【冲刺2026年】中考数学一轮复习江苏2025年中考真题及模拟试题分类提优测试卷20 与圆有关的位置关系能力提升测试卷
2026-01-29
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2份
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37页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 点、直线、圆的位置关系 |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.21 MB |
| 发布时间 | 2026-01-29 |
| 更新时间 | 2026-03-23 |
| 作者 | 勾三股四初中数学资料库 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56208357.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
卷20 与圆有关的位置关系能力提升测试卷
(时间:90分钟 满分:100分 得分 )
一.选择题(共8小题,每小题3分,共24分)
1.(2025•南京)下列图形中,一定有外接圆的是( )
A.三角形 B.四边形 C.五边形 D.六边形
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
3.(2025•如皋市模拟)如图,△ABC的内切圆圆O与AB,BC,CA分别相切于点D,E,F,若∠DEF=53°,则∠A的度数是( )
A.36° B.53° C.74° D.128°
4.(2025•浦口区模拟)如图,PA,PB是⊙O的切线,A,B为切点,过点A作AC∥PB交⊙O于点C,连接BC,若∠P=α,则∠PBC的度数为( )
A.90°α B.90 C.180°﹣α D.180
5.(2025•睢宁县三模)以O为中心点的量角器与直角三角板ABC如图所示摆放,直角顶点B在零刻度线所在直线DE上,且量角器与三角板只有一个公共点P,若点P对应的读数为37°,则∠CBD的度数是( )
A.53 B.43° C.37° D.27°
6.(2025•扬州一模)如图,⊙O是△ABC的外接圆,AD是⊙O的直径,若∠ACB=65°,则∠BAD的度数是( )
A.20° B.25° C.30° D.35°
7.(2025•镇江一模)已知矩形ABCD中,AB=a,BC=b,若以AB为直径的圆与边CD有交点,则a与b满足的关系为( )
A.a≥2b B.a>2b C.a>b D.a≥b
8.(2025•梁溪区二模)如图,在平面直角坐标系中,已知A(5,5),B(8,0),点P在以A为圆心,2为半径的圆上,P关于B的对称点为Q.连接OP,将OP绕点O逆时针旋转90°得到OR.连接RQ.则RQ的最小值是( )
A.14 B.15 C. D.
二.填空题(共8小题,每小题3分,共24分)
9.(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 .
10.(2025•高新区二模)如图,过⊙O外一点P引⊙O的两条切线PA、PB,切点分别是A、B,OP交⊙O于点C,点D是优弧ADB上不与点A、点B重合的一个动点,连接AD、CD,若∠APB=76°,则∠ADC的度数为 .
11.(2025•浦口区模拟)如图,△ABC的高AD,BE相交于点F.若AC=4,BF=3,则△ABC的外接圆的半径为 .
12.(2025•姑苏区一模)已知一次函数y=k(x﹣3)+1图象与一圆心为(0,1),半径为1的圆相切,则切点坐标为 .
13.(2025•灌南县一模)如图,在矩形ABCD中,点E在边CD上,连接AE、BE,EA平分∠DEB,点O是△BCE的内心,连接AO,AO=AB,若AD=5,则AB的长为 .
14.(2025•鼓楼区三模)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,AD,CD分别与扇形BAF相切于点A与点E.当AB=15,BC=17时,AD的长为 .
15.(2025•泗洪县三模)如图,⊙O为△ABC的内切圆,AB=7,BC=12,AC=10,点D,E分别为BC,AC上的点,且DE为⊙O的切线,则△CDE的周长为 .
16.(2025•扬州二模)如图,∠ACB=60°,⊙O的半径为3且与∠ACB两边都相切,点P为圆上一动点,分别作PM⊥CA,PN⊥CB,令s=PM+2PN,则s的最大值与最小值的差为 .
三.解答题(共8小题,56分)
17.(7分)(2025•南京)如图,O是▱ABCD的对称中心,BC与⊙O相切于点E.
(1)求证:直线AD是⊙O的切线.
选择其中一位同学的想法,完成证明.
(2)当AB与⊙O相切时,▱ABCD是菱形吗?说明理由.
18.(7分)(2025•淮安)如图,AB是半圆O的直径,点C是弦AD延长线上一点,连接CB、BD,∠CBD=∠CAB.
(1)求证:BC是⊙O的切线;
(2)连接OD,若∠CAB=30°,AB=4,求扇形OBD的面积.
19.(7分)(2025•盐城)如图,AB是⊙O的弦,过点B作直线EF,以O为顶点作∠AOC=90°,分别交EF,AB于点C,D,若CB=CD.
(1)试判断直线EF与⊙O的位置关系,并说明理由.
(2)若⊙O的半径为3,,求BC的长.
20.(7分)(2025•苏州)如图,在四边形ABCD中,BD=CD,∠C=∠BAD.以AB为直径的⊙O经过点D,且与边CD交于点E,连接AE,BE.
(1)求证:BC为⊙O的切线;
(2)若AB,sin∠AED,求BE的长.
