第3章 圆——圆切线的性质与判定+尺规+最值问题+综合训练 2026-2027学年苏科版数学九年级上册
2026-10-16
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内容正文:
2026-2027学年苏科版九年级上圆切线的性质与判定
一.切线的性质与判定(共20小题)
1.(2025秋•建邺区校级月考)如图,四边形ABCD内接于⊙O,AB是⊙O的直径,过点C作⊙O的切线交AB的延长线于点P,若∠P=50°,则∠ADC= °.
2.(2024秋•玄武区期中)如图,正五边形ABCDE的边AB,AE与⊙O分别相切于点M,N,点P在上,连接PM,PN,则∠MPN的度数为 °.
3.(2024秋•海伦市期末)如图,⊙O是四边形ABCD的内切圆,若该四边形的周长是24,面积是36,则⊙O的半径是( )
A.1.5 B.3 C.4 D.6
4.(2025秋•鼓楼区月考)如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=5,AD、AB、BC分别与⊙O相切于E、F、G三点,过点D作⊙O的切线交BC于点M,切点为N,则DM的长为( )
A. B.2 C. D.
5.(2025秋•南京校级月考)如图,半径为2的⊙P的圆心在直线y=2x﹣1上运动,当⊙P与x轴相切时,圆心P的坐标为 .
6.(2025秋•鼓楼区校级月考)如图,在平行四边形ABCD中,AB=5,AD=6,AD、AB、BC分别与⊙O相切于E、F、G三点,过点C作⊙O的切线交AD于点N,切点为M.当CN⊥AD时,⊙O的半径为 .
7.(2025秋•秦淮区月考)如图,AB为半⊙O的直径,弦AC的延长线与过点B的切线交于点D,E为BD的中点,连接CE.
(1)求证:CE是⊙O的切线;
(2)过点C作CF⊥AB,垂足为点F,AC=5,CF=3,求⊙O的半径.
8.(2024秋•秦淮区期中)如图,△ABC内接于⊙O,过点C作射线CD,使∠ACD=∠ABC.求证:CD与⊙O相切.
9.(2025秋•南京校级月考)如图,在△ABC中,AB=AC=5,BC=6,D为BC的中点,点P在射线AD上,⊙P与直线AB相切,切点为E.
(1)求证:⊙P与直线AC相切.
(2)当⊙P是△ABC内切圆时,求⊙P的半径.
10.(2020•秦淮区二模)如图,AB是⊙O的直径,点C、D在⊙O上,,过点D作EF⊥AC,垂足为E,交AB的延长线于点F.
(1)求证:直线EF是⊙O的切线;
(2)若AE=1,∠F=30°,则⊙O半径长为 .
11.(2025秋•鼓楼区校级月考)如图,CD是Rt△ABC斜边上的中线,以CD为直径作⊙O,分别交AC、BC于点M、N,过点M作ME⊥AB,交AB于点E.
(1)求证:ME是⊙O的切线;
(2)若CD=5,AC=8,求ME的长.
12.(2025秋•南京校级月考)如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O交边AC于点D(点D不与点A重合),交边BC于点E,过点E作EF⊥AC,垂足为F.
(1)求证:EF是⊙O的切线;
(2)若AD=7,BE=2.求⊙O的半径.
13.(2025秋•南京校级月考)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,以AD为直径作⊙O交AB于点E,连接CE,CE=BC.
(1)求证:CE是⊙O的切线;
(2)若CD=2,,求⊙O的半径.
14.(2025秋•邗江区期中)如图,⊙O是△ABC的外接圆,AC=BC,且CD∥AB,连接AD交⊙O于点E.
(1)求证:CD是⊙O的切线;
(2)连接BE,若BE为直径,,AE=8,求⊙O的半径.
15.(2024秋•东台市期中)如图,在四边形ABCD中,AC,BD相交于点E,且 AB=AC=AD,经过A,C,D三点的⊙O交BD于点F,连接CF.
(1)求证:CF=BF;
(2)若CD=CB,求证:CB是⊙O的切线.
16.(2024秋•建邺区期中)如图,在▱ABCD中,过A,B,C三点的⊙O交CD于点E,且与AD相切.
(1)求证:AB=AC;
(2)若BC=6,BE=9,求⊙O的半径.
17.(2024秋•南京期中)如图,在▱ABCD中,过点C的⊙O与AB,AD分别相切于点E,F,交BC,CD交于点G,H.连接FH,FH=FD.
(1)求证:四边形ABGF是平行四边形;
(2)若AE=4,BE=6,求⊙O的半径.
18.(2025秋•南京月考)如图,AB是⊙O的弦,点C在过点B的切线上,且OC⊥OA,OC交AB于点P.
(1)求证∠C=2∠A;
(2)若PC=2OP,AP,则⊙O的半径长为 .
19.(2025秋•南京月考)如图,O是▱ABCD的对称中心,BC与⊙O相切于点E.
(1)求证:直线AD是⊙O的切线.
选择其中一位同学的想法,完成证明.
(2)当AB与⊙O相切时,▱ABCD是菱形吗?说明理由.
20.(2024秋•南京期中)如图,在四边形ABCD中,AB=AC,△ABC的外接圆⊙O交CD于点E.
(1)若AD∥BC,求证:AD是⊙O的切线;
(2)若E是的中点,且,AC=8,求BC的长.
二.与切线相关的尺规做图(共5小题)
21.(2021秋•南京期中)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°.
(1)用直尺和圆规作⊙O,使圆心O在AC上,且⊙O与BC、AB都相切;(要求:不写作法,保留作图痕迹)
(2)若AC=6,BC=8,则⊙O的半径长为 .
22.(2025秋•秦淮区校级月考)已知:⊙O和⊙O外一点P.
尺规作图:在图中,过P点作⊙O的两条切线PE、PF,E、F为切点(要求:两种方法保留作图痕迹,写出简单作法).
23.(2024秋•玄武区期中)已知点A在⊙O上,仅用圆规按下列要求画图:
(1)在图①中画出点P,使AP是⊙O的直径;
(2)在图②中画出点Q,使AQ是⊙O的切线.
