内容正文:
分层作业
3.4 圆周角
A组|理解层级|巩固过关;B组|掌握层级|能力进阶;C组|运用层级|思维拔高
目 录
A组 巩固过关
题型01 圆周角的概念辨析
题型02 圆周角定理的应用
题型03 同弧或等弧所对的圆周角
题型04 半圆(直径)所对的圆周角是直角的应用
题型05 圆周角定理及推理在作图中的应用
题型06 90度的圆周角所对的弦是直径的应用
题型07 巧构圆形图解决问题
题型08 与圆周角有关的综合证明
B组 能力进阶
题型 圆周角·综合应用
C组 思维拔高
题型 圆周角·创新性问题
圆周角的概念辨析题型01
1.下列说法正确的是( )
A.顶点在圆周上的角叫做圆周角
B.两边都和圆相交的角叫做圆周角
C.等于圆心角一半的角叫做圆周角
D.顶点在圆上,且两边都与圆相交的角叫做圆周角
2.下列各图中的角,其中为圆周角的是( )
A. B. C. D.
3.如图,A、B、C是上的三个点,,,则的度数是( )
A.25° B.30° C.40° D.55°
4.如图,弦所对的圆周角有_______________________,劣弧所对的圆周角有_________________.
5.(1)如图1,在中,,,,若的半径为2,点在上,是线段上一动点,连接,求线段的最小值,并说明理由.
新定义:在平面直角坐标系中,已知点为定点,对点给出如下定义,在射线上,若(,且为整数),则称是点的“倍点”.
(2)如图2,点是半径为1的上一点,且,是点的“二倍点”,点为直线上一点,是否存在点,使得线段最小;若存在,请求出的最小值,并直接写出此时点的坐标;若不存在,请说明理由.
圆周角定理的应用题型02
1.(24-25九年级上·浙江余姚·期末)如图,内接于,连结,,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
2.如图,已知AB是⊙O的直径,CD是弦,若∠BCD=24°,则∠ABD=( )
A.54° B.56° C.64° D.66°
3.如图,是半圆的直径,,点,在半圆上,,,点是上的一个动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
4.一块直角三角板的30°角的顶点落在⊙O上,两边分别交⊙O于、两点,若弦,则⊙O的半径为______.
5.在中,弦所对的圆心角是上异于,的点,求的度数.
情况一:圆周角顶点在弦所对的优弧上
情况二:圆周角顶点在弦所对的劣弧上
解答过程:
解答过程:
综上所述,的度数为____________.
同弧或等弧所对的圆周角题型03
1.(25-26上·期末)如图,内接于圆,是上一点,连接.下列角中,与相等的是( )
A. B. C. D.
2.如图,⊙O是△ABC的外接圆,连接AO并延长交⊙O于点D,若∠B=55°,则∠CAD的度数为( )
A.25° B.30° C.35° D.45°
3.如图,⊙O的直径CD垂直于AB,∠AOC=48°,则∠BDC= 度.
4.(2025·江苏南京·二模)如图,是的直径,弦,点在上.若,则的度数为___________.
5.如图,⊙O是△ABC的外接圆,∠AOB=96°,∠CAB=60°,点D是的中点.求∠ABD的度数.
半圆(直径)所对的圆周角是直角的应用题型04
1.如图,是的直径,是圆上一点,连接,则的度数是( )
A. B. C. D.
2.(2025·河南安阳·模拟)如图,已知是的直径,C是上一点,连接.若,则的度数是( )
A. B. C. D.
3.如图,是的直径,点C在上.若,,则的长是________.
4.(2025·江苏南京·模拟)如图,是半圆的直径,是一条弦,是的中点,于点且交于点,交于点,若,则______.
5.(24-25九年级上·山东济宁·月考)如图,是的直径,、两点在上,若.
(1)求的度数;
(2)若,,求的半径.
圆周角定理及推理在作图中的应用题型05
1.如图,观察图中的尺规作图痕迹,若,,则______.
2.如图,在由边长都为1的小正方形组成的网格中,点A,B均为格点,C为网格线的三等分点,过点B,C的圆O与线段AB交于点D.
(Ⅰ)线段AC的长等于___;
(Ⅱ)请借助无刻度直尺在给定的网格中画出圆心O,并简要说明你是怎么画出点O.______
3.如图1、图2是4×4的正方形网格,请仅用无刻度的直尺按要求完成以下作图(保留作图痕迹).
(1)在图1中作弦AB的圆心角.
(2)在图2中作弦AB的圆周角,使圆周角的顶点在格点上.
4.(2025·江苏泰州·二模)如图,是由边长为1的小正方形组成的的网格,点A,B均在格点上,以为直径画半圆O,格点C在半圆O上.请仅用无刻度的直尺画图.(保留作图痕迹,不写作法)
(1)在图1中作的平分线,交于点D;
(2)在图2中的半圆弧上确定点E,使得平分.
5.如图,点E是正方形的边上一个动点,连接.
(1)请用无刻度的直尺和圆规在线段上作一点G、使(保留作图痕迹,不写作法);
(2)延长交于点,求证:;
(3)随着点E在边上运动,当时,直接写出线段长的最小值.
90度的圆周角所对的弦是直径的应用题型06
1.小明想用直角尺检查某些工件是否恰好是半圆形,下列几个图形是半圆形的是( )
A. B. C. D.
2.如图,点A,B,C是上的三点,且,,,则⊙O的直径为( )
A.5 B.6 C.8 D.10
3.如图,正方形中,点M,N分别为,上的动点,且,,交于点 E,点 F 为 的中点,点P为上一个动点,连接,.若,则 的最小值为( )
A. B. C.5 D.
4.如图所示,为了验证某个机械零件的截面是个半圆,某同学用三角板放在了如下位置,通过实际操作可以得出结论,该机械零件的截面是半圆,其中蕴含的数学道理是_______.
5.如图,你能用三角尺确定一张圆形纸片的圆心吗?有几种方法?与同学交流一下.
巧构圆形图解决问题题型07
1.(24-25九年级上·广西防城港·质检)船在航行过程中,通常通过测定角度来确定是否会遇到暗礁.如图,点A,B表示两个灯塔,暗礁分布在经过A,B两点的区域内,优弧上任一点C都是有触礁危险的临界点,就是“危险角”已知,要保证船D安全航行,则的度数可能是( )
A. B. C. D.
2.如图,A,B为球门边框的两端点,直线,点E在线段的垂直平分线上.当运动员带球沿着运动时,射门角的变化情况是( )
A.越来越大 B.越来越小
C.先越来越小再越来越大 D.先越来越大再越来越小
3.【问题提出】
(1)如图①,在中,为边的中点,画出关于点中心对称的图形(点的对应点记为).若,求四边形周长的最大值.
【问题解决】
(2)如图②,某景区有一段笔直的湖域,有一处喷泉(点)在这个湖域中,景区在现有资金条件下,准备修建一条长150米的直通道,在通道的尽头处安装一个张角为的高清摄像头以观察游客的活动,要求喷泉恰好在摄像头观察到湖域的边界点,的正中间,求摄像头能观察区域的最大面积.
