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专项09圆中的证明与计算
内容学航
【命题解码·定方向】命题趋势+2026年预测
【解题建模通技法】析典例,建模型,技法贯通破类题/变式
【实战刷题冲高分】精选中考大题+名校模拟题,强化实战能力,得高分
☑
PART
命题解码•定方向
近五年广东中考,圆是必考核心内容,分值约10-15分。题型覆盖选择、填空、解答,解答题常位于第
22-24题中档位置。考查重点为圆周角定理、垂径定理、切线的判定与性质、弧长与扇形面积计算。常
与相似三角形、勾股定理、锐角三角函数深度融合,2022年考查圆内接四边形与等腰直角三角形综合,
2021年结合角平分线求直径。
#二、全国2026年命题趋势分析
2026年全国中考圆板块命题将延续“基础+应用+综合”格局,呈现三大趋势:
*一是基础考查稳定*。选择题、填空题将重点考查垂径定理、圆周角定理、弧长与扇形面积、圆锥
侧面展开图等核心知识,难度中等,注重对基本概念的理解与运用。
*二是解答题注重切线综合*。切线的判定与性质仍是解答题热点,常与相似三角形、勾股定理、锐
角三角函数、平行四边形等知识融合,要求考生具备较强的几何推理和计算能力。圆中求线段长、角
度大小的计算题将成为中档题主力。
*三是创新题型涌现*。部分考区可能出现“作图+证明”综合题(如无刻度直尺在圆中作图),或将
圆与最值问题、动点轨迹问题结合。跨学科情境(如与物理光学、齿轮传动结合)的试题也值得关注。
#三、全国2026年预测
2026年中考,圆的切线与圆周角综合题仍是解答题热点,需熟练掌握切线的判定与性质。垂径定理与
勾股定理结合的求弦长问题必考。弧长与扇形面积计算以小题形式稳定出现。圆与相似三角形、三角
函数的融合题难度较大,可能出现在压轴题位置。备考应强化“连半径、作垂直、构造直角三角形”
的辅助线技巧。
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☑PART
02
解题建模•通技法
>题型01利用圆的性质计算<《
折典例建模理✉
1.(2026广东珠海·一模)如题图,AB是⊙O的直径,点C为⊙0上一点,CD平分∠ACB交⊙O于点
D,连接BD.若D=25,4C=25,求BC的长
研考点通技法✉
1.活用垂径定理
过圆心作弦的垂线,得弦中点与弧中点。设半径R、弦心距d、半弦长a,有R=d+a2。已知其中两个
量可求第三个。
2.圆周角与圆心角互化
同弧所对圆周角是圆心角的一半,直径所对圆周角为90°。通过导角构造直角三角形,使用三角函数或勾
股定理解边长。
3.切线性质应用
切线与过切点的半径垂直。已知切线长t、半径,则圆心到切线点的距离为VP+r2。利用切线长定理
将等线段转化,列方程求未知量,注意检验点是否在圆上。
破类题提能力
1.(2026广东江门一模)综合应用:已知正方形ABCD,以BC为直径作⊙O,点E在射线DC上运动,
连接AE.
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B
M
E C
C
C
图1
图2
图3
(I)如图1,当BC=4,DE=3时,AE与⊙O相切于F,求EF.
(2)如图2,当E运动到BC右侧,连接AE,BE交⊙O于点M,
BE
①在E运动过程中,求4E的最小值:
②AE与BC交于点G,与CM相交于点K,顺时针旋转△GKC使得点C落在AG上的点H上,得△GTH,
当HT∥BC时,求tan∠BED
2.(2026广东东莞一模)如图,C,D两点在以AB为直径的半圆上,点O是半圆圆心,半圆O的半径
∠C0D=90
为”,
,点E在CD上运动(不与点C,D重合),连接E,BE,分别交OC,OD于点
M,N.
E
D
y
O
0
O
图1
图2
图3
【问题发现】
1)如题图1,当∠40C=45°,且E是CD的中点时,试猜想OM+ON与r之间的数量关系,并说明理由。
【类比探究】
2如题图2,当40C=45°,且E不是CD的中点时,(1)中的结论是否仍然成立?请说明理由.
【拓展延伸】
(3)如题图3,若∠AOC=30°,r=3,OM=2,求ON的长.
>题型02圆中的证明与计算<《
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析典例建模翠
1.
(2026广东东莞·一模)如图,在⊙O中,点A、B、C、D为圆周的四等分点,AE为切线,连接ED,
并延长交⊙O于点F,连接BF交AC于点G.
G
B
E
(I)求证:AD平分∠CAE:
(2)求证:△ADE≌△ABG
研考点通技法✉
1.利用垂径定理
过圆心作弦的垂线,构造直角三角形,结合勾股定理建立方程。常用于已知半径、弦心距、半弦长中任
意两个量时求第三个量,或证弧相等(垂径平分弧)。
2.圆周角与圆心角互化
同弧所对圆周角相等(转移角),直径对直角(得垂直、勾股)。通过导角证等腰三角形或相似三角
形,利用比例式求线段长。
3.隐圆与四点共圆
若证角等或边关系,可寻找隐圆(共斜边的直角三角形、对角互补四边形)。证出四点共圆后,使用圆
内接四边形外角等于内对角等性质,将角度关系转化到圆中三角形上,再列方程计算。
破类题提能力、
1.(2026广东广州一模)如图,△ABC为等腰三角形,点O是底边BC上的一点,以O为圆心作⊙O,
分别与AB,AC相切于点D,E,连接OD,OE.
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D
(1)证明:△BOD≌△COE:
2若A=120°,BC=12,求DE的长(结果保留).
2.(2026广东惠州一模)如图,四边形ABCD内接于⊙O,BD为直径,点E在BC的延长线上,且DE
是⊙0的切线.
(I)求证:∠DEC=∠BAC:
(2)若AC∥DE,AB=8,⊙O的半径为5,求DE的长.
>题型03圆中的切线证明与计算<
析典例建模理
1.(2026广东佛山一模)如图,在△ABC中,AB=AC,点D是BC的中点,以A为圆心的圆过点D.
D
(1)求证:BC与⊙A相切:
(2)若4B=10,sinB=)
2,求阴影部分的面积.