(要求:保留作图痕迹,并写出必要的文字说明)
24.(2025秋•玄武区期中)已知⊙O,按下列要求完成尺规作图.(要求:保留作图痕迹,并写出必要的文字说明)
(1)在图①中,求作一点M,使经过点M的⊙O的两条切线互相垂直;
(2)点P的位置如图②所示.求作弦AB,CD,使AB=CD,且AB⊥CD,垂足为P.
25.(2025秋•秦淮区校级月考)请用无刻度直尺按要求画图,不写画法,保留画图痕迹.(用虚线表示画图过程,实线表示画图结果)
(1)如图1,在正方形网格中,有一圆经过了两个小正方形的顶点A,B,请画出这个圆的一条直径;
(2)如图2,BC为⊙O的弦,画一条与BC长度相等的弦;
(3)如图3,△ABC为⊙O的内接三角形,D是AB中点,E是AC中点,请画出∠BAC的角平分线.
三.圆中最值问题(共8小题)
26.(2025秋•秦淮区月考)如图,在等边△ABC中,AB=6,点D,E分别在边BC,AC上,且BD=CE,连接AD,BE交于点F,连接CF,则CF的最小值是( )
A.2 B.3 C.2 D.2
27.(2025秋•江宁区校级月考)如图,Rt△ABC中,AB⊥BC,AB=6,BC=4,P是△ABC内部的一个动点,且满足∠PAB=∠PBC,则线段CP长的最小值为 .
28.(2025秋•鼓楼区校级月考)如图,AB是⊙O的直径,AB=4,C为半圆O的三等分点(靠近点A),P为⊙O上一动点.若D为AP的中点,则线段CD的最小值为( )
A.1 B.2 C.1 D.4
29.(2020•连云港模拟)如图,在平面直角坐标系中,C(0,4),A(3,0),⊙A半径为2,P为⊙A上任意一点,E是PC的中点,则OE的最小值是( )
A.1 B. C.2 D.
30.(2025秋•建邺区校级月考)如图,AB是⊙O的一条弦,AB=4,点C为平面内一点.∠ACB=90°,若点D为⊙O上任意一点,连接CD,若⊙O的半径是4,则CD长的最大值为( )
A. B. C. D.
31.(2025秋•鼓楼区校级月考)如图,在△ABC中,∠A=60°,BC=6,D是BC边上一点,CD=2BD,线段AD的最大值为( )
A.12 B.6+2 C.6 D.
32.(2024•永昌县三模)如图,AB是半圆O的直径,点C在半圆上,AB=5,AC=4,D是上的一个动点,连接AD.过点C作CE⊥AD于E,连接BE,则BE的最小值是 .
33.(2022•肇源县二模)如图,A(2,0)、B(6,0),以AB为直径作⊙M,射线OF交⊙M于E、F两点,C为弧AB的中点,D为EF的中点.当射线OF绕O点旋转时,CD的最小值为 .
四.圆综合(共7小题)
34.(2020•秦淮区二模)在半径为2的圆中,弦AB、AC的长度分别是2、2,则弦BC的长度是 .
35.(2025秋•鼓楼区校级月考)已知⊙O的半径OA=1,弦AB的长为.若在⊙O上找一点C,使AC,则∠BAC= °.
36.(2025秋•建邺区校级月考)如图,在平面直角坐标系中,⊙P的圆心是(1,2),半径为1,一次函数y=x+b的图象被⊙P截得的弦AB的长为,则b的值是 .
37.(2025秋•南京校级月考)如图,△ABC内接于⊙O,C为的中点,D在上,连接AD.
(1)如图,若AD⊥BC,垂足为E,直线OC分别交AD,AB于点F,G.求证:EF=DE.
(2)如图,若AD与BC不垂直,过点C作CE⊥AD,垂足为E,连接DB,写出AE,DE,DB之间的数量关系,并说明理由.
38.(2021秋•溧水区期中)如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,AC⊥BD,OF⊥AB,垂足分别是E、F.
(1)直接写出OF与CD的数量关系 ,并证明你的结论.
(2)若AB=2,CD=1.求⊙O的半径.
39.(2025秋•南京校级月考)小明用长AB=3,宽BC=2的矩形木板做一个尽可能大的圆形桌面,他设计了三种方案:
方案一:直接锯一个半径最大的圆;
方案二:沿对角线AC将矩形锯成两个三角形,适当平移三角形并锯一个最大的圆;
方案三:锯一块小矩形BCEF拼到矩形AFED下面,利用拼成的木板锯一个尽可能大的圆.
(1)写出方案一中圆的半径;
(2)求方案二中圆的半径;
(3)在方案三中,设CE=x(0<x<1),当x取何值时圆的半径最大?(画出示意图,简要写出求解的思路,并直接写出此时圆的半径)
40.(2025秋•鼓楼区校级月考)解题与遐想.
如图,Rt△ABC的内切圆与斜边AB相切于点D,AD=4,BD=5.求Rt△ABC的面积.
王小明:
这道题算出来面积刚好是20,太凑巧了吧.刚好是4×5=20,有种白算的感觉…
赵丽华:
我把4和5换成m、n再算一遍,△ABC的面积总是m•n!确实非常神奇了…
数学刘老师:
大家想一想,既然结果如此简单到极致,不计算能不能得到呢?比如,拼图?
霍佳:
刘老师,我在想另一个东西,这个图能不能尺规画出来啊感觉图都定了.我怎么想不出来呢?
计算验证
(1)通过计算求出Rt△ABC的面积.
拼图演绎
(2)将Rt△ABC分割放入矩形中(如图),通过拼图能直接“看”出“20”请在图中画出拼图后的4个直角三角形甲、乙、丙、丁的位置,作必要标注并简要说明.
尺规作图
(3)尺规作图:如图,点D在线段AB上,以AB为斜边求作一个Rt△ABC,使它的内切圆与斜边AB相切于点D.(保留作图的痕迹,写出必要的文字说明)
五.课后作业(共9小题)
41.(2025秋•江宁区校级月考)已知:如图,△ABC内接于⊙O,AB为直径,∠CBA的平分线交AC于点F,交⊙O于点D,DE⊥AB于点E,且交AC于点P,连接AD.
求证:(1)∠DAC=∠DBA;
(2)P是线段AF的中点.