21.(7分)(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.
22.(7分)(2024•苏州)如图,△ABC中,AB=4,D为AB中点,∠BAC=∠BCD,cos∠ADC,⊙O是△ACD的外接圆.
(1)求BC的长;
(2)求⊙O的半径.
23.(7分)(2025•镇江)如图(1),过⊙O外一点M引⊙O的两条切线MA、MB,切点是A、B,∠AMB为锐角,连接MO并延长与⊙O交于点N,点P在MN的延长线上,过点P作MA的垂线,与BO的延长线相交于点E,垂足为F.
(1)求证:△EOP是等腰三角形;
(2)在图(2)中作△EOP,满足OP=OF(尺规作图,不写作法,保留作图痕迹);
(3)已知,在你所作的△EOP中,若PF=2,求OE的长.
24.(7分)(2025•连云港)已知AD是△ABC的高,⊙O是△ABC的外接圆.
(1)请你在图1中用无刻度的直尺和圆规,作△ABC的外接圆(保留作图痕迹,不写作法);
(2)如图2,若⊙O的半径为R,求证:;
(3)如图3,延长AD交⊙O于点E,过点E的切线交OC的延长线于点F.若BC=7,,∠ACB=60°,求CF的长.
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卷20 与圆有关的位置关系能力提升测试卷
(时间:90分钟 满分:100分 得分 )
一.选择题(共8小题,每小题3分,共24分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
A
A
C
A
C
B
A
D
一.选择题(共8小题)
1.(2025•南京)下列图形中,一定有外接圆的是( )
A.三角形 B.四边形 C.五边形 D.六边形
【分析】根据有四边形外接圆的性质可得:四边形必须对角互补,三角形都有外接圆,即可得出答案.
【解答】解:根据有四边形外接圆的性质,四边形必须对角互补,
∴只有矩形、等腰梯形有外接圆,
∵三角形都有外接圆.
故选:A.
【点睛】此题主要考查了四边形与三角形有外接圆的性质.注意抓住四边形必须对角互补才有外接圆是解决问题的关键.
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.
【点睛】此题考查了点和圆的位置关系与数量之间的联系:当点到圆心的距离小于圆的半径时,则点在圆内.
3.(2025•如皋市模拟)如图,△ABC的内切圆圆O与AB,BC,CA分别相切于点D,E,F,若∠DEF=53°,则∠A的度数是( )
A.36° B.53° C.74° D.128°
【分析】连接OD、OF,由切线的性质得∠ODA=∠OFA=90°,再根据圆周角定理求得∠DOF=2∠DEF=106°,则∠A=360°﹣∠ODA﹣∠OFA﹣∠DOF=74°,于是得到问题的答案.
【解答】解:连接OD、OF,
∵⊙O分别与AB、AC相切于点D、点F,
∴AB⊥OD,AC⊥OF,
∴∠ODA=∠OFA=90°,
∵∠DEF=53°,
∵∠DOF=2∠DEF=2×53°=106°,
∴∠A=360°﹣∠ODA﹣∠OFA﹣∠DOF=360°﹣90°﹣90°﹣106°=74°,
故选:C.
【点睛】此题重点考查三角形的内切圆、切线的性质、圆周角定理、多边形的内角和等知识,正确地作出所需要的辅助线是解题的关键.
4.(2025•浦口区模拟)如图,PA,PB是⊙O的切线,A,B为切点,过点A作AC∥PB交⊙O于点C,连接BC,若∠P=α,则∠PBC的度数为( )
A.90°α B.90 C.180°﹣α D.180
【分析】连接OA,OB,由PA,PB是⊙O的切线,得到∠OAP=∠OBP=90°,即可求出∠AOB,由圆周角定理求出∠C,由平行线的性质即可求出∠PBC.
【解答】解:连接OA,OB,
∵PA,PB是⊙O的切线,
∴∠OAP=∠OBP=90°,
∵∠AOB+∠P+∠OAP+∠OBP=360°,
∴∠AOB=180°﹣α,
∴∠C∠AOB=90°α,
∵AC∥PB,
∴∠PBC+∠C=180°,
∴∠PBC=180°﹣(90°α)=90°α.
故选:A.
【点睛】本题考查切线的性质,圆周角定理,平行线的性质,关键是由切线的性质定理,圆周角定理求出∠C.
5.(2025•睢宁县三模)以O为中心点的量角器与直角三角板ABC如图所示摆放,直角顶点B在零刻度线所在直线DE上,且量角器与三角板只有一个公共点P,若点P对应的读数为37°,则∠CBD的度数是( )
A.53 B.43° C.37° D.27°
【分析】根据切线的性质得到OP⊥AB,进而求出∠PBO,根据平角的定义求出∠CBD.
【解答】解:由题意得:AB与量角器所在的圆相切,∠POB=37°,
∴OP⊥AB,
∴∠PBO=90°﹣∠POB=53°,
∵∠ABC=90°,
∴∠CBD=180°﹣∠PBO﹣∠ABC=37°,
故选:C.
