专题二十 圆(垂径定理、圆周角、圆心角、确定圆的条件、圆内接四边形、点圆位置、线圆位置)课件 2026年中考数学一轮复习
2025-12-22
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普通
摘要:
该初中数学中考复习课件聚焦“圆”的核心考点,全面覆盖垂径定理、圆周角定理、圆心角与弧弦关系、圆内接四边形性质等中考必考点。严格对接中考说明,分析近三年考点分布,其中垂径定理及应用占比达25%,圆周角相关计算与证明占20%,并归纳出九种常考题型,突出备考的针对性和实用性。
课件亮点在于“真题引领+技巧突破”的设计,精选2024-2025年多地中考真题作为例题,如“老碗面”实际情境题,通过构建数学模型培养几何直观;详解垂径定理作辅助线通法,强化推理能力。配套练习覆盖易错点,帮助学生掌握得分技巧,教师可直接用于专题复习,提升中考冲刺效果。
内容正文:
专题二十 圆(垂径定理、圆周角、圆心角、确定圆的条件、圆内接四边形、点圆位置、线圆位置)
【题型一】垂径定理
【例1】(2025秋•新城区校级月考)若气温为零上5记作+5,则﹣3表示气温为( )
A.零上3 B.零下﹣3 C.零下3 D.零下51.(2025•宜宾)如图,AB是⊙O的弦,半径OC⊥AB于点D.若AB=8,OC=5,则OD的长是( )
A.3 B.2 C.6 D.
【分析】由垂径定理求出ADAB=4,由勾股定理即可求出OD的长.
【解答】解:∵半径OC⊥AB于点D,
∴ADAB8=4,
∵OA=OC=5,
∴OD3.
故选:A.
【变式1】(2025•成都)如图,⊙O的半径为1,A,B,C是⊙O上的三个点.若四边形OABC为平行四边形,连接AC,则图中阴影部分的面积为 .
【变式2】(2025•长沙)如图,AB为⊙O的弦,OC⊥AB于点C,连接OA,OB,若AB=OA,AC=3,则OA的长为 .
【变式3】(2025•南通)在平面直角坐标系中,以点A(3,0)为圆心,为半径作⊙A.直线y=kx﹣3k+2与⊙A交于B,C两点,则BC的最小值为 .
【题型二】垂径定理的应用
【例1】(2023•陕西)陕西饮食文化源远流长,“老碗面”是陕西地方特色美食之一.图②是从正面看到的一个“老碗”(图①)的形状示意图.是⊙O的一部分,D是的中点,连接OD,与弦AB交于点C,连接OA,OB.已知AB=24cm,碗深CD=8cm,则⊙O的半径OA为( )
A.13cm B.16cm C.17cm D.26cm
【分析】首先利用垂径定理的推论得出OD⊥AB,AC=BCAB=12cm,再设⊙O的半径OA为Rcm,则OC=(R﹣8)cm.在Rt△OAC中根据勾股定理列出方程R2=122+(R﹣8)2,求出R即可.
【解答】解:∵是⊙O的一部分,D是的中点,AB=24cm,
∴OD⊥AB,AC=BCAB=12cm.
设⊙O的半径OA为Rcm,则OC=OD﹣CD=(R﹣8)cm.
在Rt△OAC中,∵∠OCA=90°,
∴OA2=AC2+OC2,
∴R2=122+(R﹣8)2,
∴R=13,
即⊙O的半径OA为13cm.
故选:A.
【变式1】(2024•通辽)如图,圆形拱门最下端AB在地面上,D为AB的中点,C为拱门最高点,线段CD经过拱门所在圆的圆心,若AB=1m,CD=2.5m,则拱门所在圆的半径为( )
A.1.25m B.1.3m C.1.4m D.1.45m
【变式2】(2024•凉山州)数学活动课上,同学们要测一个如图所示的残缺圆形工件的半径,小明的解决方案是:在工件圆弧上任取两点A,B,连接AB,作AB的垂直平分线CD交AB于点D,交于点C,测出AB=40cm,CD=10cm,则圆形工件的半径为( )
A.50cm B.35cm C.25cm D.20cm
【变式3】(2025•德州模拟)如图某仿古墙上原有一个矩形的门洞,现要将它改为一个圆弧形的门洞,并在门洞外侧沿圆弧形边缘装一条灯带.如图,已知矩形的宽为2m,高为,圆弧所在的圆外接于矩形,则震要的灯带的长度至少是( )
A. B. C. D.
【题型三】圆心角、弧、弦的关系
【例1】(2025•朝阳区校级一模)如图,AB是⊙O的直径,∠E=30°,则∠BOD=( )
A.80° B.100° C.120° D.110°
【分析】利用圆周角定理求出∠AOD可得结论.
【解答】解:∵∠AOD=2∠E,∠E=30°,
∴∠AOD=60°,
∴∠DOB=180°﹣60°=120°.
故选:C.
【变式1】(2025•渭滨区校级模拟)如图,AB是⊙O的直径,,若∠AOC=130°,则∠BOD的大小为( )
A.130° B.80° C.65° D.50°
【变式2】(2025•武汉模拟)如图,在⊙O中,点C是的中点,CD垂直平分半径OA,,则该圆的半径为( )
A.4 B.2 C. D.
【变式3】(2024•南京)如图,在⊙O的内接四边形ABCD中,AD=BC,对角线AC是⊙O的直径.求证:四边形ABCD是矩形.
【题型四】圆周角定理
【例1】(2025•长沙)如图,AC,BC为⊙O的弦,连接OA,OB,OC.若∠AOB=40°,∠OCA=30°,则∠BCO的度数为( )
A.40° B.45° C.50° D.55°
【分析】根据圆周角和圆心角的关系得∠ACB∠AOB=20°,再根据∠OCA=30°即可得出∠BCO的度数.
【解答】解:∵∠AOB=40°,
∴∠ACB∠AOB=20°,
∵∠OCA=30°,
∴∠BCO=∠OCA+∠ACB=50°.
故选:C.
【变式1】(2025•重庆)如图,点A,B,C在⊙O上,∠AOB=100°,∠C的度数是( )
A.40° B.50° C.80° D.100°
【变式2】(2025•广元)如图,CD是⊙O的弦,过圆心O作OA⊥CD于点H,交⊙O于点A,OH:HA=3:2,点M是上异于C,D的一点,连接CM,DM,则sin∠CMD的值是( )
A. B. C. D.
【变式3】(2025•常州)如图,AB是⊙O的直径,CD是⊙O的弦.若∠DCB=45°,AD=1,则AB= .
【题型五】圆内接四边形的性质
【例1】(2025•甘肃)如图,四边形ABCD内接于⊙O,,连接BD,若∠ABC=70°,则∠BDC的度数为( )
A.20° B.35° C.55° D.70°
【分析】根据圆内接四边形的性质得到∠ADC=110°,根据得到∠ADB=∠BDC,即可得到∠BDC的度数.
【解答】解:由圆内接四边形的性质可知:∠ADC=180°﹣∠ABC=180°﹣70°=110°,
∵,
∴∠ADB=∠BDC∠ADC=55°.
故选:C.
【变式1】(2025•泸州)如图,四边形ABCD内接于⊙O,BD为⊙O的直径.若AB=AC,∠ACB=70°,则∠CBD=( )
A.40° B.50° C.60° D.70°
【变式2】(2025•陕西)如图,点A,B,C,D在⊙O上,若∠1+∠2=100°,则∠B的度数为 .
【变式3】(2025•盐城)如图,四边形ABCD内接于⊙O,∠A=110°,连接OB,OD,则∠BOD= °.
【题型六】相交弦定理
【例1】(2024•吉木萨尔县校级模拟)如图,AB是⊙O的直径,弦CD与AB相交于点E,若AE=2,BE=8,CE=2DE,则O到CD的距离为 .
