=________;
【问题解决】如图②,市政部门计划修建四边形绿地ABCD,要求AB=100米,∠BCD=90°,CB=CD,∠ADC=135°,在四边形绿地ABCD中修建直道AC,将绿地分为两个三角形区域,E为AB的中点,以BE为斜边在△ABC内部修建一个等腰直角三角形水池EFB用作放养锦鲤,△ABC内部其他区域种植鲜花,△ADC内
部铺设草坪作为宠物活动区.
①求鲜花区的最大面积.
②在①的条件下,计算宠物活动区△ADC的占地面积.
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,,,,
,,,,
,
π
【解】在Rt△ABC中,AC===6.
∵CD⊥AB,∴AC·BC=AB·CD.
∴CD===.
∵CA=6,CD=<6,CB=8>6,
∴点A在⊙C上,点D在⊙C内,
点B在⊙C外.
【解】∵A,D,B三点中至少有一点在圆内,且至少有一点在圆外,AC=6,BC=8,CD=,
∴CD<r<BC,即<r<8.
8.如图,在⊙O中,C是上一点,OA⊥OB,过点C作弦CD交OB于点E,若OA=DE,则∠C与∠AOC满足的数量关系是( )
A.∠C=∠AOC B.∠C=∠AOC
C.∠C=∠AOC D.∠C=∠AOC
【点拨】连接OD.∵OA=DE,∴OD=DE=OC.
∴∠C=∠D,∠DOE=∠DEO=(180°-∠D).
∴∠DEO=∠C+∠COE=(180°-∠C).∵OA⊥OB,∴∠AOB=90°.∴∠COE=90°-∠AOC.∴∠C+90°-∠AOC=(180°-∠C).∴∠C=∠AOC.
9.如图,将两个正方形如图放置(B,C,E共线,D,C,G共线),若AB=3,EF=2,点O在线段BC上,以点O为圆心作半圆O,点A、点F都在半圆O上,则OD的长是( )
A.4 B.
C. D.
∴32+(3-x)2=AO2,(x+2)2+22=OF2.又∵AO=FO,∴32+(3-x)2=(x+2)2+22,解得x=1,即OC=1.在Rt△DOC中,OD===.
11. 对于任意两实数a,b,用max{a,b}表示其中较大的数,例如max{2,-4}=2.如图,在平面直角坐标系中,已知点A(-1,0),B(1,0),⊙M的半径为1,圆心M在直线y=2上运动,若对于⊙M
上任意点C,都有4≤max≤8,
则圆心M的横坐标x的取值范围是_______________________________________.
-1≤x≤3-1或-3+1≤x≤-+1
【解】如图所示.
∵在矩形ABCD中,AB=3,AD=4,
∴AC=BD===5.
∵AE·BD=AB·AD,
∴AE==.同理可得DF=.
在Rt△ADF中,AF==.
∴⊙A的半径r的取值范围为<r<4.
【点拨】∵AB=2AC,AD=2AE,∴==.∵∠BAC=∠DAE,∴∠BAD=∠CAE.∴△ABD∽△ACE,∴==,即=,∴CE=.
【解】∵AB=100米,E为AB的中点,
∴BE=AE=AB=50米.
∵△EFB是等腰直角三角形,
∴EF=BF=BE=25米,
∴△EFB的面积=EF·BF=×25×25=625(平方米).
又∵鲜花区的面积=S△ABC-S△EFB,
∴当S△ABC最大时,鲜花区的面积取得最大值.
如图①所示,连接BD,CF,DE,
过点C作CG⊥AB于点G.
∵AB=100米,
∴当CG取得最大值时,S△ABC最大.
∵CB=CD,∠BCD=90°,
∴△CBD是等腰直角三角形,
∴==,∠CDB=∠CBD=45°.
∵∠ADC=135°,∴∠ADB=∠ADC-∠CDB=90°.
∵E为AB的中点,∴AE=BE=DE=AB=50米.
∵∠CBD=∠FBE=45°,
∴∠CBF=∠DBE,∴△CBF∽△DBE,
∴==,即=.
∴CF=25米.
∴点C在以点F为圆心,25米为半径的圆上运动,
∴如图②所示,当点C,F,G
三点共线时,CG取得最大值.
∴此时FG=EB=25米.∴此时CG=CF+FG=(25+25)米,∴此时S△ABC=AB·CG=×100×(25+25)=(1 250+1 250)平方米,∴鲜花区的最大面积为1 250+1 250-625=(1 250+625)平方米.
【解】∵CF=25米,易知BG=25米,CG⊥BG,
∴S△BCF=CF·BG=×25×25=(平方米).
∵△CBF∽△DBE,∴===,即=,∴S△BDE=625平方米.
∵E为AB的中点,
∴S△ABD=2S△BDE=1 250平方米.
∵CG=(25+25)米,BG=25米,CG⊥BG,
∴CD=BC==25米,
∴S△BCD=CD·BC=(1 250+625)平方米.