【点睛】本题考查的是切线的性质,掌握圆的切线垂直于经过切点的半径是解题的关键.
6.(2025•扬州一模)如图,⊙O是△ABC的外接圆,AD是⊙O的直径,若∠ACB=65°,则∠BAD的度数是( )
A.20° B.25° C.30° D.35°
【分析】根据圆周角定理求得∠ACD=90°,得到∠BCD=25°,再根据圆周角定理求解即可.
【解答】解:⊙O是△ABC的外接圆,AD是⊙O的直径,∠ACB=65°,如图,连接CD,
∴∠ACD=90°,
∴∠BCD=90°﹣65°=25°,
∵,
∴∠BAD=∠BCD=25°,
故选:B.
【点睛】本题考查了三角形的外接圆与外心,圆周角定理,解答本题的关键是熟练运用数形结合的思想解决问题.
7.(2025•镇江一模)已知矩形ABCD中,AB=a,BC=b,若以AB为直径的圆与边CD有交点,则a与b满足的关系为( )
A.a≥2b B.a>2b C.a>b D.a≥b
【分析】根据直线与圆的位置关系即可得到结论.
【解答】解:∵AB=a,
∴以AB为直径的圆的半径,
∵以AB为直径的圆与边CD有交点,
∴b,
∴a≥2b,
故选:A.
【点睛】本题考查了直线与圆的位置关系,矩形的性质,正确地理解题意得到不等式是解题的关键.
8.(2025•梁溪区二模)如图,在平面直角坐标系中,已知A(5,5),B(8,0),点P在以A为圆心,2为半径的圆上,P关于B的对称点为Q.连接OP,将OP绕点O逆时针旋转90°得到OR.连接RQ.则RQ的最小值是( )
A.14 B.15 C. D.
【分析】根据题意,轴对称,旋转的性质得到点A关于点B的对称点A1的横坐标为2×8﹣5=11,纵坐标为0×2﹣5=﹣5,即A1(11,﹣5),点Q在以点A1为圆心,2为半径的圆上,点R在以点A2为圆心,2为半径的圆上,由此得到RQ的最小值是A1A2的值减去QN的最大值,数形结合分析即可求解.
【解答】解:∵点A(5,5),B(8,0),
∴点A关于点B的对称点A1的横坐标为2×8﹣5=11,纵坐标为0×2﹣5=﹣5,
即A1(11,﹣5),
∵点P在以A为圆心,2为半径的圆上,P关于B的对称点为Q,
∴点Q在以点A1为圆心,2为半径的圆上,
如图所示,连接OA,
∵A(5,5),
∴点A到x轴的距离为5,到y轴的距离为5,
∴∠AOB=45°,
将OA绕点O逆时针旋转90°度得OA2,则∠AOA2=90°,
∴OA2与x轴的负半轴的夹角为45°,
∴A2(﹣5,5),
∴点R在以点A2为圆心,2为半径的圆上,
∴当点P在⊙A上顺时针运动时,根据轴对称的性质得到点Q在⊙A1上逆时针运动,点R在⊙A2上顺时针运动,
连接A1A2,
∴,
∵点Q,R的运动方向不同,
∴线段RQ与线段A1A2的关系是:相交与平行,如图所示,
∴如图3所述,当RQ∥A1A2时,延长RQ交⊙A1于点N,过点A1作A1M⊥RQ于点M,
当RN∥A1A2,时,RQ=A1A2﹣QN,
∴QN最大时,RQ的值最小,
∴当QA1⊥NA1时,QN的值在四边形A1NRA2是平行四边形时最大,
∴,
∴,
故选:D.
【点睛】本题考查了平面直角坐标系中点的运用规律,掌握点的运动,建立合理的数量关系,数形结合分析是关键.
二.填空题(共8小题)
9.(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.
【点睛】本题考查的是确定圆的条件,熟记不在同一直线上的三点确定一个圆是解题的关键.
10.(2025•高新区二模)如图,过⊙O外一点P引⊙O的两条切线PA、PB,切点分别是A、B,OP交⊙O于点C,点D是优弧ADB上不与点A、点B重合的一个动点,连接AD、CD,若∠APB=76°,则∠ADC的度数为 26 .
【分析】由切线长定理得OA⊥PA,OB⊥PB,,所以∠OBP=∠OAP=90°,则∠POA=90°﹣∠OPA=90°﹣38°=52°,然后通过圆周角定理即可求解.
【解答】解:如图,连接OA,OB,
∵PA、PB是⊙O的切线,
∴OA⊥PA,OB⊥PB,,
∴∠OBP=∠OAP=90°,
∴∠POA=90°﹣∠OPA=90°﹣38°=52°,
∴,
故答案为:26.
【点睛】本题考查了切线长定理,圆周角定理,直角三角形的性质,掌握知识点的应用是解题的关键.
11.(2025•浦口区模拟)如图,△ABC的高AD,BE相交于点F.若AC=4,BF=3,则△ABC的外接圆的半径为 .
