内容正文:
与圆有关的位置关系
一、选择题(共8小题)
1.(2025•凉州区二模)如图,△ABC内接于⊙O,BC是⊙O的直径,点P是的中点,连接AP,若∠BAP=30°,BC=6,则AC的长为( )
A.4 B.3 C. D.3.5
2.(2025•海州区校级模拟)如图,AC切⊙O于点C,AB过点O,若∠CAB=40°,则∠ACB的度数是( )
A.100° B.105° C.110° D.115°
3.(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
4.(2025•石家庄模拟)如图,PA,PB是⊙O的切线,A,B是切点,点C为⊙O上一点,若∠ACB=70°,则∠P的度数为( )
A.70° B.50° C.40° D.20°
5.(2025•巴彦县一模)如图,AB是⊙O的直径,C、D是⊙O上的点,∠CDB=25°,过点C作⊙O的切线交AB的延长线于点E,则∠E等于( )
A.40° B.50° C.60° D.30°
6.(2025•兴庆区校级三模)已知⊙O的半径为1,点P到圆心O的距离为d,若关于x的方程x2﹣2x+d=0没有实数根,则点P( )
A.在⊙O的内部 B.在⊙O的外部
C.在⊙O上 D.在⊙O上或在⊙O的内部
7.(2025•丽水一模)如图,△ABC是⊙O的内接三角形,AD是⊙O的直径,∠ABC=50°,则∠CAD的度数为( )
A.40° B.45° C.50° D.55°
8.(2025秋•广阳区期末)若半径为6cm的⊙O与直线l没有公共点,则圆心O到直线l的距离可以是( )
A.7cm B.6cm C.5cm D.4cm
二、填空题(共8小题)
9.(2025秋•靖边县期末)已知⊙O的半径为6cm,点A到圆心O的距离为4.5cm,则点A在圆 .(填“上,外或内”)
10.(2025秋•桥东区期末)如图,在△ABC中,∠A=64°,点I是内心,则∠I= .
11.(2025•任城区校级模拟)如图,点E是△ABC的内心,AE的延长线和△ABC的外接圆相交于点D,与BC相交于点G,则下列结论:①∠BAD=∠CAD;②若∠BAC=60°,则∠BEC=120°;③BD=DE;④若点G为BC的中点,则BG⊥GD,其中一定正确的序号是 .
12.(2025•泸县校级模拟)在△ABC中,∠ABC=90°,AB=2,BC=3.点D为平面上一个动点,∠ADB=45°,则线段CD长度的最小值为 .
13.(2025•徐州校级模拟)如图,⊙O是△ABC的外接圆,∠BAO=24°,则∠ACB= °.
14.(2025•宁夏)如图,⊙O是△ABC的内切圆,∠A=54°,则∠BOC= °.
15.(2025•西宁)如图,四边形ABCD是⊙O的外切四边形,且AB=9,CD=15,则四边形ABCD的周长为 .
16.(2025•大庆二模)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,AD,CD分别与扇形BAF相切于点A,E.若AB=15,BC=17,则AD的长为 .
三、解答题(共4小题)
17.(2025•龙沙区二模)如图,AB为⊙O的直径,点C是⊙O上一点,点D是⊙O外一点,∠BCD=∠BAC,连接OD交BC于点E.
(1)求证:CD是⊙O的切线.
(2)若CE=OA,BC=4,AB=5,求OE的长度.
18.(2025•余杭区校级自主招生)如图,⊙O是△ABC的外接圆,且AB=AC,连接BO并延长交⊙O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.
(1)判断直线AF与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若DE=1,BC=4,求⊙O的半径.
19.(2025•临渭区模拟)如图,△ABC内接于⊙O,AB是⊙O的直径,CD平分∠ACB交⊙O于点D,连接BD,过点C作⊙O的切线交AB的延长线于点E.
(1)求证:∠ECB=∠EAC;
(2)若,BE=3,求CE的长.
20.(2025•定西模拟)如图,点D为⊙O上一点,点C在直径BA的延长线上,且∠CDA=∠CBD.
(1)判断直线CD和⊙O的位置关系,并说明理由.
(2)过点B作⊙O的切线BE交直线CD于点E,若AC=2,⊙O的半径是3,求BE的长.
参考答案
一、选择题(共8小题)
1.【答案】B
【分析】连接OA,OP,BP,依题意得OB=OC=OA=OPBC=3,弧PA=弧PB,进而得∠PBA=∠BAP=30°,再根据圆心角和圆周角定理得∠AOP=∠BOP=60°,继而得∠AOC=60°,由此得△OAC是等边三角形,然后根据等边三角形性质即可得出AC的长.