【分析】连接AD、BC、OC,过O作OH⊥CD交CD于H,先根据圆周角定理和相似三角形的判定证明△ADE∽△CBE,再利用相似三角形的性质求得进而求得,进而求得,然后利用垂径定理和勾股定理求得OH即可求解.
【解答】解:如图,连接AD、BC,
则∠ADE=∠CBE,∠DAE=∠BCE,
∴△ADE∽△CBE,
∴,
∵AE=2,BE=8,CE=2DE,
∴2DE2=AE•BE=2×8=16,AB=10,
∴,,
∴,
过O作OH⊥CD交CD于H,连接OC,
则,
在Rt△OHC中,,
∴,
即O到CD的距离为,
故答案为:.
【变式1】(2024•西湖区校级二模)如图在圆O中,AB是直径,弦CD与AB交于点E,如果AE=1,EB=9,∠AEC=45°,点M是CD的中点,联结OM,并延长OM与圆O交于点N,那么MN= .
【变式2】(2024•凉州区二模)如图,已知⊙O中,弦AB与CD相交于点P.
求证:PA•PB=PC•PD.
【变式3】(2024•汝南县一模)阅读与思考
九年级学生小刚喜欢看书,他在学习了圆后,在家里突然看到某本数学书上居然还有一个相交弦定理(圆内的两条相交弦,被交点分成的两条线段长的积相等),下面是书上的证明过程,请仔细阅读,并完成相应的任务.
圆的两条弦相交,这两条弦被交点分成的两条线段的积相等.
已知:如图1,⊙O的两弦AB,CD相交于点P.
求证:AP•BP=CP•DP.
证明:
如图1,连接AC,BD.
∵∠C=∠B,∠A=∠D.
∴△APC∽△DPB,(根据)
∴@,
∴AP•BP=CP•DP,
∴两条弦相交,被交点分成的两条线段的积相等.
任务:
(1)请将上述证明过程补充完整.
根据: ;@: .
(2)小刚又看到一道课后习题,如图2,AB是⊙O的弦,P是AB上一点,AB=10cm,PA=4cm,OP=5cm,求⊙O的半径.
【题型七】点与圆的位置关系
【例1】(2025•巴中)如图,A、B、C是⊙O上的点,BC是圆的直径,在BA延长线上取一点D,使AD=AC,连接CD.则∠ACD为( )
A.70° B.50° C.45° D.40°
【分析】由BC是圆的直径得∠BAC=90°,根据等腰三角形的性质即可求解.
【解答】解:∵BC是圆的直径,
∴∠BAC=90°,
∴∠DAC=90°,
∵AD=AC,
∴∠ACD=∠D=45°,
故选:C.
【变式1】(2024•广州)如图,⊙O中,弦AB的长为4,点C在⊙O上,OC⊥AB,∠ABC=30°.⊙O所在的平面内有一点P,若OP=5,则点P与⊙O的位置关系是( )
A.点P在⊙O上 B.点P在⊙O内 C.点P在⊙O外 D.无法确定
【变式2】(2025•连云港一模)已知⊙O的直径是4cm,OP=4cm,则点P( )
A.在⊙O外 B.在⊙O上 C.在⊙O内 D.不能确定
【变式3】(2025•兴庆区校级一模)已知⊙O的直径为8,若PO=4,则点P与⊙O的位置关系是( )
A.点P在⊙O内 B.点P在⊙O上 C.点P在⊙O外 D.无法判断
【题型八】确定圆的条件
【例1】(2025•厦门模拟)如图,已知线段AB,AD,点C在线段AB上,下列说法正确的是( )
A.经过点A,B,C,只能作一个圆
B.经过点A,B,D,只能作一个圆
C.经过点A,以AD的长为半径只能作一个圆
D.经过点A,B,以AD的长为半径只能作一个圆
【分析】根据不在同一直线上的三点确定一个圆判断即可.
【解答】解:A、经过点A,B,C,不能作圆,故本选项说法错误,不符合题意;
B、经过点A,B,D,只能作一个圆,说法正确,符合题意;
C、经过点A,以AD的长为半径能作无数个圆,故本选项说法错误,不符合题意;
D、经过点A,B,以AD的长为半径能作两个圆,故本选项说法错误,不符合题意;
故选:B.
【变式1】(2025•大庆二模)小明不慎把家里的圆形镜子打碎了,其中三块碎片如图所示,三块碎片中最有可能配到与原来一样大小的圆形镜子的碎片是( )
A.① B.② C.③ D.均不可能
【变式2】(2025•河南模拟)下列说法正确的是( )
A.同位角相等
B.对顶角相等
C.过一点有且只有一条直线与已知直线垂直
D.平面内的三点确定一个圆
【题型九】三角形的外接圆与外心
【例1】(2025•上海)在锐角三角形ABC中,AB=AC,BC=8,它的外接圆O的半径长为5,若点D是边BC的中点,以点D为圆心的圆和⊙O相交,那么⊙D的半径长可以是( )
A.2 B.5 C.8 D.10
【分析】根据题意,等腰△ABC 的外接圆半径为5,由等腰三角形的性质、勾股定理求得OD=3;当⊙D与⊙O相交时,圆心距需满足条件|5﹣r|<OD<5+r,代入数值求解r的范围,进而确定选项.
【解答】解:如图,连接AD并延长交⊙O于点E,
∵AB=AC,D为BC中点,
∴BD=DC=4,OD⊥BC,
锐角三角形ABC中,AB=AC,
∴外接圆心O在AD上,
连接OB,由勾股定理得:,
设以D为圆心的圆的半径为r,⊙D,⊙O相交应满足:|5﹣r|<OD<5+r,
即|5﹣r|<3<5+r,
解得:2<r<8,在此范围的半径只有选项B,
故选:B.
【变式1】(2025•连云港)如图,△ABC是⊙O的内接三角形,∠BAC=45°.若⊙O的半径为2,则劣弧的长为 .
【变式2】(2025•凉山州)如图,△ABC内接于⊙O,∠B=65°,∠C=70°,若BC=2,则的长为 .
【题型十】直线与圆的位置关系
【例1】(2025•广州模拟)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,CD是AB边上的高,AB=4,若圆D是以点D为圆心,1.4为半径的圆,那么圆D与直线AC的关系是( )
A.相切 B.相离 C.相交 D.不能确定
【分析】先根据勾股定理求出AB的长,再由三角形的面积公式求出CD,DH的长,根据点与圆的位置关系即可得出结论.
【解答】解:∵在直角三角形ABC中,∠ACB=90°,CD是AB上的高,AB=4,BC=2,
∴AC2,
∴CD,
∴ADCD=3,
过D作DH⊥AC于H,
∴DHAD1.4,
∴圆D与直线AC的关系是相离,
故选:B.
【变式1】(2025•市南区校级二模)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,,AC=5cm,以点C为圆心,以2.8cm的长为半径作圆,则⊙C与AB的位置关系是( )
A.相离 B.相交
C.相切 D.相切或相交
【变式2】(2025•钱塘区一模)已知⊙O的半径是5,直线l与⊙O相交,圆心O到直线l的距离可能是( )
A.4 B.5 C.6 D.10
【变式3】(2024•甘南州)如图,△ABC中,AB=BC,以AB为直径的⊙O交AC于点D,过点D作DE⊥BC,交AB的延长线于点E,垂足为点F.
(1)判断直线DE与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若AB=18,,求BE的长.
【课后练习】
1.(2025•内江)如图,AB是⊙O的弦,半径OC⊥AB于点D,且AB=8,OC=5.则DC的长是 .
2.(2025•任城区二模)如图,一个底部呈球形的烧瓶,球的半径为5cm,瓶内液体的最大深度CD=2cm,则截面圆中弦AB的长为( )cm.
