摘要:
**基本信息**
初中数学同步练,聚焦“三角形的内切圆”,分层梯度清晰,从概念辨析到综合应用,适配新授课知识巩固与能力提升,培养几何直观、推理能力与运算能力。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|★☆☆|内心定义、角度计算、直角三角形内切圆半径|选择填空为主,如概念辨析(1题)、基础角度(2题)及半径计算(3题),夯实基础|
|★★☆|切线长定理、图形综合计算、内外切圆关系|结合图形(11题切线长定理)、跨知识点应用(15题中线与内切圆半径比),衔接基础与提升|
|★★★|外接圆与内切圆综合、内心证明与计算|解答题为主,如18题内外心距离计算、19题切线与内心证明,培养逻辑推理与综合应用能力|
内容正文:
第三十章 直线与圆
30.2 三角形的内切圆
难度:★☆☆
1. 下列说法正确的是( )
A. 三角形的内心是三条角平分线的交点
B. 三角形的外心一定在三角形内部
C. 三角形的内心到三个顶点的距离相等
D. 三角形的内心是三条边的垂直平分线的交点
2. 在△ABC中,∠A=50°,∠B=70°,则△ABC的内心O与顶点A、B、C形成的∠BOC的度数为( )。
A. 110° B. 120° C. 130° D. 140°
3. 在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,则△ABC的内切圆半径为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
4. 下列说法错误的是( )
A. 三角形的内心一定在三角形内部
B. 三角形的内心到三边的距离相等
C. 三角形的内心是三条角平分线的交点
D. 三角形的内心到三个顶点的距离相等
5. 在△ABC中,∠A=60°,∠B=80°,则△ABC的内心O与顶点A、B、C形成的∠AOC的度数为( )
A. 100° B. 110° C. 120° D. 130°
6. 在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=5,BC=12,则△ABC的内切圆半径为______。
7. 在△ABC中,∠A=70°,∠B=60°,则△ABC的内心O与顶点A、B、C形成的∠BOC=______。
8. 在△ABC中,∠C=90°,AC=8,BC=15,则△ABC的内切圆半径与斜边上的高之和为______。
9. 在△ABC中,∠A=80°,∠C=40°,则△ABC的内心O与顶点A、B、C形成的∠AOB=______。
10. 在Rt△ABC中,∠C=90°,内切圆半径为2,斜边AB=10,则△ABC的周长为______。
难度:★★☆
11. 如图,△ABC的内切圆⊙I与BC、CA、AB分别相切于点D、E、F,若⊙I的半径为r,∠FDE=α,则AF+CD−AC=______。
12.如图,△ABC中,AB=2,∠ABC=60°,∠C=45°,点O为△ABC内心,连接BO并延长交AC于点D,过点A作AE⊥BD于点E,交BC于点F,则CF=( )
A. B. 1 C. −1 D.
13. 在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,⊙O是△ABC的内切圆,则⊙O的半径为______。
14. 在△ABC中,∠A=50°,∠C=70°,⊙O是△ABC的内切圆,则∠BOC=______。
15. 如图,在 Rt△ABC 中,∠BAC = 90°,AD 为中线,若 AB = 6,AC = 8,设 △ABD 与 △ACD 的内切圆半径分别为 r₁、r₂,则 = ______。
16. 在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,内切圆半径为2,则BC=______。
17. 等边三角形的内切圆半径与外接圆半径的比为______。
难度:★★★
18. 如图,在△ABC中,∠C=90°,BC=6,AC=8。
(1)求△ABC的外接圆半径R;
(2)求△ABC的内切圆半径r;
(3)求外心O到内心P的距离OP。
19.如图,AB是⊙O的直径,BC、CD是⊙O的两条切线,切点为B、D,连接AD、OC,OC交⊙O于E,交BD于F。
(1)求证:E是△BCD的内心;
(2)若BC=4,CE=2,EM⊥BC于M点,求EM的长。
20. 已知 △ABC△ABC 内接于 ⊙O,它的内心为点 D,连接 AD交弦 BC 于点 EE,交 ⊙O 于点 FF,已知 BE=5,CE=4,EF=3,求线段 DE 的长。
21. 如图,点 I 为 △ABC 的内心,连接 AI 并延长交 △ABC 的外接圆于点 D,点 E 为弦 AC 的中点,连接 EI、IC。若 IC = 6,ID = 5。求线段 DC 的长;
参考答案
1. A 2. B 3. A 4. D 5. B 6. 2 7. 115°
8. 解析:斜边AB=17,内切圆半径r==3,斜边上的高h== ,和为3 + = = 。
9. 100°
10. 24 解析:在Rt△中,内切圆半径r = ,即2 = ,得a+b=14,周长=a+b+c=14+10=24。
11. 0 解析:由切线长定理,设:AF = AE = x,BF = BD = y,CE = CD = z。则 AC = AE + CE = x + z,∴ AF + CD − AC = x + z − (x + z) = 0。
12. C 13. 2 14. 120°
15.
