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期末专题04圆的八类综合题型
目录
典例详解
类型一、利用圆心角、圆周角求角
类型二、利用圆的性质求线段长
类型三、圆与正多边形问题
类型四、求孤长、扇形的面积
类型五、圆中的几何证明问题
类型六、圆中无刻度直尺作图问题
类型七、证明某线是圆中切线
类型八、圆中类比探究问题
压轴专练
典例详解
类型一、利用圆心角、圆周角求角
1.抓定理关联,建等量关系
紧扣核心定理:同弧或等弧所对的圆周角等于它所对圆心角的一半,直径所对的圆周角为直角。解题时
先定位同弧/等弧,梳理圆心角与圆周角的数量关系,快速转化角度条件。
2.构辅助线,破解题难点
遇无明确弧、角关联时,可作直径、连接半径等辅助线,构造同弧所对的圆心角或圆周角,将分散的角
度条件集中,结合三角形内角和、外角性质完成计算或证明。
例1.(25-26九年级上全国期末)如图,A,B,C是⊙0上的三点,∠ACB=30°,则∠A0B的度数为(
A.60°
B.50°
C.45°
D.30°
【变式1-1】(24-25九年级上云南红河期末)如图,四边形ABCD是⊙0的内接四边形,连接OA,0C,
若∠ADC=43°,则∠A0C的度数是()
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A.43°
B.47%
C.57
D.86
【变式1-2】(25-26九年级上全国期末)如图,AB是⊙0的直径,点C,D,E在⊙0上,若∠C=100°,
则∠E的度数为
D
【变式1-3】(24-25九年级下.全国期末)如图,⊙O是△ABC的外接圆,AB是直径,⊙D是△ABC的内切
圆,连接AD,BD,则∠ADB的度数为
B
类型二、利用圆的性质求线段长
1.抓核心条件,建直角三角形模型
紧扣垂径定理核心:垂直于弦的直径平分弦且平分弦所对的两条弧。解题时先定位直径与弦的垂直关系,
连接圆心与弦的端点构造半径,形成直角三角形,利用勾股定理建立边长等量关系。
2.补辅助线,转化隐含条件
遇弦长、半径、弦心距相关计算但无垂直条件时,可作圆心到弦的垂线,或过弦中点作直径,补全垂径
定理的应用条件,将分散的线段长度转化到直角三角形中求解。
例2.(25-26九年级上全国期末)如图,在00中,半径0C1AB于点D.已知OC=5,OD=4,则弦AB的
长为()
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A.3
B.4
C.5
D.6
【变式2-1】(24-25九年级上·内蒙古兴安盟·期末)筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,彰显了我国
古代劳动人民的智慧,图1,点P表示筒车的一个盛水桶,如图2,当筒车工作时,盛水桶的运行路径是以
轴心O为圆心,5m为半径的圆,且圆心在水面上方,若圆被水面截得的弦AB长为8m,则筒车工作时,盛
水桶在水面以下的最大深度是()
水面4
图1
图2
A.3m
B.2m
C.4m
D.2.5m
【变式2-2】(25-26九年级上·全国期末)如图,PAB是00的割线,P0和它的延长线分别交⊙0于C和
D,如果PA=6em,4B=7兮cm,P0=12cm,那么00的半径长为
cm
D
O
【变式2-3】(25-26九年级上陕西西安·月考)如图,AB是⊙0的直径,CD=CB,CE1AB于点E,连
接BD交CE于点F.
B
(I)求证:CF=BF.
(2)若CD=2,AC=4,求弦BD的长.
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类型三、圆与正多边形问题
1.抓核心关联,建等量模型
紧扣正多边形的外接圆、内切圆性质,明确圆心是正多边形的中心,外接圆半径为正多边形的半径,内
切圆半径为边心距,利用半径、边心距、边长的一半构成直角三角形,结合勾股定理计算边长、周长或
面积。
2.用角度关系,破计算难点
先算出正n边形的中心角为/360°,再结合等腰三角形性质求内角或外角,遇不规则组合图形时,可分
割成多个三角形或扇形,利用面积和差思想求解。
例3.(24-25八年级下·上海期末)边长为2的等边三角形的边心距是()
A.
3
B.5
C.25
D.25
3
【变式3-1】(23-24九年级上安徽合肥期末)如图,正五边形ABCDE内接于⊙O,点F在弧AE上.若
∠FCD=70°,则∠FDC度数为()
AF
E
A.64°
B.72
C.74°
D.80°
【变式3-2】(23-24九年级上·河南平顶山期末)如图,正六边形ABCDEF内接于⊙O,边长AB=2,则
aB的长为」
D
【变式3-3】(25-26九年级下·全国期末)在圆内接正六边形ABCDEF中,AC,EC分别交BD于点H,G.
8
B
②
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(I)如图①,求证:点H,G三等分BD;
(②)如图②,过点0作AC的垂线,垂足为K,以点0为圆心,0K的长为半径作圆;(保留作图痕迹,不写
作法)
(3)在(2)所作图形中,求证:CE是所作圆的切线.
类型四、求弧长、扇形的面积
1.记准公式,抓关键参数
牢记弧长公式1=n180、扇形面积公式S扇形=DR2360-12R,解题时先锁定圆心角度数n
和半径r两个核心参数,通过已知条件(如弦长、弦心距)求出参数后代入公式计算。
2.用转化思想,解组合图形
遇阴影面积等综合题时,将不规则图形转化为扇形、三角形、矩形等规则图形的和或差,利用割补法拆
分图形,分别计算各部分面积后再整合求解。
例4.(25-26九年级上河南安阳·期末)汽修工发现皮带轮上点A逆时针旋转时,点B随之向上移动.己知
皮带轮半径为8cm,当点A转过的度数为45°时,点B上升了()
A.2πcm
B.
27cm
C.3πcm
D.
【变式4-1】(25-26九年级上江苏泰州期末)在00中,BC的长与00的直径的比为二π,则BC所对的
圆周角的度数为()
A.30
B.60°
C.120°
D.180°
【变式4-2】(24-25九年级上·江苏盐城期末)学校组织开展中华优秀传统文化成果展示活动,小慧同学制
作了一把扇形纸扇.如图,OA=15cm,OB=5cm,纸扇完全打开后,外侧两竹条(竹条宽度忽略不计)
的夹角∠AOC=120°,现需在扇面一侧绘制山水画,则山水画所在纸面的面积为cm2,
B
D
【变式4-3】(24-25九年级上·重庆·期末)如图,己知ABC为等腰直角三角形,AC=BC=8厘米,以C
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为圆心,8厘米为半径画弧,以BC为直径作半圆,那么阴影部分的面积是平方厘米。
8厘米
B
8厘米
类型五、圆中的几何证明问题
1.善用圆的核心性质
遇圆周角优先联想“同弧所对圆周角相等”“直径所对圆周角为直角”;遇切线立刻连接圆心与切点,构
造垂直关系;涉及弦则用垂径定理,结合勾股定理或三角函数建立线段关系。
2.构造辅助线转化图形
无现成全等、相似三角形时,常作直径、半径、弦心距,或连接弧的端点,将分散条件集中;证四点共
圆可通过“对角互补”“外角等于内对角”等特征转化角度关系。
例5.(23-24九年级上河南平顶山期末)如图,0M是⊙0的半径,过M点作O0的切线AB,且
MA=MB,OA,OB分别交OO于点C,D,求证:AC=BD.