A.4 B.6 C.8 D.8.4
3.(2025•陕西模拟)AB,CD是⊙O的两条弦,且AB=CD,AB⊥CD于点E,连接AD.若⊙O的半径为5,则弦AD的长为( )
A.5 B. C. D.10
4.(2025•雁塔区校级模拟)如图,AB、CD是⊙O的弦,且AB=CD,若∠BOD=84°,则∠ACO的度数为( )
A.42° B.44° C.46° D.48°
5.(2025•项城市三模)如图,AB是⊙O的直径,CD是⊙O的弦,CD⊥AB于点E,C是的中点,连接AF.若⊙O的半径为5,且AF=8,则AE的长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
6.(2025•姑苏区校级一模)如图已知过⊙O外一点A向⊙O作两条割线分别交⊙O于点D,B和点E,C,其中AB>AD,AC>AE,经测量得知∠A=30°30′3″,则弧BC的度数不可能是( )
A.61° B.62° C.63° D.64°
7.(2025•滨州)如图,点A,B,C,D在⊙O上,OC⊥AB,∠AOC=60°,则sin∠BDC的值为 .
8.(2025•陕西)如图,AB为⊙O的直径,,∠CDB=24°,则∠ACD的度数为 .
9.(2025•扬州)如图,点A,B,C在⊙O上,∠BAC=50°,则∠OBC= °.
10.(2025•无锡)如图,AB是⊙O的直径,D是弦AC延长线上的一点,且CD=CA,DB的延长线交⊙O于点E.
(1)求证:AB=BD;
(2)若AB=3,cos∠ABE,求AD的长.
11.(2025•安徽)如图,四边形ABCD的顶点都在半圆O上,AB是半圆O的直径,连接OC,∠DAB+2∠ABC=180°.
(1)求证:OC∥AD;
(2)若AD=2,BC=2,求AB的长.
12.(2025•广安)如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,∠BCD=120°,⊙O的半径为6,则BD的长为 .
13.(2025•云南)已知⊙O的半径为5cm.若点P在⊙O上,则点P到圆心O的距离为 cm.
14.(2025•常州模拟)若在平面直角坐标系中的点A(1,1),B(﹣1,﹣1),C(m,3)不能确定一个圆,则m的值是 .
15.(2025•海南)如图,点E是▱ABCD内一动点,且∠AEB=90°,AB=4,BC=7.
(1)△AEB面积的最大值为 ;
(2)连接CE,分别取CD、CE的中点M、N,连接MN.若∠BAD=120°,则线段MN长度的最小值为 .
16.(2025•徐州)如图,⊙O为正三角形ABC的外接圆,直线CD经过点C,CD∥AB.
(1)判断直线CD与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若圆的半径为2,求图中阴影部分的面积.
17.(2024•镇江)如图,将△ABC沿过点A的直线翻折并展开,点C的对应点C′落在边AB上,折痕为AD,点O在边AB上,⊙O经过点A、D.若∠ACB=90°,判断BC与⊙O的位置关系,并说明理由.
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专题二十 圆(垂径定理、圆周角、圆心角、确定圆的条件、圆内接四边形、点圆位置、线圆位置)
【题型一】垂径定理
【例1】(2025秋•新城区校级月考)若气温为零上5记作+5,则﹣3表示气温为( )
A.零上3 B.零下﹣3 C.零下3 D.零下51.(2025•宜宾)如图,AB是⊙O的弦,半径OC⊥AB于点D.若AB=8,OC=5,则OD的长是( )
A.3 B.2 C.6 D.
【分析】由垂径定理求出ADAB=4,由勾股定理即可求出OD的长.
【解答】解:∵半径OC⊥AB于点D,
∴ADAB8=4,
∵OA=OC=5,
∴OD3.
故选:A.
【变式1】(2025•成都)如图,⊙O的半径为1,A,B,C是⊙O上的三个点.若四边形OABC为平行四边形,连接AC,则图中阴影部分的面积为 .
【分析】根据菱形的判定与性质证明证明OB⊥AC,根据等边三角形的判定与性质证明∠AOB=60°,利用扇形面积公式,根据S阴影=S扇形AOB计算即可.
【解答】解:如图,连接OB.
∵四边形OABC为平行四边形,
∴AB=OC,
∵OA=OC,
∴OA=AB,
∴▱OABC是菱形,
∵OA=OB=AB,
∴△AOB是等边三角形,
∴∠AOB=60°,
∴S阴影=S扇形AOBπ×12.
故答案为:.
【变式2】(2025•长沙)如图,AB为⊙O的弦,OC⊥AB于点C,连接OA,OB,若AB=OA,AC=3,则OA的长为 6 .
【分析】由垂径定理得到AB=2AC=6,即可得到OA的长.
【解答】解:∵OC⊥AB于点C,
∴AB=2AC=2×3=6,
∴OA=AB=6,
故答案为:6.
【变式3】(2025•南通)在平面直角坐标系中,以点A(3,0)为圆心,为半径作⊙A.直线y=kx﹣3k+2与⊙A交于B,C两点,则BC的最小值为 6 .
【分析】对于y=kx﹣3k+2,当x=3时,y=2得直线y=kx﹣3k+2过定点(3,2),再求出AP=2得点P在⊙A内部,根据垂径定理得当直线y=kx﹣3k+2与AP垂直时,BC为最小,此时BC=2BP,在Rt△ABP中,由勾股定理求出BP=3,进而可得BC的最小值.
【解答】解:对于y=kx﹣3k+2,当x=3时,y=2,
∴直线y=kx﹣3k+2过定点P(3,2),
∵点A(3,0),
∴AP2,
又∵⊙A的半径为,AP,
∴点P在⊙A内部,
根据垂径定理得:当直线y=kx﹣3k+2与AP垂直时,BC为最小,如图所示:
则BP=CP,
∴BC=2BP,
在Rt△ABP中,AB,AP=2,
由勾股定理得:BP3,
∴BC=2BP=6,
即BC的最小值为6.
故答案为:6.
【题型二】垂径定理的应用
【例1】(2023•陕西)陕西饮食文化源远流长,“老碗面”是陕西地方特色美食之一.图②是从正面看到的一个“老碗”(图①)的形状示意图.是⊙O的一部分,D是的中点,连接OD,与弦AB交于点C,连接OA,OB.已知AB=24cm,碗深CD=8cm,则⊙O的半径OA为( )
A.13cm B.16cm C.17cm D.26cm
【分析】首先利用垂径定理的推论得出OD⊥AB,AC=BCAB=12cm,再设⊙O的半径OA为Rcm,则OC=(R﹣8)cm.在Rt△OAC中根据勾股定理列出方程R2=122+(R﹣8)2,求出R即可.
【解答】解:∵是⊙O的一部分,D是的中点,AB=24cm,
∴OD⊥AB,AC=BCAB=12cm.
设⊙O的半径OA为Rcm,则OC=OD﹣CD=(R﹣8)cm.
在Rt△OAC中,∵∠OCA=90°,
∴OA2=AC2+OC2,
∴R2=122+(R﹣8)2,
∴R=13,
即⊙O的半径OA为13cm.
故选:A.
【变式1】(2024•通辽)如图,圆形拱门最下端AB在地面上,D为AB的中点,C为拱门最高点,线段CD经过拱门所在圆的圆心,若AB=1m,CD=2.5m,则拱门所在圆的半径为( )
A.1.25m B.1.3m C.1.4m D.1.45m
【分析】如图,连接OA,先证明CD⊥AB,AD=BD=0.5,再进一步的利用勾股定理计算即可.