∴宠物活动区△ADC的占地面积=S△ABD+S△BCD-S△ABC=1 250+1 250+625-(1 250+1 250)=625(平方米).
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第2章 圆
2.2 圆心角、圆周角
2.2.2 圆周角
第2课时 圆周角定理的推论2及圆内接四边形的性质
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1. 小华用自制的“直角尺”检验半圆形工件是否合格,其中检验操作正确且半圆形工件合格的是( )
B
2
2.如图,AB是⊙O的直径,CD是⊙O的弦,∠ACD=30°,则∠BAD的度数为( )
A.70°
B.60°
C.50°
D.30°
B
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3
3. 筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,明朝科学家徐光启在《农政全书》中用图画描绘了筒车的工作原理.如图,筒车⊙O与水面分别交于点A,B,筒车上均匀分布着若干盛水筒,P表示筒车的一个盛水筒,PC是⊙O的直径,连接PA,PB,点M在AB的延长线上,若∠APC=20°,则∠PBM=( )
A.115° B.70° C.120° D.110°
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D
4
5
【答案】B
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5.如图,AB是半圆O的直径,C,D是半圆上的两点,∠BAC=38°,则∠D的度数为________.
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128°
7
6. 如果一个圆的内接四边形的三个内角度数之比为1∶3∶5,则第四个内角的度数是_____________.
90°或157.5°
8
【点拨】设三个内角的度数为x,3x,5x,根据圆内接四边形的对角互补,得x+5x=180°,∴x=30°.∴第四个内角的度数是180°-3x=90°;或3x+5x=180°,∴x=22.5°.∴第四个内角的度数是180°-x=157.5°.
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10
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14
(1)求证:BD=ED;
15
(2)若∠ABC=60°,AD=5,求⊙O的半径.
【解】如图,连接DO并延长交⊙O于点F,连接CF,则∠FCD=90°.
16
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18
19
∵AB=2,AD=1,∴AD=OD=OA=1.∴△OAD为等边三角形.∴∠OAD=60°.∴∠CAD=∠CAB+∠OAD=30°+60°=90°;当AD与AC在直径AB的同侧,即点D在点D′处时,连接OD′.易知△OAD′为等边三角形,则∠OAD′=60°,∴∠CAD′=∠OAD′-∠CAB=60°-30°=30°.综上,∠CAD=30°或90°.故选D.
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【点易错】在圆中根据已知弦长和弦的一个端点作这条弦时,往往有两条,分别位于已知的另一条弦的两侧,本题易因对弦的位置未分类讨论而致错.
【答案】 D
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10.设圆内接四边形ABCD的对角线互相垂直,对角线交于点E,圆心为点O,半径为13,OE=2,则AC2+BD2=________.
1 336
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15°,1
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27
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12. 如图,以△ABC的边AC为直径作⊙O,交BC边于点D,过点C作CE∥AB交⊙O于点E,连接AD,DE,∠B=∠ADE.
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(1)求证:AC=BC;
【证明】∵∠ADE=∠ACE,∠ADE=∠B,
∴∠B=∠ACE.
∵CE∥AB,∴∠BAC=∠ACE.
∴∠B=∠BAC.∴AC=BC.
30
(2)若tan B=2,CD=3,求AB和DE的长.
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13.“求知”学习小组在学完“圆内接四边形的对角互补”这个结论后进行了如下的探究活动:
(1)如图①,点A,B,C在⊙O上,点D在
⊙O外,线段AD,CD分别与⊙O交于
点E,F,试猜想:∠B+∠ADC_______
180°(填“>”“<”或“=”).
<
【点拨】连接CE,如图①.∵四边形ABCE为⊙O的内接四边形,∴∠B+∠AEC=180°.∵∠AEC>∠ADC,∴∠B+∠ADC<180°.
(2)如图②,点A,B,C在⊙O上,点D在⊙O内,此时(1)中猜想的结论还成立吗?若成立,请予以证明;若不成立,请写出你的结论并予以证明.
【解】 (1)中猜想的结论不成立,
此时∠B+∠ADC>180°.
证明:延长AD交⊙O于点E,连接CE,如图②.
∵四边形ABCE为⊙O的内接四边形,
∴∠B+∠E=180°.
∵∠ADC>∠E,∴∠B+∠ADC>180°.
(3)如图③,在凸四边形ABCD中,对角线BD的长为8,∠A=30°,∠C=150°,请直接写出四边形ABCD面积的最大值.
【解】四边形ABCD面积的最大值为64.
【点拨】∵四边形ABCD的内角和为360°,∠BAD+∠BCD=30°+150°=180°,∴∠ABC+∠ADC=180°,∴A,B,C,D四点共圆.作⊙O,如图③,连接OB,OD.∵∠BAD=30°,∴∠BOD=2∠BAD=60°.又∵OB=OD,∴△BDO为等边三角形.