【分析】作△ABC的外接圆,圆心为O,连接并且延长AO交⊙O于点H,连接BH,由△ABC的高AD,BE相交于点F,推导出∠BDF=∠ADC=∠BEC=90°,则∠DBF=∠DAC=90°﹣∠C,所以△BDF∽△ADC,则,所以BDAD,则ABAD,再证明△ABH∽△ADC,则,所以AHAC=5,则OA,于是得到问题的答案.
【解答】解:作△ABC的外接圆,圆心为O,连接并且延长AO交⊙O于点H,连接BH,
∵△ABC的高AD,BE相交于点F,
∴AD⊥BC于点D,BE⊥AC于点E,
∴∠BDF=∠ADC=∠BEC=90°,
∴∠DBF=∠DAC=90°﹣∠C,
∴△BDF∽△ADC,
∵AC=4,BF=3,
∴,
∴BDAD,
∴ABAD,
∵AH是⊙O的直径,
∴∠ABH=∠ADC=90°,
∵∠H=∠C,
∴△ABH∽△ADC,
∴,
∴AHAC4=5,
∴OAAH5,
∴△ABC的外接圆的半径为,
故答案为:.
【点睛】此题重点考查同角的余角相等、相似三角形的判定与性质、圆周角定理、勾股定理等知识,正确地作出辅助线是解题的关键.
12.(2025•姑苏区一模)已知一次函数y=k(x﹣3)+1图象与一圆心为(0,1),半径为1的圆相切,则切点坐标为 , .
【分析】先得到一次函数y=k(x﹣3)+1图象过定点P(3,1),设切点坐标为H(x,y),圆心为E(0,1),根据切线定义、勾股定理以及两点坐标距离公式列方程求解即可.
【解答】解:对于y=k(x﹣3)+1,当x=3时,y=1,
∴一次函数y=k(x﹣3)+1图象过定点P(3,1),
设切点坐标为H(x,y),圆心为E(0,1),
则EH=1,EH⊥PH,PE=3,
∴(x﹣0)2+(y﹣1)2=1①,
∴12+(x﹣3)2+(y﹣1)2=32②,
由①②解得,,
∴切点坐标为,,
故答案为:,.
【点睛】本题考查切线的性质、两点坐标距离公式、勾股定理,熟练掌握切线的性质是解答的关键.
13.(2025•灌南县一模)如图,在矩形ABCD中,点E在边CD上,连接AE、BE,EA平分∠DEB,点O是△BCE的内心,连接AO,AO=AB,若AD=5,则AB的长为 .
【分析】连接OB、OE,设AO交BE于点L,由矩形的性质得BC=AD=5,AB=CD,CD∥AB,则∠AED=∠EAB,因为∠AED=∠AEB,所以∠EAB=∠AEB,则AB=EB=CD,由AO=AB,得∠AOB=∠ABO,则∠BAO=180°﹣2(∠ABE+∠OBE),因为点O是△BCE的内心,所以∠OBE=OBC∠CBE,可证明∠BAO=90°﹣∠ABE,则∠ALE=∠BAO+∠AEB=90°,进而证明△AED≌△AEL,得EL=ED,AL=AD=5,推导出∠AEO=90°,再证明△ALE∽△ELO,得,则EL2=5OL,作△BCE的内切圆与BC、CE分别相切于点F、H,则圆心为点O,连接OF、OH,可证明OL=OF=OH,且点L为切点,推导出CH=CF=2CH=BC+CE﹣EB=5﹣EL,再证明OL=OH=CH,则2OL=5﹣EL,所以EL=5﹣2OL,由(5﹣2OL)2=5OL,求得OL,则AB=AO,于是得到问题的答案.
【解答】解:连接OB、OE,设AO交BE于点L,
∵四边形ABCD是矩形,AD=5,
∴BC=AD=5,AB=CD,CD∥AB,∠ABC=∠D=∠C=90°,
∴∠AED=∠EAB,∠ABE+∠CBE=∠ABC=90°,
∵EA平分∠DEB,
∴∠AED=∠AEB,
∴∠EAB=∠AEB,
∴AB=EB=CD,
∵AO=AB,
∴∠AOB=∠ABO,
∴∠BAO=180°﹣2∠ABO=180°﹣2(∠ABE+∠OBE),
∵点O是△BCE的内心,
∴∠OBE=OBC∠CBE,
∴∠BAO=180°﹣2(∠ABE∠CBE)=180°﹣∠ABE﹣(∠ABE+∠CBE)=90°﹣∠ABE,
∴∠ALE=∠BAO+∠AEB=90°,
∵∠AEL=∠AED,∠ALE=∠D=90°,AE=AE,
∴△AED≌△AEL(AAS),
∴EL=ED,AL=AD=5,
∵∠AEL=∠AED∠DEL,∠OEL=∠OEC∠CEB,
∴∠AEO=∠AEL∠OEL(∠DEL+∠CEL)180°=90°,
∴∠ALE=∠ELO=90°,∠EAL=∠OEL=90°﹣∠AEL,
∴△ALE∽△ELO,
∴,
∴EL2=AL•OL=5OL,
作△BCE的内切圆与BC、CE分别相切于点F、H,则圆心为点O,连接OF、OH,
∵⊙O与BE相切,且OL⊥BE于点L,
∴OL=OF=OH,且点L为切点,
∴EH=EL,BL=BF,CH=CF,
∴CH=CF=2CH=BC+CE﹣EB=5+CD﹣ED﹣AB=5﹣EL,
∵CE⊥OH,BC⊥OF,
∴∠OHC=∠OFC=∠C=90°,
∴四边形OFCH是矩形,
∵CH=CF,
∴四边形OFCH是正方形,
∴OL=OH=CH,
∴2OL=5﹣EL,
∴EL=5﹣2OL,
∴(5﹣2OL)2=5OL,
∴解得OL或OL=5(不符合题意,舍去),
∴AB=AO=AL+OL=5,
故答案为:.
