内容正文:
三十六 切线的性质与判定
【A层基础夯实】
知识点1 圆的切线的判定
1.如图,在平面直角坐标系中,过格点A,B,C作一圆弧,点B与下列格点的连线中,能够与该圆弧相切的是( )
A.点(0,3) B.点(1,3)
C.点(6,0) D.点(6,1)
2.如图,以△ABC的边AB为直径作☉O交AC于点D,过点D作DE⊥BC于点E.若要使DE是☉O的切线,则下列补充的条件不正确的是( )
A.AD=CD B.OD∥BC
C.∠A=∠C D.OD=DE
3.如图,已知∠AOB=30°,M为OB边上任意一点,以M为圆心,2 cm为半径作☉M,当OM= cm时,☉M与OA相切.
4.如图,△ABC内接于☉O,过点C作射线CD,使∠ACD=∠ABC.求证:CD与☉O相切.
知识点2 圆的切线的性质
5.如图,AB是☉O的直径,AP是☉O的切线,PB交☉O于点C,连接OC,若∠AOC=70°,则∠P的度数是( )
A.45° B.55° C.35° D.50°
6.如图,在△ABC中,∠BAC=30°,圆心O在AB上,☉O与BC相切,C为切点.则∠B的度数为( )
A.20° B.25° C.30° D.35°
7. (易错警示题·忽略分类讨论)如图,已知☉P的半径为1,圆心P在抛物线y=x2-1上运动,当☉P与x轴相切时,请写出所有符合条件的点P的坐标为 .
8.(2025·天津期中)如图,AB为☉O的直径,BD与☉O相切于点B,C是圆上一点.
(1)如图①,若∠DBC=24°,求∠BAC的度数;
(2)如图②,若∠DBC=60°,点E在圆上,CE⊥AB,若BC=4,求AE的长.
【B层能力进阶】
9.如图,在矩形ABCD中,BC=8,以AB为直径作☉O,将矩形ABCD绕点B旋转,使所得矩形A'BC'D'的边C'D'与☉O相切,切点为E,边A'B与☉O相交于点F.若BF=8,则CD长为( )
A.9 B.10 C.8 D.12
10.如图,OA是☉O的半径,BC是☉O的弦,OA⊥BC于点D,AE是☉O的切线,AE交OC的延长线于点E.若∠AOC=45°,BC=2,则线段AE的长为 .
11.(易错警示题·忽略分类讨论)如图,∠ABC=70°,O为射线BC上一点,以点O为圆心,OB长为半径作圆.将射线BA绕点B顺时针旋转,使射线BA与☉O相切,则旋转角的度数是 .
12.如图,在△ABC中,AB=BC,AB为☉O的直径,AC与☉O相交于点D,过点D作DE⊥BC于点E,CB延长线交☉O于点F.
(1)求证:DE为☉O的切线;
(2)若BE=1,BF=2,求AD的长.
【C层创新挑战(选做)】
13.如图,在△ABC中,∠C=90°,∠ABC的平分线BE交AC于点E,☉O是△BEF的外接圆,交AB于点F,圆心O在AB上.
(1)求证:AC是☉O的切线;
(2)过点E作EH⊥AB于点H,求证:EF平分∠AEH;
(3)求证:CD=HF.
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三十七 切线长定理
【A层基础夯实】
知识点1 利用切线长定理进行计算
1.(2025·绍兴期末)如图,P为☉O外一点,PA,PB分别与☉O相切于点A,B,连接OP,OA,OB,AB.若PA=6,∠APB=60°,则下列说法错误的是( )
A.PB=6
B.△PAB是等边三角形
C.OP垂直平分AB
D.OA=3
2.如图PA,PB,CD分别切☉O于A,B,E,∠APB=54°,则∠COD=( )
A.36° B.63° C.126° D.46°
3.如图所示,过半径为6 cm的☉O外一点P引圆的切线PA,PB,连接PO交☉O于F,过F作☉O的切线,分别交PA,PB于D,E,如果PO=10 cm,∠APB=40°,则△PED的周长= .
4.如图,圆O是边长为6的正方形ABCD的内切圆,EF切圆O于P点,交AB,BC于点E,F,求△BEF的周长.
知识点2 与利用切线长定理有关的综合题
5.(2025·北京期末)如图,AB是☉O的直径,PB,PC分别切☉O于B,C.若AB=4,∠BAC=60°,则PC的长是 .
6.本题是一道弦外容圆问题:指在勾股形(直角三角形)外与弦(斜边)相切的旁切圆.如图所示,△ABC是直角三角形,∠C=90°,CB=48步,CA=90步,AB正好与☉O相切于点D,CE,CF也与☉O相切,切点分别为点E,F,求☉O的直径.