与圆周角有关的综合证明题型08
1.(25-26九年级上·江苏宿迁·月考)如图,为的直径,是的弦,的平分线交于点D,连接,;
(1)求证:;
(2)若,求的长.
2.如图,已知⊙O中,弦AB与CD相交于点P. 求证:PA•PB=PC•PD.
3.如图,是的直径,弦于点E,点P在上,.
(1)求证:;
(2)若,求的半径.
4.已知,在中,设所对的圆周角为.求证:
证明;圆心O可能在的一边上,内部和外部(如图①、②和③).
如图①,当圆心O在的一边上时.
∵,
∴,
∵,
∴,即
请你完成图②、图③的证明.
5.(24-25九年级上·重庆·月考)如图中,,,以为一边向上作,且.
(1)如图1,若,,求的长.
(2)如图2,点与的中点重合,点是上方一点且,连接.过点作于点,交于点,在上取点使得,连接、,延长交于点.写出、、的数量关系并证明.
(3)如图3,是等边三角形,,点、分别是线段、上动点(不含端点)且,连接、交于点,将线段沿着某条直线折叠后得到线段,点恰好落在射线上,连接、.在、运动过程中,当为等腰三角形时,请直接写出的面积.
圆周角·综合应用题型
1.如图,试列举出中的一条直径、两条半径、三条弦、三段弧、三个圆周角和三个圆心角.
2.(2025·广东云浮·一模)如图,是的直径,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
3.(2026·山西晋中·二模)如图,内接于,连接,,若,,则的度数为( )
A. B. C. D.
4.如图,是的外接圆,若,则的值为( )
A. B. C. D.
5.(2026·甘肃武威·模拟)如图,是的直径,点是上位于异侧的两点,连接.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
6.在中,,则外接圆的半径是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
7.(2025·江苏盐城·一模)如图,是正方形的外接圆,若,则的半径是( )
A. B.2 C. D.
8.如图,中,弦,,,则直径的长是( ).
A. B. C. D.
圆周角·创新性问题题型
1.如图,已知点,点B、C分别是直线,上的动点,以为直径作,则周长的最小值为__________.
2.(25-26九年级上·学情自测)如图,在平面直角坐标系中,点,则∠ABC的大小为____;若坐标轴上存在点FF与C不重合),使得,则点F的坐标为_____.
3.如图,在边长为的等边三角形中,点是三角形内的一点,连接、、,且满足,点为内部的一个动点,连接、、,则的最小值是______.
4.【问题初探】
(1)如图1,动点A在半径为2的上,若,求的最小值.
由于和都是定长,当点A、B,O形成三角形时,霖霖想到了“三角形两边之差小于第三边”,由此可知当点A在上时对应的就是B最小的情形请按照霖霖的思路完成求最小值的解题过程.
【类比分析】
(2)如图2,点E和F分别是边长为4的正方形边和上的两个动点,且,连接和交于点G,连接,求的最小值.
霖霖尝试着绘制了点E在不同位置的几张图,目测始终都是直角,于是联想到了“圆周角所对的弦是直径”,也就是说“点G是正方形内以为直径的圆弧上的点”,进而本题可以类比图1获解,清按照霖霖的思路完成求最小值的解题过程.
【学以致用】
(3)如图3,是两块等腰直角三角板,.当点D和E同时在边和上滑动时,点F也随之移动,若连接,则的最大值是____________.
5.【问题背景】已知是半圆O的直径,且,C是上的一动点.
【构建联系】(1)如图1,连接,求图中阴影部分面积之和的最小值S.
【深入探究】(2)如图2,将沿折叠,折叠后的弧与直径交于点D(点D不与点A,B重合),连接.
①若,求的度数;
②设,请求出y关于x的函数表达式及自变量x的取值范围.
6.(2025·江苏宿迁·模拟)如图,G是正方形边上一动点,于点F,于点E, ,.
(1)若,则 ;
(2)当时,求的度数;
(3)已知:
①若,求的长度;
②当点G从点B运动到点C,请直接写出线段扫过的面积.
7.(24-25九年级上·湖南长沙·期中)已知是的外接圆,点是的中点.
(1)如图1,连接交于点,过点作的垂线交延长线于点.设,,请用含的代数式表示;
(2)如图2,过点作,交弦的延长线于点.
①求证:;
②若的半径为4,,求的值;
(3)如图3,若是半圆,点是上的动点,且点,分别位于的两侧,作关于的轴对称图形,连接,试探究,,三者之间满足的数量关系,并证明所得到的结论.
8.如图1, 是等边三角形,点 D,点 E分别是,上的动点,且满足 ,连接,交于点H,以为直径作交于点F.
(1)求证:.
(2)如图 2,连接,
①若 求直径的长.
②若,当 时,用含λ的代数式表示a.
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分层作业
3.4 圆周角
A组|理解层级|巩固过关;B组|掌握层级|能力进阶;C组|运用层级|思维拔高
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A组 巩固过关
题型01 圆周角的概念辨析
题型02 圆周角定理的应用
题型03 同弧或等弧所对的圆周角
题型04 半圆(直径)所对的圆周角是直角的应用
题型05 圆周角定理及推理在作图中的应用
题型06 90度的圆周角所对的弦是直径的应用
题型07 巧构圆形图解决问题
题型08 与圆周角有关的综合证明
B组 能力进阶
题型 圆周角·综合应用
C组 思维拔高
题型 圆周角·创新性问题
圆周角的概念辨析题型01
1.下列说法正确的是( )
A.顶点在圆周上的角叫做圆周角
B.两边都和圆相交的角叫做圆周角
C.等于圆心角一半的角叫做圆周角
D.顶点在圆上,且两边都与圆相交的角叫做圆周角
【答案】D
【分析】本题考查圆周角定义,熟记圆周角定义是解决问题的关键.
根据圆周角定义:顶点在圆周上,且角两边与圆周相交的角叫做圆周角,逐项验证即可得到答案.
【详解】解:A、顶点在圆周上,且角两边与圆周相交的角叫做圆周角,选项原说法错误,不符合题意;
B、顶点在圆周上,且角两边与圆周相交的角叫做圆周角,选项原说法错误,不符合题意;
C、顶点在圆周上,且角两边与圆周相交的角叫做圆周角,选项原说法错误,不符合题意;
D、顶点在圆周上,且角两边与圆周相交的角叫做圆周角,选项原说法正确,符合题意;
故选:D.
2.下列各图中的角,其中为圆周角的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据圆周角的定义,可以判断哪个选项是正确的.
【详解】解:∵顶点在圆上,角的两条边都与圆相交的角叫做圆周角,
∴选项A、C、D中的角不是圆周角,选项B中的角是圆周角.