【解答】解:连接OA,OP,BP,如图所示:
∵BC是⊙O的直径,点P是弧AB的中点,且BC=6,
∴OB=OC=OA=OPBC=3,,
∵∠BAP=30°,
∴∠PBA=∠BAP=30°,
根据圆心角和圆周角定理得:∠AOP=∠BOP=60°,
∴∠AOC=180°﹣(∠AOP+∠BOP)=60°,
又∵OC=OA,
∴△OAC是等边三角形,
∴AC=OC=3.
故选:B.
2.【答案】B
【分析】先由切线的性质得∠ACO=90°,再运用直角三角形的两个锐角互余,得∠COA=50°,又因为半径相等以及三角形的外角性质,得∠BCO=25°,即可作答.
【解答】解:连接CO,如图所示:
由题意可得:∠ACO=90°,
∵∠CAB=40°,
∴∠COA=50°,
∵CO=BO,
∴∠BCO=∠CBO,
∵∠BCO+∠CBO=∠COA,
∴∠BCO=50°÷2=25°,
即∠ACB=∠ACO+∠BCO=90°+25°=105°,
故选:B.
3.【答案】A
【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.
4.【答案】C
【分析】连接OA、OB,根据圆周角定理求出∠AOB,根据切线的性质得到OA⊥PA,OB⊥PB,根据四边形内角和等于360°计算,得到答案.
【解答】解:连接OA、OB,
∵∠ACB=70°,
∴∠AOB=2∠ACB=140°,
∵PA,PB是⊙O的切线,
∴OA⊥PA,OB⊥PB,
∴∠P=360°﹣90°﹣90°﹣140°=40°,
故选:C.
5.【答案】A
【分析】连接OC,由CE为圆O的切线,利用切线的性质得到OC垂直于CE,由OA=OC,利用等边对等角得到一对角相等,再利用外角性质求出∠COE的度数,即可求出∠E的度数.
【解答】解:连接OC,
∵CE为圆O的切线,
∴OC⊥CE,
∴∠OCE=90°,
∵∠CDB与∠BAC都对,且∠CDB=25°,
∴∠BAC=∠CDB=25°,
∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA=25°,
∵∠COE为△AOC的外角,
∴∠COE=50°,
则∠E=40°.
故选:A.
6.【答案】B
【分析】利用由已知条件方程x2﹣2x+d=0没有实数根,可得出一元二次方程根的判别式,Δ=b2﹣4ac<0,求出d的取值范围,结合圆的半径是1,得出d与r大小关系,当d=r,点P在⊙O上;当d<r,点P在⊙O的内部,根据点与圆的位置关系得出p与圆的位置关系.
【解答】解:∵方程x2﹣2x+d=0没有实数根,
∴Δ=b2﹣4ac=4﹣4d<0,
∴d>1,
∵⊙O的半径为1,
∴d>r;
∴点P在⊙O的外部,
故选:B.
7.【答案】A
【分析】根据直角所对的圆周角是直角得到∠ABD的度数,则可求出∠CBD的度数,据此可得答案.
【解答】解:△ABC是⊙O的内接三角形,AD是⊙O的直径,连接BD,
∵AD是⊙O的直径,
∴∠ABD=90°,
∵∠ABC=50°,
∴∠CBD=∠ABD﹣∠ABC=40°,
∴∠CAD=∠CBD=40°,
故选:A.
8.【答案】A
【分析】根据直线与圆的位置关系判定求解.
【解答】解:∵半径为6cm的⊙O与直线l没有公共点,
∴圆心O到直线l的距离>6cm,
故选:A.
二、填空题(共8小题)
9.【答案】内.
【分析】根据点与圆的位置关系,比较点A到圆心O的距离与圆的半径大小即可判断.
【解答】解:∵⊙O的半径为6cm,点A到圆心O的距离为4.5cm,4.5<6,
∴点A在⊙O内.
故答案为:内.
10.【答案】122°.
【分析】先根据三角形的内角和定理求得∠ABC+∠ACB=116°,再根据内心定义求得∠IBC+∠ICB=58°,然后再根据三角形的内角和定理求解即可.
【解答】解:∵在△ABC中,∠A=64°,
∴∠ABC+∠ACB=180°﹣∠A=116°,
∵点I是△ABC的内心,
∴BI、CI分别平分∠ABC、∠ACB,
∴,,
∴,
∴∠I=180°﹣(∠IBC+∠ICB)=180°﹣58°=122°,
故答案为:122°.