【解答】解:如图,连接OA,
∵D为AB的中点,C为拱门最高点,线段CD经过拱门所在圆的圆心,AB=1m,
∴CD⊥AB,AD=BD=0.5,
设拱门所在圆的半径为rm,
∴OA=OC=r,而CD=2.5m,
∴OD=2.5﹣r,
∴r2=0.52+(2.5﹣r)2,
解得:r=1.3,
∴拱门所在圆的半径为1.3m;
故选B.
【变式2】(2024•凉山州)数学活动课上,同学们要测一个如图所示的残缺圆形工件的半径,小明的解决方案是:在工件圆弧上任取两点A,B,连接AB,作AB的垂直平分线CD交AB于点D,交于点C,测出AB=40cm,CD=10cm,则圆形工件的半径为( )
A.50cm B.35cm C.25cm D.20cm
【分析】根据垂径定理可以得到BD的长,再根据勾股定理,即可求得圆形工件的半径.
【解答】解:设圆心为O,连接OB,如图所示,
∵CD垂直平分AB,AB=40cm,
∴BD=20cm,
∵CD=10cm,OC=OB,
∴OD=OB﹣10,
∵∠ODB=90°,
∴OD2+BD2=OB2,
∴(OB﹣10)2+202=OB2,
解得OB=25,
即圆形工件的半径为25cm,
故选:C.
【变式3】(2025•德州模拟)如图某仿古墙上原有一个矩形的门洞,现要将它改为一个圆弧形的门洞,并在门洞外侧沿圆弧形边缘装一条灯带.如图,已知矩形的宽为2m,高为,圆弧所在的圆外接于矩形,则震要的灯带的长度至少是( )
A. B. C. D.
【分析】利用勾股定理先求得圆弧形的门洞的直径BC,再利用矩形的性质证得△COD是等边三角形,得到∠COD=60°,进而求得门洞的圆弧所对的圆心角为360°﹣60°=300°,利用弧长公式即可求解.
【解答】解:如图,连接AD,BC,交于O点,
由条件可知BC是直径,
∴,
∵四边形ABDC是矩形,
∴,
∵CD=2,
∴OC=OD=CD,
∴∠COD=60°,
∴门洞的圆弧所对的圆心角为360°﹣60°=300°,
∴改建后门洞的圆弧长是,
故选:C.
【题型三】圆心角、弧、弦的关系
【例1】(2025•朝阳区校级一模)如图,AB是⊙O的直径,∠E=30°,则∠BOD=( )
A.80° B.100° C.120° D.110°
【分析】利用圆周角定理求出∠AOD可得结论.
【解答】解:∵∠AOD=2∠E,∠E=30°,
∴∠AOD=60°,
∴∠DOB=180°﹣60°=120°.
故选:C.
【变式1】(2025•渭滨区校级模拟)如图,AB是⊙O的直径,,若∠AOC=130°,则∠BOD的大小为( )
A.130° B.80° C.65° D.50°
【分析】根据在同圆或等圆中,如果两条弧相等,那么它们所对应的圆周角相等解答.
【解答】解:∵∠AOC=130°,
∴∠BOC=180°﹣130°=50°,
∵,
∴∠BOC=∠BOD=50°.
故选:D.
【变式2】(2025•武汉模拟)如图,在⊙O中,点C是的中点,CD垂直平分半径OA,,则该圆的半径为( )
A.4 B.2 C. D.
【分析】连接AC,BC,OB,OC,设OD=a,证明△OAC是等边三角形得AC=OA=OB=2a,∠OCD=30°,进而得CD,再证明△OBC是等边三角形得OB=OC=BC=2a,∠OCB=60°,则∠BCD=90°,然后在Rt△BCD中,由勾股定理求出a=2,继而可得⊙O半径.
【解答】解:连接AC,BC,OB,OC,如图所示:
∴OA=OC=OB,
设OD=a,
∵CD垂直平分半径OA,
∴AC=OC,AD=OA=a,
∴OA=OC=AC=2a,
∴△OAC是等边三角形,
∴∠OCA=60°,
∴∠OCD∠OCA=30°,
在Rt△OCD中,由勾股定理得:CD,
∵点C是弧AB的中点,
∴AC=BC,
∴OB=OC=BC,
∴△OBC是等边三角形,
∵OB=OC=BC=2a,∠OCB=60°,
∴∠BCD=∠OCB+∠OCD=60°+30°=90°,
∴△BCD是直角三角形,
在Rt△BCD中,由勾股定理得:CD2+BC2=BD2,
∵BD,
∴(,
整理得:a2=4,
解得:a=2,a=﹣2(不合题意,舍去),
∴OA=2a=4,
即该圆的半径为4.
故选:A.
【变式3】(2024•南京)如图,在⊙O的内接四边形ABCD中,AD=BC,对角线AC是⊙O的直径.求证:四边形ABCD是矩形.
【分析】由AC是⊙O的直径,可得∠B=∠D=90°,证明Rt△ABC≌Rt△CDA,得到AB=CD,可证明四边形ABCD是平行四边形,即可解答.
【解答】证明:∵对角线AC是⊙O的直径,
∴∠B=∠D=90°,
∴△ABC和△CDA是直角三角形,
在Rt△ABC和Rt△CDA中,
,
∴Rt△ABC≌Rt△CDA(HL),
∴AB=CD,
又∵AD=BC,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵∠B=90°,
∴平行四边形ABCD是矩形.
【题型四】圆周角定理
【例1】(2025•长沙)如图,AC,BC为⊙O的弦,连接OA,OB,OC.若∠AOB=40°,∠OCA=30°,则∠BCO的度数为( )
A.40° B.45° C.50° D.55°
【分析】根据圆周角和圆心角的关系得∠ACB∠AOB=20°,再根据∠OCA=30°即可得出∠BCO的度数.
【解答】解:∵∠AOB=40°,
∴∠ACB∠AOB=20°,
∵∠OCA=30°,
∴∠BCO=∠OCA+∠ACB=50°.
故选:C.
【变式1】(2025•重庆)如图,点A,B,C在⊙O上,∠AOB=100°,∠C的度数是( )
A.40° B.50° C.80° D.100°
【分析】直接利用圆周角定理求解.
【解答】解:∵∠AOB和∠C都对,
∴∠C∠AOB100°=50°.
故选:B.
【变式2】(2025•广元)如图,CD是⊙O的弦,过圆心O作OA⊥CD于点H,交⊙O于点A,OH:HA=3:2,点M是上异于C,D的一点,连接CM,DM,则sin∠CMD的值是( )
A. B. C. D.
【分析】只要证明∠CMD=∠COA,求出sin∠COA即可.
【解答】解:连接OD,如图,
由条件可知,
∴∠COA=∠DOA,
∴,
∵∠COD和∠CMD所对的弧都为,
∴,
∴∠CMD=∠COA,
设OH=3x,则OC=5x,,
∴,
∴.
故选:B.
【变式3】(2025•常州)如图,AB是⊙O的直径,CD是⊙O的弦.若∠DCB=45°,AD=1,则AB= .
【分析】根据直径所对的圆周角为90°,可知∠ADB=90°,求出∠DCB=∠DAB=45°,得到BD=AD=1,利用勾股定理求解即可.
【解答】解:∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∵∠DCB=45°,
∴∠DCB=∠DAB=45°,
∴∠ABD=90°﹣∠DAB=45°,
∴BD=AD=1,
∴.
故答案为:.
【题型五】圆内接四边形的性质
【例1】(2025•甘肃)如图,四边形ABCD内接于⊙O,,连接BD,若∠ABC=70°,则∠BDC的度数为( )
A.20° B.35° C.55° D.70°
【分析】根据圆内接四边形的性质得到∠ADC=110°,根据得到∠ADB=∠BDC,即可得到∠BDC的度数.
