内容正文:
专题01 直线与圆的位置关系
目录
A题型建模・专项突破
题型一、直线与圆的三种位置关系(相离、相切、相交)的定义 1
题型二、利用圆心到直线的距离d与半径r的数量关系判定位置关系 2
题型三、由位置关系反推d与r的大小关系 3
B综合攻坚・能力跃升
题型一、直线与圆的三种位置关系(相离、相切、相交)的定义
1.如图,与直线l的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.以上都不对
2.仁人及《论语》“怀德里仁”之意而命名.如图是以“仁”设计的艺术字,若将“仁”字每一笔画抽象为直线,背景抽象为圆,则图中直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.无法确定
3.如图用的是“日晷饮水计时,晷头红照雨衡前”这一景,图中的江面和太阳可看成直线和圆,则它们的位置关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.平行
4.若圆心到直线的距离等于的半径,则直线与的位置关系是( )
A.相交 B.相离 C.相切 D.无法确定
5.下列说法正确的是( )
A.平分弦的直径垂直于弦 B.直线和圆有公共点,则直线与圆相交
C.相等的圆心角所对的弧相等 D.半圆(或直径)所对的圆周角是直角
题型二、利用圆心到直线的距离d与半径r的数量关系判定位置关系
1.(24-25九年级上·河北唐山·期末)若的半径为5,圆心到一条直线的距离为2.5,则这条直线是( )
A. B. C. D.
2.(24-25九年级上·河北唐山·期末)已知的半径为,点P是直线l上一点,的长为,则直线l与的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.以上三种都有可能
3.已知的半径是一元二次方程的一个根,圆心O到直线的距离,则直线与的交点个数为( )
A.1个 B.2个 C.没有交点 D.不能确定
4.在平面直角坐标系中,以点为圆心,为半径的圆( )
A.与轴相交,与轴相切
B.与轴相离,与轴相交
C.与轴相切,与轴相交
D.与轴相切,与轴相离
5.(2025·福建厦门·二模)如图所示,已知半径为,是直径,过点作于,交弦于点,连接,若,
(1)证明;
(2)设是射线上的动点,将绕着点顺时针旋转得到.
①当时,探究直线与的位置关系;
②在旋转过程中,是否存在点落在线段上且的情形?若存在,求出相应的的度数;若不存在,请说明理由.
题型三、由位置关系反推d与r的大小关系
1.已知的半径为r,圆心O到直线l的距离为d,若直线l与相交,则r与d之间的关系是( )
A. B. C. D.
2.直线l与半径为r的相交,且点O到直线l的距离为5,则r的值可以是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
3.如图,直线与半径为的相交,且点到直线的距离为7,则的值可以是( )
A.3 B.4 C.7 D.10
4.已知圆的半径等于5,直线l与圆没有交点,则圆心到直线l的距离d的取值范围是 .
5.已知的斜边,直角边,以点为圆心作.
()当半径为 时,直线与相切;
()当与线段只有一个公共点时,半径的取值范围为 ;
()当与线段没有公共点时,半径的取值范围为 .
6.如图,在直线上有相距5cm的两点和(点在点的右侧),以为圆心作半径为1cm的圆,过点作直线.将以的速度向右移动(点始终在直线上),则与直线在 秒时相切.
7.在矩形中,与相交于点O.经过点B,如果与有公共点,且与边没有公共点,那么的半径长r的取值范围是 .
8.如图1,平行四边形中,,,,点在边上运动,以为圆心,为半径的与对角线交于,两点,交于,两点.
(1)当为中点时,求的长;
(2)①如图2,当与边相切于点时,的长为__________;
②当时,通过计算比较弦和的大小关系;
(3)当与平行四边形的边恰好有一个公共点时,直接写出的值或取值范围__________.
9.如图,在平面直角坐标系中,以点为圆心的圆半径为1,直线的解析式为.
(1)试说明:直线恒过点.
(2)若直线从垂直于轴的位置开始绕点顺时针旋转,旋转角为,
①求当直线与⊙O相切于点时,直线的表达式;
②当直线与⊙O有两个交点时,设两个交点分别是点,(点是离点较近的点),请直接写出线段的变化趋势和取值范围,并写出当线段在的变化过程中,它扫过的面积.
10.如图,在坐标系中,、、.
(1)经过A、B、C三点的圆弧所在圆的圆心M的坐标为______;
(2)这个圆的半径长为______;
(3)直接判断点与的位置关系,点在______.(填内、外、上)
(4)E是图中某一格点,连接,若是的切线,则E点有______个.