16. 8 解析:设BC=x,斜边AB=。由r= ,得2=()/2,即4=6+x−,=x+2,两边平方得36+x²=x²+4x+4,x=8。
17. 1∶2
18. (1)解:
在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=6,AC=8,
由勾股定理,得斜边AB==10。
∵ 直角三角形的外心是斜边的中点,
∴ 外接圆半径 R=AB/2=5。
(2)解:设内切圆半径为r,
S△ABC= ×AC×BC=×8×6=24。
半周长 p=(6+8+10)=12。
由 S=p·r,得 24=12r,r=2。
(3)解:建立平面直角坐标系,以C为原点,CA为x轴正方向,CB为y轴正方向。
则 C(0,0),A(8,0),B(0,6)。
外心O为斜边AB的中点,O(4,3)。
内心P到两直角边的距离等于内切圆半径r=2,
∴ P(2,2)。
由两点间距离公式:
OP===。
19.(1) 证明:
∵ ∠CBE + ∠OBE = 90°,∠EBF + ∠OEB = 90°,
且 ∠OBE = ∠OEB(等边对等角),
∴ ∠CBE = ∠EBF。
(2) 设⊙O的半径为 R,
由 (R+2)² = 4² + R²,解得 R=3。
∴ EM = FE = 3 − 1.8 = 1.2。
20. 解析:连接BD、BF。
∵ ∠C = ∠F(同弧AB所对的圆周角相等),∠BEF = ∠AEC(对顶角相等),
∴ △BEF ∽ △AEC,
∴ = ,即 = ,
解得 AE = 。
∵ D 为△ABC的内心,
∴ AF、BD分别为∠BAC、∠ABC的平分线,
∴ ∠BAF = ∠CAF,∠ABD = ∠CBD。
又∵ ∠FBC = ∠FAC(同弧FC所对的圆周角相等),
且 ∠FAC = ∠BAF,
∴ ∠FBC = ∠BAF。
在△FBE和△FAB中,
∠F = ∠F(公共角),∠FBE = ∠FAB(已证),
∴ △FBE ∽ △FAB,
∴ =,
∴ BF² = EF·AF = 3 × (3 + ) = 3 × = 29,
∴ BF = 。
又∵ ∠BDF = ∠BAF + ∠ABD(三角形外角定理),
∠DBF = ∠CBD + ∠FBC,
且 ∠BAF = ∠FBC,∠ABD = ∠CBD,
∴ ∠BDF = ∠DBF,
∴ DF = BF = 。
∴ DE = DF − EF = − 3。
21. 解:
∵ I 为 △ABC 的内心,AI 的延长线交外接圆于 D,
∴ D 为弧 BC 的中点(不含 A 的弧),
∴ DB = DC = DI(内心常用结论:D 是△ABC 外接圆上弧 BC 的中点,且 D 到 B、C、I 的距离相等)。
又∵ ID = 5,
∴ DC = ID = 5。
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