(1)小军在解决本题时,认为线段CF的长就是☉O的半径,请你说明理由;
(2)请你帮小军计算☉O的直径.
【B层能力进阶】
7.如图,已知PA,PB是☉O的两条切线,A,B为切点,线段OP交☉O于点M.给出下列四种说法:①PA=PB;②OP⊥AB;③四边形OAPB有外接圆;④M是△ABP的内心.其中所有正确说法的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
8.如图,以边BC为直径在正方形ABCD内部作半圆,圆心为O,过点A作半圆的切线,与半圆相切于点F,与CD相交于点E,设正方形ABCD的边长为x,EC长为y,则y与x的函数关系式为 .
9.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 .
10.(2025·广州质检)如图,☉O的半径是3,点P是☉O外一点,且OP=5.
(1)请用直尺和圆规作出过点P的☉O的两条切线,切点分别为点A,B.(保留作图痕迹,不写画法和证明)
(2)若点C是上任意一点(点C不与点A,B重合),过点C的切线分别交PA,PB于点D,E.求△PDE的周长.
【C层创新挑战(选做)】
11.(推理能力、运算能力、几何直观)探究问题:
(1)如图1,PM,PN,EF分别切☉O于点A,B,C,猜想△PEF的周长与切线长PA的数量关系,并证明你的结论.
(2)如果图1的条件不变,且PO=10 cm,△PEF的周长为16 cm,求☉O的半径.
(3)如图2,点E是∠MPN的边PM上的点,EF⊥PN于点F,☉O与边EF及射线PM、射线PN都相切.若EF=3,PF=4,求☉O的半径.
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三十六 切线的性质与判定
【A层基础夯实】
知识点1 圆的切线的判定
1.如图,在平面直角坐标系中,过格点A,B,C作一圆弧,点B与下列格点的连线中,能够与该圆弧相切的是(B)
A.点(0,3) B.点(1,3)
C.点(6,0) D.点(6,1)
2.如图,以△ABC的边AB为直径作☉O交AC于点D,过点D作DE⊥BC于点E.若要使DE是☉O的切线,则下列补充的条件不正确的是(D)
A.AD=CD B.OD∥BC
C.∠A=∠C D.OD=DE
3.如图,已知∠AOB=30°,M为OB边上任意一点,以M为圆心,2 cm为半径作☉M,当OM= 4 cm时,☉M与OA相切.
4.如图,△ABC内接于☉O,过点C作射线CD,使∠ACD=∠ABC.求证:CD与☉O相切.
【证明】如图,作直径CM,连接BM,
∴∠MBC=90°,∴∠M+∠BCM=90°,
∵∠A=∠M,∴∠A+∠BCM=90°,
∵∠A+∠ABC+∠ACB=180°,∠ACD+∠ACB+∠BCN=180°,∠ACD=∠ABC,
∴∠A=∠BCN,∴∠BCN+∠BCM=90°,
即∠OCN=90°,∴OC⊥CD,
∵OC是☉O的半径,∴CD与☉O相切.
知识点2 圆的切线的性质
5.如图,AB是☉O的直径,AP是☉O的切线,PB交☉O于点C,连接OC,若∠AOC=70°,则∠P的度数是(B)
A.45° B.55° C.35° D.50°
6.如图,在△ABC中,∠BAC=30°,圆心O在AB上,☉O与BC相切,C为切点.则∠B的度数为(C)
A.20° B.25° C.30° D.35°
7. (易错警示题·忽略分类讨论)如图,已知☉P的半径为1,圆心P在抛物线y=x2-1上运动,当☉P与x轴相切时,请写出所有符合条件的点P的坐标为 (-2,1),(2,1),(0,-1) .
8.(2025·天津期中)如图,AB为☉O的直径,BD与☉O相切于点B,C是圆上一点.
(1)如图①,若∠DBC=24°,求∠BAC的度数;
(2)如图②,若∠DBC=60°,点E在圆上,CE⊥AB,若BC=4,求AE的长.
【解析】(1)∵BD与☉O相切于点B,
∴∠ABD=90°,
∵∠DBC=24°,∴∠ABC=66°,
∵AB为☉O的直径,∴∠C=90°,
∴∠A=90°-66°=24°;
(2)由(1)同理可得∠OBC=30°,∠ACB=90°,
在Rt△ACB中,BC=4,AC=AB,AC2+CB2=AB2,
即AC2+42=(2AC)2,
解得AC=,
∵CE⊥AB,∴=,
∴AE=AC=.