研考点通技法
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1.切线证明的常用方法
-连半径,证垂直:若直线过圆上一点,连接该点与圆心,证明半径与直线垂直(利用勾股逆定理、直径
对直角、全等三角形等导角)。
-作垂直,证半径:若直线与圆无已知交点,过圆心作直线的垂线,证明垂线段长度等于半径。
2.利用切线性质计算
-切线与过切点的半径垂直,构造直角三角形,结合勾股定理或三角函数求边长。
-切线长定理:从圆外一点引两条切线,切线长相等,常用于等线段转化。
3.综合应用列方程
结合切线性质、垂径定理、圆周角定理等,设未知数表示相关线段,利用相似三角形或勾股定理列出方
程求解,最后检验解的合理性(如线段长度为正)。
破类题提能力
1.(2026广东珠海一模)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,点E是边AB上一点,以BE为直径的半
圆O交AC于点D,连接ED并延长,交BC的延长线于点F,且BF=BE,连接BD
(I)求证:AC是⊙0的切线:
(2)若∠A=30°,BC=9,求阴影部分的面积.
2.(2026广东梅州模拟预测)如图,AB是半⊙O的直径,点C在半⊙0上,∠B=∠DCA,AD∥BC,
连接OD、AC
B
(I)求证:CD是⊙O的切线:
(2)求证:△ACBP△DAC
AC 5
3)若BC=2,0D=3W6,求AB的长.
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>题型04圆中的尺规作图与证明计算了
折典例建模理
1.(2026广东江门一模)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°.
B
(1)尺规作图:作⊙O,使得BC为直径(请保留作图痕迹,标明相应的字母,不写作法);
(2)在(1)的条件下,若∠ABC=60°,AB=4,求⊙0与△ABC重叠部分的面积.
研考点通技法
「学握基本作图
熟悉作弦的垂直平分线(找圆心)、作切线(连接半径、作垂线)、作等弧(等分圆周)等尺规作图方
法。明确作图痕迹与圆中半径、弦、弧的对应关系。
2.由作图导条件
根据作图结果(如垂直、中点、等角),结合圆的性质(垂径定理、圆心角定理)推出边等、角等或平
行关系,用于证明三角形全等或相似。
3.列方程计算
设未知数(如半径R、弦长一半),利用作图产生的线段长度或角度关系(如勾股定理、切线长定理)
列方程。注意作图可能产生多解(如圆内与圆外),需分类讨论并验证。
破类题提能力、
1.(2026广东一模)如图,在⊙0中,半径为5,AB=6
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(I)请用尺规作图法过点O作AB的垂线,交AB于点C,交劣弧AB于点D,保留作图痕迹(不写作法);
(2)求CD的长
2.
(2026广东汕头一模)如图,已知Rt△ABC中,∠C=90°
B
(1)求作:(尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
①在边AB上找一点P,以点P为圆心,PA为半径作OP,使得⊙P与BC相切于点D:
②过点B作⊙P的切线BE切⊙P于点E.
(2)求证:直线BE为⊙P的切线,
题型05圆中的新定义型综合问题<《
折典例建模型
1.(2026广东东莞·一模)【概念呈现】在钝角三角形中,钝角的度数恰好是其中一个锐角的度数与90
度的和,则称这个钝角三角形为正度三角形,这个锐角叫做正度角.
B
E
D
图1
图2
图3
【概念理解】
(1)根据概念,完成下列问题:
①如图1,△ABC是正度三角形,∠C是正度角.若∠B=130°,则∠C=
②若正度三角形是等腰三角形时,则正度角的度数为
【性质探究】
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BC
(2)如图2,数学兴趣小组发现,当△ABC是正度三角形,∠B是钝角,∠4是正度角时,存在aA=
AC
的结论,亲爱的同学,请你深入思考并证明这个结论:
【拓展应用】
(3)如图3,AB是⊙O的直径,点C、D是圆上的两点,弦CD与AB交于点E.连接AD,BD,△ACE
和△BCD都是正度三角形,且∠CAB、∠DCB分别为正度角时,求∠CAB的度数.
研考点通技法
1.理解新定义
将新定义中的概念(如“关联点”“和谐弦”“倍角弧”)转化为圆中的几何关系。例如“到圆心距离
等于半径倍的点”即圆与圆的位置关系;“弦上有点满足某角”可联想圆周角或圆心角。
2.结合圆的性质
利用圆心角、圆周角、垂径定理、切线性质等将定义翻译成具体的边角或数量关系。若定义涉及“定点
与动点”,可构造隐圆或使用轨迹思想。
3.分类讨论与方程
根据定义中项点的对应关系或点的可能位置(如在弧上、弦上、圆内、圆外)分情况讨论。设未知数表
示角度或长度,用勾股定理、相似或三角函数列方程,解后验证是否满足定义中的限制条件。
破类题提能力、
1.(2025广东深圳二模)如图1,在△ABC中,AB=AC,如果AE,AF为∠BAC的三等分线,交底
边BC于点E,F,且BE=nEF,那么我们把△ABC叫做n型等腰三角形,若n=2,则△ABC就叫做2型
等腰三角形,
图1
图2
(1)在n型等腰三角形中,
①求证:BE=CF:
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②若AE=BE,求n的值;
如图2.⊙A
⊙A
(2)
,在中,ABAC
和
为半径,E,为∠BMC的三等分线,分别交O4于点M,N若
AB
△ABC为2型等腰三角形,求BC的值:
(3)对于n型等腰三角形,若顶角为锐角,请直接写出n的取值范围,
2.(2025广东韶关·一模)定义:三角形一边上的点将该边分为两条线段,且这两条线段的积等于这个点
到该边所对顶点连线的平方,则称这个点为三角形该边的“中项点”.如图1,△ABC中,点D是BC边上
一点,连接AD,若AD=BDCD,则称点D是△ABC中BC边上的“中项点”·
B
D
图1
图2
图3
(1)如图2,△ABC的顶点是4×3网格图的格点,每个单元格的边长相等,点K在格点上,连接CK交AB于
点M,求证:点M是AB边上的一个“中项点”.
(2)如图3,△ABC是⊙O的内接三角形,点H在AB上,连接CH并延长交⊙O于点D.点H是△BCD中
CD边上的“中项点”.
①求证:OH⊥AB:
②若OH80,00的半径为,且8D,求号的值
DH
4
题型06圆与函数的综合问题<〈
折典例建模犁
1.(2024广东清远二模)综合探究
如盟图,抛物线y=产+r+c的顶点为M,与销交于点d-20和点B80,与y轴交于点C,OD
4
经过A、B、C三点,且圆心D在x轴上.