【点睛】此题重点考查矩形的性质、等腰三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、三角形的内切圆与内心、切线的性质、正方形的判定与性质、相似三角形的判定与性质等知识,正确地作出辅助线是解题的关键.
14.(2025•鼓楼区三模)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,AD,CD分别与扇形BAF相切于点A与点E.当AB=15,BC=17时,AD的长为 9 .
【分析】连接BE,作DH⊥BC于点H,根据切线的性质得到AD=ED,AD⊥AB,CD⊥EB,根据勾股定理求出CE,根据矩形的性质求出DH,再根据勾股定理计算即可.
【解答】解:如图,连接BE,作DH⊥BC于点H,
则∠BHD=∠CHD=90°,
∵AD,CD分别与扇形BAF相切于点A,E,AB=15,BC=17,
∴AB=FB=15,AD⊥AB,CD⊥EB,AD=ED,
∴∠BAD=∠BEC=90°,
∴CE8,
∴CD=CE+ED=8+AD,
∵AD∥BC,
∴∠ADH=∠CHD=90°,
∵∠BAD=∠ADH=∠BHD=90°,
∴四边形ABHD是矩形,
∴BH=AD,DH=AB=15,
∴CH=BC﹣BH=17﹣AD,
在Rt△DHC中,DH2+CH2=CD2,
∴152+(17﹣AD)2=(8+AD)2,
解得:AD=9,
故答案为:9.
【点睛】本题考查的是切线的性质,熟记圆的切线垂直于经过切点的半径是解题的关键.
15.(2025•泗洪县三模)如图,⊙O为△ABC的内切圆,AB=7,BC=12,AC=10,点D,E分别为BC,AC上的点,且DE为⊙O的切线,则△CDE的周长为 15 .
【分析】设⊙O与AB、BC、AC分别相切于点M、F、N,DE与⊙O相切于点Q,由切线长定理得AM=AN,BM=BF,CN=CF,则CN+CF=AC+BC﹣AB=15,而EQ=EN,DQ=DF,所以CE+ED+CD=CN+CF=15,于是得到问题的答案.
【解答】解:设⊙O与AB、BC、AC分别相切于点M、F、N,DE与⊙O相切于点Q,
∵AM=AN,BM=BF,CN=CF,AB=7,BC=12,AC=10,
∴CN+CF=AC+BC﹣AN﹣BF=AC+BC﹣AM﹣BM=AC+BC﹣AB=10+12﹣7=15,
∵EQ=EN,DQ=DF,
∴CE+ED+CD=CE+EQ+DQ+CD=CE+EN+DF+CD=CN+CF=15,
∴△CDE的周长为15,
故答案为:15.
【点睛】此题重点考查三角形的内切圆与内心、切线长定理等知识,推导出CN+CF=AC+BC﹣AB=15是解题的关键.
16.(2025•扬州二模)如图,∠ACB=60°,⊙O的半径为3且与∠ACB两边都相切,点P为圆上一动点,分别作PM⊥CA,PN⊥CB,令s=PM+2PN,则s的最大值与最小值的差为 .
【分析】先证明,作MH⊥PN,从而可利用三角函数证得,进而证明,得出当MP与⊙O相切时,MF取得最大和最小,分别画出图形确定HN的最大值和最小值,从而得出S的最大值与最小值的差.
【解答】解:作MH⊥NB于H,作MF⊥BC于F,
∵PM⊥AC,PN⊥CB,
∴∠PMC=∠PNC=90°,
∴∠MPN=360°﹣∠PMC﹣∠PNC﹣∠C=120°,
∴∠MPH=180°﹣∠MPN=60°,
∴,
∴,
∵MH⊥HN,MF⊥FN,FH⊥HN,
∴四边形MFNH是矩形,
∴MF=NH,
∴当MP与⊙O相切时,MF取得最大和最小,
如图1,连接OP,OG,OC,
∵MP与⊙O相切,MG与⊙O相切,PM⊥CA,GO=OP,
∴四边形OPMG是正方形,
∴MG=OP=3,
∵⊙O的半径为3且与∠ACB两边都相切,
∴OC平分∠MCN,
∵∠ACB=60°,
∴,
∴在Rt△COG中,∠COG=90﹣∠OCG=60°,
∴CG=OG•tan∠COG=OG•tan60°=3,
∴,
在Rt△CMF中,,
∴,
∴;
如图2,
∴,MG=2,
∴,
∴,
∴,
∴.