【B层能力进阶】
9.如图,在矩形ABCD中,BC=8,以AB为直径作☉O,将矩形ABCD绕点B旋转,使所得矩形A'BC'D'的边C'D'与☉O相切,切点为E,边A'B与☉O相交于点F.若BF=8,则CD长为(B)
A.9 B.10 C.8 D.12
10.如图,OA是☉O的半径,BC是☉O的弦,OA⊥BC于点D,AE是☉O的切线,AE交OC的延长线于点E.若∠AOC=45°,BC=2,则线段AE的长为 .
11.(易错警示题·忽略分类讨论)如图,∠ABC=70°,O为射线BC上一点,以点O为圆心,OB长为半径作圆.将射线BA绕点B顺时针旋转,使射线BA与☉O相切,则旋转角的度数是 40°或100° .
12.如图,在△ABC中,AB=BC,AB为☉O的直径,AC与☉O相交于点D,过点D作DE⊥BC于点E,CB延长线交☉O于点F.
(1)求证:DE为☉O的切线;
(2)若BE=1,BF=2,求AD的长.
【解析】(1)∵OA=OD,
∴∠A=∠ADO,∵AB=BC,
∴∠A=∠C,∴∠ADO=∠C,
∴OD∥BC,∵DE⊥BC,
∴DE⊥OD,∵OD是☉O的半径,
∴DE是☉O的切线;
(2)如图,过点O作OH⊥BF于点H,则∠ODE=∠DEH=∠OHE=90°,
∴四边形ODEH是矩形,
∴OD=EH,OH=DE,
∵OF=OB,∴BH=FH=1,
∴OD=EH=2,
∴AB=2OD=4,∴OB=2,
∴OH==,
∴DE=OH=,
∴BD==2,
∴AD===2.
【C层创新挑战(选做)】
13.如图,在△ABC中,∠C=90°,∠ABC的平分线BE交AC于点E,☉O是△BEF的外接圆,交AB于点F,圆心O在AB上.
(1)求证:AC是☉O的切线;
(2)过点E作EH⊥AB于点H,求证:EF平分∠AEH;
(3)求证:CD=HF.
【证明】(1)如图,连接OE.
∵OB=OE,∴∠OBE=∠OEB,
∵BE平分∠ABC,∴∠CBE=∠OBE,
∴∠OEB=∠CBE,∴OE∥BC,
∴∠AEO=∠C=90°,∴AC是☉O的切线;
(2)∵∠C=∠BHE=90°,∠EBC=∠EBA,∴∠BEC=∠BEH,
∵BF是☉O的直径,∴∠BEF=90°,
∴∠FEH+∠BEH=90°,∠AEF+∠BEC=90°,
∴∠FEH=∠FEA,∴EF平分∠AEH.
(3)如图,连接DE.
∵BE是∠ABC的平分线,EC⊥BC于C,EH⊥AB于H,∴EC=EH.
∵∠CDE+∠BDE=180°,∠HFE+∠BDE=180°,
∴∠CDE=∠HFE,∵∠C=∠EHF=90°,
∴△CDE≌△HFE(AAS),∴CD=HF.
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三十七 切线长定理
【A层基础夯实】
知识点1 利用切线长定理进行计算
1.(2025·绍兴期末)如图,P为☉O外一点,PA,PB分别与☉O相切于点A,B,连接OP,OA,OB,AB.若PA=6,∠APB=60°,则下列说法错误的是(D)
A.PB=6
B.△PAB是等边三角形
C.OP垂直平分AB
D.OA=3
2.如图PA,PB,CD分别切☉O于A,B,E,∠APB=54°,则∠COD=(B)
A.36° B.63° C.126° D.46°
3.如图所示,过半径为6 cm的☉O外一点P引圆的切线PA,PB,连接PO交☉O于F,过F作☉O的切线,分别交PA,PB于D,E,如果PO=10 cm,∠APB=40°,则△PED的周长= 16 cm .
4.如图,圆O是边长为6的正方形ABCD的内切圆,EF切圆O于P点,交AB,BC于点E,F,求△BEF的周长.
【解析】设☉O切AB于M,切BC于N,连接OM,ON,
则∠OMB=∠ONB=90°,
∵四边形ABCD是正方形,∴∠B=90°,
∵ON=OM,∴四边形MBNO是正方形,
∵圆O是边长为6的正方形ABCD的内切圆,
∴BM=BN=OM=ON=AB=×6=3,
由切线长定理得:EM=EP,PF=FN,
∴△BEF的周长为BF+EF+BE
=BF+PF+PE+BE
=BF+FN+EM+BE=BN+BM
=3+3
=6.