11.如图,的半径为1,圆心O在正三角形的边AB的中点处,向顶点A方向运动,点O运动到点A时终止.若,运动速度为1个单位/秒,运动时间设为ts.试问:
(1)当t为多少时,与直线AC相离?
(2)当t为多少时,与直线AC相切?
(3)当t为多少时,与直线AC相交?
1.(2024·河北·模拟预测)如图,在中, ,,点P是边上的一点,设,以点B为圆心,x为半径画圆,若线段与有2个交点,则x的值可能是( )
A.2 B.5 C. D.
2.(2025·湖北武汉·模拟预测)已知的半径为5,圆心O到直线l上一点的距离为5,则直线l和的位置关系可能是( )
①相交;②相切;③相离
A.①②③ B.② C.①③ D.①②
3.(24-25九年级下·河北秦皇岛·月考)已知直线l与圆O相交,点P在直线l上,若P点到O点的距离等于圆O的半径,则点P的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.3个以上
4.(河北沧州·三模)题目:“如图,在中,,,,以点为圆心的的半径为,若对于的一个值,与只有一个交点,求的取值范围.”对于其答案,甲答:.乙答:.丙答:.则正确的是( )
A.只有乙答的对 B.甲、乙的答案合在一起才完整
C.乙、丙的答案合在一起才完整 D.三人的答案合在一起才完整
5.(江苏无锡·模拟预测)如图,点A的坐标是(−2,0),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.当点C在⊙B上运动时,所有这样的点P组成的图形与直线y=kx-3k(k>0)有且只有一个公共点,则k的值为( ).
A. B. C. D.
6.(河北唐山·二模)已知的半径为5,直线与有公共点,则圆心到直线的距离不可能为( )
A.5 B.5.5 C.4.5 D.1
7.(河北石家庄·模拟预测)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=5,BC=12,⊙C的半径为6.5,则⊙C与AB的位置关系是( )
A.相切 B.相离 C.相交 D.无法确定
8.(24-25九年级上·江苏盐城·期中)已知的半径是一元二次方程的一个根,圆心到直线的距离,则直线与的位置关系是( )
A.相切 B.相交 C.相离 D.平行
9.(2025·福建福州·二模)如图,,为上一点,且,以点为圆心作半径为1的,将绕点顺时针旋转,则旋转后的与射线的位置关系是 (填“相交”“相切”或“相离”).
10.(2025·宁夏银川·一模)在中,,,O是上一点,,的半径为2,与的关系是 .
11.(2025·山东潍坊·二模)小颖在数学实践课上进行折纸操作,将圆形纸片连续对折两次后展开,将直径四等分,其四等分点分别记为,,,如图1所示.(虚线为折痕)
(1)如图2,若折叠后点恰好与点重合,折痕为,顺次连接,,,,得到四边形.请判断四边形的形状并证明;
(2)如图3,若折叠后点恰好与点重合,折痕仍记为,连接.请判断直线与所在圆的位置关系,并简述理由.
12.(河北唐山·二模)如图,点B为线段上一点,,,过B作于B,且,以为邻边作矩形,将线段绕点B顺时针旋转,得到线段,优弧交于N,交于M,设旋转角为.
(1)若扇形的面积为,则________;
(2)连接,判断与扇形所在圆的位置关系,并说明理由;
(3)设P为直线上一点,沿所在直线折叠矩形,若折叠后所在的直线与扇形所在的相切,直接写出的长.
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专题01 直线与圆的位置关系
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A题型建模・专项突破
题型一、直线与圆的三种位置关系(相离、相切、相交)的定义 1
题型二、利用圆心到直线的距离d与半径r的数量关系判定位置关系 2
题型三、由位置关系反推d与r的大小关系 3
B综合攻坚・能力跃升
题型一、直线与圆的三种位置关系(相离、相切、相交)的定义
1.如图,与直线l的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.以上都不对
【答案】A
【详解】解:∵直线与圆有两个交点,
∴直线与圆的位置关系是相交.
故选:A.
怀仁市,因晋王李克用与辽太祖耶律阿保机会盟于云州东城,易袍马约为兄弟,取怀想
2.仁人及《论语》“怀德里仁”之意而命名.如图是以“仁”设计的艺术字,若将“仁”字每一笔画抽象为直线,背景抽象为圆,则图中直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.无法确定
【答案】A
【详解】解:通过观察发现,“仁”字每一笔画所在直线与背景圆均有公共点,则图中直线与圆的位置关系是相交,
故选:A.