42.(2021秋•玄武区期中)如图,AB是⊙O的弦,点C在过点B的切线上,OC⊥OA,OC交AB于点D.若∠BDC=68°,则∠ABC的度数为 °.
43.(2025秋•扬州期中)如图,PA与⊙O相切于点A,PO交⊙O于点B,点C在PA上,且CB=CA.若OA=5,PA=12,则CA的长为( )
A.3 B.3.5 C. D.4
44.(2024•繁昌区校级自主招生)如图,⊙O的半径长为4,弦AB的长为,点C在⊙O上,若∠BAC=135°,则AC的长为 .
45.(2020•鼓楼区一模)如图,△ABC内接于⊙O,∠BAC=45°,AD⊥BC,垂足为D,BD=6,DC=4.
(1)求⊙O的半径;
(2)求AD的长.
46.(2025秋•鼓楼区校级月考)如图,将△AOB绕点O顺时针旋转到△COD的位置,⊙O与CD相切于点E.
求证:AB是⊙O的切线.
47.(2025秋•南京校级月考)如图,AB为⊙O的直径,点C在⊙O上,延长BC至点D,使DC=BC.延长DA与⊙O的另一个交点为E,连接AC,CE.
(1)求证:∠D=∠E;
(2)若AB=13,BC﹣AC=7,求CE的长.
48.(2023秋•常州期末)如图,△ABC是⊙O的内接三角形,AB是⊙O的直径,点D在OC的延长线上,且∠CAD=∠B.
(1)判断直线AD与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若∠D=∠B,⊙O的半径是4,求AD的长.
49.(2025秋•南京校级月考)如图,在▱ABCD中,AD是⊙O的弦,BC是⊙O的切线,切点为B.
(1)求证:;
(2)若AB=5,AD=8,求⊙O的半径.
九年级上切线的性质与判定+尺规+最值问题+综合
参考答案与试题解析
一.切线的性质与判定(共20小题)
1.(2025秋•建邺区校级月考)如图,四边形ABCD内接于⊙O,AB是⊙O的直径,过点C作⊙O的切线交AB的延长线于点P,若∠P=50°,则∠ADC= 110 °.
【解答】解:如图,连接OC,
∵PC为⊙O的切线,
∴OC⊥CP,
∴∠OCP=90°,
∴∠BOC=90°﹣∠P=40°,
∵OB=OC,
∴∠OBC=∠OCB(180°﹣40°)=70°,
∵四边形ABCD为⊙O的内接四边形,
∴∠ADC=180°﹣∠ABC=110°,
故答案为:110.
2.(2024秋•玄武区期中)如图,正五边形ABCDE的边AB,AE与⊙O分别相切于点M,N,点P在上,连接PM,PN,则∠MPN的度数为 144 °.
【解答】解:如图,连接OM,ON,在优弧AB上取一点Q,连接QM,QN,
∵五边形ABCDE是正五边形,
∴∠A108°
∵正五边形ABCDE的边AB,AE与⊙O分别相切于点M,N,
∴∠OMA=∠ONA=90°,
∴∠MON=360°﹣90°﹣90°﹣108°=72°,
∴∠MQN∠MON=36°,
∴四边形PMQN是圆内接四边形,
∴∠MPN+∠MQN=180°,
∴∠MPN=180°﹣36°=144°.
故答案为:144.
3.(2024秋•海伦市期末)如图,⊙O是四边形ABCD的内切圆,若该四边形的周长是24,面积是36,则⊙O的半径是( )
A.1.5 B.3 C.4 D.6
【解答】解:⊙O是四边形ABCD的内切圆,设切点分别为:F,G,M,E,
连接FO,OA,OG,OC,OM,OB,OE,OD,⊙O的半径为r,
∴FO=OG=OM=OE=r,
∴四边形ABCD的面积EO•ADOMDCGO•BCFO•AB
(AD+AB+BC+DC)r
24r
=36,
解得:EO=3.
故⊙O的半径为3.
故选:B.
4.(2025秋•鼓楼区月考)如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=5,AD、AB、BC分别与⊙O相切于E、F、G三点,过点D作⊙O的切线交BC于点M,切点为N,则DM的长为( )
A. B.2 C. D.
【解答】解:连接OE,OF,ON,OG,
在矩形ABCD中,
∵∠A=∠B=90°,CD=AB=4,
∵AD,AB,BC分别与⊙O相切于E,F,G三点,
∴∠AEO=∠AFO=∠OFB=∠BGO=90°,
∴四边形AFOE,FBGO是正方形,
∴AF=BF=AE=BG=2,
∴DE=3,
∵DM是⊙O的切线,
∴DN=DE=3,MN=MG,
∴CM=5﹣2﹣MN=3﹣MN,
在Rt△DMC中,DM2=CD2+CM2,
∴(3+NM)2=(3﹣NM)2+42,
∴NM,
∴DM=3.
故选:D.
5.(2025秋•南京校级月考)如图,半径为2的⊙P的圆心在直线y=2x﹣1上运动,当⊙P与x轴相切时,圆心P的坐标为 (,2)或(,﹣2) .
【解答】解:∵⊙P的圆心在一次函数y=2x﹣1的图象上运动,
∴设当⊙P与x轴相切时圆心P的坐标为(x,2x﹣1),
∵⊙P的半径为2,
∴2x﹣1=2或2x﹣1=﹣2,
解得:x或x,
∴P点坐标为:(,2)或(,﹣2).
故答案为:(,2)或(,﹣2).
6.(2025秋•鼓楼区校级月考)如图,在平行四边形ABCD中,AB=5,AD=6,AD、AB、BC分别与⊙O相切于E、F、G三点,过点C作⊙O的切线交AD于点N,切点为M.当CN⊥AD时,⊙O的半径为 2或1.5 .
【解答】解:连接EG,OM,
∵在平行四边形ABCD中,AD∥BC,
∵AD、BC分别与⊙O相切于E、G三点,
∴EG过圆心O,
∵CN⊥AD,
∴四边形CNEG是矩形,
∴EG=CN,
∵CN是⊙O的切线,
∴OM⊥CN,
∴四边形EOMN和四边形CMOG是正方形,
设⊙O的半径为r,
∴BF=BG=6﹣r,
∴AF=AE=5﹣(6﹣r)=r﹣1,
∴DN=6﹣r﹣(r﹣1)=7﹣2r,
∵DN2+CN2=CD2,
∴(7﹣2r)2+(2r)2=52,
解得:r=2,r=1.5,
∴⊙O的半径为2或1.5,
故答案为:2或1.5.