M
B
【变式5-1】(24-25九年级下·全国期末)如图,已知在00中,AC=CE.
(1)求证:C0⊥AE;
(2)CD⊥直径AB于点D,若BD=1,AE=4,求OO的半径.
【变式5-2】(24-25九年级上·安徽蚌埠期末)如图,⊙0与ABC的边BC相切于点D,与边AB,AC分
别相交于点P,Q,连接AD,PD
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D
图1
图2
(I)求证:LAPD=∠ADC;
(2)如图2,若AD平分∠PAQ,连接P2,求证:PQ∥BC·
【变式5-3】(24-25九年级上·全国期末)如图,AB是半圆O的直径,点C是半圆O上不与A,B重合的
一个动点,连接CA、CB,点D是过点C的切线上的一点,连接AD交半圆O于点E,且∠ADC=90°,
CF⊥AB于点F.
D
O F
(I)求证:DE=BF.
(2)若CD=4,AD=6,求半圆O的半径.
类型六、圆中无刻度直尺作图问题
1.依托圆的核心性质定关键点
利用圆心、直径、切线、圆周角等性质找定点,如过圆上一点作切线,可借助直径所对圆周角为直角,
连接该点与直径端点构造直角确定切线方向;遇弦中点可结合圆心与弦的连线垂直于弦来定位。
2.借助图形交点转化作图目标
无刻度直尺只能作直线或射线,需通过圆与直线、直线与直线的交点转化需求,如作角平分线可构造等
弧对应的弦,利用弦的交点连线得到角平分线;作线段中点可借助圆的对称性找交点确定中点位置。
例6.(24-25九年级上江西赣州期末)如图,请用无刻度的直尺完成下列画图,不写画法,保留画图痕迹
(用虚线表示画图过程,实线表示画图结果)
B
)
图①
图②
(1)如图①,ABC内接于⊙O,D是劣弧BC的中点,画出ABC的中线AE:
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(2)如图②,BC是O0的直径,A是O0内一点,画出ABC的高AD.
【变式6-1】(25-26九年级上·江苏南京月考)如图,AB是⊙0的一条弦.
B
图①
图②
(I)如图①,只用无刻度的直尺作弦CD,使AB=CD;
(2)如图②,用无刻度的直尺和圆规作弦CD,使AB=CD,且AB⊥CD.
(要求:保留作图痕迹,写出必要的文字说明)
【变式6-2】(24-25九年级上山东滨州期末)如图,在边长为1的正方形网格纸上,以O为圆心,OA为
半径作圆,点O、A、B均在格点上,仅用无刻度的直尺,完成下列作图(不写作法,保留作图痕迹)
①
②
(I)在图1中,①作AB的中点M:
②取格点C,使CB为OO的一条切线.(作出符合题意的一点即可)
(②)在图2中,作直径AD,E为⊙0外任一点,过E作AD的垂线垂足为F
【变式6-3】(24-25九年级上·江西赣州期末)在△ABC中,以AB为直径作⊙O,请你根据下列条件仅用无
刻度的直尺画出∠ABC的平分线BP(不写作法,保留作图痕迹),
D
图1
图2
(1)如图1,AB=BC,⊙O与AC相交于点D:
(2)如图2,点C在⊙O上,点D是AC的中点,
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类型七、证明某线是圆中切线
1.连半径,证垂直
若直线与圆有已知公共点,连接圆心与该点得半径,证明半径与直线垂直即可。可通过计算角度(如证
夹角为90°)、利用全等/相似三角形、结合圆周角定理(如直径所对圆周角为直角)等方法推导垂直关
系。
2.作垂直,证半径
若直线与圆的公共点未知,过圆心作直线的垂线段,证明垂线段长度等于圆的半径。常用勾股定理计算
线段长度,或借助平行线、等腰三角形性质推导垂线段与半径相等。
例7.(25-26九年级上西藏拉萨期末)如图,BD是O0的直径,A是BD延长线上的一点,点E在⊙0上,
BC⊥AE,交AE的延长线于点C,BC交OO于点F,且点E是DF的中点.
D
(I)求证:AC是O0的切线:
(2)若∠CBD=60°,BE=6,求BC的长
【变式7-1】(25-26九年级上·辽宁抚顺期末)如图,⊙0是ABC的外接圆,且AB=AC.连接BO并延
长交OO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
B
(1)求证:AF与⊙0相切;
(2)若DE=1,BC=6,求⊙0的半径.
【变式7-2】(25-26九年级上四川凉山期末)如图,AB是O0的直径,AC是00的弦,延长BC至D,
AB=AD,过C作CE⊥AD交AD于点E.
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(I)求证:CE是⊙0的切线;
(2)连接BE,若∠ECD=30°,⊙0的半径为2时,求BE长.
【变式7-3】(24-25九年级上河北张家口期末)如图,在ABC中,以边AC上一点O为圆心,OA为半
径作⊙O,与AB相切于点A,作CD⊥BO交BO的延长线于点D,且∠CBD=∠DC0.
D
A
(1)求证:BC是⊙O的切线;
(2)若AB=5,BC=13,则⊙O的半径是
类型八、圆中类比探究问题
1.提炼基础模型,明确不变关系
分析第一问的图形结构与证明思路,提炼核心模型(如圆周角模型、切线模型、全等/相似模型),锁定圆
的性质(如弧、弦、角的等量关系)、垂直关系等不变要素,作为后续类比的依据。
2.迁移思路方法,调整变量差异
对比后续问题与基础模型的图形变化(如点的位置、线段的长短、角的大小),迁移第一问的解题步骤,
针对变化的条件调整证明方法,验证结论是否延续或需修正,确保逻辑一致。
例8.(23-24九年级上山东威海期末)阅读下列材料,完成相应学习任务:四点共圆的条件
我们知道,过任意一个三角形的三个顶点能作一个圆,过任意一个四边形的四个顶点能作一个圆吗?小明
经过实践探究发现:过对角互补的四边形的四个顶点能作一个圆,下面是小明运用反证法证明上述命题的
过程:
E
B
图1
图2
图3
图4
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期末专题04 圆的八类综合题型
目录
典例详解
类型一、利用圆心角、圆周角求角
类型二、利用圆的性质求线段长
类型三、圆与正多边形问题
类型四、求弧长、扇形的面积
类型五、圆中的几何证明问题
类型六、圆中无刻度直尺作图问题
类型七、证明某线是圆中切线
类型八、圆中类比探究问题
压轴专练
类型一、利用圆心角、圆周角求角
1. 抓定理关联,建等量关系
紧扣核心定理:同弧或等弧所对的圆周角等于它所对圆心角的一半,直径所对的圆周角为直角。解题时先定位同弧/等弧,梳理圆心角与圆周角的数量关系,快速转化角度条件。
2. 构辅助线,破解题难点
遇无明确弧、角关联时,可作直径、连接半径等辅助线,构造同弧所对的圆心角或圆周角,将分散的角度条件集中,结合三角形内角和、外角性质完成计算或证明。
例1.(25-26九年级上·全国·期末)如图,A,B,C是上的三点,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了圆周角定理,熟练掌握圆周角定理是解题的关键.