3.如图,A、B、C是上的三个点,,,则的度数是( )
A.25° B.30° C.40° D.55°
【答案】B
【分析】首先根据∠B的度数求得∠BOC的度数,然后求得∠AOC的度数,从而求得等腰三角形的底角即可.
【详解】∵OB=OC,∠B=55°,
∴∠B=∠OCB,
∴∠BOC=180°-2∠B=70°,
∵∠AOB=50°,
∴∠AOC=∠AOB+∠BOC=70°+50°=120°,
∵OA=OC,
∴∠A=∠OCA==30°,
故选:B.
【点睛】考查了圆周角定理及等腰三角形的性质,解题的关键是求得∠AOC的度数,难度不大.
4.如图,弦所对的圆周角有_______________________,劣弧所对的圆周角有_________________.
【答案】 ,, ,
【分析】本题考查了圆周角的概念,掌握圆周角的概念是解题的关键.
根据圆周角的概念直接得到答案.
【详解】解:弦所对的上的圆周角为,所对的上的圆周角为,,则弦所对的圆周角有,,;
劣弧所对的圆周角有,;
故答案为:,,;,.
5.(1)如图1,在中,,,,若的半径为2,点在上,是线段上一动点,连接,求线段的最小值,并说明理由.
新定义:在平面直角坐标系中,已知点为定点,对点给出如下定义,在射线上,若(,且为整数),则称是点的“倍点”.
(2)如图2,点是半径为1的上一点,且,是点的“二倍点”,点为直线上一点,是否存在点,使得线段最小;若存在,请求出的最小值,并直接写出此时点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)线段的最小值为;(2)存在,的最小值为,此时点坐标为
【分析】(1)过点作交于点,此时的长有最小值,求出的长即可;
(2)延长至使,连接,点在以为圆心,2为半径的圆上,可求,过作垂直直线交于点,交圆于点,当、、三点共线时,的值最小,延长交轴于点,交轴于点,求出,即为的最小值;求出,,即可求.
【详解】解:(1)过点作交于点,此时的长有最小值,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
线段的最小值为;
(2)存在,理由如下:
是点的“二倍点”,
,
延长至使,连接,
,
,
,
点在以原点为圆心,1为半径的圆上,
点在以为圆心,2为半径的圆上,
,
,
直线与轴的夹角为,
,
过作垂直直线交于点,交圆于点,
,
当、、三点共线时,的值最小,
延长交轴于点,交轴于点,
,
,
,
,
,
,
,
,,
,
,
的最小值为,
,
,
,
,
,
,
,
,
,,
的最小值为,此时点坐标为.
【点睛】本题考查一次函数的图象及性质,解直角三角形,等腰三角形的性质,圆的相关性质,勾股定理,熟练掌握一次函数的图象及性质,根据题意能够确定点的轨迹是解题的关键.
圆周角定理的应用题型02
1.(24-25九年级上·浙江余姚·期末)如图,内接于,连结,,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】 本题主要考查了圆周角定理,掌握圆周角定理是解题的关键.根据圆周角定理解答即可.
【详解】解:由圆周角定理得:,
∵,
∴,
故选:D.
2.如图,已知AB是⊙O的直径,CD是弦,若∠BCD=24°,则∠ABD=( )
A.54° B.56° C.64° D.66°
【答案】D
【分析】根据圆周角定理得到∠ADB=90°,∠A=∠BCD=24°,然后利用互余计算∠ABD的度数.
【详解】解:∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∵∠A=∠BCD=24°,
∴∠ABD=90°-∠A=90°-24°=66°.
故选:D.
【点睛】本题考查了圆周角定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半.半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90°的圆周角所对的弦是直径.
3.如图,是半圆的直径,,点,在半圆上,,,点是上的一个动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】连接AD与OC相交于点P,连接BD,OD,则由垂直平分线的性质,得到AP=BP,则的最小值为AD的长度,由圆周角定理得到∠BOD=60°,即可求出的长度.
【详解】解:连接AD与OC相交于点P,连接BD,OD,如图:
∵,点O是AB的中点,
∴OC垂直平分AB,
∴AP=BP,
∴的最小值为AD的长度;
∵AB为直径,则∠ADB=90°,
∵∠BOC=90°,,
∴∠BOD=60°,
∴△OBD是等边三角形,
∴BD=OB=,
∴;
∴的最小值为;
故选:A.
【点睛】本题考查了圆周角定理,垂直平分线的性质定理,等边三角形的判定和性质,以及勾股定理,解题的关键是熟练掌握所学的知识,正确求出BD的长度.
4.一块直角三角板的30°角的顶点落在⊙O上,两边分别交⊙O于、两点,若弦,则⊙O的半径为______.
【答案】2
【分析】连接、,由题意易得,则有是等边三角形,然后问题可求解.
【详解】解:连接OB、OC,如图所示:
∵,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
∵,
∴,即的半径为1;
故答案为1.
【点睛】本题主要考查圆周角定理,熟练掌握圆周角定理是解题的关键.
5.在中,弦所对的圆心角是上异于,的点,求的度数.
情况一:圆周角顶点在弦所对的优弧上
情况二:圆周角顶点在弦所对的劣弧上
解答过程:
解答过程:
综上所述,的度数为____________.
【答案】
解:情况一解答过程:
情况二解答过程:如图,在弦所对的优弧上取一点,连接,
则,
,
综上所述:或.
【分析】本题考查了圆周角定理和圆内接四边形对角互补,解题关键是利用圆的知识分类讨论.
情况一直接运用圆周角定理即可得到答案,情况二需要用圆的内接四边形对角互补来求解.
【详解】略
同弧或等弧所对的圆周角题型03
1.(25-26上·期末)如图,内接于圆,是上一点,连接.下列角中,与相等的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】此题考查了圆周角定理.根据同弧所对的圆周角相等即可得到答案.
【详解】解:∵与都是所对的圆周角,
∴,
故选:A
2.如图,⊙O是△ABC的外接圆,连接AO并延长交⊙O于点D,若∠B=55°,则∠CAD的度数为( )
A.25° B.30° C.35° D.45°
【答案】C
【分析】连接CD,根据圆周角定理得到∠ACD=90°,∠D=∠B=55°,再利用互余得出∠CAD的度数.
【详解】如图所示:连接CD,
∵AD为直径,
∴∠ACD=90°,
∵∠D=∠B=55°,
∴∠CAD=90°-∠D=90°-55°=35°.
故选:C.
【点睛】考查了圆周角定理的推论,直径所对的圆周角为直角,同弧所对的圆周角相等.掌握这些性质是及作出合适的辅助线是解题的关键.
3.如图,⊙O的直径CD垂直于AB,∠AOC=48°,则∠BDC= 度.
【答案】24
【详解】解:连接OB,
∵⊙O的直径CD垂直于AB,
∴
∴∠BOC=∠AOC=48°,
∴∠BDC=∠AOC=×48°=24°
4.(2025·江苏南京·二模)如图,是的直径,弦,点在上.若,则的度数为___________.