3.如图用的是“日晷饮水计时,晷头红照雨衡前”这一景,图中的江面和太阳可看成直线和圆,则它们的位置关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.平行
【答案】C
【详解】解:由图可知,图中的江面和太阳的位置关系为相交,
故选:C.
4.若圆心到直线的距离等于的半径,则直线与的位置关系是( )
A.相交 B.相离 C.相切 D.无法确定
【答案】C
【详解】解:圆心到直线的距离等于的半径,
直线与的位置关系是相切,
故选:.
5.下列说法正确的是( )
A.平分弦的直径垂直于弦 B.直线和圆有公共点,则直线与圆相交
C.相等的圆心角所对的弧相等 D.半圆(或直径)所对的圆周角是直角
【详解】解:A.平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,故A不正确,不符合题意;
B.若直线和圆有公共点,则直线和圆相交或相切,故B不正确,不符合题意;
C.同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,故C不正确,不符合题意;
D.半圆(或直径)所对的圆周角是直角,故D正确,符合题意.
故选D.
题型二、利用圆心到直线的距离d与半径r的数量关系判定位置关系
1.(24-25九年级上·河北唐山·期末)若的半径为5,圆心到一条直线的距离为2.5,则这条直线是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:∵的半径为5,圆心O到一条直线的距离为2.5,即,
∴与该直线相交,
∴这条直线可能是,
故选:B.
2.(24-25九年级上·河北唐山·期末)已知的半径为,点P是直线l上一点,的长为,则直线l与的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.以上三种都有可能
【答案】D
【详解】解:圆心O到直线l的距离d是直线l上各点到O的最短距离,由垂线段最短可知.
∵圆的半径,
∴当时,直线与圆相交;
当时,直线与圆相切;
当时,直线与圆相离;
∴直线l与的位置关系可能是相交、相切或相离.
故选:D
3.已知的半径是一元二次方程的一个根,圆心O到直线的距离,则直线与的交点个数为( )
A.1个 B.2个 C.没有交点 D.不能确定
【答案】B
【详解】解:,
,
解得,
的半径是,
,
直线与的位置关系是相交,
∴直线与有2个交点,
故选:B.
4.在平面直角坐标系中,以点为圆心,为半径的圆( )
A.与轴相交,与轴相切
B.与轴相离,与轴相交
C.与轴相切,与轴相交
D.与轴相切,与轴相离
【答案】C
【详解】解:圆心到轴的距离是,到轴的距离是,
,,
圆与轴相切,与轴相交,
故选:C.
5.(2025·福建厦门·二模)如图所示,已知半径为,是直径,过点作于,交弦于点,连接,若,
(1)证明;
(2)设是射线上的动点,将绕着点顺时针旋转得到.
①当时,探究直线与的位置关系;
②在旋转过程中,是否存在点落在线段上且的情形?若存在,求出相应的的度数;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2)①当时, 与相切;当时,直线与相交; ②存在;
【详解】(1)证明:∵,,
∴.
∵,
∴.
∴在中,.
∴.
∴.
∴;
(2)①解:连接交直线于,
∵绕着点顺时针旋转得到,
∴.
由(1)知:,,
∴.
∴,即.
∵在中,,
设,
∴在中,.
当时,,,此时点与点重合,由可得与相切.
当时,,,此时点与点不重合,故直线与不相切,则直线与相交.
②解:存在,当,时,点落在上且.
理由如下:
连接,,,,,.
∵绕着点顺时针旋转得到,
∴,,.
∴.
∵点在射线上,
∴.
∴.
∴点在上.
当,时,
∵,,
∴.
∴.
∴.
又∵,
∴,即存在点落在上且的情形.
此时,,,
∴在和中,,,,
∴.
∴,.
∴.
∴是等边三角形.
∴,,即点和点都在上.
∴.
题型三、由位置关系反推d与r的大小关系
1.已知的半径为r,圆心O到直线l的距离为d,若直线l与相交,则r与d之间的关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:∵的半径为r,圆心O到直线l的距离为d,若直线l与相交,
∴.
故选:A
2.直线l与半径为r的相交,且点O到直线l的距离为5,则r的值可以是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】D
【详解】解:∵直线l与半径为r的相交,且点O到直线l的距离为5,
∴,
∵,
∴A、B、C不符合题意,D符合题意;
故选:D.