7.(2025秋•秦淮区月考)如图,AB为半⊙O的直径,弦AC的延长线与过点B的切线交于点D,E为BD的中点,连接CE.
(1)求证:CE是⊙O的切线;
(2)过点C作CF⊥AB,垂足为点F,AC=5,CF=3,求⊙O的半径.
【解答】(1)证明:连接CO、EO、BC,
∵BD是⊙O的切线,
∴∠ABD=90°,
∵AB是直径,
∴∠BCA=∠BCD=90°,
∵Rt△BCD中,E是BD的中点,
∴CE=BE=ED,
∵OC=OB,OE=OE,
则△EBO≌△ECO(SSS),
∴∠ECO=∠EBO=90°,
∵点C在圆上,
∴CE是⊙O的切线;
(2)解:解法一:Rt△ACF中,∵AC=5,CF=3,
∴AF=4,
设圆O的半径为r,则OF=4﹣r,
由勾股定理得:CF2+OF2=CO2,
即32+(4﹣r)2=r2,r;
解法二:Rt△ACF中,∵AC=5,CF=3,
∴AF=4,
设BF=x,
由勾股定理得:BC2=x2+32,
BC2+AC2=AB2,
x2+32+52=(x+4)2,
x,
则r,
则⊙O的半径为.
8.(2024秋•秦淮区期中)如图,△ABC内接于⊙O,过点C作射线CD,使∠ACD=∠ABC.求证:CD与⊙O相切.
【解答】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.
9.(2025秋•南京校级月考)如图,在△ABC中,AB=AC=5,BC=6,D为BC的中点,点P在射线AD上,⊙P与直线AB相切,切点为E.
(1)求证:⊙P与直线AC相切.
(2)当⊙P是△ABC内切圆时,求⊙P的半径.
【解答】(1)证明:连接PE.
过点P作PF⊥AC,垂足为F.
∵⊙P与直线AB相切,切点为E,
∴PE⊥AB.
在△ABC中,AB=AC,
∵D为AC的中点,
∴AD平分∠BAC.
∵PF⊥CA,PE⊥AB,
∴PE=PF.
∴⊙P与直线AC相切;
(2)解:连接BP,CP,
设⊙P半径为r,则根据,
其中,根据勾股定理得AD=4.
∴.
∴r=1.5.
10.(2020•秦淮区二模)如图,AB是⊙O的直径,点C、D在⊙O上,,过点D作EF⊥AC,垂足为E,交AB的延长线于点F.
(1)求证:直线EF是⊙O的切线;
(2)若AE=1,∠F=30°,则⊙O半径长为 .
【解答】解:(1)证明:连接OD,AD.
∵,
∴∠DAB=∠DAC,
∵EF⊥AC,
∴∠E=90°.
在⊙O中,∵OA=OD,
∴∠DAO=∠ODA,
∴∠ODA=∠DAC,
∴OD∥AE,
∴∠ODF=∠E=90°,
即OD⊥EF,
又∵点D在⊙O上,
∴直线EF是⊙O的切线.
(2)在Rt△AEF中,AE=1,∠F=30°,
∴AF=2AE=2,
在Rt△ODF中,∠F=30°,
∴OF=2OD,
∴OB=BF=ODAF.
则⊙O半径长为.
故答案为:.
11.(2025秋•鼓楼区校级月考)如图,CD是Rt△ABC斜边上的中线,以CD为直径作⊙O,分别交AC、BC于点M、N,过点M作ME⊥AB,交AB于点E.
(1)求证:ME是⊙O的切线;
(2)若CD=5,AC=8,求ME的长.
【解答】(1)证明:如图,连接OM,
∵∠ACB=90°,D为斜边的中点,
∴CD=DA=DBAB,
∴∠ACD=∠A,
∵OC=OM,
∴∠ACD=∠OMC,
∴∠OMC=∠A,
∴OM∥AB,
∵ME⊥AB,
∴ME⊥OM,
∵OM为半径,
∴ME为⊙O的切线;
(2)解:如图,连接DM,
∵CD=5,
∵∠ACB=90°,CD是斜边AB上的中线,
∴BD=CD=AD=5,
∵CD为直径,
∴∠CMD=90°,
∴AM=CM=4,
∴DM.
∵,
∴2.4.
12.(2025秋•南京校级月考)如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O交边AC于点D(点D不与点A重合),交边BC于点E,过点E作EF⊥AC,垂足为F.
(1)求证:EF是⊙O的切线;
(2)若AD=7,BE=2.求⊙O的半径.
【解答】(1)证明:连接OE,如图1所示:
在△ABC中,AB=AC,
∴∠B=∠C.
∵OB=OE,
∴∠OBE=∠OEB.
∴∠OEB=∠C,
∴OE∥AC.
∵EF⊥AC于点F,
∴EF⊥OE.
∵OE是⊙O的半径,
∴EF是⊙O的切线;
(2)解:连接BD、AE,如图2所示:
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=∠AEB=90°,
∴AE⊥BC,∠CDB=90°,
∵AB=AC,
∴CE=BE=2,
∴BC=2BE=4,
在Rt△ADB中,BD2=AB2﹣AD2.
在Rt△CDB中,BD2=BC2﹣CD2.
∴AB2﹣AD2=BC2﹣CD2.
设CD=x,则AB=AC=7+x.
∴(7+x)2﹣72=42﹣x2,
解得:x=1(舍负),
∴AB=7+x=8,
∴OAAB=4,即⊙O的半径为4.
13.(2025秋•南京校级月考)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,以AD为直径作⊙O交AB于点E,连接CE,CE=BC.
(1)求证:CE是⊙O的切线;
(2)若CD=2,,求⊙O的半径.
【解答】(1)证明:如图,连接OE,
∵∠ACB=90°,
∴∠A+∠B=90°.
∵AD是⊙O的直径,
∴∠AED=∠DEB=90°,
∴∠DEC+∠CEB=90°.