【答案】
【分析】本题考查了垂径定理,圆周角定理,解题的关键是掌握相关知识.连接,,,根据圆周角定理可得:,,推出,结合,可求出,进而得到,最后根据垂径定理即可求解.
【详解】解:连接,,,
,
,
是的直径,
,
,
,
,
,
是的直径,弦,
,
,
,
即的度数为,
故答案为:.
5.如图,⊙O是△ABC的外接圆,∠AOB=96°,∠CAB=60°,点D是的中点.求∠ABD的度数.
【答案】∠ABD=102°.
【分析】根据∠CAB=60°,可得,再由点D是的中点可得,由圆周角定理可知∠CBD=30°,由此即可求出∠ABD的度数.
【详解】解:∠AOB=96°,
∴∠ACB=48°,
∵∠CAB=60°,
∴∠ABC=180°-∠ACB-∠CAB=72°,,
又∵点D是的中点,
∴,
∴∠CBD=30°,
∴∠ABD=∠ABC+∠CBD=102°.
【点睛】本题主要考查了圆周角定理,找准同弧所对圆周角和圆心角是解题关键.
半圆(直径)所对的圆周角是直角的应用题型04
1.如图,是的直径,是圆上一点,连接,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了圆周角,根据直径所对的圆周角为即可作答.
【详解】是的直径
故选:D.
2.(2025·河南安阳·模拟)如图,已知是的直径,C是上一点,连接.若,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了圆周角定理,掌握直径所对的圆周角是直角是解题的关键.根据圆周角定理可得出,再根据等腰三角形性质和直角三角形的性质求解即可.
【详解】解:是的直径,
,
,
,,
∴
,
故选:A.
3.如图,是的直径,点C在上.若,,则的长是________.
【答案】5
【分析】本题考查圆周角定理,直角三角形的性质,熟练掌握直径所对的圆周角是直角和含30度的直角三角形的性质是解题的关键.
先根据是的直径,得到.再根据30度角所对的直角边等于斜边的一半,求解即可.
【详解】解:因为是的直径,
所以.
因为,,
所以.
故答案为:5.
4.(2025·江苏南京·模拟)如图,是半圆的直径,是一条弦,是的中点,于点且交于点,交于点,若,则______.
【答案】
【分析】本题考查的是圆的有关性质、勾股定理、锐角三角函数等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,学会利用参数解决问题,属于中考常考题型.由是直径,推出,设,,则,,,再求出、即可解决问题.
【详解】解:连接,.
是半圆的直径,
,又,
,
是的中点,
,
,
;
,,,
,
又,
,
,
,
,设,,则,,,
在中,,
是直径,
,
,
,
,
在中,,
,
故答案为:.
5.(24-25九年级上·山东济宁·月考)如图,是的直径,、两点在上,若.
(1)求的度数;
(2)若,,求的半径.
【答案】(1)
(2)5
【分析】本题考查了圆周角定理、直角三角形的性质、等边三角形的判定,熟练掌握相关知识点是解题的关键.
(1)由是的直径,得到,由,再利用直角三角形的性质即可求出的度数;
(2)连接,根据圆周角定理得到,结合,推出是等边三角形,即可求解.
【详解】(1)解:∵是的直径,
∴,
∵,
∴;
(2)解:如图,连接,
∵,
∴,
又∵,
∴是等边三角形,
∴,
∴的半径为5.
圆周角定理及推理在作图中的应用题型05
1.如图,观察图中的尺规作图痕迹,若,,则______.
【答案】3
【分析】由作图知,BF是线段DE的垂直平分线,再证明CB=BD,即可求解.
【详解】解:由作图知,BF是线段DE的垂直平分线,BF交DE于G,
∴EG=GD,
∵∠CED=90°,
∴BG∥CE,
∴CB=BD,
∴BE=CD=3,
故答案为:3.
【点睛】本题考查了作图-基本作图,直角三角形斜边上中线的性质,正确的识别图形是解题的关键.
2.如图,在由边长都为1的小正方形组成的网格中,点A,B均为格点,C为网格线的三等分点,过点B,C的圆O与线段AB交于点D.
(Ⅰ)线段AC的长等于___;
(Ⅱ)请借助无刻度直尺在给定的网格中画出圆心O,并简要说明你是怎么画出点O.______
【答案】(Ⅰ);
(Ⅱ)如图所示,过点C作CE⊥GC,交AB延长线于E,交圆O于F,连接GF
∵GC⊥CF
∴∠FCG=90°
∴FG即为圆的一条直径(直径所对的圆周角为90°)
同理连接TP交FG于O即为所求.
【分析】(Ⅰ)过点C作CE⊥AB,交AB延长线于E,然后根据题意分别求出CE、AE的长度,再根据勾股定理计算AC的长度即可;
(Ⅱ)根据直径所对的圆周角为90°,在圆上画出两个直角三角形,两个直角三角形斜边的交点即为所求.
【详解】解:(Ⅰ)如图所示,过点C作CE⊥AB,交AB延长线于E
∵图中方格都是由边长为1的小正方形组成的
∴四边形BECR为矩形
∴EC=BR=3,BE=CR
∵C为网格线的三等分点
∴
∴
在中:
(Ⅱ)略
【点睛】本题主要考查了直径所对的圆周角为90°和勾股定理,解题的关键在于能够熟练掌握相关知识点进行求解.
3.如图1、图2是4×4的正方形网格,请仅用无刻度的直尺按要求完成以下作图(保留作图痕迹).
(1)在图1中作弦AB的圆心角.
(2)在图2中作弦AB的圆周角,使圆周角的顶点在格点上.
【答案】(1)
如图,即为所求,
(2)
如图,即为所求,
【分析】此题考查了圆心角和圆周角,熟练掌握圆心角和圆周角的定义并准确作图是关键.
(1)连接即可;
(2)根据圆周角的定义和圆周角的顶点在格点上进行作图即可.
【详解】(1)略
(2)略
4.(2025·江苏泰州·二模)如图,是由边长为1的小正方形组成的的网格,点A,B均在格点上,以为直径画半圆O,格点C在半圆O上.请仅用无刻度的直尺画图.(保留作图痕迹,不写作法)
(1)在图1中作的平分线,交于点D;
(2)在图2中的半圆弧上确定点E,使得平分.
【答案】(1)
点D即为所求;
(2)
点E即为所求;
【分析】本题主要考查了圆周角定理,解直角三角形,勾股定理,平行线的性质与判定,等边对等角,熟知相关知识是解题的关键.
(1)取格点G,连接并延长交于F,连接交于D,点D即为所求;
(2)取格点H,连接并延长交于E,则点E即为所求.
【详解】(1)解:如图所示,取格点G,连接并延长交于F,连接交于D,
由网格的特点可证明,则,
由等边对等角可得 ,则;
(2)解:如图所示,取格点H,连接并延长交于E,
可证明,则,
再由可得.
5.如图,点E是正方形的边上一个动点,连接.