∵S=PM+2PN,
∴S的最大值为与最小值为.
∴S的最大值与最小值的差为.
故答案为:.
【点睛】本题考查了解直角三角形的相关计算,切线的性质定理,正方形的性质与判定,三角形内角和定理等知识点,解题关键是熟悉上述知识并能熟练运用求解.
三.解答题(共8小题,共52分)
17.(7分)(2025•南京)如图,O是▱ABCD的对称中心,BC与⊙O相切于点E.
(1)求证:直线AD是⊙O的切线.
选择其中一位同学的想法,完成证明.
(2)当AB与⊙O相切时,▱ABCD是菱形吗?说明理由.
【分析】(1)如图,连接BD,OE,延长EO交AD与F,判定△DOF≌△BOE(AAS),推出OF=OE,由切线的性质推出OE⊥BC,由平行线的性质推出OF⊥AD,即可证明直线AD是⊙O的切线.
(2)设AB与⊙O相切于H,连接OH,OE,BD,由角平分线性质定理的逆定理推出∠ABD=∠CBD,由平行线的性质推出∠CBD=∠ADB,得到∠ABD=∠ADB,因此AB=AD,判定▱ABCD是菱形.
【解答】(1)证明:如图,连接BD,OE,延长EO交AD与F,
∵O是▱ABCD的中心,
∴BD过点O,OB=OD,
∵AD∥BC,
∴∠ODF=∠OBE,∠DFO=∠BEO,
∴△DOF≌△BOE(AAS),
∴OF=OE,
∵BC与⊙O相切于点E,
∴OE⊥BC,
∴OF⊥AD,
∴直线AD是⊙O的切线.
(2)解:如图,▱ABCD是菱形,理由如下:
设AB与⊙O相切于H,连接OH,OE,BD,
∵点O是▱ABCD的中心,
∴BD过点O,
∵BC与⊙O相切于E,
∴OH⊥AB,OE⊥BC,
∵OH=OE,
∴BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠CBD,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠CBD=∠ADB,
∴∠ABD=∠ADB,
∴AB=AD,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴▱ABCD是菱形.
【点睛】本题考查菱形的判定,切线的判定和性质,平行四边形的性质,中心对称,直线与圆的位置关系,关键是掌握切线的判定方法,菱形的判定方法.
18.(7分)(2025•淮安)如图,AB是半圆O的直径,点C是弦AD延长线上一点,连接CB、BD,∠CBD=∠CAB.
(1)求证:BC是⊙O的切线;
(2)连接OD,若∠CAB=30°,AB=4,求扇形OBD的面积.
【分析】(1)因为AB是⊙O的直径,所以∠ADB=90°,而∠CBD=∠CAB,则∠ABC=∠ABD+∠CBD=∠ABD+∠CAB=90°,即可证明BC是⊙O的切线.
(2)连接OD,由∠CAB=30°,AB=4,得∠DOB=2∠CAB=60°,OD=OBAB=2,由扇形的面积公式求得S扇形OBD.
【解答】(1)证明:∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∵∠CBD=∠CAB,
∴∠ABC=∠ABD+∠CBD=∠ABD+∠CAB=90°,
∵OB是⊙O的半径,且BC⊥OB,
∴BC是⊙O的切线.
(2)解:连接OD,
∵∠CAB=30°,AB=4,
∴∠DOB=2∠CAB=60°,OD=OBAB=2,
∴S扇形OBD,
∴扇形OBD的面积为.
【点睛】此题重点考查圆周角定理、直角三角形的两个锐角互余、切线的判定、扇形的面积公式等知识,推导出∠ABC=∠ABD+∠CBD=∠ABD+∠CAB=90°是解题的关键.
19.(7分)(2025•盐城)如图,AB是⊙O的弦,过点B作直线EF,以O为顶点作∠AOC=90°,分别交EF,AB于点C,D,若CB=CD.
(1)试判断直线EF与⊙O的位置关系,并说明理由.
(2)若⊙O的半径为3,,求BC的长.
【分析】(1)根据等腰三角形的性质得到∠A=∠OBA,∠CBD=∠CDB,求得∠CBD=∠ADO,得到∠CBO=90°,根据切线的判定定理得到直线EF与⊙O相切;
(2)根据三角函数的定义得到OD=1,设CB=CD=x,求得OC=x+1,根据勾股定理得到结论.