3.如图,直线与半径为的相交,且点到直线的距离为7,则的值可以是( )
A.3 B.4 C.7 D.10
【答案】D
【详解】解:∵直线l与半径为r的O相交,且点O到直线l的距离,
∴半径.
∴只有D选项符合题意.
故选D.
4.已知圆的半径等于5,直线l与圆没有交点,则圆心到直线l的距离d的取值范围是 .
【答案】
【详解】解:因为直线l与圆没有交点,所以直线l与圆相离,
所以圆心到直线的距离大于圆的半径,即.
故答案为:.
5.已知的斜边,直角边,以点为圆心作.
()当半径为 时,直线与相切;
()当与线段只有一个公共点时,半径的取值范围为 ;
()当与线段没有公共点时,半径的取值范围为 .
【答案】 / 或; 或.
【详解】()如图作于,
在中,,,,
∴由勾股定理得,
∵,
∴,
∴当半径时,直线与相切,
故答案为:;
()观察图形可知,
当与线段只有一个公共点时,半径的取值范围为或 ,
故答案为:或;
()观察图形可知,
当与线段没有公共点时,半径的取值范围为或,
故答案为:或.
6.如图,在直线上有相距5cm的两点和(点在点的右侧),以为圆心作半径为1cm的圆,过点作直线.将以的速度向右移动(点始终在直线上),则与直线在 秒时相切.
【答案】2或3
【详解】解:当点到的距离为时,与相切,
开始时点到的距离为5,
当圆向右移动或时,点到的距离为,此时与相切,
或,
即与直线在2秒或3秒时相切.
故答案为:2或3.
7.在矩形中,与相交于点O.经过点B,如果与有公共点,且与边没有公共点,那么的半径长r的取值范围是 .
【答案】或
【详解】解:过点O作于点E,
∵是矩形,
∴,,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
又∵与有公共点,且与边没有公共点,
当线段在外时,如图,此时,
当线段在内时,如图,此时
∴的半径r的取值范围是:或
故答案为:或.
【点睛】本题考查矩形的性质,勾股定理,圆与圆的位置关系和直线和圆的位置关系,相似三角形的判定以及性质,掌握圆与圆的位置关系和直线和圆的位置关系是解题的关键.
8.如图1,平行四边形中,,,,点在边上运动,以为圆心,为半径的与对角线交于,两点,交于,两点.
(1)当为中点时,求的长;
(2)①如图2,当与边相切于点时,的长为__________;
②当时,通过计算比较弦和的大小关系;
(3)当与平行四边形的边恰好有一个公共点时,直接写出的值或取值范围__________.
【答案】(1)3
(2)①,②弦长大于的长.
(3)或.
【详解】(1)解:如图,连接,
∵,,,
∴,
∵为中点,
∴,
∵在平行四边形中,,
∴,
∵是直径,
∴,
∴,
∴
(2)解:①连接,
当与边相切于点时,则,即,
∵,
∴,
∴,
∵,
又∵,,
∴,
∴,
②连接,,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴;
(3)①当与相切时,设切点为,如图,
由上述结果可知,,,
∴,
,
即当,与相切,与平行四边形的边的公共点的个数为1,
②过点,如图,与平行四边形的边的公共点的个数为,
∵在平行四边形中,,
∴,
∴是直径,此时,
当时,点在圆内,与平行四边形的边的公共点的个数为1,
综上所述,的值的取值范围是或.
9.如图,在平面直角坐标系中,以点为圆心的圆半径为1,直线的解析式为.
(1)试说明:直线恒过点.
(2)若直线从垂直于轴的位置开始绕点顺时针旋转,旋转角为,
①求当直线与⊙O相切于点时,直线的表达式;
②当直线与⊙O有两个交点时,设两个交点分别是点,(点是离点较近的点),请直接写出线段的变化趋势和取值范围,并写出当线段在的变化过程中,它扫过的面积.
【答案】(1)证明见解析;(2)①或;②
【详解】(1)将代入一次函数中,等式恒成立
∴直线恒过点;
(2)①如图1,第一种情况:直线与相切时,点为直线与轴的交点,此时直线的表达式为;
第二种情况:直线与相切时,连接,,直线
由点坐标可知
∵点为圆心的圆半径为1
在中,
∴
同理
∴
在中,,
∴
∴;
将点坐标代入中,得直线的表达式为;
②的变化趋势:先变大再变小,
∵点为圆心的圆半径为1
∴取值范围是
如图,取值范围是,对应和之间的区域,连接、、、;
∵点为圆心的圆半径为1
∴,
∴,扇形面积=扇形面积
, 扇形面积
∴线段扫过的面积=面积-(扇形面积-)
∴线段扫过的面积
∴线段扫过的面积:.