∵CE=BC,
∴∠B=∠CEB,
∴∠A=∠DEC.
∵OE=OD,
∴∠OED=∠ODE.
∵∠A+∠ADE=90°,
∴∠DEC+∠OED=90°,即∠OEC=90°,
∴OE⊥CE.
∵OE是⊙O的半径,
∴CE是⊙O的切线;
(2)解:在Rt△ABC中,∠ACB=90°,,
设⊙O的半径为r,则OD=OE=r,AC=2r+2,
∴AC2+BC2=AB2,
∴.
在Rt△OEC中,∠OEC=90°,
∴OE2+CE2=OC2,
∴r2+BC2=(r+2)2,
∴BC2=(r+2)2﹣r2,
∴,
解得r=3,或r=﹣3(舍去).
∴⊙O的半径为3.
14.(2025秋•邗江区期中)如图,⊙O是△ABC的外接圆,AC=BC,且CD∥AB,连接AD交⊙O于点E.
(1)求证:CD是⊙O的切线;
(2)连接BE,若BE为直径,,AE=8,求⊙O的半径.
【解答】(1)证明:如图1,连接OA、OB、OC,
∵AC=BC,OA=OB,
∴OC是AB的垂直平分线,
∴OC⊥AB,
∵CD∥AB,
∴OC⊥CD,
又∵OC是⊙O的半径,
∴CD是⊙O的切线;
(2)解:如图2,连接BE,延长CO交AB于点F,
∵BE是直径,
∴∠BAE=90°,
由(1)得,OC是AB的垂直平分线,
∴AF=BF,∠BFC=90°,
又∵OB=OE,
∴OF是△ABE的中位线,
∴,
设OB=OC=r,
在Rt△BCF和Rt△BOF中,由勾股定理得:
BF2=BC2﹣CF2,即,
BF2=OB2﹣OF2,即BF2=r2﹣42,
∴,
90﹣r2﹣8r﹣16=r2﹣16,
2r2+8r﹣90=0,
r2+4r﹣45=0,
解得r=5或﹣9(舍),
∴⊙O的半径为5.
15.(2024秋•东台市期中)如图,在四边形ABCD中,AC,BD相交于点E,且 AB=AC=AD,经过A,C,D三点的⊙O交BD于点F,连接CF.
(1)求证:CF=BF;
(2)若CD=CB,求证:CB是⊙O的切线.
【解答】证明:(1)∵AB=AC,
∴∠ACB=ABC,
∵AB=AD,
∴∠ADB=∠ABD,
又∵∠ADB=∠ACF,
∴∠ACF=∠ABD,
∴∠ACB﹣∠ACF=ABC﹣∠ABD,
即:∠BCF=∠CBF,
∴CF=BF;
(2)连接CO并延长交⊙O于G点,再连接GF,
∵CG为O直径,
∴∠GFC=90°,
∴∠G+∠GCF=90•,
∵∠CDB=∠G,
∴∠CDB+∠GCF=90°,
∵CD=CB
∴∠CDB=∠CBD,
∵CF=BF,
∴∠BCF=∠CBD,
∴∠BCF=∠CDB,
∴∠BCF+∠GCF=90°,
∴∠BCG=90°,
∴CG⊥BC,且CG为⊙G的半径,
∴CB是⊙O的切线.
16.(2024秋•建邺区期中)如图,在▱ABCD中,过A,B,C三点的⊙O交CD于点E,且与AD相切.
(1)求证:AB=AC;
(2)若BC=6,BE=9,求⊙O的半径.
【解答】(1)证明:连接并且延长AO交BC于点F,
∵过A,B,C三点的⊙O与AD相切,
∴AD⊥OA,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴BC∥AD,
∴∠OFB=∠OAD=90°,
∴OF⊥BC,
∴BF=CF,
∴AF垂直平分BC,
∴AB=AC.
(2)解:设⊙O的半径为r,连接OC,则OC=OA=r,
∵AB∥CE,
∴∠ABE=∠BEC,
∴,
∴,
∴,
∴AC=BE=9,
∵∠CFO=90°,BF=CFBC6=3,
∴AE6,
∵OF2+CF2=OC2,且OF=6r,OC=r,
∴(6r)2+32=r2,
解得r,
∴⊙O的半径长为.
17.(2024秋•南京期中)如图,在▱ABCD中,过点C的⊙O与AB,AD分别相切于点E,F,交BC,CD交于点G,H.连接FH,FH=FD.
(1)求证:四边形ABGF是平行四边形;
(2)若AE=4,BE=6,求⊙O的半径.
【解答】(1)证明:∵四边形FGCH是⊙O的内接四边形,
∴∠FHD=∠FGC,
∵FH=FD,
∴∠FHD=∠D,
∴∠FGC=∠D,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴∠B=∠D,AF∥BG,
∴∠B=∠FGC,
∴AB∥FG,
∵AF∥BG,
∴四边形ABGF是平行四边形;
(2)解:∵⊙O与AB,AD分别相切于点E,F,且AE=4,BE=6,
∴AF=AE=4,
∴AB=AE+BE=10,
由(1)知四边形ABGF是平行四边形,
∴BG=AF=AE=4,FG=AB=10,AB∥FG,
如图,连接OE交FG于点M,连接OF,过点A作AN⊥FG于点N,
∴OE⊥AB,
∴∠AEM=90°,
∴∠EMN=180°﹣∠AEM=90°,
∵AN⊥FG,
∴四边形AEMN是矩形,
∴MN=AE=4,EM=AN,
∴∠FMO=180°﹣∠EMN=90°,
∴OM⊥FG,
∴FMFG=5,
∴FN=FM﹣MN=5﹣4=1,
∴AN,
∴,
设⊙O的半径为r,
则,
∵FM2+OM2=OF2,
即,
解得,
∴⊙O的半径为.
18.(2025秋•南京月考)如图,AB是⊙O的弦,点C在过点B的切线上,且OC⊥OA,OC交AB于点P.
(1)求证∠C=2∠A;
(2)若PC=2OP,AP,则⊙O的半径长为 .