根据圆周角定理得到,即可直接得出答案.
【详解】解:∵,,
∴,
故选:A.
【变式1-1】(24-25九年级上·云南红河·期末)如图,四边形是的内接四边形,连接,,若,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了圆周角定理,解题的关键是掌握圆周角定理.
根据圆周角定理进行求解即可.
【详解】解:∵与所对的弧为同一弧,
∴,
故选:D.
【变式1-2】(25-26九年级上·全国·期末)如图,是的直径,点C,D,E在上,若,则的度数为 .
【答案】
【分析】本题考查了圆周角定理,熟记“直径所对的圆周角为直角”是解题的关键.由为的直径,根据圆周角定理的推论得到,再根据角的和差及圆周角定理求解即可.
【详解】解:如图,连接,
为的直径,
,
,
,
,
故答案为:.
【变式1-3】(24-25九年级下·全国·期末)如图,是的外接圆,是直径,是的内切圆,连接,则的度数为 .
【答案】
【分析】本题主要考查圆的性质与角平分线的性质,掌握“直径所对圆周角为直角、三角形内角和及角平分线的定义”是解题的关键.由是外接圆直径得,故;又是内切圆,平分,则,因此.
【详解】是的直径,
,
,
是的内切圆,
,
,
在中,,
.
故答案为:.
类型二、利用圆的性质求线段长
1. 抓核心条件,建直角三角形模型
紧扣垂径定理核心:垂直于弦的直径平分弦且平分弦所对的两条弧。解题时先定位直径与弦的垂直关系,连接圆心与弦的端点构造半径,形成直角三角形,利用勾股定理建立边长等量关系。
2. 补辅助线,转化隐含条件
遇弦长、半径、弦心距相关计算但无垂直条件时,可作圆心到弦的垂线,或过弦中点作直径,补全垂径定理的应用条件,将分散的线段长度转化到直角三角形中求解。
例2.(25-26九年级上·全国·期末)如图,在中,半径于点D.已知,则弦的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】D
【分析】本题考查垂径定理,勾股定理,掌握知识点是解题的关键.
由,利用垂径定理得到D为的中点,在直角三角形中,由与的长,利用勾股定理求出的长,由,即可求出的长.
【详解】解:∵中,于点D,,
∴,
∴
∴,
故答案为:D.
【变式2-1】(24-25九年级上·内蒙古兴安盟·期末)筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,彰显了我国古代劳动人民的智慧,图1,点表示筒车的一个盛水桶,如图2,当筒车工作时,盛水桶的运行路径是以轴心为圆心,为半径的圆,且圆心在水面上方,若圆被水面截得的弦长为,则筒车工作时,盛水桶在水面以下的最大深度是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了垂径定理,垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧,能熟练运用垂径定理是解题的关键;过点作半径于,由垂径定理得到,再利用勾股定理计算出,然后即可计算出的长.
【详解】解:过点作半径于,如图,
∴,
在中,,
∴,
故选B.
【变式2-2】(25-26九年级上·全国·期末)如图,是的割线,和它的延长线分别交于和,如果,,,那么的半径长为 .
【答案】
【分析】本题考查圆的割线相关性质与勾股定理的应用,解题的关键是通过作辅助线构造直角三角形,利用垂径定理和勾股定理计算圆的半径.
通过作,结合垂径定理得到的长度,进而求出;再利用垂径定理先后求出(即圆的半径).
【详解】解:如图,过作于点,连接,
∵是的弦,
,
,
,
.
∴的半径长为.
故答案为:8.
【变式2-3】(25-26九年级上·陕西西安·月考)如图,是的直径,,于点E,连接交于点F.
(1)求证:.
(2)若,,求弦的长.
【答案】(1)证明见详解
(2)
【分析】本题考查了圆周角定理、直角三角形的性质,等腰三角形的性质,勾股定理.注意数形结合思想与方程思想的应用.
(1)要证明,可以证明;是的直径,则,又知,则,则,,则;
(2)连接,交于点,先求出圆的半径,再利用勾股定理列方程求出的长,进而求得的长和的长.
【详解】(1)证明:是的直径,
,
.
,
,
,
.
又,
,
,
,
;
(2)解:连接,,交于点,则,
,
,,
,,,
,
的半径为,
设,则,
由勾股定理,得,
即,
解得,
,
.
类型三、圆与正多边形问题
1. 抓核心关联,建等量模型
紧扣正多边形的外接圆、内切圆性质,明确圆心是正多边形的中心,外接圆半径为正多边形的半径,内切圆半径为边心距,利用半径、边心距、边长的一半构成直角三角形,结合勾股定理计算边长、周长或面积。
2. 用角度关系,破计算难点
先算出正n边形的中心角为n/360°,再结合等腰三角形性质求内角或外角,遇不规则组合图形时,可分割成多个三角形或扇形,利用面积和差思想求解。
例3.(24-25八年级下·上海·期末)边长为2的等边三角形的边心距是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设是边长为2的等边三角形,作的外接圆,圆心为点O,连接,作于点D,由,得,而,则,由,求得即可.
【详解】解:如图,是边长为2的等边三角形,作的外接圆,圆心为点O,连接,作于点D,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴边长为2的等边三角形的边心距是.
故选:A.
【点睛】本题主要考查正多边形和圆、等边三角形的性质、等腰三角形的“三线合一”、直角三角形中角所对的直角边等于斜边的一半、勾股定理等知识点,正确地添加辅助线是解题的关键.
【变式3-1】(23-24九年级上·安徽合肥·期末)如图,正五边形内接于,点在弧上.若,则度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查正五边形的性质,圆周角定理,三角形的内角和定理,解题的关键是正确作出辅助线.
连接,,由正五边形的性质可得的度数,根据圆周角定理可得的度数,由三角形的内角和定理计算即可.
【详解】解:如图,连接,,
∵五边形是正五边形,
∴,
∴,
∵,
∴.
故选:C.
【变式3-2】(23-24九年级上·河南平顶山·期末)如图,正六边形 内接于,边长,则的长为 .