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B
(1)求抛物线的解析式:
(2)直线CM与⊙D相切吗?请说明理由:
(3)过点C作直线CE,交x轴于点E,当直线CE与抛物线只有一个交点时,直线CE是否与⊙D相切?若相
切,请证明:若不相切,请直接写出直线CE与⊙D的另外一个交点的坐标,
研考点通技法
1.坐标化几何条件
设圆心坐标O(m,n),半径r,圆上点P(x,y)满足(x-m)+(y-n)=r2。将几何条件(如相切、弦长)转化为代
数方程,与函数解析式联立。
2.利用垂直与距离
直线与圆相切等价于圆心到直线距离等于半径,相交弦中点满足垂径定理(斜率积为1)。利用点到直
线距离公式、两点间距离公式结合待定系数法求参数。
3.数形结合找范围
根据图形位置(如圆在直线上方)列出不等式组。联立方程后,利用判别式判断交点个数,根据函数增
减性和圆的范围确定参数临界值。注意圆与坐标轴交点可能产生多解,需通过图像验证。
破类题提能力、
1.(2025广东广州二模)已知抛物线=+4r+12经过点1-9,0),与*轴另一个交点为B,交》轴
于点C,△ABC的外接圆⊙M,与抛物线的第四个交点为点D,AB切△BOC内切圆⊙I于点E.
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D
(1)抛物线的对称轴是直线
;解析式是
(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使∠APB=2∠ACB,若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请
说明理由:
(3)点F在'轴上,当△LAE∽△DFC时,则CF=·
2.(226矿东佛r模拟猴)如图1所不,在平面直角坐标系中,已知二次面数y=日+赋+m的
3
8
图像交x轴于点4.0,B,0x<0<)交y轴于点C
图1
图2
(1)此二次函数图像是否过定点,若是求出定点坐标,若不是请说明理由:
(2)若以线段AB为直径的圆恰好经过点C.
①求二次函数的表达式:
②如图2,点L是AB的中点,点K、N分别在线段AL、BC上,满足CK=NK,作线段NM∥CL交x轴
于点M,求证:△CKL≌△KNM:
(3)在(2)的条件下,对于平面直角坐标系xO少中的图形M,N,给出如下定义:P为图形M上任意一点,
Q为图形N上任意一点,如果P,Q两点间的距离有最小值,那么称这个最小值为图形M,N间的“闭距
离”,记作dM,N,⊙7的圆心为T,,半径为2,若d(o7,a4BC)=2,直接写出1的取值范围.
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03
实战刷题•冲高分
(建议用时:45分钟)
刷模拟
1.(2025广东潮州模拟预测)“板车”具有悠久的历史,20世纪90年代以前是农村主要运输交通工具,
它发挥过重要的作用.如图2是板车侧面部分的示意图.AB是车轮⊙0的直径,过圆心O的车架AC一端
点C着地时,地面CD与车轮⊙O相切于点D,连接AD,BD.
B
D
图1
图2
(I)求证:∠A=∠BDC:
(2)若an1=5,CB=4,求车轮的半径长.
2.(2026广东珠海一模)如图,AB是⊙0的直径,点C在⊙0上,且AC=8,BC=6.
)尺规作图:过点O作4C的垂线,交劣弧4C于点D,连接CD(保留作图痕迹,不写作法):
(2)在(1)所作的图形中,求tan∠ACD的值.
3.(2024广东·模拟预测)如图1,AB,BC是⊙O的两条弦,M是弧AC中点,MD⊥BC于点D,点E
为CD上一点,且CE=AB,连接AM、BM、CM、EM.
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0
图1
图2
(I)求证:△ABM≌△CEM:
(2)求证:AB+BD=DC:
)【揆究应用】如图2,已知等边△1C内接于©0,48=35,D为O0
上一点,
∠ABD=45°,连接
CD,过点A作AE⊥BD于点E,求△BDC的周长
4.(2025广东云浮.一模)如图1,⊙0是以OA的长为半径的圆,点O在矩形ABCD的对角线AC上,
OO与矩形ABCD的三边AD,AC,AB分别交于点E,F,G,其中∠DCE=∠ACB.
D
D
E
E
F
G
B
G
图1
图2
CD2=AD.ED:
(1)求证:
(2)求证:直线CE是⊙O的切线:
(3)如图2,若点E落在线段AC的垂直平分线上,CD=9,求阴影部分的面积.
5.(2025广东肇庆·一模)如图(1),在⊙0中,AB是直径,EC为弦,AB,EC相交于点F,直线
MN与⊙O相切于点B,且EC∥MN.
F
F
G
M
B
M
B
M
B
N
图(1)
图(2)
图(3)
(1)求证:点F是EC的中点.
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(2)如图(2),CD是⊙O的直径,连接AC,AD,线段AB上存在一点G,满足∠ECD=∠ADG,求证:
DG=AC.
③)如图(3),将△E0C绕点O顺时针旋转&得到△E0C0<a<360),连接EF,CF,当△EFC的面
积最大时,求的大小.
2W3
6。(2025:广东清远:二模)在平面直角坐标系x0中,已知点P是反比例函数'=
2(x>0
图象上一个
动点,以P为圆心的圆始终与y轴相切,设切点为A.
B
1图
2图
3图
(1)如1图,当OP运动到与x轴相切,设切点为K.
①试判断四边形OKPA的形状,并说明理由.
1,1
②如2图,过点p作直线,分别交x轴的正半轴于点F,交y轴的正半轴于点N,则OF+ON是否为定
值?若是,请证明:若不是,请说明理由.
(2)如3图,⊙P运动到与x轴相交,设交点为B,C.当四边形ABCP是菱形时,在过A,B,C三点的抛物
线上是否存在点M,使△MBP的面积是菱形ABCP面积的2?若存在,求出所有满足条件的M点的坐标;
若不存在,试说明理由.
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【解题建模·通技法】析典例,建模型,技法贯通破类题/变式
【实战刷题·冲高分】精选中考大题+名校模拟题,强化实战能力,得高分
近五年广东中考,圆是必考核心内容,分值约10-15分。题型覆盖选择、填空、解答,解答题常位于第22-24题中档位置。考查重点为圆周角定理、垂径定理、切线的判定与性质、弧长与扇形面积计算。常与相似三角形、勾股定理、锐角三角函数深度融合,2022年考查圆内接四边形与等腰直角三角形综合,2021年结合角平分线求直径。
## 二、全国2026年命题趋势分析
2026年全国中考圆板块命题将延续“基础+应用+综合”格局,呈现三大趋势:
**一是基础考查稳定**。选择题、填空题将重点考查垂径定理、圆周角定理、弧长与扇形面积、圆锥侧面展开图等核心知识,难度中等,注重对基本概念的理解与运用。
**二是解答题注重切线综合**。切线的判定与性质仍是解答题热点,常与相似三角形、勾股定理、锐角三角函数、平行四边形等知识融合,要求考生具备较强的几何推理和计算能力。圆中求线段长、角度大小的计算题将成为中档题主力。
**三是创新题型涌现**。部分考区可能出现“作图+证明”综合题(如无刻度直尺在圆中作图),或将圆与最值问题、动点轨迹问题结合。跨学科情境(如与物理光学、齿轮传动结合)的试题也值得关注。
## 三、全国2026年预测
2026年中考,圆的切线与圆周角综合题仍是解答题热点,需熟练掌握切线的判定与性质。垂径定理与勾股定理结合的求弦长问题必考。弧长与扇形面积计算以小题形式稳定出现。圆与相似三角形、三角函数的融合题难度较大,可能出现在压轴题位置。备考应强化“连半径、作垂直、构造直角三角形”的辅助线技巧。
题型01 利用圆的性质计算
析典例·建模型
1.(2026·广东珠海·一模)如题图,是的直径,点C为上一点,平分交于点D,连接.若,,求的长.