【解答】(1)证明:如图,
∵BC为切线,
∴OB⊥BC,
∴∠OBC=90°,
即∠1+∠2=90°,
∵OC⊥OA,
∴∠A+∠3=90°,
∵OA=OB,
∴∠1=∠A,
又∵∠3=∠4,
∴∠2=∠4,
∵∠C+∠2+∠4=180°,
即∠C+2∠3=180°,
∴∠C+2(90°﹣∠A)=180°,
∴∠C=2∠A;
(2)解:∵∠2=∠4,
∴CB=CP,
设OP=x,则CB=CP=2x,
在Rt△OBC中,OBx,
∴OAx,
在Rt△AOP中,(x)2+x2=()2,解得x,
∴OAx,
即⊙O的半径长为.
故答案为.
19.(2025秋•南京月考)如图,O是▱ABCD的对称中心,BC与⊙O相切于点E.
(1)求证:直线AD是⊙O的切线.
选择其中一位同学的想法,完成证明.
(2)当AB与⊙O相切时,▱ABCD是菱形吗?说明理由.
【解答】(1)证明:如图,
连接EO并延长与AD交于点F,连接BD,
∵O是▱ABCD的对称中心,
∴AD∥BC,OB=OD,
∴∠ODF=∠OBE,
∵∠DOF=∠BOE,
∴△BOE≌△DOF(AAS),
∴OE=OF,
∴BC与⊙O相切于点E,
∴AD与⊙O相切于点F,
即直线AD是⊙O的切线.
(2)解:▱ABCD是菱形.
理由:如图,
设AB与⊙O相切于点G,连接GO并延长与CD交于点H,
同理(1)知CD是⊙O的切线,AG=CH.
∴CE=CH,BG=BE,
∵AG=CH,
∴AG=CE.
∴AB=BC,
∴▱ABCD是菱形.
20.(2024秋•南京期中)如图,在四边形ABCD中,AB=AC,△ABC的外接圆⊙O交CD于点E.
(1)若AD∥BC,求证:AD是⊙O的切线;
(2)若E是的中点,且,AC=8,求BC的长.
【解答】(1)证明:如图,连接OB,OC,过点O作直线OA,
∵OB=OC,AB=AC,
∴直线OA是BC的垂直平分线,
∴直线OA⊥BC,
∵AD∥BC,
∴OA⊥AD,
∵OA是⊙O的半径,
∴AD是⊙O的切线;
(2)解:连接OE,交AC于点F,连接GC=GB,
∵E是的中点,
∴OE⊥AC,EA=EC=2,
∴AF=CFAC=4,
在Rt△AEF中,AE=2,AF=4,
∴EF2,
在Rt△AOF中,设OA=x,则OF=x﹣2,由勾股定理得,
AF2+OF2=OA2,
即42+(x﹣2)2=x2,
解得x=5,
即半径为5,
∴AG=2OA=10,
在Rt△ACG中,AC=8,AG=10,
∴CG6,
∵S四边形ACGBBC•AGAC•CG×2,
∴10BC=8×6×2,
解得BC=9.6.
二.与切线相关的尺规做图(共5小题)
21.(2021秋•南京期中)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°.
(1)用直尺和圆规作⊙O,使圆心O在AC上,且⊙O与BC、AB都相切;(要求:不写作法,保留作图痕迹)
(2)若AC=6,BC=8,则⊙O的半径长为 .
【解答】解:(1)如图所示,⊙O即为所求.
(2)记⊙O与AB的切点为D,
连接OD,则OC=OD,BC=BD=8,
设OC=OD=r,
则AO=6﹣r,
∵AC=6,BC=8,
∴AB=10,
∴AD=2,
在Rt△AOD中,由AO2=AD2+OD2得(6﹣r)2=22+r2,
解得r,即⊙O的半径为,
故答案为:.
22.(2025秋•秦淮区校级月考)已知:⊙O和⊙O外一点P.
尺规作图:在图中,过P点作⊙O的两条切线PE、PF,E、F为切点(要求:两种方法保留作图痕迹,写出简单作法).
【解答】解:作法1:
①连接PO,作PO的垂直平分线AB交PO于点C;
②以点C为圆心,CO长为半径作圆交⊙O于点E,F;
③作直线PE,PF,则直线PE,PF即为所求.
证明:连接OE、OF,
由作图轨迹可知,OP为⊙C的直径,
∴根据圆周角定理可知∠PEO=∠PFO=90°,即PE⊥OE,PF⊥OF,
∵OE、OF为⊙O的半径,
∴PE、PF为⊙O的切线,即直线PE,PF为所求.
作法2:
①作射线PO,与⊙O交于点M和点N;
②以点P为圆心,以PO为半径作⊙P;
③以点O为圆心,以MN为半径作圆,与⊙P交于点A和点B,连接OA和OB,分别与⊙O交于点E和点F;
④作直线PE和直线PF,则直线PE,PF即为所求.
证明:连接PA、PB,
由作图轨迹可知,PA=PO=PB,OA=2OE,OB=2OF,
∴点E是OA的中点,点F是OB的中点,
根据等腰三角形三线合一可知,PE⊥OE,PF⊥OF,
∵OE、OF为⊙O的半径,
∴PE、PF为⊙O的切线,直线PE,PF为所求.
23.(2024秋•玄武区期中)已知点A在⊙O上,仅用圆规按下列要求画图:
(1)在图①中画出点P,使AP是⊙O的直径;
(2)在图②中画出点Q,使AQ是⊙O的切线.
(要求:保留作图痕迹,并写出必要的文字说明)
【解答】解:(1)如图①中,点P即为所求;
(2)如图②中,点Q即为所求.
24.(2025秋•玄武区期中)已知⊙O,按下列要求完成尺规作图.(要求:保留作图痕迹,并写出必要的文字说明)
(1)在图①中,求作一点M,使经过点M的⊙O的两条切线互相垂直;
(2)点P的位置如图②所示.求作弦AB,CD,使AB=CD,且AB⊥CD,垂足为P.
【解答】解:(1)如图①中,点M即为所求;
(2)如图,线段AB,CD即为所求.