11.【答案】①②③④
【分析】利用三角形内心的性质得到∠BAD=∠CAD,则可对①进行判断;直接利用三角形内心的性质对②进行判断;通过证明∠DEB=∠DBE得到DB=DE,对③进行判断;根据垂径定理则可对④进行判断.
【解答】解:①∵E是△ABC的内心,
∴AD平分∠BAC,
∴∠BAD=∠CAD,故结论①正确;
②如图,连接BE,CE,
∵E是△ABC的内心,
∴∠EBC∠ABC,∠ECBACB,
∵∠BAC=60°,
∴∠ABC+∠ACB=180°﹣∠BAC=180°﹣60°=120°,
∴∠BEC=180°﹣(∠EBC+∠ECB)=180°(∠ABC+∠ACB)=120°,故结论②正确;
③如图,连接BE,OB,OC,OD,
∴BE平分∠ABC,
∴∠ABE=∠CBE,
∵∠DBC=∠DAC=∠BAD,
∴∠DBC+∠EBC=∠EBA+∠EAB,
∴∠DBE=∠DEB,
∴DB=DE,故结论③正确;
④∵∠BAD=∠CAD,
∴,
∴BD=DC,OD⊥BC,
∵点G为BC的中点,
∴G一定在OD上,
∴∠BGD=90°,
∴BG⊥GD,故结论④正确.
综上所述,一定正确的结论为①②③④,
故答案为:①②③④.
12.【答案】
【分析】根据∠ADB=45°,AB=2,作△ABD的外接圆O,连接OC,当O、D、C三点共线时,CD的值最小.将问题转化为点圆最值.可证得△AOB为等腰直角三角形,OB=OA,同样可证△OBE也为等腰直角三角形,OE=BE=1,由勾股定理可求得OC的长为,最后CD最小值为OC﹣OD.
【解答】解:如图所示.
∵∠ADB=45°,AB=2,作△ABD的外接圆O(因求CD最小值,故圆心O在AB的右侧),连接OC,
当O、D、C三点共线时,CD的值最小.
∵∠ADB=45°,
∴∠AOB=90°,
∴△AOB为等腰直角三角形,
∴AO=BO=sin45°×AB.
∵∠OBA=45°,∠ABC=90°,
∴∠OBE=45°,作OE⊥BC于点E,
∴△OBE为等腰直角三角形.
∴OE=BE=sin45°•OB=1,
∴CE=BC﹣BE=3﹣1=2,
在Rt△OEC中,
OC.
当O、D、C三点共线时,
CD最小为CD=OC﹣OD.
故答案为:.
13.【答案】66.
【分析】根据等腰三角形的性质求出∠ABO,根据三角形内角和定理求出∠AOB,再根据圆周角定理计算即可.
【解答】解:∵OA=OB,∠BAO=24°,
∴∠ABO=∠BAO=24°,
∴∠AOB=180°﹣24°×2=132°,
由圆周角定理得:∠ACB∠AOB=66°,
故答案为:66.
14.【答案】117.
【分析】根据⊙O是△ABC的内切圆,得出,,进而得出∠ABC+∠ACB=126°,即可得出答案.
【解答】解:∵⊙O是△ABC的内切圆,
∴,,
∵∠A=54°,
∴∠ABC+∠ACB=180°﹣∠A=126°,
∴∠BOC=180°﹣(∠OBC+∠OCB)
=180°(∠ABC+∠ACB)
=117°,
故答案为:117.
15.【答案】48.
【分析】根据切线长定理得到AE=AH,BE=BF,CF=CG,DH=DG,得到AD+BC=AB+CD=24,根据四边形的周长公式计算,得到答案.
【解答】解:∵四边形ABCD是⊙O的外切四边形,
∴AE=AH,BE=BF,CF=CG,DH=DG,
∴AD+BC=AB+CD=24,
∴四边形ABCD的周长=AD+BC+AB+CD=24+24=48,
故答案为:48.
16.【答案】9.
【分析】连接BE,作DH⊥BC于点H,则∠BHD=∠CHD=90°,AD,CD分别与扇形BAF切于点A,E,AB=15,BC=17,得AB=EB=15,AD⊥AB,CD⊥EB,AD=ED,求得,再证明四边形ABHD是矩形,则BH=AD,DH=AB=15,由勾股定得理152+(17﹣AD)2=(8+AD)2,求得AD=9,于是得到问题的答案.
【解答】解:连接BE,作DH⊥BC于点H,则∠BHD=∠CHD=90°,
由条件可知AB=EB=15,AD⊥AB,CD⊥EB,AD=ED,
∴∠BAD=∠BEC=90°,
∴,
∵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,
由条件可得152+(17﹣AD)2=(8+AD)2,
解得:AD=9,
故答案为:9.