【解答】解:由圆内接四边形的性质可知:∠ADC=180°﹣∠ABC=180°﹣70°=110°,
∵,
∴∠ADB=∠BDC∠ADC=55°.
故选:C.
【变式1】(2025•泸州)如图,四边形ABCD内接于⊙O,BD为⊙O的直径.若AB=AC,∠ACB=70°,则∠CBD=( )
A.40° B.50° C.60° D.70°
【分析】根据等腰三角形的性质、三角形内角和定理求出∠BAC,根据圆周角定理得到∠BDC=∠BAC=40°、∠BCD=90°,再根据直角三角形的性质计算即可.
【解答】解:∵AB=AC,∠ACB=70°,
∴∠ABC=∠ACB=70°,
∴∠BAC=180°﹣70°×2=40°,
由圆周角定理得:∠BDC=∠BAC=40°,
∵BD为⊙O的直径,
∴∠BCD=90°,
∴∠CBD=90°﹣40°=50°,
故选:B.
【变式2】(2025•陕西)如图,点A,B,C,D在⊙O上,若∠1+∠2=100°,则∠B的度数为 80° .
【分析】根据圆内接四边形的性质得到∠B+∠D=180°,根据圆周角定理得到∠B∠AOC,再根据四边形内角和是360°列式计算即可.
【解答】解:∵四边形ABCD为⊙O内接四边形,
∴∠B+∠D=180°,
由圆周角定理得:∠B∠AOC,
∵∠1+∠2=100°,
∴∠AOC+∠D=360°﹣100°=260°,
∴2∠B+180°﹣∠B=260°,
∴∠B=80°,
故答案为:80°.
【变式3】(2025•盐城)如图,四边形ABCD内接于⊙O,∠A=110°,连接OB,OD,则∠BOD= 140 °.
【分析】根据圆内接四边形的性质求出∠BCD,再根据圆周角定理求出∠BOD.
【解答】解:∵四边形ABCD内接于⊙O,
∴∠A+∠BCD=180°,
∴∠BCD=180°﹣∠A=180°﹣110°=70°,
由圆周角定理得:∠BOD=2∠BCD=2×70°=140°,
故答案为:140.
【题型六】相交弦定理
【例1】(2024•吉木萨尔县校级模拟)如图,AB是⊙O的直径,弦CD与AB相交于点E,若AE=2,BE=8,CE=2DE,则O到CD的距离为 .
【分析】连接AD、BC、OC,过O作OH⊥CD交CD于H,先根据圆周角定理和相似三角形的判定证明△ADE∽△CBE,再利用相似三角形的性质求得进而求得,进而求得,然后利用垂径定理和勾股定理求得OH即可求解.
【解答】解:如图,连接AD、BC,
则∠ADE=∠CBE,∠DAE=∠BCE,
∴△ADE∽△CBE,
∴,
∵AE=2,BE=8,CE=2DE,
∴2DE2=AE•BE=2×8=16,AB=10,
∴,,
∴,
过O作OH⊥CD交CD于H,连接OC,
则,
在Rt△OHC中,,
∴,
即O到CD的距离为,
故答案为:.
【变式1】(2024•西湖区校级二模)如图在圆O中,AB是直径,弦CD与AB交于点E,如果AE=1,EB=9,∠AEC=45°,点M是CD的中点,联结OM,并延长OM与圆O交于点N,那么MN= .
【分析】由题意可知ON=OA=5,则OE=4,易证得△EOM是等腰直角三角形,求得PMOE=2,即可求得MN=ON﹣OM.
【解答】解:在圆O中,AB是直径,AE=1,EB=9,
∴AB=10,
∴OA=5,
∴OE=4,
∵点M是CD的中点,
∴OM⊥CD,
∵∠AEC=45°,
∴△EOM是等腰直角三角形,
∴PMOE=2,
∴MN=ON﹣OM,
故答案为:.
【变式2】(2024•凉州区二模)如图,已知⊙O中,弦AB与CD相交于点P.
求证:PA•PB=PC•PD.
【分析】连接AC、DB,根据同弧所对的圆周角相等,证出△ACP∽△DBP,然后根据相似三角形的性质得出结论.
【解答】解:连接AC、BD.
∵∠A=∠D,∠C=∠B,
∴△ACP∽△DBP,
∴,
∴PA•PB=PC•PD.
【变式3】(2024•汝南县一模)阅读与思考
九年级学生小刚喜欢看书,他在学习了圆后,在家里突然看到某本数学书上居然还有一个相交弦定理(圆内的两条相交弦,被交点分成的两条线段长的积相等),下面是书上的证明过程,请仔细阅读,并完成相应的任务.
圆的两条弦相交,这两条弦被交点分成的两条线段的积相等.
已知:如图1,⊙O的两弦AB,CD相交于点P.
求证:AP•BP=CP•DP.
证明:
如图1,连接AC,BD.
∵∠C=∠B,∠A=∠D.
∴△APC∽△DPB,(根据)
∴@,
∴AP•BP=CP•DP,
∴两条弦相交,被交点分成的两条线段的积相等.
任务:
(1)请将上述证明过程补充完整.
根据: 有两个角对应相等的两个三角形相似 ;@: .
(2)小刚又看到一道课后习题,如图2,AB是⊙O的弦,P是AB上一点,AB=10cm,PA=4cm,OP=5cm,求⊙O的半径.
【分析】(1)根据相似三角形的判定和性质求解即可;
(2)延长OP交圆O于点D,延长PO交圆O于点F,设圆O的半径为rcm,则PF=(5+r)cm,PD=(r﹣5)cm,根据(1)中结论代入求解即可.
【解答】解:(1)连接AC,BD.
∵∠C=∠B,∠A=∠D.
∴△APC∽△DPB,(有两个角对应相等的两个三角形相似)
∴,
∴AP⋅BP=CP⋅DP,
∴两条弦相交,被交点分成的两条线段的积相等.
故答案为:有两个角对应相等的两个三角形相似;;
(2)延长OP交圆O于点D,延长PO交圆O于点F,
设圆O的半径为rcm,则PF=(5+r)cm,PD=(r﹣5)cm,
根据(1)中结论得,即为4×(10﹣4)=(r+5)(r﹣5),
解得:r=7或r=﹣7(不符合题意,舍去),⊙O的半径为7cm.
【题型七】点与圆的位置关系
【例1】(2025•巴中)如图,A、B、C是⊙O上的点,BC是圆的直径,在BA延长线上取一点D,使AD=AC,连接CD.则∠ACD为( )
A.70° B.50° C.45° D.40°
【分析】由BC是圆的直径得∠BAC=90°,根据等腰三角形的性质即可求解.
【解答】解:∵BC是圆的直径,
∴∠BAC=90°,
∴∠DAC=90°,
∵AD=AC,
∴∠ACD=∠D=45°,
故选:C.
【变式1】(2024•广州)如图,⊙O中,弦AB的长为4,点C在⊙O上,OC⊥AB,∠ABC=30°.⊙O所在的平面内有一点P,若OP=5,则点P与⊙O的位置关系是( )
A.点P在⊙O上 B.点P在⊙O内 C.点P在⊙O外 D.无法确定
【分析】先根据垂径定理得出AD=BDAB,再由∠ABC=30°得出∠AOD=2∠B=60°,故∠A=30°,可知OA=2OD,设OD=x,则OA=2x,利用勾股定理求出x的值,进而可得出OA的长,根据点与圆的位置关系即可得出结论.
【解答】解:设AB与OC交于点D,
∵弦AB的长为4,OC⊥AB,
∴AD=BDAB=2,
∵∠ABC=30°,
∴∠AOD=2∠B=60°,
∴∠A=90°﹣60°=30°,
∴OA=2OD,
设OD=x,则OA=2x,
在Rt△AOD中,OD2+AD2=OA2,即x2+(2)2=(2x)2,
解得x=±2(负值舍去),
∴OA=2x=4,
∵OP=5,
∴OP>OA,
∴点P在圆外.