(1)请用无刻度的直尺和圆规在线段上作一点G、使(保留作图痕迹,不写作法);
(2)延长交于点,求证:;
(3)随着点E在边上运动,当时,直接写出线段长的最小值.
【答案】(1)
作图如图1所示.
(2)
证明:延长交于点,如图2,
四边形是正方形,
,,
,
,
,
,
在和中,
,
,
.
(3)
【分析】(1)以点为圆心,作弧交于两点,再分别以这两交点为圆心,大于两交点一半为半径画弧,取两弧的交点,与点连接,所得线段与的交点即为所求的点;
(2)根据正方形的性质,得,,由(1)得,再根据同角的余角相等,得,然后根据全等三角形判定(角边角),得,即可证得结论;
(3)以中点为圆心,为直径画圆,根据“的圆周角所对的弦是直径”,可得点始终在上,即可得点到圆的最短距离为长的最小值,即当点与点和点在同一直线上,并在之间时,的值最小,利用勾股定理求出的值,再根据,即可得出答案.
【详解】(1)略
(2)略
(3)解:如图3,以中点为圆心,为直径画圆,
,
点始终在上,
如图,当点与点和点在同一直线上,并在之间时,的值最小,
四边形是正方形,,
,
,
,
,
长的最小值为.
【点睛】本题考查了尺规作垂线,正方形的性质,全等三角形的判定与性质,圆周角定理推论,点和圆的位置关系,解题关键是掌握尺规作图的方法,利用全等三角形找到对应边的关系,找到动点的运行轨迹是在同一个圆上.
90度的圆周角所对的弦是直径的应用题型06
1.小明想用直角尺检查某些工件是否恰好是半圆形,下列几个图形是半圆形的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据90°的圆周角所对的弦是直径逐一进行判断即可.
【详解】A、不是圆周角,故本选项不能判断;
B、根据90°的圆周角所对的弦是直径,本选项符合;
C、不是圆周角,故本选项不能判断;
D、不是圆周角,故本选项不能判断,
故选B.
【点睛】本题考查了圆周角定理的推论, 90°的圆周角所对的弦是直径,所对的弧是半圆,也是检验半圆的方法,熟练掌握是解题的关键.
2.如图,点A,B,C是上的三点,且,,,则⊙O的直径为( )
A.5 B.6 C.8 D.10
【答案】A
【分析】根据的圆周角对的弦是直径,可得是直径,然后由勾股定理求得答案.
【详解】解:∵,
∴是直径,
∵,,
∴,
即的直径为5.
故选:A.
【点睛】此题考查了圆周角定理的推论以及勾股定理.判断出是直径是解此题的关键.
3.如图,正方形中,点M,N分别为,上的动点,且,,交于点 E,点 F 为 的中点,点P为上一个动点,连接,.若,则 的最小值为( )
A. B. C.5 D.
【答案】B
【分析】先根据得,进而可得,由此可得E点的运动轨迹在是以为直径的圆上.延长至使,得与F关于直线对称.连接交于P点,交圆O于E点,则,此时的值最小,根据勾股定理求出的长,即可得的最小值.
【详解】
∵是正方形,
,,
又,
,
,
又,
,
,
∴E点在以为直径的圆上运动.
设的中点为O,则 ,
延长至使,
则与F关于直线对称,
连接交于P点,交圆O于E点,
则,,
此时P、E、F三点共线,因此的值最小.
在中,,,
,
,
∴的最小值为,
故选:B.
【点睛】本题是一道动点问题和最值问题的综合性题目,考查了正方形的性质、全等三角形的判定和性质、直径所对圆周角等于90度、轴对称的性质.找出E点的运动轨迹是解题的关键.
4.如图所示,为了验证某个机械零件的截面是个半圆,某同学用三角板放在了如下位置,通过实际操作可以得出结论,该机械零件的截面是半圆,其中蕴含的数学道理是_______.
【答案】的圆周角所对的弦是直径
【分析】本题考查圆周角定理,掌握“的圆周角所对的弦是直径”是正确解答的关键.
根据圆周角定理进行判断即可.
【详解】解:根据“的圆周角所对的弦是直径”即可得出答案,
故答案为:的圆周角所对的弦是直径.
5.如图,你能用三角尺确定一张圆形纸片的圆心吗?有几种方法?与同学交流一下.
【答案】
解:能
方法一:∵90度的圆周角所对的弦是直径,
∴把三角尺的直角顶点放在圆上,斜边就是直径所在的直线,
∴分别画两次直径,由此即可确定圆心;
如图所示,点O即为所求:
方法二:作圆的两条不平行的弦,然后作两条弦的垂直平分线,其交点即为圆心.
如图所示,点O即为所求:
【分析】根据90度的圆周角所对的弦是直径和垂径定理进行解答即可.
【详解】略
【点睛】本题主要考查了垂径定理和90度的圆周角所对的弦是直径,解题的关键在于能够熟练掌握圆的相关知识进行求解.
巧构圆形图解决问题题型07
1.(24-25九年级上·广西防城港·质检)船在航行过程中,通常通过测定角度来确定是否会遇到暗礁.如图,点A,B表示两个灯塔,暗礁分布在经过A,B两点的区域内,优弧上任一点C都是有触礁危险的临界点,就是“危险角”已知,要保证船D安全航行,则的度数可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了圆周角定理,根据圆周角定理先求出的度数,假设D点在优弧上时,,点需要在优弧外才能保证安全,因此需要满足小于时,船D才能安全通行即可得出结果.
【详解】解:为圆心,,
,
假设D点在优弧上时,,
点为触礁临界点,为危险角,
点需要在优弧外才能保证安全,
因此需要满足小于时,船D才能安全通行,选项D,满足题意,
故选:D.
2.如图,A,B为球门边框的两端点,直线,点E在线段的垂直平分线上.当运动员带球沿着运动时,射门角的变化情况是( )
A.越来越大 B.越来越小
C.先越来越小再越来越大 D.先越来越大再越来越小
【答案】D
【分析】通过分析点在直线上运动时,射门角(圆周角)的变化情况,结合过、两点的圆与直线的位置关系来判断.
【详解】解:要判断射门角的变化情况,需利用圆周角与圆的位置关系分析:
作过、两点且与直线相切的圆,切点附近的点形成的圆周角最大.
当运动员从向运动时,逐渐靠近该切点,此时射门角越来越大;
当从向运动时,逐渐远离该切点,此时射门角越来越小.
A、未考虑后半段的变化,不符合题意;
B、与前半段变化不符,不符合题意;
C、与实际变化趋势相反,不符合题意;
D、符合上述分析,符合题意.
故选:D.
【点睛】本题考查了圆的圆周角性质,解题关键是利用过定点的圆与直线的相切关系,分析圆周角(射门角)的变化趋势.
3.【问题提出】
(1)如图①,在中,为边的中点,画出关于点中心对称的图形(点的对应点记为).若,求四边形周长的最大值.