【答案】2
【分析】连接,则,由角平分线的定义和同弧所对的圆周角相等得到,解直角三角形求出的长,再利用勾股定理即可求出的长.
【详解】解:如图所示,连接,
∵是的直径,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴ .
研考点·通技法
1. 活用垂径定理
过圆心作弦的垂线,得弦中点与弧中点。设半径R、弦心距d、半弦长a,有R2 = d2+ a2。已知其中两个量可求第三个。
2. 圆周角与圆心角互化
同弧所对圆周角是圆心角的一半,直径所对圆周角为90°。通过导角构造直角三角形,使用三角函数或勾股定理解边长。
3. 切线性质应用
切线与过切点的半径垂直。已知切线长t、半径r,则圆心到切线点的距离为 。利用切线长定理将等线段转化,列方程求未知量,注意检验点是否在圆上。
破类题·提能力
1.(2026·广东江门·一模)综合应用:已知正方形,以为直径作,点在射线上运动,连接.
(1)如图1,当,时,与相切于,求.
(2)如图2,当运动到右侧,连接,交于点,
①在运动过程中,求的最小值;
②与交于点,与相交于点,顺时针旋转使得点落在上的点上,得,当时,求.
【答案】(1)1
(2)①;②
【分析】本题考查切线长定理,正方形的性质,相似三角形的性质和判定,点与圆的位置关系,全等三角形的性质和判定;
(1)根据切线长定理可得,再根据正方形的性质求出即可;
(2)①连接,先证明得出,再结合,可证明,得出,要求最小值,即求最小值,即求的最大值,连接并延长交于点,此时的最大值为,求出,即可求出的最小值;
②顺时针旋转到,可证明,得出,设,则,由,可得出,可得出,即,即可求出的值.
【详解】(1)解:∵四边形是正方形,,,
∴,,
∴,与相切于点,
∵与相切于,
∴.
(2)解:①连接,
∵是上一点,为直径,
∴,
∵四边形是正方形,
∴,,
又∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵要求最小值,即求最小值,
又∵为已知正方形的边长,为定值,
∴最小值,即求的最大值,
连接并延长交于点,此时的最大值为,
,
∴.
②∵顺时针旋转到,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵是直径,
∴,即,
又∵,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
设,则,
∵,
∴ ,
∴,即,
∴,
∴,解得:(舍去负根)或,
∴.
2.(2026·广东东莞·一模)如图,C,D两点在以为直径的半圆上,点O是半圆圆心,半圆O的半径为r,,点E在上运动(不与点C,D重合),连接,,分别交,于点M,N.
【问题发现】
(1)如题图1,当,且E是的中点时,试猜想与r之间的数量关系,并说明理由.
【类比探究】
(2)如题图2,当,且E不是的中点时,(1)中的结论是否仍然成立?请说明理由.
【拓展延伸】
(3)如题图3,若,,,求的长.
【答案】(1),见解析
(2),见解析
(3)
【分析】(1)连接,根据题意,得,证明四边形是正方形,求解即可.
(2)取的中点F,连接,分别交于点G,H,分点E在上和点E在上两种情况证明即可.
(3)过点A作于点Q,并延长交半圆于点P,连接,交于点T,通过证明,求解即可.
【详解】(1)解:与r之间的数量关系为.理由如下:
连接,根据题意,得,
E是的中点,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,,
,
四边形是菱形,
,
四边形是正方形,
,
.
(2)解:结论仍然成立.理由如下:
取的中点F,连接,分别交于点G,H,
根据(1)的证明,知四边形是正方形,,
,
当点E在上时,如图所示,
根据(1)的证明,知都是等腰直角三角形,
,,
,为半圆的直径,
,
根据四边形内角和,得,
,
,
,
,
∵,
∴,
∴,
∴
;
当点E在上时,如图所示,同理可证,
∴,
∴
.
(3)解:过点A作于点Q,并延长交半圆于点P,连接,交于点T,
,,
,
,
,
,,
,,
为半圆的直径,
,
,
,
根据(2)的证明,可证明,
∴,
∴,
∴,
解得,
.
题型02 圆中的证明与计算
析典例·建模型
1.(2026·广东东莞·一模)如图,在中,点、、、为圆周的四等分点,为切线,连接,并延长交于点,连接交于点.
(1)求证:平分;
(2)求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)由点、、、为圆周的四等分点,得出,根据切线的性质,得,即可证出平分;
(2)由点、、、为圆周的四等分点,得出,根据圆内接四边形得,即可通过证明.
【详解】(1)解:∵点、、、为圆周的四等分点,
∴所对的弧长为圆周长的,
∴,
∵为的切线,
∴,
∴,
∴平分;
(2)解:∵平分;
∴,
∵点、、、为圆周的四等分点,
∴,
∴,
∵四边形为圆内接四边形,
∴,
又∵,
∴,
又∵,,
∴.
研考点·通技法
1. 利用垂径定理
过圆心作弦的垂线,构造直角三角形,结合勾股定理建立方程。常用于已知半径、弦心距、半弦长中任意两个量时求第三个量,或证弧相等(垂径平分弧)。
2. 圆周角与圆心角互化
同弧所对圆周角相等(转移角),直径对直角(得垂直、勾股)。通过导角证等腰三角形或相似三角形,利用比例式求线段长。
3. 隐圆与四点共圆
若证角等或边关系,可寻找隐圆(共斜边的直角三角形、对角互补四边形)。证出四点共圆后,使用圆内接四边形外角等于内对角等性质,将角度关系转化到圆中三角形上,再列方程计算。
破类题·提能力
1.(2026·广东广州·一模)如图,为等腰三角形,点是底边上的一点,以为圆心作,分别与,相切于点,,连接,.
(1)证明:;
(2)若,,求的长(结果保留).