故选:C.
【变式2】(2025•连云港一模)已知⊙O的直径是4cm,OP=4cm,则点P( )
A.在⊙O外 B.在⊙O上 C.在⊙O内 D.不能确定
【分析】根据点到圆心的距离和圆的半径之间的数量关系,即可判断点和圆的位置关系.点到圆心的距离小于圆的半径,则点在圆内;点到圆心的距离等于圆的半径,则点在圆上;点到圆心的距离大于圆的半径,则点在圆外.
【解答】解:∵点到圆心的距离d=4>2=r,
∴该点P在⊙O外.
故选:A.
【变式3】(2025•兴庆区校级一模)已知⊙O的直径为8,若PO=4,则点P与⊙O的位置关系是( )
A.点P在⊙O内 B.点P在⊙O上 C.点P在⊙O外 D.无法判断
【分析】比较⊙O的半径和点P到点O的距离的大小,即可根据点与圆的位置关系判断点P与⊙O位置关系.
【解答】解:∵⊙O的直径为8,即圆的半径为4,
而PO=4,
∴点P到圆心的距离等于圆的半径,
∴点P在⊙O上.
故选:B.
【题型八】确定圆的条件
【例1】(2025•厦门模拟)如图,已知线段AB,AD,点C在线段AB上,下列说法正确的是( )
A.经过点A,B,C,只能作一个圆
B.经过点A,B,D,只能作一个圆
C.经过点A,以AD的长为半径只能作一个圆
D.经过点A,B,以AD的长为半径只能作一个圆
【分析】根据不在同一直线上的三点确定一个圆判断即可.
【解答】解:A、经过点A,B,C,不能作圆,故本选项说法错误,不符合题意;
B、经过点A,B,D,只能作一个圆,说法正确,符合题意;
C、经过点A,以AD的长为半径能作无数个圆,故本选项说法错误,不符合题意;
D、经过点A,B,以AD的长为半径能作两个圆,故本选项说法错误,不符合题意;
故选:B.
【变式1】(2025•大庆二模)小明不慎把家里的圆形镜子打碎了,其中三块碎片如图所示,三块碎片中最有可能配到与原来一样大小的圆形镜子的碎片是( )
A.① B.② C.③ D.均不可能
【分析】要确定圆的大小需知道其半径.根据垂径定理知第①块可确定半径的大小.
【解答】解:第①块出现两条完整的弦,作出这两条弦的垂直平分线,两条垂直平分线的交点就是圆心,进而可得到半径的长.
故选:A.
【变式2】(2025•河南模拟)下列说法正确的是( )
A.同位角相等
B.对顶角相等
C.过一点有且只有一条直线与已知直线垂直
D.平面内的三点确定一个圆
【分析】由对顶角的定义,同位角的定义,垂线的性质,确定圆的条件,即可判断.
【解答】解:A、两直线平行,同位角相等,故不符合题意;
B、对顶角相等,故符合题意;
C、在同一平面内,过一点有且只有一条直线与已知直线垂直,故不符合题意;
D、平面内,不在同一直线上的三点确定一个圆,故不符合题意;
故选:B.
【题型九】三角形的外接圆与外心
【例1】(2025•上海)在锐角三角形ABC中,AB=AC,BC=8,它的外接圆O的半径长为5,若点D是边BC的中点,以点D为圆心的圆和⊙O相交,那么⊙D的半径长可以是( )
A.2 B.5 C.8 D.10
【分析】根据题意,等腰△ABC 的外接圆半径为5,由等腰三角形的性质、勾股定理求得OD=3;当⊙D与⊙O相交时,圆心距需满足条件|5﹣r|<OD<5+r,代入数值求解r的范围,进而确定选项.
【解答】解:如图,连接AD并延长交⊙O于点E,
∵AB=AC,D为BC中点,
∴BD=DC=4,OD⊥BC,
锐角三角形ABC中,AB=AC,
∴外接圆心O在AD上,
连接OB,由勾股定理得:,
设以D为圆心的圆的半径为r,⊙D,⊙O相交应满足:|5﹣r|<OD<5+r,
即|5﹣r|<3<5+r,
解得:2<r<8,在此范围的半径只有选项B,
故选:B.
【变式1】(2025•连云港)如图,△ABC是⊙O的内接三角形,∠BAC=45°.若⊙O的半径为2,则劣弧的长为 π .
【分析】连接OB、OC,根据圆周角定理求出∠BOC,再根据弧长公式计算即可.
【解答】解:如图,连接OB、OC,
由圆周角定理得:∠BOC=2∠BAC=2×45°=90°,
∴劣弧的长为:π,
故答案为:π.
【变式2】(2025•凉山州)如图,△ABC内接于⊙O,∠B=65°,∠C=70°,若BC=2,则的长为 π .
【分析】连接OB、OC,根据三角形内角和定理求出∠A,根据圆周角定理求出∠BOC,根据等腰直角三角形的性质求出OC,再根据弧长公式计算即可.
【解答】解:如图,连接OB、OC,
∵∠ABC=65°,∠ACB=70°,
∴∠A=180°﹣65°﹣70°=45°,
由圆周角定理得:∠BOC=2∠A=90°,
∴OC=OBBC22,
∴的长为:π,
故答案为:π.
【题型十】直线与圆的位置关系
【例1】(2025•广州模拟)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,CD是AB边上的高,AB=4,若圆D是以点D为圆心,1.4为半径的圆,那么圆D与直线AC的关系是( )
A.相切 B.相离 C.相交 D.不能确定
【分析】先根据勾股定理求出AB的长,再由三角形的面积公式求出CD,DH的长,根据点与圆的位置关系即可得出结论.
【解答】解:∵在直角三角形ABC中,∠ACB=90°,CD是AB上的高,AB=4,BC=2,
∴AC2,
∴CD,
∴ADCD=3,
过D作DH⊥AC于H,
∴DHAD1.4,
∴圆D与直线AC的关系是相离,
故选:B.
【变式1】(2025•市南区校级二模)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,,AC=5cm,以点C为圆心,以2.8cm的长为半径作圆,则⊙C与AB的位置关系是( )
A.相离 B.相交
C.相切 D.相切或相交
【分析】利用锐角三角函数关系以及勾股定理得出AC,BC的长,再利用三角形面积求出DC的长,进而利用直线与圆的位置关系得出答案.
【解答】解:过点C作CD⊥AB于点D,
∴∠B+∠DCB=90°,
∵∠ACB=90°,
∴∠ACD+∠BCD=90°,
∴∠ACD=∠B,
∵sinB=sin∠ACD,
∴AD=4cm,
∴CD3(cm),
∵r=2.8cm,
∴CD>r,
故以点C为圆心,以2.8cm的长为半径作圆,则⊙C与AB的位置关系是相离.
故选:A.
【变式2】(2025•钱塘区一模)已知⊙O的半径是5,直线l与⊙O相交,圆心O到直线l的距离可能是( )
A.4 B.5 C.6 D.10
【分析】根据直线l和⊙O相交⇔d<r,即可判断.
【解答】解:∵⊙O的半径为5,直线l与⊙O相交,
∴圆心D到直线l的距离d的取值范围是0≤d<5,
故选:A.
【变式3】(2024•甘南州)如图,△ABC中,AB=BC,以AB为直径的⊙O交AC于点D,过点D作DE⊥BC,交AB的延长线于点E,垂足为点F.
(1)判断直线DE与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若AB=18,,求BE的长.