25.(2025秋•秦淮区校级月考)请用无刻度直尺按要求画图,不写画法,保留画图痕迹.(用虚线表示画图过程,实线表示画图结果)
(1)如图1,在正方形网格中,有一圆经过了两个小正方形的顶点A,B,请画出这个圆的一条直径;
(2)如图2,BC为⊙O的弦,画一条与BC长度相等的弦;
(3)如图3,△ABC为⊙O的内接三角形,D是AB中点,E是AC中点,请画出∠BAC的角平分线.
【解答】解:(1)如图1中,线段BD即为所求作.
(2)如图,线段AD即为所求作.
(3)如图,射线AF即为所求作.
三.圆中最值问题(共8小题)
26.(2025秋•秦淮区月考)如图,在等边△ABC中,AB=6,点D,E分别在边BC,AC上,且BD=CE,连接AD,BE交于点F,连接CF,则CF的最小值是( )
A.2 B.3 C.2 D.2
【解答】解:如图,∵△ABC是等边三角形,
∴AB=BC=AC,∠ABC=∠BAC=∠BCE=60°,
∵BD=CE,
∴△ABD≌△BCE(SAS),
∴∠BAD=∠CBE,
又∵∠AFE=∠BAD+∠ABE,
∴∠AFE=∠CBE+∠ABE=∠ABC,
∴∠AFE=60°,
∴∠AFB=120°,
∴点F的运动轨迹是O为圆心,OA为半径的弧上运动(∠AOB=120°,OA=2),
连接OC交⊙O于N,当点F与N重合时,CF的值最小,最小值=OC﹣ON=422.
故选:D.
27.(2025秋•江宁区校级月考)如图,Rt△ABC中,AB⊥BC,AB=6,BC=4,P是△ABC内部的一个动点,且满足∠PAB=∠PBC,则线段CP长的最小值为 2 .
【解答】解:∵∠ABC=90°,
∴∠ABP+∠PBC=90°,
∵∠PAB=∠PBC
∴∠BAP+∠ABP=90°,
∴∠APB=90°,
∴点P在以AB为直径的⊙O上,连接OC交⊙O于点P,此时PC最小,
在Rt△BCO中,∵∠OBC=90°,BC=4,OB=3,
∴OC5,
∴PC=OC﹣OP=5﹣3=2.
∴PC最小值为2.
故答案为2.
28.(2025秋•鼓楼区校级月考)如图,AB是⊙O的直径,AB=4,C为半圆O的三等分点(靠近点A),P为⊙O上一动点.若D为AP的中点,则线段CD的最小值为( )
A.1 B.2 C.1 D.4
【解答】解:如图,连接OD,OC,
∵AD=DP,
∴OD⊥PA,
∴∠ADO=90°,
∴点D的运动轨迹为以AO为直径的⊙K,连接CK,AC,
当点D在CK上时,CD的值最小,
∵C为半圆O的三等分点(靠近点A),
∴∠AOC=60°,
∴△AOC是等边三角形,
∴CK⊥OA,
在Rt△OCK中,∠COA=60°,OC=2,OK=1,
∴CK,
∵DKOA=1,
∴CD1,
∴CD的最小值为1,
故选:A.
29.(2020•连云港模拟)如图,在平面直角坐标系中,C(0,4),A(3,0),⊙A半径为2,P为⊙A上任意一点,E是PC的中点,则OE的最小值是( )
A.1 B. C.2 D.
【解答】解:如图,连接AC,取AC的中点H,连接EH,OH.
∵CE=EP,CH=AH,
∴EHPA=1,
∴点E的运动轨迹是以H为圆心半径为1的圆,
∵C(0,4),A(3,0),
∴H(1.5,2),
∴OH2.5,
∴OE的最小值=OH﹣EH=2.5﹣1=1.5,
故选:B.
30.(2025秋•建邺区校级月考)如图,AB是⊙O的一条弦,AB=4,点C为平面内一点.∠ACB=90°,若点D为⊙O上任意一点,连接CD,若⊙O的半径是4,则CD长的最大值为( )
A. B. C. D.
【解答】解:如图,画出以AB为直径的圆,连接AO,
∵∠ACB=90°,
∴点C在以AB为直径的圆上运动,
∵若点D为⊙O上任意一点,
要使CD长取得最大值,则过点M,O作直线OM分别交⊙O和⊙M于点D和点C,
即此时的CD最长,
∵M是AB的中点,DM在直径所在的直线上,
∴DM⊥AB,
∴∠AMO=90°,
∵⊙O的半径是4,AB=4,
∴AO=4,AM=2,
在Rt△AMO中,AM2+OM2=AO2,
∴,
∴,
故选:B.
31.(2025秋•鼓楼区校级月考)如图,在△ABC中,∠A=60°,BC=6,D是BC边上一点,CD=2BD,线段AD的最大值为( )
A.12 B.6+2 C.6 D.
【解答】解:作△ABC的外接圆,连接OA,OB,OC,OD,过O作OE⊥BC,
∵∠A=60°,
∴∠BOC=120°,
∴∠BOE=60°,
∴∠OBE=30°,
∴OB=2OE,
∵,CD=2BD
∴,
∵OB2=OE2+BE2,
∴4OE2=OE2+27,
∵OE>0,
∴OE=3,
∴OB=6,
∵,
∴,
∵AO+OD≥AD,
∴当A,O,D三点共线时,AD最大,
即:;
故选:B.
32.(2024•永昌县三模)如图,AB是半圆O的直径,点C在半圆上,AB=5,AC=4,D是上的一个动点,连接AD.过点C作CE⊥AD于E,连接BE,则BE的最小值是 2 .
【解答】解:如图,取AC的中点O′,连接BO′、BC.
∵CE⊥AD,
∴∠AEC=90°,
∴在点D移动的过程中,点E在以AC为直径的圆上运动,
∵AB是直径,
∴∠ACB=90°,
在Rt△ABC中,∵AC=4,AB=5,
∴BC3,
在Rt△BCO′中,BO′,
∵O′E+BE≥O′B,
∴当O′、E、B共线时,BE的值最小,最小值为O′B﹣O′E2,
故答案为:2.
33.(2022•肇源县二模)如图,A(2,0)、B(6,0),以AB为直径作⊙M,射线OF交⊙M于E、F两点,C为弧AB的中点,D为EF的中点.当射线OF绕O点旋转时,CD的最小值为 22 .