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)根据切线的性质得出,根据等腰三角形的性质得出,证明即可;
(2)先根据四边形内角和定理得出,再根据等腰三角形的性质求出,根据直角三角形的性质求出,最后根据弧长公式进行求解即可.
【详解】(1)证明:∵分别与,相切于点,,
∴,,
∴,
∵为等腰三角形,
∴,
∵,
∴;
(2)解:根据解析(1)可得:,,
∴,
∵,
∴,
∵为等腰三角形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴.
2.(2026·广东惠州·一模)如图,四边形内接于,为直径,点在的延长线上,且是的切线.
(1)求证:;
(2)若,,的半径为5,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)方法一:根据:“直径所对的圆周角等于”可得,则可得,再根据切线的性质可得,进而可得,根据圆周角定理可得,进而可得.
方法二:先证明,则可得,根据圆周角定理可得,进而可得.
(2)方法一:先由勾股定理得,再证,则可得,进而可得求得的长;
方法二:由垂径定理得,再由勾股定理得,再证
则可得,进而可得求得的长.
【详解】(1)(1)方法一:
是的直径,
,
,
是的切线,,即:,
,
,
由圆周角定理得,
;
方法二:
是的直径,
,
是的切线,
,
为和的公共角,
,
,
由圆周角定理得,
;
(2)方法一:
在中,由勾股定理得:,
,
,
由圆周角定理得,
∴,
又∵,
,
,即,
解得.
方法二:
,,
,
直径垂直平分,
∴
,
在中,由勾股定理得:,
,,
,
,即,
解得.
题型03 圆中的切线证明与计算
析典例·建模型
1.(2026·广东佛山·一模)如图,在中,,点D是的中点,以A为圆心的圆过点D.
(1)求证:与相切;
(2)若,,求阴影部分的面积.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)推导出,是的半径,则与相切,即可解答;
(2)先求出,,得到,继而推导出,,再根据,即可解答
【详解】(1)证明:∵,点D是的中点
∴
∵以点A为圆心,且过点D
∴是的半径
∴与相切;
(2)解:在中,,
∴
∴,,
∴,
∵点D是的中点
∴,
∵
∴,
∴,
∴
∴,
∴
答:阴影部分的面积为.
研考点·通技法
1. 切线证明的常用方法
- 连半径,证垂直:若直线过圆上一点,连接该点与圆心,证明半径与直线垂直(利用勾股逆定理、直径对直角、全等三角形等导角)。
- 作垂直,证半径:若直线与圆无已知交点,过圆心作直线的垂线,证明垂线段长度等于半径。
2. 利用切线性质计算
- 切线与过切点的半径垂直,构造直角三角形,结合勾股定理或三角函数求边长。
- 切线长定理:从圆外一点引两条切线,切线长相等,常用于等线段转化。
3. 综合应用列方程
结合切线性质、垂径定理、圆周角定理等,设未知数表示相关线段,利用相似三角形或勾股定理列出方程求解,最后检验解的合理性(如线段长度为正)。
破类题·提能力
1.(2026·广东珠海·一模)如图,在中,,点E是边上一点,以为直径的半圆O交于点D,连接并延长,交的延长线于点F,且,连接.
(1)求证:是的切线;
(2)若,,求阴影部分的面积.
【答案】(1)见详解
(2)
【分析】(1)连接,则,由等边对等角得出,,等量代换可得出,即可得出,由平行线的性质得出,即可证明是的切线.
(2)由含30度直角三角形的性质得出,证明是等边三角形,由等边三角形的性质得出,,进一步得出,由直径所对的圆周角等于90度得出,勾股定理求出,由同底等高得出,由圆周角定理得出,最后由代入计算即可.
【详解】(1)证明:连接,则,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵是的半径,且,
∴是的切线.
(2)解:∵,,,
∴,,
∵,
∴是等边三角形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵是的直径,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴.
∴.
2.(2026·广东梅州·模拟预测)如图,是半的直径,点在半上,,,连接、.
(1)求证:是的切线;
(2)求证:
(3)若,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)6
【分析】(1)连接,由直径可得,利用等边对等角可推出,从而得出,即可得证;
(2)根据两角分别相等的两个三角形相似证明即可;
(3)由相似三角形对应边成比例,得出,在中,利用勾股定理列方程,求出,即可得解.
【详解】(1)证明:如图,连接,
是半的直径,
,
,
,
,
,
,
,即,
,
又是半径,
是的切线;
(2)证明:,
,
又,
;
(3)解:由(2)可知,,
,
,
,
,
在中,,,
,
解得:(负值舍去),
.
题型04 圆中的尺规作图与证明计算
析典例·建模型
1.(2026·广东江门·一模)如图,在中,.
(1)尺规作图:作,使得为直径(请保留作图痕迹,标明相应的字母,不写作法);
(2)在(1)的条件下,若,,求与重叠部分的面积.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)先作的垂直平分线,找到圆心,然后画圆即可;
(2)连接,根据求解即可.
【详解】(1)解:作 的垂直平分线交于点,以为圆心,为半径画圆,
如图所示即为所求.
(2)解:设与的另一个交点为点,连接,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴.
研考点·通技法
1. 掌握基本作图
熟悉作弦的垂直平分线(找圆心)、作切线(连接半径、作垂线)、作等弧(等分圆周)等尺规作图方法。明确作图痕迹与圆中半径、弦、弧的对应关系。
2. 由作图导条件
根据作图结果(如垂直、中点、等角),结合圆的性质(垂径定理、圆心角定理)推出边等、角等或平行关系,用于证明三角形全等或相似。
3. 列方程计算
设未知数(如半径R、弦长一半a),利用作图产生的线段长度或角度关系(如勾股定理、切线长定理)列方程。注意作图可能产生多解(如圆内与圆外),需分类讨论并验证。
破类题·提能力
1.(2026·广东·一模)如图,在中,半径为5,
(1)请用尺规作图法过点O作的垂线,交于点C,交劣弧于点D,保留作图痕迹(不写作法);
(2)求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)根据题意作图,即可;
(2)根据垂径定理可得,进而根据勾股定理,求得,再求得的长,即可求解.
【详解】(1)解:如图所示:
(2)∵,
∴,
∵半径,
∴在中,,
∴.
2.(2026·广东汕头·一模)如图,已知中,.
(1)求作:(尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
①在边上找一点P,以点P为圆心,为半径作,使得与相切于点D;
②过点B作的切线切于点E.
(2)求证:直线为的切线.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)①作的角平分线交于,过作的垂线交于,以为圆心、长为半径作,即满足要求;
②以为圆心,长为半径画弧,交于异于侧的点,连接,即为所求切线;
(2)连接,由作法可知,易证明,进而得到,从而得出结论.