【分析】(1)DE为⊙O的切线,理由为:连接BD,OD,由直径所对的圆周角为直角及垂直定义得到BD⊥AC,再由AB=CB,利用三线合一得到D为AC中点,根据O为AB中点,得到OD为中位线,利用中位线的性质得到OD∥BC,由DE与BC垂直得到DE与OD垂直,即可得证;
(2)由OD=OB,利用等边对等角得到一对角相等,再利用等角的余角相等得到∠BDE=∠A,即sin∠BDE=sinA,在Rt△ABD中,利用三角函数定义求出BD的长,在Rt△BDF中,利用锐角三角函数定义求出BF的长,由BF与OD平行,得到△BEF∽△OED,由相似得比例求出BE的长即可.
【解答】解:(1)DE为⊙O的切线,理由为:
证明:连接OD,BD,
∵AB为⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∴BD⊥AC,
∵AB=CB,
∴点D为AC的中点,
∵点O为AB的中点,
∴OD为△ABC的中位线,
∴OD∥BC,
∴∠ODE=∠DFC,
∵DE⊥BC,
∴∠DFC=90°,
∴∠ODE=90°,
∴DE⊥OD,
∵OD为⊙O的半径,D为OD的外端点,
∴DE为⊙O的切线;
(2)∵OD=OB,
∴∠ODB=∠OBD,
∵∠A+∠OBD=90°,∠BDE+∠ODB=90°,
∴∠A=∠BDE,即sinA=sin∠BDE,
在Rt△ABD中,∠ADB=90°,sinA,AB=18,
∴BD=ABsinA=186,
在Rt△BDF中,sin∠BDE,BD=6,
∴BF=BDsin∠BDE=62,
∵BF∥OD,
∴∠FBE=∠DOE,∠EFB=∠EDO,
∴△BEF∽△OED,
∴,即,
∴,
解得:BE.
【课后练习】
1.(2025•内江)如图,AB是⊙O的弦,半径OC⊥AB于点D,且AB=8,OC=5.则DC的长是 2 .
【分析】根据垂径定理由OC⊥AB得到ADAB=4,再根据勾股定理开始出OD,然后用OC﹣OD即可得到DC.
【解答】解:∵OC⊥AB,
∴AD=BDAB8=4,
在Rt△OAD中,OA=5,AD=4,
∴OD3,
∴DC=OC﹣OD=5﹣3=2.
故答案为:2.
2.(2025•任城区二模)如图,一个底部呈球形的烧瓶,球的半径为5cm,瓶内液体的最大深度CD=2cm,则截面圆中弦AB的长为( )cm.
A.4 B.6 C.8 D.8.4
【分析】由垂径定理得AC=BCAB,再由勾股定理得AC=4cm,即可得出结论.
【解答】解:由题意得:OC⊥AB,
∴AC=BCAB,∠OCA=90°,
由OA=OD=5cm,CD=2cm可知:
OC=OD﹣CD=5﹣2=3(cm),
在Rt△OAC中,由勾股定理得:
AC4(cm),
∴AB=2AC=8(cm).
故选:C.
3.(2025•陕西模拟)AB,CD是⊙O的两条弦,且AB=CD,AB⊥CD于点E,连接AD.若⊙O的半径为5,则弦AD的长为( )
A.5 B. C. D.10
【分析】连接OA,OD,BD,BC,可证明∠BED=90°,∠DBC=∠BDA,再由∠ABC=∠ADC,可得∠ABD=∠CDB=45°,则∠AOD=2∠ABD=90°,据此由勾股定理可得答案.
【解答】解:由条件可知∠BED=90°,∠DBC=∠BDA,
∵∠ABC=∠ADC,
∴∠ABD=∠CDB=45°(当AB与CD互相垂直平分线时,如图所示),即AB与CD是直径情况下,
∴∠AOD=2∠ABD=90°,
∴,
故选:B.
4.(2025•雁塔区校级模拟)如图,AB、CD是⊙O的弦,且AB=CD,若∠BOD=84°,则∠ACO的度数为( )
A.42° B.44° C.46° D.48°
【分析】根据圆心角、弧、弦的关系求出∠AOC=∠BOD=84°,再根据等腰三角形的性质求解即可.
【解答】解:如图,连接OA,
∵AB=CD,
∴,
∴,
∴,
∴∠AOC=∠BOD=84°,
∵OA=OC,
∴∠ACO=∠CAO(180°﹣∠AOC)(180°﹣84°)=48°,
故选:D.
5.(2025•项城市三模)如图,AB是⊙O的直径,CD是⊙O的弦,CD⊥AB于点E,C是的中点,连接AF.若⊙O的半径为5,且AF=8,则AE的长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】连接OC,先证明CD=AF=8,进而得,从而即可得解.
【解答】解:连接OC,
∵AB是⊙O的直径,CD⊥AB于点E,
∴,CE=DE.
∵C是的中点,AF=8,
∴,
∴CD=AF=8,
∴CE=DE=4,
∵OC=5,
∴,
∵OA=5,
∴AE=OA﹣OE=2,
故选:B.
6.(2025•姑苏区校级一模)如图已知过⊙O外一点A向⊙O作两条割线分别交⊙O于点D,B和点E,C,其中AB>AD,AC>AE,经测量得知∠A=30°30′3″,则弧BC的度数不可能是( )
A.61° B.62° C.63° D.64°
【分析】连接CD,OB,OC,得到∠BOC=2∠BDC,由三角形外角的性质得到∠BDC=∠A+∠ACD,继而得到∠BOC=2∠A+2∠ACD=61°6''+2∠ACD,得出弧BC的度数不可能是61°,即可得到答案.
【解答】解:连接CD,OB,OC,AB>AD,AC>AE,
∴∠BOC=2∠BDC,
∵由外角的性质可得∠BDC=∠A+∠ACD,∠A=30°30′3″,
∴∠BOC=2∠A+2∠ACD=61°6''+2∠ACD,
∴弧BC的度数最小为:61°6'',
∴不可能是61°,
故选:A.
7.(2025•滨州)如图,点A,B,C,D在⊙O上,OC⊥AB,∠AOC=60°,则sin∠BDC的值为 .
【分析】连接OB,由OC⊥AB,根据垂径定理推导出∠BOC=∠AOC=60°,则∠BDC∠BOC=30°,所以sin∠BDC=sin30°,于是得到问题的答案.
【解答】解:连接OB,
∵OC⊥AB,
∴,
∴∠BOC=∠AOC=60°,
∴∠BDC∠BOC=30°,
∴sin∠BDC=sin30°,
故答案为:.
8.(2025•陕西)如图,AB为⊙O的直径,,∠CDB=24°,则∠ACD的度数为 66° .
【分析】连接BC,如图,先利用圆周角定理得到∠BCD=∠CDB=24°,∠ACB=90°,然后利用互余计算出∠ACD的度数.
【解答】解:连接BC,如图,
∵,
∴∠BCD=∠CDB=24°,
∵AB为⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠ACD=90°﹣24°=66°.
故答案为:66°.
9.(2025•扬州)如图,点A,B,C在⊙O上,∠BAC=50°,则∠OBC= 40 °.
【分析】根据圆周角定理可得∠BOC=100°,然后利用等腰三角形的性质以及三角形内角和定理进行计算,即可解答.
【解答】解:∵∠BAC=50°,
∴∠BOC=2∠BAC=100°,
∵OB=OC,
∴∠OBC=∠OCB40°,
故答案为:40.
10.(2025•无锡)如图,AB是⊙O的直径,D是弦AC延长线上的一点,且CD=CA,DB的延长线交⊙O于点E.
(1)求证:AB=BD;
(2)若AB=3,cos∠ABE,求AD的长.
【分析】(1)连接BC,由圆周角定理推出BC⊥AD,得到BC垂直平分AD,即可证明AB=BD;
(2)连接AE,由圆周角定理得到∠E=90°,由cos∠ABE,求出BE=1,由勾股定理得到AE2=8,求出DE=4,由勾股定理求出AD=2.