10.如图,在坐标系中,、、.
(1)经过A、B、C三点的圆弧所在圆的圆心M的坐标为______;
(2)这个圆的半径长为______;
(3)直接判断点与的位置关系,点在______.(填内、外、上)
(4)E是图中某一格点,连接,若是的切线,则E点有______个.
【答案】(1)
(2)
(3)外
(4)4
【详解】(1)解:如图所示,
∴;
(2)解:,
∴这个圆的半径长为;
(3)解:,
∵,
∴点在外,
故答案为:外;
(4)解:如图所示,连接,过点作的垂线,
∴点均为图中网格点,符合题意,
∴该图中有4个,
故答案为:4.
11.如图,的半径为1,圆心O在正三角形的边AB的中点处,向顶点A方向运动,点O运动到点A时终止.若,运动速度为1个单位/秒,运动时间设为ts.试问:
(1)当t为多少时,与直线AC相离?
(2)当t为多少时,与直线AC相切?
(3)当t为多少时,与直线AC相交?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)解:过点作,如图,.
为正三角形,,
,即,,
此时.
∴当时,与直线相离.
(2)解:由(1)可知,当时,与直线相切.
(3)解:由(1)可知,当时,与直线相交.
1.(2024·河北·模拟预测)如图,在中, ,,点P是边上的一点,设,以点B为圆心,x为半径画圆,若线段与有2个交点,则x的值可能是( )
A.2 B.5 C. D.
【答案】C
【详解】解:如图,过点作,交于点,连接,
,
在中,,
,,,
,
为等腰直角三角形,
,
,
根据勾股定理可得,
,
若线段与有2个交点,则,
即,
,
x的值可能是,
故选:C.
2.(2025·湖北武汉·模拟预测)已知的半径为5,圆心O到直线l上一点的距离为5,则直线l和的位置关系可能是( )
①相交;②相切;③相离
A.①②③ B.② C.①③ D.①②
【答案】D
【详解】设圆心O到直线l的距离为d,
根据题意,在直线l上存在一点P,使得,
因为垂线段最短,所以圆心O到直线l的距离,即,
又因为圆的半径,所以,
当时,直线l与相切;
当时,直线l与相交,
故直线l和的位置关系可能是相切或相交
故选:D.
3.(24-25九年级下·河北秦皇岛·月考)已知直线l与圆O相交,点P在直线l上,若P点到O点的距离等于圆O的半径,则点P的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.3个以上
【答案】B
【详解】解:∵直线l与圆O相交,
∴直线l与圆O有两个公共点,这两个公共点到O点的距离等于圆O的半径,
故选B,
4.(河北沧州·三模)题目:“如图,在中,,,,以点为圆心的的半径为,若对于的一个值,与只有一个交点,求的取值范围.”对于其答案,甲答:.乙答:.丙答:.则正确的是( )
A.只有乙答的对 B.甲、乙的答案合在一起才完整
C.乙、丙的答案合在一起才完整 D.三人的答案合在一起才完整
【答案】D
【详解】解:,,
,
斜边上的高为:,
当时,画出图如图所示:
,
此时在圆内部,与只有一个交点,
当时,画出图如图所示,
,
此时与只有一个交点,
当时,画出图如图所示:
,
此时与只有一个交点,
三人的答案合在一起才完整,
故选:D.
5.(江苏无锡·模拟预测)如图,点A的坐标是(−2,0),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.当点C在⊙B上运动时,所有这样的点P组成的图形与直线y=kx-3k(k>0)有且只有一个公共点,则k的值为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:如图,连接OP,作过点P作PE⊥x轴于点E,
∵点P和点A关于点C对称,点C的运动轨迹是以点B为圆心,半径为1的圆,
∴点P的运动轨迹是以O为圆心,以AO为半径的圆.