【解答】解:(1)直线EF与⊙O相切,
理由:∵OA=OB,
∴∠A=∠OBA,
∵CB=CD,
∴∠CBD=∠CDB,
∵∠ADO=∠CDB,
∴∠CBD=∠ADO,
∵∠AOC=90°,
∴∠A+∠ADO=90°,
∴∠OBD+∠CBD=90°,
∴∠CBO=90°,
∴OB⊥EF,
∵OB是⊙O的直径,
∴直线EF与⊙O相切;
(2)∵∠AOC=90°,,
∴,
∵⊙O的半径为3,
∴OA=3,
∴OD=1,
设CB=CD=x,
∴OC=x+1,
∵∠OBC=90°,
∴CB2+OB2=OC2,
∴x2+32=(x+1)2,
∴x=4,
∴BC=4.
【点睛】本题是圆的综合题,考查了切线的判定,等腰三角形的性质,各过各的了,解直角三角形,熟练掌握切线的判定定理是解题的关键.
20.(7分)(2025•苏州)如图,在四边形ABCD中,BD=CD,∠C=∠BAD.以AB为直径的⊙O经过点D,且与边CD交于点E,连接AE,BE.
(1)求证:BC为⊙O的切线;
(2)若AB,sin∠AED,求BE的长.
【分析】(1)由AB是⊙O的直径,得∠ADB=90°,由BD=CD,得∠C=∠DBC,而∠C=∠BAD,则∠DBC=∠BAD,所以∠OBC=∠ABD+∠DBC=∠ABD+∠BAD=90°,即可证明BC为⊙O的切线;
(2)作DF⊥BC于点F,则BF=CF,DF∥AB,由∠ABD=∠AED,AB,得sin∠ABD=sin∠AED,求得AD=1,则BD3,由∠BDF=∠ABD,得sin∠BDF=sin∠ABD,则BFBD,再证明∠BEC=∠C,则BE=BC=2BF.
【解答】(1)证明:∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∵BD=CD,
∴∠C=∠DBC,
∵∠C=∠BAD,
∴∠DBC=∠BAD,
∴∠OBC=∠ABD+∠DBC=∠ABD+∠BAD=90°,
∵OB是⊙O的半径,且BC⊥OB,
∴BC为⊙O的切线.
(2)解:作DF⊥BC于点F,则∠BFD=∠CFD=∠ABC=90°,BF=CF,
∴DF∥AB,
∵∠ABD=∠AED,AB,
∴sin∠ABD=sin∠AED,
∴ADAB1,
∴BD3,
∵∠BDF=∠ABD,
∴sin∠BDF=sin∠ABD,
∴BFBD3,
∵∠BEC=∠BAD=180°﹣∠BED,∠C=∠BAD,
∴∠BEC=∠C,
∴BE=BC=2BF=2,
∴BE的长是.
【点睛】此题重点考查圆周角定理、等腰三角形的性质、切线的判定、勾股定理、解直角三角形等知识,正确地添加辅助线是解题的关键.
21.(7分)(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.
【点睛】本题考查了矩形的判定,圆周角定理,全等三角形的判定与性质,解题的关键是掌握相关知识.
22.(7分)(2024•苏州)如图,△ABC中,AB=4,D为AB中点,∠BAC=∠BCD,cos∠ADC,⊙O是△ACD的外接圆.
(1)求BC的长;
(2)求⊙O的半径.
【分析】(1)先证明△BAC∽△BCD,得到,即可解答;
(2)过点A作AE⊥CD于点E,连接CO,并延长交⊙O于F,连接AF,在Rt△AED中,通过解直角三角形得到DE=1,,由△BAC∽△BCD得到,设CD=x,则,CE=x﹣1,在Rt△ACE中,根据勾股定理构造方程,求得CD=2,,由∠AFC=∠ADC得到sin∠AFC=sin∠ADC,根据正弦的定义即可求解.
【解答】解:(1)∵∠BAC=∠BCD,∠B=∠B,
∴△BAC∽△BCD,
∴,
∵,D为AB中点,
∴,
∴BC2=16,
∴BC=4;
(2)过点A作AE⊥CD于点E,连接CO,并延长交⊙O于F,连接AF,
∵在Rt△AED中,,,
∴DE=1,
∴,
∵△BAC∽△BCD,
∴,
设CD=x,则ACx,CE=x﹣1,
∵在Rt△ACE中,AC2=CE2+AE2,
∴,即x2+2x﹣8=0,
解得x=2,x=﹣4(舍去),
∴CD=2,AC,
∵∠AFC与∠ADC都是所对的圆周角,
∴∠AFC=∠ADC,
∵CF为⊙O的直径,
∴∠CAF=90°,
∴,
∴,即⊙O的半径为.
【点睛】本题考查相似三角形的判定及性质,解直角三角形,圆周角定理,掌握各种定理和判定方法是解题的关键.
23.(7分)(2025•镇江)如图(1),过⊙O外一点M引⊙O的两条切线MA、MB,切点是A、B,∠AMB为锐角,连接MO并延长与⊙O交于点N,点P在MN的延长线上,过点P作MA的垂线,与BO的延长线相交于点E,垂足为F.