知识点2 与利用切线长定理有关的综合题
5.(2025·北京期末)如图,AB是☉O的直径,PB,PC分别切☉O于B,C.若AB=4,∠BAC=60°,则PC的长是 2 .
6.本题是一道弦外容圆问题:指在勾股形(直角三角形)外与弦(斜边)相切的旁切圆.如图所示,△ABC是直角三角形,∠C=90°,CB=48步,CA=90步,AB正好与☉O相切于点D,CE,CF也与☉O相切,切点分别为点E,F,求☉O的直径.
(1)小军在解决本题时,认为线段CF的长就是☉O的半径,请你说明理由;
(2)请你帮小军计算☉O的直径.
【解析】(1)如图,连接OE,OF,
∵CE,CF是☉O的切线,
∴OE⊥CE,OF⊥CF,
∴∠OFC=∠OEC=90°.
∵∠C=90°,
∴四边形OECF是矩形.
∵OE=OF,∴四边形OECF是正方形,
∴CF=OE=OF,
∴CF的长就是☉O的半径.
(2) ∵∠C=90°,CB=48步,CA=90步,
∴AB===102步.
设☉O的半径为x步,则CE=CF=x步,
∵BF,BD是☉O的切线,
∴BD=BF=CF-CB=(x-48)步.
∵AD,AE是☉O的切线,
∴AD=AE=CE-CA=(x-90)步.
∵BD+AD=AB,
∴(x-48)+(x-90)=102,
解得x=120,
∴☉O的直径为2×120=240步.
【B层能力进阶】
7.如图,已知PA,PB是☉O的两条切线,A,B为切点,线段OP交☉O于点M.给出下列四种说法:①PA=PB;②OP⊥AB;③四边形OAPB有外接圆;④M是△ABP的内心.其中所有正确说法的个数是(D)
A.1 B.2 C.3 D.4
8.如图,以边BC为直径在正方形ABCD内部作半圆,圆心为O,过点A作半圆的切线,与半圆相切于点F,与CD相交于点E,设正方形ABCD的边长为x,EC长为y,则y与x的函数关系式为 y=x .
9.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 9 .
10.(2025·广州质检)如图,☉O的半径是3,点P是☉O外一点,且OP=5.
(1)请用直尺和圆规作出过点P的☉O的两条切线,切点分别为点A,B.(保留作图痕迹,不写画法和证明)
(2)若点C是上任意一点(点C不与点A,B重合),过点C的切线分别交PA,PB于点D,E.求△PDE的周长.
【解析】(1)由题意,作图如下:
(2)如图,连接OA,
∵PA是☉O的切线,
∴∠OAP=90°,
∴PA==4,
根据切线长定理得:AD=CD,BE=CE,PA=PB=4,
则△PDE的周长=PD+DE+PE=PD+DC+CE+PE=PD+DA+BE+PE=2PA=8.
【C层创新挑战(选做)】
11.(推理能力、运算能力、几何直观)探究问题:
(1)如图1,PM,PN,EF分别切☉O于点A,B,C,猜想△PEF的周长与切线长PA的数量关系,并证明你的结论.
(2)如果图1的条件不变,且PO=10 cm,△PEF的周长为16 cm,求☉O的半径.
(3)如图2,点E是∠MPN的边PM上的点,EF⊥PN于点F,☉O与边EF及射线PM、射线PN都相切.若EF=3,PF=4,求☉O的半径.
【解析】(1)△PEF的周长=2PA,
证明:∵PA,PB分别切☉O于A,B,
∴PB=PA,
∵EA与EC为☉O的切线,
∴EA=EC,
同理得到FC=FB,
∴C△PEF=PE+EF+PF=PE+EC+FC+PF=PE+EA+FB+PF=PA+PB=2PA;
(2)如图1所示,连接OA,OP,
∵PA是☉O的切线,
∴OA⊥PA,
∴∠PAO=90°,
∵△PEF的周长为16 cm,
∴PA=8 cm,
∴OA===6(cm),
∴☉O的半径为6 cm;
(3)当☉O在EF右侧时,如图2所示,
设☉O与射线PM、射线PN分别相切于A,B,与EF相切于C,
则AE=CE,
连接OA,OB,OC,
∵EF⊥PN,
∴∠CFB=∠OBF=∠OCF=90°,
∵OC=OB,
∴四边形OCFB是正方形,
∴CF=BF=OC.
设☉O的半径为r,
∴CF=BF=r,
∵EF=3,PF=4,∴PE=5,
∵PA=PB,∴5+AE=PF+BF,
即5+3-r=4+r,
∴r=2.
当☉O在EF左侧时,如图3所示,
PE==5,
∴(3+4+5)r=×3×4,
解得r=1.
∴☉O的半径为2或1.
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