【问题解决】
(2)如图②,某景区有一段笔直的湖域,有一处喷泉(点)在这个湖域中,景区在现有资金条件下,准备修建一条长150米的直通道,在通道的尽头处安装一个张角为的高清摄像头以观察游客的活动,要求喷泉恰好在摄像头观察到湖域的边界点,的正中间,求摄像头能观察区域的最大面积.
【答案】(1);(2)平方米
【分析】(1)延长到点,使,连接,如图所示,由等边三角形的判定与性质得到,由圆周角定理及其推论,在中,结合含直角三角形性质及勾股定理得到,最后由中心对称性质得到答案;
(2)延长到点,使米,连接,如图所示,得到四边形是平行四边形,进而得到,分析当点A与点重合时,的面积最大,得到,再由三角形面积公式代值求解即可得到答案.
【详解】解:(1)延长到点,使,连接,如图所示:
,
,
为等边三角形,
.
设三点共,连接并延长,交于点,连接,,
.
是的直径,
.
在中,,,则,由勾股定理可得,
.
由中心对称的性质得,
∴四边形ABCD周长的最大值为;
(2)延长到点,使米,连接,如图所示:
则四边形是平行四边形,
.
,
,
设三点共连接.
米,,
米.
连接,则,延长交于点,连接,当点A与点重合时,的面积最大,此时米,
的最大面积为平方米,
摄像头能观察区域的最大面积为平方米.
【点睛】本题考查四边形综合,涉及等边三角形的判定与性质、圆周角定理及其推论、含的直角三角形性质、勾股定理、中心对称性质、平行四边形判定与性质、三角形的面积公式、动点最值问题等知识,熟练掌握相关几何性质及动点最值问题的解法是解决问题的关键.
与圆周角有关的综合证明题型08
1.(25-26九年级上·江苏宿迁·月考)如图,为的直径,是的弦,的平分线交于点D,连接,;
(1)求证:;
(2)若,求的长.
【答案】(1)
证明:在中,
∵是的平分线,
∴,
∴;
(2)的长分别为8,
【分析】本题考查角平分线的定义,圆周角定理的推论,勾股定理等,综合应用这些知识点是解题关键.
(1)根据角平分线的定义确定,根据圆周角定理及与弦之间的关系即可证明;
(2)根据题意得出,再由勾股定理求解即可.
【详解】(1)略
(2)∵是的直径,
∴,
在中,由勾股定理得:,
在中,,
答:的长分别为8,.
2.如图,已知⊙O中,弦AB与CD相交于点P. 求证:PA•PB=PC•PD.
【答案】
解:连接AC、BD.
∵∠A=∠D,∠C=∠B,
∴△ACP∽△DBP,
∴,
∴PA•PB=PC•PD.
【分析】连接AC、DB,根据同弧所对的圆周角相等,证出△ACP∽△DBP,然后根据相似三角形的性质得出结论.
【详解】略
【点睛】本题是通过相似三角形的性质来证明相交弦定理,关键是根据圆周角定理求出相等的角.
3.如图,是的直径,弦于点E,点P在上,.
(1)求证:;
(2)若,求的半径.
【答案】(1)
证明:∵,,
∴,
∴;
(2)9
【分析】本题主要考查了勾股定理,同弧所对的圆周角相等,平行线的判定:
(1)根据同圆中,同弧所对的圆周角相等可得,再由条件可得,然后可得;
(2)设,则,利用勾股定理建立方程,解方程即可得到答案.
【详解】(1)略
(2)解:如图所示,连接,
设,则,
在中:由勾股定理得,
在中:由勾股定理得,
∴,
解得
∴的半径为9.
4.已知,在中,设所对的圆周角为.求证:
证明;圆心O可能在的一边上,内部和外部(如图①、②和③).
如图①,当圆心O在的一边上时.
∵,
∴,
∵,
∴,即
请你完成图②、图③的证明.
【答案】
图②证明:如图②所示,连接并延长交圆O于D,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,即;
图③证明:如图③所示,延长交圆O于E,
∴,
由图①的证明可知,
∴.
【分析】图②证明:如图②所示,连接并延长交圆O于D,根据,得到,利用三角形外角的性质得到,由此证明即可;
图③证明:如图③所示,延长交圆O于E,由同弧所对的圆周角相等得到,再由图①的证明等量代换即可证明图③.
【详解】解:略.
【点睛】本题主要考查了圆的基本性质,等腰三角形的性质,三角形外角的性质,圆周角定理,同弧所对的圆周角相等等等,熟知相关知识是解题的关键.
5.(24-25九年级上·重庆·月考)如图中,,,以为一边向上作,且.
(1)如图1,若,,求的长.
(2)如图2,点与的中点重合,点是上方一点且,连接.过点作于点,交于点,在上取点使得,连接、,延长交于点.写出、、的数量关系并证明.
(3)如图3,是等边三角形,,点、分别是线段、上动点(不含端点)且,连接、交于点,将线段沿着某条直线折叠后得到线段,点恰好落在射线上,连接、.在、运动过程中,当为等腰三角形时,请直接写出的面积.
【答案】(1)
(2),证明见解
(3)的面积为或
【分析】(1)作,由题意可推出;设,则,;根据即可求解;
(2)延长交于点,依题意得出四点共圆,得出是等边三角形,证明,得出,进而根据即,得出,即,即可得出结论;
(3)依题意点在以为直径的圆上运动,半径为,根据是等边三角形,画出图形,得出在以为直径的圆上,证明,即可求解.
【详解】(1)解:作,如图所示:
∵,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
设,则,
∴,
∴,
解得:,
∴
(2),证明如下,
如图所示,延长交于点,
∵,,
,
∵,,
∴四点共圆,
∴,
设,
∵,
∴,
∴
∵,,
∴,则
∵,
∴,
∴
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴
∴,
又∵
∴
又∵
∴是等边三角形,
∴,
在中,
∴
∴,
在中,,
,
又∵
∴
在中,
∴
∴,
又∵
∴
在中,
∴,即,
∵是等边三角形,
∴,即,
∴,即
∴,
(3)解:∵中,,,,
∴,,,
∵,
∴,
∴点在以为直径的圆上运动,半径为,
∵是等边三角形,
∴,,则,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵是等腰三角形,
当时,
∵将线段沿着某条直线折叠后得到线段,
∴,则,
∴点为的中点,
∴,
∴
∵
∴是等边三角形, 则在以为直径的圆上
同理可得是等边三角形,则
∴,
∴
∴,
又∵是直径,
∴
∴
∴
当时,如图所示,此时在的垂直平分线上,连接并延长交的垂直平分线于点,连接交于点,则即为的中点,
同上可得,则是等边三角形,
∴
∴,
∴
∴
∴
综上所述,的面积为或.
【点睛】本题考查了等边三角形的性质与判定,同弧所对的圆周角相等,直角所对的弦是直径,全等三角形的性质与判定,解直角三角形,等边三角形的性质与判定,熟练掌握全等三角形的性质与判定是解题的关键.
圆周角·综合应用题型
1.如图,试列举出中的一条直径、两条半径、三条弦、三段弧、三个圆周角和三个圆心角.