【答案】/
【分析】本题考查了正六边形的性质,弧长的计算,等边三角形的判定和性质,由正六边形的性质得到,得到为等边三角形,进而得到,代入弧长公式即可求解,作出辅助线,判断出为等边三角形是解题的关键.
【详解】解:∵是正六边形,
∴,
∵,
∴为等边三角形,
∴,
∴的长,
故答案为:.
【变式3-3】(25-26九年级下·全国·期末)在圆内接正六边形中,分别交于点.
(1)如图①,求证:点三等分;
(2)如图②,过点作的垂线,垂足为,以点为圆心,的长为半径作圆;(保留作图痕迹,不写作法)
(3)在(2)所作图形中,求证:是所作圆的切线.
【答案】(1)证明见解析
(2)作图见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)先由正六边形的性质、等腰三角形的性质得到相关角度,再由两个三角形全等的判定定理得到,则,进而由等边三角形的判定定理得到是等边三角形,由全等三角形性质及等边三角形性质即可得到,从而得证;
(2)由尺规作图,过点作线段的垂直平分线即可得到答案;
(3)过点作,垂足为,连接,如图所示,由切线的判定方法求证即可得到答案.
【详解】(1)证明:在圆内接正六边形中,,,
,
,,
在和中,
,
,
,
,
是等边三角形,
,
∴点三等分;
(2)解:如图所示:
、即为所求;
(3)证明:过点作,垂足为,连接,如图所示:
则,
由(1)知,
,
,
,
为所作圆的半径,
是所作圆的切线.
【点睛】本题考查圆与多边形综合,涉及圆的基本性质、圆内接正六边形性质、等腰三角形的性质、全等三角形的判定与性质、等边三角形的判定与性质、尺规作图-作垂直平分线、圆的切线的判定等知识,熟记圆与多边形相关性质是解决问题的关键.
类型四、求弧长、扇形的面积
1. 记准公式,抓关键参数
牢记弧长公式 l= 、扇形面积公式 S扇形==lR ,解题时先锁定圆心角度数 n 和半径 r 两个核心参数,通过已知条件(如弦长、弦心距)求出参数后代入公式计算。
2. 用转化思想,解组合图形
遇阴影面积等综合题时,将不规则图形转化为扇形、三角形、矩形等规则图形的和或差,利用割补法拆分图形,分别计算各部分面积后再整合求解。
例4.(25-26九年级上·河南安阳·期末)汽修工发现皮带轮上点逆时针旋转时,点随之向上移动.已知皮带轮半径为,当点转过的度数为时,点上升了( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查求弧长,根据弧长公式进行求解即可.
【详解】解:由题意,点上升了;
故选A.
【变式4-1】(25-26九年级上·江苏泰州·期末)在中,的长与的直径的比为,则所对的圆周角的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题的关键是根据弧长公式求圆心角,但要注意的是圆心角与圆周角的转化.
根据弧长与直径的比求出圆心角,再根据圆周角与圆心角的关系求解.
【详解】解:设的半径为,则直径,
∵的长与直径的比为,
即,解得.
∴所对圆周角为.
故选:A.
【变式4-2】(24-25九年级上·江苏盐城·期末)学校组织开展中华优秀传统文化成果展示活动,小慧同学制作了一把扇形纸扇.如图,,,纸扇完全打开后,外侧两竹条(竹条宽度忽略不计)的夹角,现需在扇面一侧绘制山水画,则山水画所在纸面的面积为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了扇形面积的计算,熟练掌握扇形面积的计算公式是解题的关键.
将山水画所在纸面的面积转化为大小两个扇形的面积之差即可求解.
【详解】解:,,
山水画所在纸面的面积: .
故答案为:.
【变式4-3】(24-25九年级上·重庆·期末)如图,已知为等腰直角三角形,厘米,以C为圆心,8厘米为半径画弧,以为直径作半圆,那么阴影部分的面积是 平方厘米.
【答案】
【分析】本题考查了等腰三角形的性质,扇形面积的计算,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
记直径的中点为O,根据等腰直角三角形的性质,得出厘米,,再根据扇形面积公式进行计算即可.
【详解】解:如图,记直径的中点为O,
∵为等腰直角三角形,厘米,
∴厘米,,
∴ (平方厘米).
故答案为:
类型五、圆中的几何证明问题
1. 善用圆的核心性质
遇圆周角优先联想“同弧所对圆周角相等”“直径所对圆周角为直角”;遇切线立刻连接圆心与切点,构造垂直关系;涉及弦则用垂径定理,结合勾股定理或三角函数建立线段关系。
2. 构造辅助线转化图形
无现成全等、相似三角形时,常作直径、半径、弦心距,或连接弧的端点,将分散条件集中;证四点共圆可通过“对角互补”“外角等于内对角”等特征转化角度关系。
例5.(23-24九年级上·河南平顶山·期末)如图,是的半径,过M点作的切线,且,, 分别交于点C,D,求证:.
【答案】见解析
【分析】本题考查圆的切线性质、等腰三角形的判定与性质,熟练掌握圆的切线性质是解题的关键.
根据切线的性质得到,进而证得,结合证得,根据全等三角形的性质得到,从而得出结论.
【详解】证明:是的半径,过M点作的切线,
,
,
在和中,
,
,
,
,
.
【变式5-1】(24-25九年级下·全国·期末)如图,已知在中,.
(1)求证:;
(2) 直径于点D,若,,求的半径.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查的是垂径定理、全等三角形的判定和性质及勾股定理,根据题意作出辅助线,构造出直角三角形是解答此题的关键.
(1)延长交于点F,连接,证明,,即可求解;
(2)由垂径定理可知,根据全等三角形的判定定理得出,故可得出的长,根据勾股定理即可求出的长.
【详解】(1)证明:如图,延长交于点F,连接,
∵,
∴,且,
∴,
∴,,
在和中,
,
∴,
∴,
又,
∴;
(2)解:设的半径为r,
∵,过圆心,,
∴,
∵,,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
∵在中,,
∴,
解得,
∴的半径为.
【变式5-2】(24-25九年级上·安徽蚌埠·期末)如图,与的边相切于点,与边,分别相交于点,,连接,.
(1)求证:;
(2)如图2,若平分,连接,求证:.
【答案】(1)见详解
(2)见详解
【分析】本题主要考查切线的性质、圆内接四边形的性质、垂径定理及圆周角的性质,熟练掌握切线的性质、圆内接四边形的性质、垂径定理及圆周角的性质是解题的关键;
(1)连接并延长,交于点E,连接,由题意易得,,则有,然后可得,进而问题可求解;
(2)连接交于点F,由题意易得,则有,然后可得,进而问题可求证.
【详解】(1)证明:连接并延长,交于点E,连接,如图所示:
∴,
∴,
∵与的边相切于点,
∴,
∴,
∴,
∵四边形是圆内接四边形,
∴,
∵,
∴;
(2)证明:连接交于点F,如图所示:
由(1)可知:,
∵平分,
∴,
∴,
∴,即,
∴,
∴.