【详解】(1)解:①如图所示,即为所求;
②如图所示,即为所求;
证明:平分,
,
、,
,
,
,
,
,
与相切;
(2)证明:连接,
与相切,
,
由作法可知:,
在和中,
,
,
,
,
为的半径,
直线为的切线.
题型05 圆中的新定义型综合问题
析典例·建模型
1.(2026·广东东莞·一模)【概念呈现】在钝角三角形中,钝角的度数恰好是其中一个锐角的度数与90度的和,则称这个钝角三角形为正度三角形,这个锐角叫做正度角.
【概念理解】
(1)根据概念,完成下列问题:
①如图1,是正度三角形,是正度角.若,则________;
②若正度三角形是等腰三角形时,则正度角的度数为________.
【性质探究】
(2)如图2,数学兴趣小组发现,当是正度三角形,是钝角,是正度角时,存在的结论,亲爱的同学,请你深入思考并证明这个结论;
【拓展应用】
(3)如图3,是的直径,点、是圆上的两点,弦与交于点.连接,,和都是正度三角形,且、分别为正度角时,求的度数.
【答案】(1)①;②
(2)见解析
(3)
【分析】(1)①根据新定义进行列式计算,即可作答.
②根据新定义,等腰三角形的性质,三角形的内角和定理列方程再求解即可;
(2)作,根据新定义可得,再证明,利用相似三角形的性质和锐角的正切的比例关系证明即可;
(3)设,结合、分别为正度角,得出,,运用三角形内角和性质,得,据此计算即可求解.
【详解】(1)解:①∵是正度三角形,是正度角,,
∴,
则,
②设正度角的度数为x.
根据题意可得:,
解得:,
∴正度角的度数为;
(2)证明:如图1,作交于D,
∴,
∵是正度三角形,是钝角,是正度角,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴;
(3)解:连接,如图所示:
设,
∵是正度角,
则
∵是直径,
∴,
则,
∵是正度角,
∴在中,,
∵,
∴,
由内角和可得,
解得,
∴.
研考点·通技法
1. 理解新定义
将新定义中的概念(如“关联点”“和谐弦”“倍角弧”)转化为圆中的几何关系。例如“到圆心距离等于半径倍的点”即圆与圆的位置关系;“弦上有点满足某角”可联想圆周角或圆心角。
2. 结合圆的性质
利用圆心角、圆周角、垂径定理、切线性质等将定义翻译成具体的边角或数量关系。若定义涉及“定点与动点”,可构造隐圆或使用轨迹思想。
3. 分类讨论与方程
根据定义中顶点的对应关系或点的可能位置(如在弧上、弦上、圆内、圆外)分情况讨论。设未知数表示角度或长度,用勾股定理、相似或三角函数列方程,解后验证是否满足定义中的限制条件。
破类题·提能力
1.(2025·广东深圳·二模)如图,在中,,如果,为的三等分线,交底边于点,,且,那么我们把叫做型等腰三角形,若,则就叫做型等腰三角形.
(1)在型等腰三角形中,
求证:;
若,求的值;
(2),在中,和为半径,,为的三等分线,分别交于点,若为型等腰三角形,求的值;
(3)对于型等腰三角形,若顶角为锐角,请直接写出的取值范围.
【答案】(1)①见解析;②
(2)
(3)
【分析】(1)通过证明得证对应线段相等;通过等腰三角形的性质得到角度之间的等量关系,利用“三角形内角和为”求出度数,再利用得到对应线段成比例,建立方程求解;
(2)通过圆周角定理,“同弧所对圆周角相等,圆心角是圆周角的一半”等得到角度之间的等量关系,运用“内错角相等,两直线平行”证明,再利用等腰三角形的性质和“平行线分线段成比例”得到线段之间的等量关系,结合得到对应线段成比例,建立方程求解;
(3)考虑特殊情况当三角形是直角三角形时,求出的值,再根据顶角变小时的的变化得到的的取值范围.
【详解】(1)解:证明:如图中,
,
,
,
在和中,
,
,
.
解:由可知,,
,
,
,设,则,
在中,
,
,
,
,
,
,
,设,,
,
,
,
或舍弃,
,
.
(2)如图中,连接、、、.
为型等腰三角形,
,设,则,
,
,
,,,
,
,,
,
,
,
,
,
,
,设,
,
,
,
,
,,
.
(3)如图中,当时,作于,于,设,
,
,
,
,
在中,,
,,,
,
在中,,
,
,
,
,
.
由题意知,
所以,即,
型等腰三角形,若顶角为锐角,的取值范围是.
2.(2025·广东韶关·一模)定义:三角形一边上的点将该边分为两条线段,且这两条线段的积等于这个点到该边所对顶点连线的平方,则称这个点为三角形该边的“中项点”.如图,中,点是边上一点,连接,若,则称点是中边上的“中项点”.
(1)如图,的顶点是网格图的格点,每个单元格的边长相等,点在格点上,连接交于点,求证:点是边上的一个“中项点”.
(2)如图,是的内接三角形,点在上,连接并延长交于点.点是中边上的“中项点”.
求证:;
若,的半径为,且,求的值.
【答案】(1)见解析;
(2)见解析;
.
【分析】利用网格图证明,得出,利用直角三角形中角的关系可以证明,利用相似三角形对应边成比例可证点是边上的一个“中项点”;
利用圆周角定理可证,根据相似三角形的性质可证,根据点是中边上的“中项点”,可证,利用垂径定理可证结论成立;
由可知,,根据平行线的性质可证是直角,根据圆周角定理可证是的直径,设,则,,利用勾股定理可以求出,,又因为,可得:,从而可求.
【详解】(1)证明:如下图所示,
∵,,,
∴,
∴,
,
,
,
,
,
点是边上的一个“中项点”;
(2)证明:如下图所示,连接,
,
又,
,
,
,
点是中边上的“中项点”,
,
,
,
;
解:如下图所示,连接,
由可知,,
又,
,
,
是的直径,
,
设,则,
,
在中,,
,
在中,,
,
,
解得:,
题型06 圆与函数的综合问题
析典例·建模型
1.(2024·广东清远·二模)综合探究
如题图,抛物线的顶点为M,与x轴交于点和点,与y轴交于点C,经过A、B、C三点,且圆心D在x轴上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)直线与相切吗?请说明理由;
(3)过点C作直线,交x轴于点E,当直线与抛物线只有一个交点时,直线是否与相切?若相切,请证明:若不相切,请直接写出直线与的另外一个交点的坐标.