∵当点C在⊙B上运动时,所有这样的点P组成的图形与直线y=kx-3k(k>0)有且只有一个公共点,直线y=kx-3k(k>0)过定点D(3,0),
∴OP⊥PD,
∴∠OPD=90°,
在Rt△OPD中,OP=OA=2,OD=3,
由勾股定理得:PD==
由等积法,可得:OD•PE=OP•PD,
即:3×PE=2×,
解得:PE=
在Rt△OPE中,OE==
∴点P的坐标为(,)
把点P的坐标代入y=kx-3k,得:,
解得:k=.
故选:C.
6.(河北唐山·二模)已知的半径为5,直线与有公共点,则圆心到直线的距离不可能为( )
A.5 B.5.5 C.4.5 D.1
【答案】B
【详解】∵直线与有公共点
∴直线与应是相交或相切的位置关系
∴圆心距小于等于半径
∵5.5>5
∴B选项错误
故选B.
7.(河北石家庄·模拟预测)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=5,BC=12,⊙C的半径为6.5,则⊙C与AB的位置关系是( )
A.相切 B.相离 C.相交 D.无法确定
【答案】C
【详解】
过C作CD⊥AB于D,
由勾股定理得:AB==13,
由三角形的面积公式得:AC×BC=AB×CD,
∴5×12=13×CD,
∴CD=,
∴⊙C与AB的位置关系是相交,
故选:C.
8.(24-25九年级上·江苏盐城·期中)已知的半径是一元二次方程的一个根,圆心到直线的距离,则直线与的位置关系是( )
A.相切 B.相交 C.相离 D.平行
【答案】B
【详解】解:,
,
解得,
的半径是,
,
直线与的位置关系是相交.
故选B.
9.(2025·福建福州·二模)如图,,为上一点,且,以点为圆心作半径为1的,将绕点顺时针旋转,则旋转后的与射线的位置关系是 (填“相交”“相切”或“相离”).
【答案】相切
【详解】解:将绕点顺时针旋转后为,过点作交于点,
,
,
,
的长度与的半径长度相等,且,
所以,旋转后的与射线相切.
故答案为:相切.
10.(2025·宁夏银川·一模)在中,,,O是上一点,,的半径为2,与的关系是 .
【答案】相交
【详解】解:如图,过O作于D,则,
∵在中,,,
∴,
在中,,,
∴,
∵的半径为2,,
∴与相交,
故答案为:相交.
11.(2025·山东潍坊·二模)小颖在数学实践课上进行折纸操作,将圆形纸片连续对折两次后展开,将直径四等分,其四等分点分别记为,,,如图1所示.(虚线为折痕)
(1)如图2,若折叠后点恰好与点重合,折痕为,顺次连接,,,,得到四边形.请判断四边形的形状并证明;
(2)如图3,若折叠后点恰好与点重合,折痕仍记为,连接.请判断直线与所在圆的位置关系,并简述理由.
【答案】(1)四边形为菱形,理由见解析
(2)与所在圆的位置关系是相交,理由见解6790
【详解】(1)解:四边形为菱形,证明如下:
∵折叠,
∴垂直平分,
∴,,,
∵是直径,
∴,
∴,
∴,
∴四边形为菱形;
(2)解:与所在圆的位置关系是相交.
理由如下:
由折叠可知,所在圆的圆心为点,
连接,,
∵是直径,
∴,
∴与相切,
∵,
∴与所在圆的位置关系是相交.
12.(河北唐山·二模)如图,点B为线段上一点,,,过B作于B,且,以为邻边作矩形,将线段绕点B顺时针旋转,得到线段,优弧交于N,交于M,设旋转角为.
(1)若扇形的面积为,则________;
(2)连接,判断与扇形所在圆的位置关系,并说明理由;
(3)设P为直线上一点,沿所在直线折叠矩形,若折叠后所在的直线与扇形所在的相切,直接写出的长.
【答案】(1)
(2)相离,见解析
(3)的长为或或或
【详解】(1)解:由题意知,,
解得,,
∴,
故答案为:;
(2)解:相离,理由如下;
如图1,连接,作于,
∵,
∴,
∵,,
∴,
由勾股定理得,,
∴,即,
解得,,
∵,
∴与扇形所在圆相离;
(3)解:①当折叠后所在的直线与扇形所在的圆B相切时,切点为Q,如图2,当点Q在的左侧时,连接,则,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
②如图3,当点Q在右侧时,同理可得:,
∴,
∴,
∴,
∴.
③当与圆相切时,如图3,
由折叠知:,
同理,,
又∵,
∴,
∴,
∴;
④当在左侧与圆相切时,如图4,
同理可得:,;
综上,的长为或或或.
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