【变式5-3】(24-25九年级上·全国·期末)如图,是半圆O的直径,点C是半圆O上不与A,B重合的一个动点,连接,点D是过点C的切线上的一点,连接交半圆O于点E,且,于点F.
(1)求证:.
(2)若,,求半圆O的半径.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)由切线的性质可得,可证,可证,由角平分线的性质可得,由“”可证,可得;
(2)的半径为r,通过证明,可得,,利用勾股定理可求解.
【详解】(1)证明:如图,连接,,
∵是切线,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∵四边形是圆内接四边形,
∴,
∵,,
∴,
∴;
(2)解:设的半径为r,
∵,,
∴,
∴,,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴半圆O的半径为.
【点睛】本题考查了切线的性质,圆的有关知识,全等三角形的判定和性质,勾股定理,证明是本题的关键.
类型六、圆中无刻度直尺作图问题
1. 依托圆的核心性质定关键点
利用圆心、直径、切线、圆周角等性质找定点,如过圆上一点作切线,可借助直径所对圆周角为直角,连接该点与直径端点构造直角确定切线方向;遇弦中点可结合圆心与弦的连线垂直于弦来定位。
2. 借助图形交点转化作图目标
无刻度直尺只能作直线或射线,需通过圆与直线、直线与直线的交点转化需求,如作角平分线可构造等弧对应的弦,利用弦的交点连线得到角平分线;作线段中点可借助圆的对称性找交点确定中点位置。
例6.(24-25九年级上·江西赣州·期末)如图,请用无刻度的直尺完成下列画图,不写画法,保留画图痕迹(用虚线表示画图过程,实线表示画图结果).
(1)如图,内接于,是劣弧的中点,画出的中线;
(2)如图,是的直径,是内一点,画出的高.
【答案】(1)见解析;
(2)见解析.
【分析】本题考查了无刻度的直尺画图,垂径定理推论,圆周角定理,三角形中线、高的性质,掌握知识点的应用是解题的关键.
()如图,连接交于点,连接,线段即为所求;
()如图,延长交于,延长交于,连接,,延长交的延长线于点,作直线交于点,线段即为所求.
【详解】(1)解:如图中,是劣弧的中点,则线段即为所求;
理由:∵是劣弧的中点,
∴垂直平分,
∴线段即为所求;
(2)解:如图中,延长交于,延长交于,连接,,延长交的延长线于点,作直线交于点,
理由:∵是的直径,
∴,
∴,,
∴线段即为所求;
【变式6-1】(25-26九年级上·江苏南京·月考)如图,是的一条弦.
(1)如图,只用无刻度的直尺作弦,使;
(2)如图,用无刻度的直尺和圆规作弦,使,且.
(要求:保留作图痕迹,写出必要的文字说明)
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题主要考查圆周角定理、矩形的性质与判定、垂径定理,熟练掌握圆周角定理、矩形的性质与判定、垂径定理是解题的关键.
连接、并延长,分别交于点、,连接,弦即为所求;
方法1、连接并延长交于点,连接,过点作交于点,,作弦,连接,弦即为所求;
方法2、过点作于点,作正方形,延长交于点,,弦即为所求.
【详解】(1)解:如下图所示,
连接、并延长,分别交于点、,
连接,
,且、互相平分,
四边形是矩形,
,
弦即为所求;
(2)解:方法1:如下图所示,
连接并延长交于点,
连接,过点作交于点,,
,
作弦,
连接,
、为的直径,
,
在和中,,
,
,
,
,
又,
,
,
弦即为所求;
方法2:如下图所示,
过点作于点,
作正方形,则,
延长交于点,,
,
弦即为所求.
【变式6-2】(24-25九年级上·山东滨州·期末)如图,在边长为1的正方形网格纸上,以O为圆心,为半径作圆,点O、A、B均在格点上,仅用无刻度的直尺,完成下列作图(不写作法,保留作图痕迹)
(1)在图1中,①作的中点M:
②取格点C,使为的一条切线.(作出符合题意的一点即可)
(2)在图2中,作直径,E为外任一点,过E作的垂线垂足为F.
【答案】(1)①见解析;②见解析
(2)见解析
【分析】1)①在正方形网格中,利用圆的对称性和网格线的特点来确定弧的中点;②依据切线的判定定理,找到与圆半径垂直且经过半径外端的直线,从而确定切点.
(2)通过构造合适的线段,利用网格的特性找到与已知线段垂直的直线,确定垂足.
【详解】(1)解:①如图,点即为所求点;
②如图所示,点C即为所求;
由网格的特点可得,
又∵是的半径
∴为的一条切线;
(2)解:如图所示,连接交于点F即为所求;
由网格的特点可得,
【点睛】本题主要考查了圆的相关性质、切线的判定以及垂直的作图,熟练掌握圆的对称性、切线的判定定理和网格的特性是解题的关键.
【变式6-3】(24-25九年级上·江西赣州·期末)在中,以为直径作,请你根据下列条件仅用无刻度的直尺画出的平分线(不写作法,保留作图痕迹).
(1)如图1,,与相交于点D;
(2)如图2,点C在上,点D是的中点.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题考查直径所对的圆周角是直角,同圆中等弧所对的圆周角相等,等腰三角形三线合一,根据相关定理寻求角之间的关系是解题的关键.
(1)如图,连接,根据直径所对的圆周角是直角,得,根据等腰三角形三线合一,得,所以即为所求;
(2)作射线交于点P,连接,利用垂径定理得到,即可得到,进而得到为的平分线.
【详解】(1)解:如图,连接,则平分,理由如下:
∵ 是直径,
∴,
又,
∴是等腰三角形,
∴(三线合一),
∴即为所求;
(2)解:作射线交于点P,连接即可,理由如下:
∵ 是直径,
∴,
又∵点D是的中点,
∴,
∴,
∴,
∴为的平分线.
类型七、证明某线是圆中切线
1. 连半径,证垂直
若直线与圆有已知公共点,连接圆心与该点得半径,证明半径与直线垂直即可。可通过计算角度(如证夹角为90°)、利用全等/相似三角形、结合圆周角定理(如直径所对圆周角为直角)等方法推导垂直关系。
2. 作垂直,证半径
若直线与圆的公共点未知,过圆心作直线的垂线段,证明垂线段长度等于圆的半径。常用勾股定理计算线段长度,或借助平行线、等腰三角形性质推导垂线段与半径相等。
例7.(25-26九年级上·西藏拉萨·期末)如图,是的直径,是延长线上的一点,点在上,,交的延长线于点C,交于点,且点是的中点.
(1)求证:是的切线;
(2)若,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)连接,则得,由弧相等得,得,得,即可证明;
(2)由(1)得,从而求得,由勾股定理即可求得的长.