【答案】(1)
(2)直线与相切,理由见解析
(3)
【分析】本题考查二次函数综合,涉及求二次函数解析式,圆与二次函数综合,勾股定理逆定理;
(1)由抛物线与x轴交于点和点,得到即可求解;
(2)由求出,,再利用勾股定理逆定理得到是直角三角形,,即可得到为的直径,,再由勾股定理逆定理得到是直角三角形,,即可证明直线与相切;
(3)设直线解析式为,当时,由直线与抛物线只有一个交点,得到,解得,即可得到直线解析式为,再由勾股定理逆定理得到不是直角三角形,,则直线与不相切,设直线与的另外一个交点为,由列方程求出.
【详解】(1)解:∵抛物线的顶点为M,与x轴交于点和点,
∴;
(2)解:直线与相切,理由如下:
∵抛物线的顶点为M,与x轴交于点和点,与y轴交于点C,
∴,,
∵,,,
∴,,,
∴,
∴是直角三角形,,
∵经过A、B、C三点,
∴为的直径,
∴,
∵,,
∴,,,
∴,
∴是直角三角形,,
∵为半径,
∴直线与相切;
(3)解:∵,
∴设直线解析式为,
当时,直线与抛物线有两个交点,不合题意;
当时,
联立,得到,
∵直线与抛物线只有一个交点,
∴,
解得,
∴直线解析式为,
∴与轴交点为,
∵,,
∴,,,
∴,
∴不是直角三角形,,
∴直线与不相切,
设直线与的另外一个交点为,则,
∴,
∴,
解得或(与重合,故舍去),
∴,
综上所述,直线与的另外一个交点的坐标为.
研考点·通技法
1. 坐标化几何条件
设圆心坐标O(m,n),半径r,圆上点P(x,y)满足(x-m)2+(y-n)2=r2。将几何条件(如相切、弦长)转化为代数方程,与函数解析式联立。
2. 利用垂直与距离
直线与圆相切等价于圆心到直线距离等于半径,相交弦中点满足垂径定理(斜率积为-1)。利用点到直线距离公式、两点间距离公式结合待定系数法求参数。
3. 数形结合找范围
根据图形位置(如圆在直线上方)列出不等式组。联立方程后,利用判别式判断交点个数,根据函数增减性和圆的范围确定参数临界值。注意圆与坐标轴交点可能产生多解,需通过图像验证。
破类题·提能力
1.(2025·广东广州·二模)已知抛物线经过点,与轴另一个交点为,交轴于点,的外接圆,与抛物线的第四个交点为点,切内切圆于点.
(1)抛物线的对称轴是直线______;解析式是______.
(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点,使,若存在,请求出点的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)点在轴上,当时,则______.
【答案】(1),
(2)存在,或
(3)
【分析】(1)根据对称轴方程代入化简即可得对称轴,代入点坐标可解得的值,故而可得解析式;
(2)先判断在的中垂线上,从而也在抛物线的对称轴上.设,,根据,即,解得,故由圆周角定理可知,且点在对称轴上,故,利用对称性可得另一个点;
(3)由,,利用对称性质,可得,由为直角三角形,可得内切圆半径,故,由点在轴上,可得为直角三角形,当∽时,有,故,即,解得.
【详解】(1)解:由可知,对称轴为直线,
把代入中,
得,
解得,
故解析式为.
故答案为:,.
(2)解:存在,理由如下:
,
在的中垂线上,从而也在抛物线的对称轴上.
设,
∵,
,
即,
解得,
故
由圆周角定理可知,且点在对称轴上,
故或
(3)解:,,对称轴为直线,
,.
.
为直角三角形,
内切圆半径,
故,.
由点在轴上,可得为直角三角形,
当∽时,有,
故,
即,
解得,
故答案为:.
2.(2026·广东佛山·模拟预测)如图1所示,在平面直角坐标系中,已知二次函数的图像交x轴于点,交y轴于点C.
(1)此二次函数图像是否过定点,若是求出定点坐标,若不是请说明理由;
(2)若以线段为直径的圆恰好经过点C.
①求二次函数的表达式;
②如图2,点L是的中点,点K、N分别在线段、上,满足,作线段交x轴于点M,求证:;
(3)在(2)的条件下,对于平面直角坐标系中的图形M,N,给出如下定义:P为图形M上任意一点,Q为图形N上任意一点,如果P,Q两点间的距离有最小值,那么称这个最小值为图形M,N间的“闭距离”,记作,的圆心为,半径为,若,直接写出t的取值范围.
【答案】(1)此二次函数图像经过定点,定点坐标是
(2)①;②见解析
(3)t的取值范围为或或
【分析】(1)将二次函数整理为,令含的系数,解得,代入得,故函数恒过定点,即可判断;
(2)①由为直径得,由相似三角形的性质可得,即,得,即可求出解析式;②由角度推导得全等条件,即可证明;
(3)由半径为,,可得圆心到三边的最小距离为,分别计算到、的距离,结合到距离已满足,得的取值范围.
【详解】(1)解:此二次函数图像经过定点,定点坐标是.
理由如下:由题意得,,
当,即时,的值与无关,
此时,即图像经过定点;
(2)解:①令,即,
,
是圆的直径,
,
又,
,
,
,
,
,
依题意,,
,
二次函数的表达式为;
②点是的中点,,
,
,
,
,
,,
,
∵,
,
,,
;
(3)解:令,
解得,,
,,
令得,
;
的圆心为,半径为,
点在直线上移动,且上的点到轴最小距离为,即;
设圆心到三边的最短距离为,
,即圆上到的最小距离为,
又∵的半径为,即,
∴圆心到、、三边的最小距离为,
当到的最小距离为时,过作于,设直线交于,则,
,
,
,,
设直线解析式为,
把代入得,
解得,
直线解析式为,
当时,,
解得,
,
,
,
,
解得,
同理求得当到的最小距离为时,,
当,的取值范围为或或.
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刷模拟
1.(2025·广东潮州·模拟预测)“板车”具有悠久的历史,20世纪90年代以前是农村主要运输交通工具,它发挥过重要的作用.如图2是板车侧面部分的示意图.是车轮的直径,过圆心O的车架一端点C着地时,地面与车轮相切于点D,连接.
(1)求证:;
(2)若,,求车轮的半径长.
【答案】(1)见解析
(2)车轮的半径长为
【分析】本题考查了圆周角定理的推论、切线的性质、相似三角形的判定和性质以及三角函数等知识,熟练掌握相关图形的性质定理是解题的关键;
(1)连接,根据是车轮的直径可得,结合切线的性质可得,再根据等腰三角形的性质即得结论;
(2)证明,根据相似三角形的性质求出即可解决问题.