三、解答题(共4小题)
17.【答案】(1)见解析;
(2).
【分析】(1)连接OC,证明OC⊥CD即可;
(2)过点O作OH⊥BC于点H,根据圆周角定理得到∠ACB=90°,根据勾股定理得到AC3,根据垂径定理得到CH=BH=2,求得OA=OBAB,根据勾股定理即可得到结论.
【解答】(1)证明:连接OC,
∵AB是直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠A+∠B=90°,
∵OC=OB,
∴∠OCB=∠OBC,
∵∠BCD=∠BAC,
∴∠OCB+∠DCB=90°,
∴OC⊥CD,
∵OC为⊙O的半径,
∴CD是⊙O的切线;
(2)解:过点O作OH⊥BC于点H.
∵AB为⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∵BC=4,AB=5,
∵OA=OBAB,
∴CE=OA,
∴OHAC,
∴EH=CE﹣CH,
∴OE.
18.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)利用圆周角定理,直角三角形的性质和圆的切线的判定定理解答即可;
(2)延长AE交⊙O于点H,连接BH,利用垂径定理的推理得到BD为AH的垂直平分线,利用等弦对等弧的性质得到AH=BC=4;设⊙O的半径为r,则OE=OD﹣DE=r﹣1,利用勾股定理列出方程,解方程即可得出结论.
【解答】解:(1)直线AF与⊙O相切,理由:
∵∠FAE=2∠ABD,∠FOA=2∠ABD,
∴∠FAE=∠FOA,
∵AE⊥BD,
∴∠AEO=90°,
∴∠FOA+∠EAO=90°,
∴∠FAE+∠EAO=90°.
即∠FAO=90°,
∴OA⊥FA.
∵OA为⊙O的半径,
∴直线AF与⊙O相切;
(2)延长AE交⊙O于点H,连接BH,如图,
∵BD为⊙O的直径,AE⊥BD,
∴BD平分AH,
即BD为AH的垂直平分线,
∴BA=BH,
∵AB=AC,
∴BH=AC,
∴,
∴,
∴AH=BC=4.
∴AEAH=2.
设⊙O的半径为r,则OE=OD﹣DE=r﹣1,
在Rt△OAE中,
∵AE2+OE2=OA2,
∴22+(r﹣1)2=r2,
解得:r=2.5.
∴⊙O的半径为2.5.
19.【答案】(1)证明见解析;
(2).
【分析】(1)连接OC,根据切线的性质得到OC⊥CE,得到∠ECB+∠OCB=90°,根据圆周角定理得到∠ACB=90°,得到∠EAC+∠OBC=90°,根据等腰三角形的性质得到∠OBC=∠OCB,等量代换即可证明;
(2)连接AD,根据圆心角、弧、弦的关系得到AD=BD,根据勾股定理求出AB,证明△ECB∽△EAC,根据相似三角形的性质列出比例式,把已知数据代入计算得到答案.
【解答】(1)证明:如图,连接OC,
∵CE是⊙O的切线,
∴OC⊥CE,
∴∠ECB+∠OCB=90°,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠EAC+∠OBC=90°,
∵OB=OC,
∴∠OBC=∠OCB,
∴∠ECB=∠EAC;
(2)解:如图,连接AD,
∵CD平分∠ACB,
∴∠BCD=∠ACD,
∴,
∴△ECB∽△EAC,
∴,即,
∴EC(负值舍去).
20【答案】见试题解答内容
【分析】(1)连接OD,根据圆周角定理求出∠DAB+∠DBA=90°,求出∠CDA+∠ADO=90°,根据切线的判定推出即可;
(2)根据勾股定理求出DC,根据切线长定理求出DE=EB,根据勾股定理得出方程,求出方程的解即可.
【解答】解:(1)直线CD和⊙O的位置关系是相切,
理由是:连接OD,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∴∠DAB+∠DBA=90°,
∵∠CDA=∠CBD,
∴∠DAB+∠CDA=90°,
∵OD=OA,
∴∠DAB=∠ADO,
∴∠CDA+∠ADO=90°,即OD⊥CE,
已知D为⊙O的一点,∴直线CD是⊙O的切线,
即直线CD和⊙O的位置关系是相切;
(2)∵AC=2,⊙O的半径是3,
∴OC=2+3=5,OD=3,
在Rt△CDO中,由勾股定理得:CD=4,
∵CE切⊙O于D,EB切⊙O于B,
∴DE=EB,∠CBE=90°,
设DE=EB=x,
在Rt△CBE中,由勾股定理得:CE2=BE2+BC2,
则(4+x)2=x2+(5+3)2,
解得:x=6,
即BE=6.
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