【详解】(1)证明:连接,如图,
∵,
∴,
∵点是的中点,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵是圆的半径,
∴是的切线;
(2)解:由(1)知,,
∴,
∴,
∵,
∴,
由勾股定理得:.
【点睛】本题考查了切线的判定,相等的弧对的圆周角相等,含30度角直角三角形的性质,勾股定理等知识.
【变式7-1】(25-26九年级上·辽宁抚顺·期末)如图,是的外接圆,且.连接并延长交于点.过点作,垂足为点.点在的延长线上,连接.使.
(1)求证:与相切;
(2)若,,求的半径.
【答案】(1)见解析
(2)的半径为5
【分析】本题考查切线的判定,圆周角定理,等腰三角形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理等,正确作出辅助线是解题的关键.
(1)连接,由圆周角定理得,进而可得,结合,证明即可;
(2)连接,延长交于点,由等腰三角形三线合一,可得,,再证,推出,再用勾股定理解即可.
【详解】(1)证明:如图,连接,
,
,
,
,
,
,
,
,即,
,
是的半径,
∴直线是的切线;
(2)解:如图,连接,延长交于点,
,,
,,
,
,
,
,
又,,
,
,
,
,
在中,,
,
,
解得.即的半径为5.
【变式7-2】(25-26九年级上·四川凉山·期末)如图,是的直径,是的弦,延长至D,,过C作交于点E.
(1)求证:是的切线;
(2)连接,若,的半径为2时,求长.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】本题考查等边三角形的证明及性质,切线的证明及性质,勾股定理以及含30度的直角三角形,能够正确作出辅助线是解题关键;
(1)连接,根据三角形中位线定理得到,根据平行线的性质得到,根据切线的判定定理即可得到结论;
(2)设交于,连接,根据三角形的内角和定理得到,推出是等边三角形,得到,,得到,进而求出,再根据勾股定理得到结论.
【详解】(1)证明:连接,
∵是的直径,
∴,
∵,
∴,
,,
是的中位线
,
,
,
是的半径,
是的切线;
(2)解:设交于,连接,
∵的半径为2,
∴,
,
,
,
,
是等边三角形,
,,
∴,
,,,
,
,,
,
,
.
【变式7-3】(24-25九年级上·河北张家口·期末)如图,在中,以边上一点O为圆心,为半径作,与相切于点A.作交的延长线于点D,且.
(1)求证:是的切线;
(2)若A,,则的半径是__________.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查切线的判定与性质,角平分线的性质,勾股定理,全等三角形的判定与性质,解题的关键是掌握切线的判定和性质.
(1)过O点作于点E,推导出,然后根据角平分线的性质即可得到,证明结论;
(2)先利用勾股定理求出长,然后利用全等三角形得到,然后再在中利用勾股定理解题即可.
【详解】(1)证明:过O点作于点E,
∵与相切于点A,
∴
又∵,
∴,
∵,
∴,
又∵,,
∴,
∴是的切线;
(2)解:∵,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
在中,,
即,
解得:.
故答案为:。
类型八、圆中类比探究问题
1. 提炼基础模型,明确不变关系
分析第一问的图形结构与证明思路,提炼核心模型(如圆周角模型、切线模型、全等/相似模型),锁定圆的性质(如弧、弦、角的等量关系)、垂直关系等不变要素,作为后续类比的依据。
2. 迁移思路方法,调整变量差异
对比后续问题与基础模型的图形变化(如点的位置、线段的长短、角的大小),迁移第一问的解题步骤,针对变化的条件调整证明方法,验证结论是否延续或需修正,确保逻辑一致。
例8.(23-24九年级上·山东威海·期末)阅读下列材料,完成相应学习任务:四点共圆的条件
我们知道,过任意一个三角形的三个顶点能作一个圆,过任意一个四边形的四个顶点能作一个圆吗?小明经过实践探究发现:过对角互补的四边形的四个顶点能作一个圆,下面是小明运用反证法证明上述命题的过程:
已知:在四边形中,.
求证:过点可作一个圆.
证明:假设过点四点不能作一个圆,过、三点作圆.如图1,若点在圆外,设与圆相交于点,连接,则______,而已知,所以,而是的外角,,出现矛盾,故假设不成立,因此点在过三点的圆上.
如图2,若点在圆内,(请同学们补充完成省略的部分证明过程)
因此得到四点共圆的条件:过对角互补的四边形的四个顶点能作一个圆.
学习任务:
(1)材料中划线部分的结论是______,依据是______;
(2)请将图2的证明过程补全;
(3)如图3,在四边形中,,,,则的大小为______
(4)如图4,已知正方形的边长为6,点是边上的一个动点,连接,过点作的垂线交于点,以为边作正方形,顶点在线段上,对角线相交于点.当点从运动到时,点也随之运动,求经过的路径长.
【答案】(1),圆内接四边形对角互补
(2)见解析;
(3)32
(4)点经过的路径为.
【分析】本题考查了对角互补的四边形的四个顶点能作一个圆,反证法,圆内接四边形,圆周角定理,勾股定理.
(1)根据材料得出结论,依据圆内接四边形对角互补;
(2)同(1)利用反证法结合圆内接四边形对角互补证明即可;
(3)利用题中结论,结合直径的性质及等腰三角形的性质即可求解;
(4)连接连接,由勾股定理求出,由圆周角定理得出,点在上,当运动到点时,为的中点,即可求解.
【详解】(1)解:材料中划线部分的结论是:,
依据:圆内接四边形对角互补,
故答案为:,圆内接四边形对角互补;
(2)证明:假设过点四点不能作一个圆,过、三点作圆,如图2,
若点在圆内,设延长与圆相交于点,连接,则,
∵,
∴,
∴是的外角,
∴,出现矛盾,故假设不成立,
∴点在过三点的圆上;
(3)解:∵,
∴过四边形的四个顶点能作一个圆,如图:
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
故答案为:32;
(4)解:连接如图:
∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∵四点共圆,
∴,
∴点在上,
当运动到点时,为的中点,
∴,
∴点经过的路径为.
【变式8-1】(24-25八年级下·江苏泰州·期末)是的直径,,垂足为,点是弧上一动点(不与重合),与交于点.
(1)求的度数;
(2)若点在弧的中点处,求证:;
(3)设.
①若,分别计算与的值,并判断它们的大小关系;
②若的值发生变化,请判断与的大小关系,并说明理由.
【答案】(1)135°
(2)证明见解析
(3)①;②,理由见解析
【分析】(1)连接,如图所示,由是的直径,,得到,利用等腰直角三角形性质得到,再由圆周角定理求解即可得到答案;
(2)连接,如图所示,由点在弧的中点,则,由圆周角定理得到,结合等腰直角三角形的判定与性质,得到,即可由等腰三角形判定与性质得证;
(3)①在中,由勾股定理得到相关线段及角度,即可得到,再由含直角三角形性质、勾股定理求出,即可得到答案;②连接,连接,过点作,如图所示,由,判定是等腰直角三角形,进而由等腰直角三角形性质得到,再结合圆周角定理确定,从而由两个三角形全等的判定与性质得到,数形结合代入,即可得证.