∴OB=OD=BD=8.分别过点A,
C作AM⊥BD于点M,CN⊥BD于点N,
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4.以O为中心点的量角器与含45°角的直角三角板ABC按如图方式摆放,量角器的0刻度线与斜边AB重合.D为三角板的斜边AB上一点,作射线CD交于点E,如果点E所对应的读数为50°,那么∠BDE的大小为( )
A.100° B.110°
C.115° D.130°
【点拨】连接OE.∵点E所对应的读数为50°,
∴∠AOE=50°.∵AB为⊙O的直径,∠ACB=90°,
∴点C在⊙O上.∴∠ACE=∠AOE=×50°=25°.
∴∠BCE=90°-25°=65°.∵∠BDE是△BDC的外角,∴∠BDE=∠BCE+∠DBC=65°+ 45°=110°.故选B.
7.[2025浙江]如图,矩形ABCD内接于⊙O,E是上一点,连接EB,EC分别交AD于点F,G.若AF=1,EG=
FG=3,则⊙O的直径为________.
2
【点拨】∵四边形ABCD为矩形,∴AD綊BC,∠D=90°,∴△EFG∽△EBC,∴=.设DG=x,则AD=BC=4+x,∴=,∴GC=x+1.在Rt△GDC中,DC==.
连接AE,AC.∵∠D=90°,∴AC为直径,∠AEC=∠D=90°.∴在Rt△AEG中,AE==.∵在Rt△AEC中,AC=,在Rt△ADC中,AC=,∴AD2+DC2=AE2+EC2.
∵AD=4+x,DC=,EC=x+4,AE=,
∴(4+x)2+()2=()2+(x+4)2,解得x=3,
∴AC===2,即⊙O的直径为2.
8.[2025泰州月考]如图,四边形ABCD内接于⊙O,D是的中点,延长BC到点E,使CE=AB,连接BD,ED.
【证明】∵D是的中点,∴=.∴AD=DC.
∵四边形ABCD内接于⊙O,∴∠A+∠BCD=180°.
又∵∠ECD+∠BCD=180°,∴∠A=∠ECD.
又∵AB=CE,∴△ABD≌△CED(SAS).∴BD=ED.
∵=,∴∠ABD=∠CBD,AD=CD=5.
又∵∠ABC=60°,∴∠CBD=30°.
∴∠F=30°.∴DF=2CD=10.
∴⊙O的半径为DF=5.
9. 如图,AB是⊙O的直径,AC是⊙O的弦,AB=2,AC=.若在图中画出弦AD,使AD=1,则∠CAD的度数为( )
A.30°
B.60°
C.60°或90°
D.30°或90°
【点拨】如图,连接CB.∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°.∴在Rt△ABC中,BC==1,∴BC=AB.∴∠BAC=30°.当AD与AC在直径AB的异侧时,连接OD.
【点拨】如图,过点O作OM⊥AC于M,ON⊥BD于N,连接OA,OD,则OM2=132-AM2,ON2=132-DN2,OE2=OM2+ME2,易得AM=AC,DN=BD,四边形OMEN是矩形,∴ON=ME,∴OE2=OM2+ON2=2×
132-(AC2+BD2).
又∵OE=2,∴2×132-(AC2+BD2)=4.∴AC2+BD2=1 336.
11.如图,四边形ABCD内接于⊙O,BC∥AD,AC⊥BD.若∠AOD=120°,AD=,则∠CAO的度数与BC的长分别为________.
【点拨】如图,设AC与BD的交点为F,连接OB,OC.∵BC∥AD,∴∠DBC=∠ADB.∴=.∴∠BDA=∠CAD.
∵DB⊥AC,∴∠AFD=90°.∴∠CAD=∠BDA=45°.∴∠AOB=2∠ADB=90°,∠COD=2∠CAD=90°.∵∠AOD=120°,∴∠BOC=360°-90°-90°-120°=60°.又∵OB=OC,∴△OBC是等边三角形.∴BC=OB.过点O作OE⊥AD于点E.
∵OA=OD,∠AOD=120°,∴∠OAD=∠ODA=30°.∴OE=OA,∠CAO=∠CAD-∠OAD=45°-30°=15°.易知AE=DE=AD=.在Rt△AOE中,OE2+AE2=OA2,即+=OA2,解得OA=1(负值已舍去),∴BC=OB=OA=1.
【解】如图,连接AE.
∵∠ADE=∠B,∠AED=∠ACB,
∴△ADE∽△ABC.∴=.
∵AC为⊙O的直径,
∴∠ADC=90°.∴∠ADB=90°.
∴tan B==2.∴AD=2BD.
∵CD=3,∴AC=BC=BD+CD=BD+3.
在Rt△ADC中,AD2+CD2=AC2,即(2BD)2+
32=(BD+3)2,解得 BD=2或BD=0(舍去).
∴AD=4,BC=2+3=5.
∴AB===2.
∵=,∴=.∴DE=2.
则四边形ABCD的面积=S△ABD+S△BCD=×BD·AM+×BD·CN=×BD·(AM+CN),故当A,M,N,C共线且AC为⊙O的直径时,四边形ABCD的面积最大,此时AC=2OB=16.∴四边形ABCD面积的最大值为×8×16=64.
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