【详解】(1)证明:连接,
是车轮的直径,
,
,
与相切于点,
,
,
,
,
,
;
(2)解:在中,,
,
,
,
,
,
,
,即车轮的半径长为.
2.(2026·广东珠海·一模)如图,是的直径,点C在上,且,.
(1)尺规作图:过点O作的垂线,交劣弧于点D,连接(保留作图痕迹,不写作法);
(2)在(1)所作的图形中,求的值.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)如图,作的垂直平分线,与圆的交点即为,连接即可;
(2)利用勾股定理求出,得到,如图,记与的交点为E,则是的中位线,得到,然后利用正切的定义求解即可.
【详解】(1)解:如图即为所求;
;
(2)解:∵是的直径,
∴,
∵,,
∴,
∴,
如图,记与的交点为E,
∵,
∴点E是中点,,
∴是的中位线,
∴,
∴,
∴.
3.(2024·广东·模拟预测)如图1,,是的两条弦,M是弧中点,于点D,点E为上一点,且,连接、、、.
(1)求证:;
(2)求证:;
(3)【探究应用】如图2,已知等边内接于,,D为上一点,,连接,过点A作于点E,求的周长.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】本题考查了圆周角定理、全等三角形的判定与性质、等腰三角形的判定与性质、解直角三角形,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
(1)由圆周角定理可得,再由M是弧中点得出,最后利用证明即可;
(2)由全等三角形的性质可得,再由等腰三角形的性质可得,即可得证;
(3)在上截取,连接,证明得出,再证明得出,解直角三角形可得,即可得解.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
为的中点,
,
在和中,
,
∴;
(2)证明:∵,
,
,
,
;
(3)解:如图2,在上截取,连接,
由题意可得:,,
在和中,
,
∴,
,
,
,
,
,
,
则的周长是.
4.(2025·广东云浮·一模)如图1,是以的长为半径的圆,点O在矩形的对角线上,与矩形的三边,,分别交于点E,F,G,其中
(1)求证:
(2)求证:直线是的切线;
(3)如图2,若点 E落在线段的垂直平分线上,,求阴影部分的面积.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】(1)证明,结合,证明,,再结合,可得结论;
(2)连接,证明,,,由,可得,,即,从而可得结论;
(3)证明,可得,.求解,,,,,证明,再利用相似三角形的性质可得,再根据阴影部分的面积,代入数值进行计算,即可作答.
【详解】(1)证明:四边形为矩形.
∴,
∵,
∴.
∴,
则,
即
(2)证明:连接,
∵,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,
∴
∴,
∴,
即,
∵为半径,
∴直线与相切;
(3)解:∵点E落在线段的垂直平分线上,
∴,
∴,
由(1)得,
∴.
在中,,
∴,
∵,,
∴,,
则,
∴
∵,
∴,
∴,又,
∴,
∴,
∴,
解得.
连接,
∵,,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
则,
∵四边形是矩形,
∴,
∴是直径,
即三点共线,
∴
.
即阴影部分的面积为.
【点睛】本题考查的是求不规则的图形的面积,矩形的性质,线段的垂直平分线的性质,等腰三角形的性质,相似三角形的判定与性质,圆的切线的判定,锐角三角函数的应用,熟练的利用以上知识解题是关键.
5.(2025·广东肇庆·一模)如图(1),在中,是直径,为弦,,相交于点,直线与相切于点B,且.
(1)求证:点是的中点.
(2)如图(2),是的直径,连接,,线段上存在一点,满足,求证:.
(3)如图(3),将绕点顺时针旋转得到,连接,当的面积最大时,求的大小 .
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】(1)根据切线的性质和平行线的性质可得,根据垂径定理即可得到结论;
(2)连接,可以推导得到,即可得到,进而得到,然后证明,得到,根据等量代换得到结论即可;
(3)根据旋转可得,当点F到的距离最大时,的面积取得最大值,即,即可得到旋转角的度数.
【详解】(1)证明:直线与相切于点B,为直径,
,
∵,
即,
点F是的中点.
(2)证明:如图,连接,
由(1)可知,
为直径,
,
,
.
又,
.
,
,
,
,
,
,
,
.
(3)解:将绕点顺时针旋转得到,
,
面积点F到的距离点到的距离,
当点F到的距离最大时,的面积取得最大值.
如图(3),分析可知,当时,点到的距离最大,此时的面积最大.
,
.
【点睛】本题考查切线的性质,圆周角定理,垂径定理,全等三角形的判定和性质,旋转的性质,掌握切线的性质是解题的关键.
6.(2025·广东清远·二模)在平面直角坐标系中,已知点是反比例函数图象上一个动点,以为圆心的圆始终与轴相切,设切点为.
(1)如1图,当运动到与轴相切,设切点为.
①试判断四边形的形状,并说明理由.
②如2图,过点作直线,分别交轴的正半轴于点,交轴的正半轴于点,则是否为定值?若是,请证明;若不是,请说明理由.
(2)如3图,运动到与轴相交,设交点为.当四边形是菱形时,在过三点的抛物线上是否存在点,使的面积是菱形面积的?若存在,求出所有满足条件的点的坐标;若不存在,试说明理由.
【答案】(1)①四边形是正方形,理由见解析 ②是定值
(2)
【分析】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数、特殊四边形和圆的基本知识;
(1)①先证明四边形是矩形,又,故四边形是正方形;
②设点的坐标为,则,即a为定值,求出直线l的解析式,即可求出,的长,然后代入计算解题即可;
(2)证明为等边三角形,再求点的坐标,进而求出点、、的坐标,依次求出二次函数、直线、直线的表达式,联立直线和二次函数的解析式求出交点坐标即可求解.
【详解】(1)①解:四边形是正方形,证明如下:
∵分别与两坐标轴相切,
,
,
又∵,
,
∴四边形是矩形,
又,
∴四边形是正方形;
②解:设点的坐标为,
∴,即a为定值,
设直线l的解析式为,把代入得,
,
∴,
∴直线l的解析式为,
当时,,令,则,
∴,,
∴为定值;
(2)解:连接, 过点作于,
∵四边形为菱形,
(半径),
为等边三角形,
在中, ,
∴代入 解之得:(负值舍去),
则
∵四边形是矩形,
∴
,
;
设二次函数解析式为:过点,
解得,
∴二次函数解析式为:;
设直线的解析式为:
据题意得:,解得: ,
∴直线的解析式为
过点作直线,则可得直线的解析式为,
解方程组: 解得 或 ,
过点作直线,则可设直线的解析式为:,
,解得 ,
∴直线的解析式为,
解方程组: ,解得 或 ,
综上可知,满足条件的的坐标有四个,分别为.
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