本题考查圆综合,涉及直径所对的圆周角是直角、等腰直角三角形的判定与性质、圆周角定理、外角性质、等腰三角形的判定与性质、勾股定理、含直角三角形性质、三角形全等的判定与性质等知识.熟练掌握圆的相关性质、掌握解题所需的几何性质与判定,并灵活运用是解决问题的关键.
【详解】(1)如图,连接,
∵是的直径,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)如图,连接,
∵点在弧的中点处,
∴,
∴,
由(1)可知:,
∴,
∵,
∴,
∵是的一个外角,
∴,
∴,
∴;
(3)①∵,
∴,
∴,
设,则,
∴,解得:,
∴,
∴,
如图,过点作,
∵中,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
则,
∴;
②,理由如下:
如图,连接,连接,过点作交于点,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
【变式8-2】(24-25九年级上·全国·期末)如图:已知的直径,点为上一点,为的切线,是半径上任一点,过点作分别交、于、两点.
(1)如图1,当P与圆心O重合时,
①求证:;
②若,求图中阴影部分的面积;
(2)如图2,连接,当时,交于点,,求的长度.
【答案】(1)①见解析;②
(2)2
【分析】(1)①根据直角和圆的切线的性质,得出,进而得到,再根据直角三角形两锐角互余和对顶角相等,得出,由等角对等边,即可证明结论;
②由圆周角定理,得出,进而得出,再由直角三角形的特征,得到,求得,再利用,即可得出答案;
(2)连接与交于点,证明四边形为矩形,得到,由勾股定理,得出,利用平行线分线段成比例定理,得到,再由勾股定理,得出,进而即可求出的长.
【详解】(1)证明:①为直径,
,
,
为的切线,为半径,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
;
②,
,
,
,
直径,
半径,
根据勾股定理得:,
即,
解得:,
;
(2)解:如图,连接与交于点,
为直径,
,
,
,,
,,
四边形为矩形,
,
,,
,
,
,
,
设,则
根据勾股定理得:,
.
【点睛】本题考查了圆的性质,直角三角形的特征,等腰三角形的判定和性质,扇形面积公式,矩形的判定和性质,平行线分线段成比例定理等知识,熟练掌握相关知识点解决问题是解题关键.
【变式8-3】(24-25九年级上·福建福州·期末)如图,为上两动点,线段绕点逆时针旋转得到线段,点在内,线段的延长线交于点,的平分线交于点,作于.连接.
(1)求证:
(2)如图,当点为中点时,求证:三点共线.
(3)如图,若的半径为,连接,求的最小值.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
(3)
【分析】()连接,由题意可得,进而可得为等腰直角三角形,即得,再根据即可求证;
()连接、,由垂径定理的推论可得,再根据等腰直角三角形的性质可得,进而根据过一点有且只有一条直线与已知直线垂线即可求证;
()连接,将绕点逆时针旋转得线段,连接,可证,得到,利用勾股定理得,进而根据三角形的三边关系得到即可求解.
【详解】(1)证明:连接,
由旋转得,,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
即;
(2)证明:连接、,
∵是中点,
∴,
由()知为等腰直角三角形,
∵点为底边中点,
∴,
∵过一点有且只有一条直线与已知直线垂直,
∴点三点共线;
(3)解:连接,将绕点逆时针旋转得线段,连接,如图:
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴在中,,
即当三点共线时,取得最小值为.
【点睛】本题考查了旋转的性质,等腰直角三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,圆周角定理,垂径定理的推论,勾股定理,三角形的三边关系,垂直公理,全等三角形的判定和性质,正确作出辅助线是解题的关键.
一、单选题
1.(24-25九年级上·广东广州·期末)如图,在中,,,点为的中点,若以点为圆心,5为半径作,则下列判断正确的是( )
A.点在外 B.点在上
C.点在内 D.无法判断
【答案】B
【分析】此题考查了点与圆的位置关系,直角三角形斜边上的中线性质,理解点与圆的位置关系是解题关键.
连接,根据“直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半”可得,与圆的半径相等,即可得出结论.
【详解】解:连接,
,,点O为的中点,
,
的半径为5,
点在上.
故选:B.
2.(25-26九年级上·全国·期末)如图,是的直径,C,D是上的点,过点C作的切线交的延长线于点E,,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查的是切线的性质,圆周角定理,熟知圆的切线垂直于经过切点的半径是解答此题的关键.连接,根据切线的性质可知,再由直角三角形的性质得出的度数,由圆周角定理即可得出结论.
【详解】解:连接,
∵是的切线,
∴,
∵,
∴,
∴.
故选:A.
3.(25-26九年级上·全国·期末)如图所示,与的边相切,切点为B.将绕点B按顺时针方向旋转得到,使点落在上,边交线段于点C.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了旋转的性质、切线的性质,三角形内角和定理,等边三角形的判定和性质.
通过旋转得到对应角和边的关系,再利用圆的半径相等推出等边三角形,进而求出相关角度,最后根据三角形内角和求出.
【详解】解:∵绕点B按顺时针方向旋转得到,
∴,
∵和都是的半径,
∴,
又∵旋转后,
∴,
可得为等边三角形,
∴,
∴,
∵与的边相切于点B,
∴,即,
∴,
在中,,
在中,.
故选:D.
4.(24-25九年级上·福建厦门·期末)如图,内接于圆,点D在弧上,连接,.下列角中,与相等的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查圆周角定理,熟练掌握圆内角度的关系是解题关键.
同弧或等弧所对的圆周角相等,从同弧或等弧的角度去寻找相等的角即可.
【详解】解:∵,
∴.
故选:C.
5.(22-23九年级上·山东泰安·期末)在扇形中,,正方形的顶点C,D分别在半径,上,顶点E在上,以O为圆心,长为半径作,若,则阴影部分面积为( )
A. B. C.1 D.
【答案】C
【分析】本题考查的是扇形面积的计算,正方形的性质,熟记扇形的面积公式是解答此题的关键.
根据正方形的性质得到,,,求出正方形的边长,得出阴影部分的面积,分别求出即可.
【详解】解:连接,交于,则,
四边形是正方形,
,,,
在等腰三角形中,,
,
阴影部分的面积
,
故选:C.
二、填空题
6.(24-25八年级下·北京·期末)如图,是的内切圆,切点分别为D,E,F.若,,则的周长为 .
【答案】32
【分析】本题考查了切线长定理,掌握切线长定理是解题的关键.由切线长定理得,,,即可求解.
【详解】解:是的内切圆,切点分别为,,,
∴,,,
∴
.
故答案为:32.
7.(25-26九年级下·全国·期末)如图,的内接正六边形为正六边形,的半径为6,则的长为 .