(1)求证:△EOP是等腰三角形;
(2)在图(2)中作△EOP,满足OP=OF(尺规作图,不写作法,保留作图痕迹);
(3)已知,在你所作的△EOP中,若PF=2,求OE的长.
【分析】(1)连接OA,利用圆的切线的性质定理,全等三角形的判定定理与性质定理得到∠AMO=∠BMO,再利用直角三角形的性质,对顶角相等的性质,等式的性质和等腰三角形的判定定理解答即可;
(2)利用直角三角形的斜边上的中线的性质和尺规作图解答即可;
(3)过点O作OD⊥PE于点D,利用等腰三角形的三线合一的性质得到FD=PDPF=1,利用三角形的内角和定理得到∠E=∠AMB,则sinE,利用直角三角形的边角关系定理得到sinE,设ODk,则OE=3k,利用勾股定理求得DE,再利用等腰三角形的性质列出关于k的方程解答即可.
【解答】(1)证明:连接OA,如图,
∵过⊙O外一点M引⊙O的两条切线MA、MB,
∴OA⊥MA,OB⊥MB,
在Rt△AOM和Rt△BOM中,
,
∴Rt△AOM≌Rt△BOM(HL),
∴∠AMO=∠BMO.
∵PF⊥MF,
∴∠P+∠AMO=90°,
∵∠MOB+∠BMO=90°,
∴∠P=∠MOB.
∵∠MOB=∠EOP,
∴∠EOP=∠P,
∴△EOP是等腰三角形;
(2)解:1.在MO的延长线上截取OP=OM,
2.过点P作PF⊥MA于点F,
3.连接BO并延长交PF的延长线于点E,如图,
则△EOP为所求作.
理由:∵∠MFP=90°,OM=OP,
∴OF为Rt△MFP斜边上的中线,
∴OF=OPMP.
作法2,以O为圆心,OM为半径作圆,交MO延长线于点P,交MA延长线于点F,如图,
则△EOP为所求作.
理由:∵MP为直径,
∴∠MFP=90°,
∵OM=OP,
∴OF为Rt△MFP斜边上的中线,
∴OF=OPMP.
(3)解:过点O作OD⊥PE于点D,如图,
∵OP=OF,OD⊥PE,
∴FD=PDPF=1,
设MF与BE交于点C,
∵∠MBC=∠EFC=90°,∠MCB=∠ECF,
∴∠E=∠AMB,
∴sinE,
∵sinE,
∴,
设ODk,则OE=3k,
∴DE2k,
∴PE=DE+PD=2k+1,
由(1)知:∠EOP=∠P,
∴OE=PE,
∴3k=2k+1,
∴k=1,
∴OE=3k=3.
【点睛】本题主要考查了圆的有关性质,圆的切线的性质定理,直角三角形的性质,直角三角形的边角关系定理,尺规作图,等腰三角形的判定与性质,连接经过切点的半径,作出等腰三角形的底边上的高线是解决此类问题常添加的辅助线.
24.(7分)(2025•连云港)已知AD是△ABC的高,⊙O是△ABC的外接圆.
(1)请你在图1中用无刻度的直尺和圆规,作△ABC的外接圆(保留作图痕迹,不写作法);
(2)如图2,若⊙O的半径为R,求证:;
(3)如图3,延长AD交⊙O于点E,过点E的切线交OC的延长线于点F.若BC=7,,∠ACB=60°,求CF的长.
【分析】(1)分别作AB,BC的垂直平分线交于点O,以OA为半径作圆,即可求解;
(2)作⊙O的直径AM,连接BM,证明△ABM∽△ADC,根据相似三角形的性质,即可求解;
(3)连接OE,根据EF为⊙O的切线,得出∠OEF=90°,进而证明△OEC是等边三角形,得出CE=CF=R,在Rt△ADC,Rt△ABD中分别求得AB,AC,根据(2)的结论求得即可求解.
【解答】(1)解:如图所示,即为所求;
(2)证明:如图,作⊙O的直径AM,连接BM,
∴∠ABM=90°,AM=2R,
∵AD是△ABC 的高,
∴∠ADC=90°,
∵∠ACB=∠AMB,
∴△ABM∽△ADC,
∴,即,
∴;
(3)解:如图,连接OE,
∵EF为⊙O的切线,
∴∠OEF=90°,
∵∠ACB=60°,∠ADC=90°,
∴∠DAC=30°,
∴∠EOC=60°,∠F=30°,
∵OE=OC,
∴△OEC是等边三角形,∠OEC=∠OCE=60°,
∴∠CEF=30°,∠CEF=∠F,
∴CE=CF=R.
在Rt△ADC中,,∠ACB=60°,,
∴CD=3,BD=BC﹣CD=7﹣3=4,
在Rt△ACD中,,
在Rt△ABD中,,
代入,得,
即.
【点睛】本题考查了作三角形的外接圆,相似三角形的性质与判定,切线的性质,解直角三角形,熟练掌握以上知识是解题的关键.
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