【解答】(1)证明:连接BC,
∵AB是圆的直径,
∴∠ACB=90°,
∴BC⊥AD,
∵CD=CA,
∴BC垂直平分AD,
∴AB=BD;
(2)解:连接AE,
∵AB是圆的直径,
∴∠E=90°,
∴cos∠ABE,
∴BE=1,
∴AE2=AB2﹣BE2=8,
由(1)知BD=AB=3,
∴DE=BD+BE=4,
∴AD2.
11.(2025•安徽)如图,四边形ABCD的顶点都在半圆O上,AB是半圆O的直径,连接OC,∠DAB+2∠ABC=180°.
(1)求证:OC∥AD;
(2)若AD=2,BC=2,求AB的长.
【分析】(1)根据圆周角定理可得∠AOC=2∠ABC,从而可得∠DAB+∠AOC=180°,然后利用同旁内角互补,两直线平行即可解答;
(2)连接BD,交OC于点E,根据直径所对的圆周角是直角可得∠ADB=90°,再利用平行线分线段成比例可得EB=DE,从而可得OC⊥BD,且OE是△ABD的中位线,然后利用三角形的中位线定理可得,最后设半圆的半径为r,则CE=r﹣1,分别在Rt△OEB和Rt△CEB中,利用勾股定理列出关于x的方程,进行计算即可解答.
【解答】(1)证明:∵∠AOC=2∠ABC,∠DAB+2∠ABC=180°.
∴∠DAB+∠AOC=180°,
∴OC∥AD.
(2)解:连接BD,交OC于点E,
∵AB是半圆O的直径,
∴∠ADB=90°,
∵OC∥AD,
∴,
∵OA=OB,
∴EB=DE,
∴OC⊥BD,且OE是△ABD的中位线,
∴,
设半圆的半径为r,则CE=r﹣1,
在Rt△OEB中,BE2=OB2﹣OE2=r2﹣1,
在Rt△CEB中,BE2=BC2﹣CE2=12﹣(r﹣1)2,
即r2﹣1=12﹣(r﹣1)2,
解得r1=3,r2=﹣2(舍去),
故AB=2r=6.
12.(2025•广安)如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,∠BCD=120°,⊙O的半径为6,则BD的长为 6 .
【分析】作直径DE,连接BE,根据圆周角定理得出∠A=∠E,∠EBD=90°,根据圆内接四边形的性质得出∠A+∠BCD=180°,求出∠A=60°=∠E,解直角三角形求出BD即可.
【解答】解:如图,作直径DE,连接BE,
则由圆周角定理得:∠A=∠E,∠EBD=90°,
∵四边形ABCD内接于⊙O,
∴∠A+∠BCD=180°,
∵∠BCD=120°,
∴∠A=60°,
∴∠E=60°,
∵⊙O的半径为6,
∴DE=12,
∴BD=DE×sin∠E=12×sin60°=126.
故答案为:6.
13.(2025•云南)已知⊙O的半径为5cm.若点P在⊙O上,则点P到圆心O的距离为 5 cm.
【分析】根据“点P在圆上⇔d=r”求解即可.
【解答】解:∵⊙O的半径为5cm,点P在⊙O上,
∴点P到圆心O的距离为5cm,
故答案为:5.
【点评】本题主要考查点与圆的位置关系,点与圆的位置关系有3种.设⊙O的半径为r,点P到圆心的距离OP=d,则有:①点P在圆外⇔d>r;②点P在圆上⇔d=r;③点P在圆内⇔d<r.
14.(2025•常州模拟)若在平面直角坐标系中的点A(1,1),B(﹣1,﹣1),C(m,3)不能确定一个圆,则m的值是 3 .
【分析】利用待定系数法求出直线AB的解析式,再根据不在同一直线上的三点确定一个圆解答即可.
【解答】解:设直线AB的解析式为:y=kx+b,
则,
解得:,
∴直线AB的解析式为y=x,
当点C(m,3)在直线AB上时,m=3,
则当m=3时,点A,B,C不能确定一个圆,
故答案为:3.
15.(2025•海南)如图,点E是▱ABCD内一动点,且∠AEB=90°,AB=4,BC=7.
(1)△AEB面积的最大值为 4 ;
(2)连接CE,分别取CD、CE的中点M、N,连接MN.若∠BAD=120°,则线段MN长度的最小值为 .
【分析】(1)利用点的轨迹的知识确定点E的运动轨迹为以AB为直径的半圆,再利用圆的有关性质解答即可;
(2)连接DE,利用三角形的中位线定理得到MNDE,则DE取得最小值时,MN长度最小;设AB的中点为O,连接OD,交半圆于点E,则此时DE最小.
【解答】解:(1)∵点E是▱ABCD内一动点,且∠AEB=90°,
∴点E的运动轨迹为以AB为直径的半圆,
设AB的中点为O,当OE⊥AB时,△AEB面积取得最大值,如图,
则OA=OBAB=2,
∴△AEB面积的最大值4.
故答案为:4;
(2)连接DE,如图,
∵CD、CE的中点为M、N,
∴MNDE,
∴DE取得最小值时,MN长度最小.
由(1)知:点E的运动轨迹为以AB为直径的半圆,设AB的中点为O,连接OD,交半圆于点E,如图,
则此时DE最小,OE=OA=OB=2.
过点O作OF⊥AD,交DA的延长线于点F,
∵∠BAD=120°,
∴∠OAF=60°,
∴OF=OA•sin60°,AF=OA•cos60°=1,
∴DF=AD+AF=8,
∴OD,
∴DE=OD﹣OE2,
∴线段MN长度的最小值DE.
故答案为:.
16.(2025•徐州)如图,⊙O为正三角形ABC的外接圆,直线CD经过点C,CD∥AB.
(1)判断直线CD与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若圆的半径为2,求图中阴影部分的面积.
【分析】(1)由等边三角形的性质可得∠ABC=∠ACB=∠A=60°,由等腰三角形的性质可求∠OCB=30°,由平行线的性质可得∠ABC=∠BCD=60°,即可求解;
(2)由扇形的面积公式和三角形的面积公式可求解.
【解答】解:(1)CD与⊙O相切,理由如下:
如图,连接OB,OC,
∵△ABC是等边三角形,
∴∠ABC=∠ACB=∠A=60°,
∴∠BOC=120°,
∵OB=OC,
∴∠OCB=30°,
∵CD∥AB,
∴∠ABC=∠BCD=60°,
∴∠OCD=∠BCO+∠BCD=90°,
∴OC⊥CD,
又∵OC是半径,
∴CD与⊙O相切;
(2)如图,过点O作OH⊥BC于H,
∵OB=OC=2,∠OCB=30°,
∴OH=1,BH=CH,
∴BC=2,
∴S阴影=S扇形OBC﹣S△BOC21.
17.(2024•镇江)如图,将△ABC沿过点A的直线翻折并展开,点C的对应点C′落在边AB上,折痕为AD,点O在边AB上,⊙O经过点A、D.若∠ACB=90°,判断BC与⊙O的位置关系,并说明理由.
【分析】连接OD,由等腰三角形的性质得∠OAD=∠ODA,再由折叠的性质得∠CAD=∠OAD,进而证明AC∥OD,则∠ODB=∠ACB=90°,因此OD⊥BC,然后由切线的判定即可得出结论.
【解答】解:BC与⊙O相切,理由如下:
如图,连接OD,
∵OA=OD,
∴∠OAD=∠ODA,
由折叠的性质得:∠CAD=∠OAD,
∴∠CAD=∠ODA,
∴AC∥OD,
∴∠ODB=∠ACB=90°,
∴OD⊥BC,
∵OD是⊙O的半径,
∴BC与⊙O相切.
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