【答案】
【分析】本题考查的是正六边形和圆,勾股定理,等边三角形的判定与性质;连接,,证出是等边三角形,进而即可求得答案.
【详解】解:如图,连接 ,,,交于,
∵的内接正六边形为正六边形,
∴,,
∵,
∴是等边三角形,
∴,,
∴,
在中;
同理证得是等边三角形,,,,
在中;
;
故答案为.
8.(25-26九年级上·西藏拉萨·期末)如图,已知的半径为,弦,则圆心O到弦的距离的长是 .
【答案】/6厘米
【分析】本题考查垂径定理及勾股定理;由垂径定理得,再由勾股定理即可求解.
【详解】解:∵圆心O到弦的距离为,
∴,
∴,
由勾股定理得:;
故答案为:.
9.(23-24九年级上·安徽宿州·期末)如图,是的直径,垂直于弦于点,的延长线交于点.若,,则的长是 .
【答案】
【分析】本题考查了垂径定理,中位线定理,勾股定理,由,得,,然后通过中位线定理可得,设的半径为,则,由勾股定理得,解得,然后代入即可求解,掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】解:∵,
∴,,
∵,
∴,
设的半径为,则,
在中,,
∴,解得:,
∴,
∴,
故答案为:.
10.(24-25九年级上·江苏南通·期末)如图,四边形内接于,为的直径,.点在的延长线上,若,则的度数为 .
【答案】/70度
【分析】本题考查了圆内接四边形的性质,弧弦圆心角的关系,等腰三角形的性质等,连接,由圆内接四边形的性质和补角性质可得,即得,又由得,即得到,再根据等腰三角形的性质即可求解,正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】解:如图,连接,
∵四边形内接于,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
故答案为:.
三、解答题
11.(22-23九年级上·浙江宁波·期末)如图,是的直径,点A在上且平分弧于点D,分别交于F,G.
(1)求证:;
(2)若,求阴影部分面积.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题主要考查了求扇形面积,垂径定理,勾股定理,等角对等边,
(1)根据是的直径,,,推出,即可推得.
(2)根据,求出,再根据,求出,即可求出阴影部分面积.
【详解】(1)证明:∵A是弧的中点,
∴在中有.
∵是的直径,
∴.
∵于点D,
∴,
∴,
∴,
∴.
(2)解:连接,过E点作于H,
∵,
∴,
∴
∴是等边三角形.
又∵A是弧的中点,
∴,
∴.
在中,,
∴,
∴,
∴阴影部分面积.
12.(23-24九年级上·湖北·期末)如图,在中,以为直径的交于D,点E在上,,连接交于F,.
(1)求证:是的切线;
(2)若,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)4
【分析】(1)连接,由题中条件可得出,再根据得出即可解决问题.
(2)先利用勾股定理求出,再由等角对等边得出即可.
【详解】(1)证明:(1)连接,
∵,
∴,
∴.
又∵,
∴.
∵为的直径,
∴,
∴,
∴,
∴,
又∵点A在上,
∴是的切线.
(2)∵,,
∴.
又∵,
∴,
即,
∴.
在中,
.
又∵,
∴.
【点睛】本题考查了根据等角对等边证明边相等,用勾股定理解三角形,圆周角定理,证明某直线是圆的切线,切线的性质定理等知识,解题关键是掌握上述知识点并能熟练运用求解.
13.(23-24九年级上·浙江温州·期末)如图,的直径垂直弦于点E,F是圆上一点,D是的中点,连接交于点G,连结.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查的是圆心角、弧和弦的关系、垂径定理、勾股定理、全等三角形的判定和性质,掌握垂径定理是解题的关键.
(1)根据圆心角、弧、弦的关系得到,证明,根据全等三角形的性质证明即可;
(2)连接,根据勾股定理求出,再根据勾股定理计算,得到答案.
【详解】(1)证明:∵D是的中点,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴;
(2)解:如图,连接,
设,则,
∵,
∴,
在中,,
∴
,
解得:,(舍去),
∴,
∴.
14.(24-25九年级下·全国·期末)如图,在中,,以为直径作,交于点D,交于点F,连接,过点D作,交于点E.
(1)求证:是的切线;
(2)求证:;
(3)若的半径为5,,求阴影部分的面积.(π取3)
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】(1)连结,由等边对等角得出,进而得出,由平行线的性质得出,进一步即可证明是的切线.
(2)由直径所对的圆周角等于90度,可得出,结合已知条件可得出,再由平行线的性质得出,再由等腰三角形三线合一的性质得出,进而可得出.
(3)连结,先求出,再求出,最后根据求解即可.
【详解】(1)证明:连接,记与交于点I,如图,
∵,,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴.
又∵为的半径,
∴是的切线.
(2)证明:∵是直径,
∴,
又∵,
∴,
∵,
∴,
∴.
(3)解:如图,连接,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
在中,
,
则,
∴,
∴
【点睛】本题主要考查了证明某条直线是圆的切线,直径所对的圆周角等于90度,等腰三角形的判定和性质,求扇形面积等知识,掌握这些知识是解题的关键.
15.(24-25九年级上·广东广州·期末)已知正方形的四个顶点在上
(1)如图1,若点在劣弧上,连接、、,若在上取一点,使得,连接,求证:
(2)若点在弧上(不与点、、重合),过点作于点,试探究线段、、之间的数量关系,并说明理由.
(3)如图2,若正方形的边长为4,点是线段上的动点,过点作于点,将线段为边,在右侧作等边,求出点的运动轨迹长.
【答案】(1)见解析
(2)或,理由见解析
(3)
【分析】本题考查等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定和性质、正方形的性质和圆周角定理,熟练掌握各知识点是解题的关键.
(1)根据正方形的性质和圆周角定理,利用证明两三角形全等即可;
(2)当点E在弧上时,过点作于点,证明,即可得到四边形是正方形,然后根据线段的和差解答;当点E在弧上时,在上取点,使,连接,根据全等三角形的对应边相等得到,,,然后证明是等腰直角三角形,即可得到结论;
(3)将绕点C顺时针旋转得到,连接,可以得到,即可得到点N在以为直径的圆F上,然后根据弧长公式计算解答即可.
【详解】(1)证明:在正方形中,,
与都对应弧,
,
在和中,
;
(2)解:满足或,理由如下:
如图,当点在弧上,过点作于点,
∵是正方形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴是矩形,
又∵,
∴,
∴,,
∴四边形是正方形,
∴,
∴,即;
当点在弧上时,在上取点,使,连接,
由(1),
,,,
在正方形中,,
,
,
,
是等腰直角三角形三角形,
,
,
,
,
;
(3)解:如图,将绕点C顺时针旋转得到,连接,则,
∵是等边三角形,
∴,,
∴,
∴,,
∴点N在以为直径的圆F上,
∵最大为,
∴最大为,即最大圆心角为,
∴点N的运动路径为.
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