【答案】直径:;半径:,;弦:,,;弧:,,;圆周角:,,;圆心角:,,(答案不唯一)
【详解】解:直径:;
半径:,,,,;
弦:,,,,;
弧:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;
圆周角:,,,,;
圆心角:,,,,,,,,,.
2.(2025·广东云浮·一模)如图,是的直径,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查圆周角定理,圆心角、弧、弦的关系,根据圆周角定理计算即可.掌握圆周角定理是解题的关键.
【详解】解:,
,
.
故选:A.
3.(2026·山西晋中·二模)如图,内接于,连接,,若,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据三角形内角和定理可以求出,根据圆周角定理可以求出.
【详解】解:在中,,
,,
,
,
,
.
4.如图,是的外接圆,若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用同弧所对的圆心角与圆周角的关系结合等腰三角形求内角即可.
【详解】如图所示,连接,
易知,
又是等腰三角形,所以.
5.(2026·甘肃武威·模拟)如图,是的直径,点是上位于异侧的两点,连接.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】连接,首先由直径求出,然后求出,最后利用同弧所对的圆周角相等求解即可.
【详解】解:如图,连接,
∵是的直径,
∴,
∵,
∴,
∴.
6.在中,,则外接圆的半径是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】A
【分析】直径所对的圆周角为,又知,所以所对的边为圆的直径.再用勾股定理求出所需的边长即可.
【详解】解:,,,
,
,
是外接圆的直径,
外接圆半径.
7.(2025·江苏盐城·一模)如图,是正方形的外接圆,若,则的半径是( )
A. B.2 C. D.
【答案】A
【分析】本题主要考查了正方形的性质,勾股定理,90度的圆周角所对的弦是直径,先根据正方形的性质和勾股定理求出的长,再由90度的圆周角所对的弦是直径得到是的直径,据此可得答案.
【详解】解:如图所示,连接,
∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∵,
∴是的直径,
∴的半径为,
故选:A.
8.如图,中,弦,,,则直径的长是( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】连接,由可知为直径,利用勾股定理求解即可.
【详解】解:连接,如图:
∵,
∴,
∴为直径,
由勾股定理可得:,
故选:A
【点睛】此题考查了圆的有关性质,勾股定理,解题的关键是熟练掌握圆的相关知识.
圆周角·创新性问题题型
1.如图,已知点,点B、C分别是直线,上的动点,以为直径作,则周长的最小值为__________.
【答案】##
【分析】由题意得点的运动轨迹是直线,作点关于这条直线的对称点,连接与直线的交点即是的周长最小值时的点,求出,再根据两点之间的距离公式即可求出此时,进而求解即可.
【详解】解:,
,
的周长为,
当取得最小值时,的周长最小.
为的直径,
,
点是直线上的动点,点是上的动点,
点的运动轨迹为.
过点作直线的对称点,可知点在直线上,
连接,交直线于点,连接,如图.
此时的最小值即为.
直线与直线相互平行,且,
,
点的坐标为
∴
∴周长的最小值为.
故答案为:.
【点睛】本题考查一次函数的图象与性质、圆的性质、对称性,能够找到使最小时点的位置是解答本题的关键.
2.(25-26九年级上·学情自测)如图,在平面直角坐标系中,点,则∠ABC的大小为____;若坐标轴上存在点FF与C不重合),使得,则点F的坐标为_____.
【答案】 90 或或
【分析】由勾股定理及其逆定理可得;先说明点A、B、C、F四点共圆,然后分三种情况求解即可.
【详解】解:由题可得,,,
∴,,
∴,
∴为直角三角形,;
∵,
∴点A、B、C、F四点共圆,
如图:作的外接圆,
,
为直径,此时,
设的中点为K,则,
∵
∴,即,
当点F在x轴上时,设, 则,解得或(与点B重合,舍去),
;
当点F在y轴上时,设, 则, 解得或(与点C重合,舍去),
;
当F不在圆上时,在点B右侧也有一点F满足题意,即,此时为等腰三角形,
.
综上,点F坐标为或或.
【点睛】正确画出图形并运用分类讨论思想是解题的关键.
3.如图,在边长为的等边三角形中,点是三角形内的一点,连接、、,且满足,点为内部的一个动点,连接、、,则的最小值是______.
【答案】
【分析】本题考查三角形,圆的知识,解题的关键是旋转,
将绕点C逆时针旋转得到,连接,为等边三角形,
有,从而,当点D、E、共线时取得最小值;由易得,则点D在以线段为弦,圆心为点O的圆弧上运动,则,当且仅当三点共线时取等号;连接,过O作于点M,在中,由勾股定理得求得,即可求得结果.
【详解】解:将绕点C逆时针旋转得到,连接,
∴,
∴;
∵,
∴为等边三角形,
∴,
∴,
当且仅当点D、E、共线时取等号,
∵是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
在中,,
∴,
∴点D在以线段为弦,圆心为点O的圆弧上运动,
∴,当且仅当三点共线时取等号,
∵,
∴;
如图,连接,过O作于点M,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
在中,由勾股定理得:,
此时,
即的最小值为.
故答案为:.
【点睛】本题考查了旋转的性质,等边三角形的判定与性质,勾股定理,含30度直角三角形的性质,一点到圆上点距离的最值等知识,利用旋转变换、构造辅助圆是解题的关键.
4.【问题初探】
(1)如图1,动点A在半径为2的上,若,求的最小值.
由于和都是定长,当点A、B,O形成三角形时,霖霖想到了“三角形两边之差小于第三边”,由此可知当点A在上时对应的就是B最小的情形请按照霖霖的思路完成求最小值的解题过程.
【类比分析】
(2)如图2,点E和F分别是边长为4的正方形边和上的两个动点,且,连接和交于点G,连接,求的最小值.
霖霖尝试着绘制了点E在不同位置的几张图,目测始终都是直角,于是联想到了“圆周角所对的弦是直径”,也就是说“点G是正方形内以为直径的圆弧上的点”,进而本题可以类比图1获解,清按照霖霖的思路完成求最小值的解题过程.
【学以致用】
(3)如图3,是两块等腰直角三角板,.当点D和E同时在边和上滑动时,点F也随之移动,若连接,则的最大值是____________.
【答案】(1)1;(2);(3)
【分析】(1)连接和,,则当O、A、B三点共线时,则;
(2)先证明,推导出,取中点O,连接和,根据勾股定理求得,由,得到当三点共线时,取得最小值,因此;
(3)作的外接圆,连接,由圆周角定理得,可得,解直角三角形得到,,中,由勾股定理得:,
由,得,当点三点共线时,取得最大值,
故.
【详解】解:(1)如图,连接和,
则,
∴当O、A、B三点共线时,取得最小值,
∴;
(2)∵四边形是正方形,
∴.
∵,
,
即,
∴,
,
,
,
如图,取中点O,连接和,
则,
,
∵,
即,
当三点共线时,取得最小值,
;
(3)解:作的外接圆,连接,
∵,
∴,同理,
∴,
∵,
∴,
∴,
在中,,
∴,
同理可求在中,,
∴在中,由勾股定理得:,
∵,
即,
当点三点共线时,取得最大值,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题考查了利用三角形三角形三边关系求最值,解直角三角形,勾股定理,全等三角形的判定与性质,正方形的性质,熟练掌握知识点,正确添加辅助线是解题的关键.
5.【问题背景】已知是半圆O的直径,且,C是上的一动点.
【构建联系】(1)如图1,连接,求图中阴影部分面积之和的最小值S.
【深入探究】(2)如图2,将沿折叠,折叠后的弧与直径交于点D(点D不与点A,B重合),连接.
①若,求的度数;
②设,请求出y关于x的函数表达式及自变量x的取值范围.
【答案】(1)(2)①②
【分析】本题考查圆的综合,解直角三角形,折叠的性质,解题的关键是掌握相关知识的灵活运用.
(1)设,,根据可求出,利用求出,然后利用不等式的性质求解即可;
(2)①设点D在上的对应点为,连接,利用三角形内角和定理求出,利用圆内接四边形的性质求出,利用折叠的性质求出,然后利用三角形内角和定理求解即可;
②记的中点为E,连接,求出,由题意得当点C在上时,折叠后的弧和直径有交点,可得,再分当点D在点O左侧和点D在点O右侧两种情况讨论求解即可.
【详解】解:(1)设,,
∵是半圆O的直径,
∴,
∴,
∴
,
∵,
∴,即,
∴,
∴
即,
∴阴影部分面积和的最小值为;
(2)①如图,设点D在弧上的对应点为,连接,
∵,
∴,
∴,
∵折叠,
∴,
∴;
②如图1,记的中点为E,连接,
∵点E是的中点,为半圆O的直径,
∴
又,
∴
∴
由题意得当点C在上时,折叠后的弧和直径有交点,
∴,
又,
如图2,当点D与点O重合时,设D在上的对应点为,连接与交于点M,
由折叠的性质,得
在中,,
∴,
∵
∴
∴是等边三角形.
∴
如图,当点D在点O左侧时,,过点C作于点F,
∴,
在中,
在中,
∴,
∴,
∴;
如图,当点D在点O右侧时,,过点C作于点G,
同理易证,
∴;
综上所述,
6.(2025·江苏宿迁·模拟)如图,G是正方形边上一动点,于点F,于点E, ,.
(1)若,则 ;
(2)当时,求的度数;
(3)已知:
①若,求的长度;
②当点G从点B运动到点C,请直接写出线段扫过的面积.
【答案】(1)4
(2)
(3)①2位9
【分析】本题主要考查了正方形的性质、全等三角形的判定和性质、勾股定理、解直角三角形等内容,熟练掌握相关知识是解题的关键.
(1)证即可得解;
(2)证得到,再由三线合一可得,所以,进而得解;
(3)①设,,则 , ,所以根据可得,在中利用勾股定理求出a和b值,进而再利用求解即可;
②由圆周角定理可知,点E的运动路径为,点F的运动路径为,进而可知扫过的区域为、、边围成的区域,由割补法可知.
【详解】(1)解:在正方形中,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案为:4;
(2)解:在正方形中,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
(3)①设,,则,,
∴ , ,
若,则,
∴,
在中,,
∴,即,
∴,
解得,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
解得;
②∵,
∴点E在以为直径的圆上运动,点F在以为直径的圆上运动,
设两圆交于点O,
∵点G在上,
∴点E的运动路径为,点F的运动路径为,
∴扫过的区域为、、边围成的区域,
如图所示,连接,
则,
即线段扫过的面积为9.
7.(24-25九年级上·湖南长沙·期中)已知是的外接圆,点是的中点.
(1)如图1,连接交于点,过点作的垂线交延长线于点.设,,请用含的代数式表示;
(2)如图2,过点作,交弦的延长线于点.
①求证:;
②若的半径为4,,求的值;
(3)如图3,若是半圆,点是上的动点,且点,分别位于的两侧,作关于的轴对称图形,连接,试探究,,三者之间满足的数量关系,并证明所得到的结论.
【答案】(1)
(2)
①证明:由(1)可知,,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴;
②
(3)
,证明如下;
如图3,作,使,连接,
∴是等腰直角三角形,,
由勾股定理得,,
∵是半圆,
∴,
由(1)可知,,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∵,
∴,
∴,
由轴对称的性质可知,,
∴,
由勾股定理得,,即.
【分析】(1)由点是的中点,可得,,则,,由,可得,则,根据,求解作答即可;
(2)①由(1)可知,,则,由,,则,,进而可证;
②如图1,连接交于,连接,则,设,则,,由勾股定理得,,即;,即;可得,计算求解,进而可求的值;
(3)如图2,作,使,连接,则是等腰直角三角形,,由勾股定理得,,由是半圆,可得,由(1)可知,,则,由,可得,证明,则,由轴对称的性质可知,,则,由勾股定理得,,即.
【详解】(1)解:∵点是的中点,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
∴;
(2)①略
②解:如图2,连接交于,连接,
由(1)可知,,为的中点,
∵,
∴为的中点,
∴,
设,则,,
由勾股定理得,,即;
,即;
∴,
解得,,
∴的值为;
(3)略
【点睛】本题考查了垂径定理,三角形内角和定理,等腰三角形的判定与性质,中位线,勾股定理,全等三角形的判定与性质,轴对称的性质,同弧所对的圆周角相等.熟练掌握这些知识是解题的关键.
8.如图1, 是等边三角形,点 D,点 E分别是,上的动点,且满足 ,连接,交于点H,以为直径作交于点F.
(1)求证:.
(2)如图 2,连接,
①若 求直径的长.
②若,当 时,用含λ的代数式表示a.
【答案】(1)
证明:∵是等边三角形,
∴,,
在中,
,
∴;
(2)①;②
【分析】(1)根据等边三角形的性质得到边长及角度,即可证明出两个三角形全等;
(2)①根据三角形全等的性质得到对应角相等,再根据等边三角形的性质及三角形内角和定理得到各个角度,根据角度得到边长,最后根据勾股定理可求得结果;②先作辅助线,由①得到,根据边长之间的关系得到,结合直径所对的角为直角可得到边长之间的关系,即,最后根据三角形的面积相等求得结果.
【详解】(1)略
(2)解:①由(1)可得,
∴,
∵是等边三角形,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∵是直径,
∴,
在中,,
在中,,
∴,
∴,
在中,,
∴,
在中,,
∴,
在中,由勾股定理可得:;
②作于点N,
,
由①得,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵是直径,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴,
在中,,
∵,
,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了等边三角形的性质、全等三角形的判定及性质、直径所对的圆周角为直角、三角形内角和、勾股定理、含30度角的直角三角形的性质,利用数形结合,找到角度之间的关系以及边长之间的关系是解题的关键.
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