【解答】解:连接MD,如图,
∵D为EF的中点,
∴MD⊥EF,
∴∠ODM=90°,
∴点D在以A点为圆心,2为半径的圆,
当D点为CA与⊙A的交点时,CD的值最小,此时CD=AC﹣2=22,
即CD的最小值为22.
故答案为:22.
四.圆综合(共7小题)
34.(2020•秦淮区二模)在半径为2的圆中,弦AB、AC的长度分别是2、2,则弦BC的长度是 2或4 .
【解答】解:分别作OD⊥AB,OE⊥AC,垂足分别是D、E.连接OC,OB,
∵OE⊥AC,OD⊥AB,
∴AEAC,ADAB=1,AE=CE,AD=BD,
∴sin∠AOE,sin∠AOD,
∴∠AOE=60°,∠AOD=30°,
∵OC=OA=OB,
∴∠AOE=∠COE,∠AOD=∠BOD,
当AB,AC在圆心O的异侧时,
∠BOC=180°,
∴BC是直径,
∴BC的长度为4;
当AB,AC′在圆心O的同侧时,
∠BOC′=120°﹣60°=60°,
∵OB=OC′,
∴△OBC′是等边三角形,
∴BC′=OA,
∴BC′的长度为2;
∴弦BC的长度是2或4;
故答案为:2或4.
35.(2025秋•鼓楼区校级月考)已知⊙O的半径OA=1,弦AB的长为.若在⊙O上找一点C,使AC,则∠BAC= 15或75 °.
【解答】解:如图,过点O作OE⊥AB,OF⊥AC,垂足分别为E,F,
∵AB,AC,
由垂径定理得,AE,AF,
∵OA=1,
∴由勾股定理得OE,OF,
∴∠BAO=45°,
∴OFOA,
∴∠CAO=30°,
∴∠BAC=75°,
当AB、AC在半径OA同旁时,∠BAC=15°.
故答案为:75或15.
36.(2025秋•建邺区校级月考)如图,在平面直角坐标系中,⊙P的圆心是(1,2),半径为1,一次函数y=x+b的图象被⊙P截得的弦AB的长为,则b的值是 0或2 .
【解答】解:设直线y=x+b与y轴交于点M,与x轴交于点N,
把x=0代入y=x+b得:y=b,
把y=0代入y=x+b得:x+b=0,
解得:x=﹣b,
∴直线y=x+b与y轴的交点坐标为M(0,b),与x轴的交点坐标为N(﹣b,0),
∴OM=ON,
∴△OMN为等腰直角三角形,
∴∠OMN=∠ONM=45°,
即直线y=x+b与x轴、y轴的夹角都是45°,
当点P在直线y=x+b下方时,作PC⊥AB于点C,连接PA,如图所示,
∵PC⊥AB,
∴,∠PCA=90°,
∴,
∴∠PAC=45°,
∵∠ANO=45°,
∴∠PAC=∠ANO,
∴PA∥NO,即PA∥x轴,
∴PA⊥y轴,
∵⊙P的半径为1,且P(1,2),
∴点A在y轴上,
∴A(0,2),
把A(0,2)代入y=x+b得:b=2;
当点P在直线y=x+b上方时,作PC⊥AB于点C,连接PA,并延长,交x轴于点D,如图所示,
∵PC⊥AB,
∴∠PCA=90°,,
∴,
∴∠PAC=45°,
∴∠NAD=∠PAC=45°,
∵∠AND=45°,
∴∠ADN=180°﹣45°﹣45°=90°,
∴PD⊥x轴,
∵P(1,2),
∴PD=2,
∴AD=2﹣1=1,
∴A(1,1),
把A(1,1)代入y=x+b得:1=1+b,
解得:b=0;
综上分析可知:b=0或b=2.
故答案为:0或2.
37.(2025秋•南京校级月考)如图,△ABC内接于⊙O,C为的中点,D在上,连接AD.
(1)如图,若AD⊥BC,垂足为E,直线OC分别交AD,AB于点F,G.求证:EF=DE.
(2)如图,若AD与BC不垂直,过点C作CE⊥AD,垂足为E,连接DB,写出AE,DE,DB之间的数量关系,并说明理由.
【解答】(1)证明:连接OA、OB,CD,如图①,
∵C为优弧AB的中点,
∴,
∴AC=BC,
又∵OA=OB,
∴O、C都在AB的垂直平分线上,即CG是AB垂直平分线,
∴CG⊥AB;
∵AD⊥BC,
∴∠CFE+∠BCG=90°,∠CBG+∠BCG=90°,
∴∠CBG=∠CFE,
∵∠CBA=∠D,
∴∠CFE=∠D,
∴CF=CD.
又 AD⊥BC,
∴EF=DE;
(2)解:DE+BD=AE.理由如下:
在AE上截取EF=DE,连接CF、CD,如图②,
∵CE⊥DF,EF=DE,
∴CE为线段DF的垂直平分线,
∴CF=CD.
∴∠CFD=∠CDF,
∵AC=BC.
∴∠CAB=∠CBA,
∵∠CDA=∠CBA,
∴∠CAB=∠CDA.
∵∠CFD+∠CDF+∠FCD=∠CAB+∠CBA+∠ACB=180°,
∴∠FCD=∠ACB.
∴∠FCD﹣∠FCB=∠ACB﹣∠FCB,
即∠ACF=∠BCD.
在△CAF和△CBD中,
,
∴△CAF≌△CBD(SAS),
∴AF=BD.
∴DE+BD=EF+AF=AE.
∴AE,DE,DB之间的数量关系为:DE+BD=AE.
38.(2021秋•溧水区期中)如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,AC⊥BD,OF⊥AB,垂足分别是E、F.
(1)直接写出OF与CD的数量关系 OFCD ,并证明你的结论.
(2)若AB=2,CD=1.求⊙O的半径.
【解答】解:(1)结论:OFCD.
理由:连接AO并延长交⊙O于点G,连接GB.
∵OF⊥AB,
∴AF=BF,
∵AO=GO,
∴OF是△ABG的中位线,
∴OFBG,
∵AG是⊙O的直径,
∴∠ABG=90°,
∴∠BAG+∠G=90°,
∵AC⊥BD,
∴∠CEB=90°,
∴∠ECB+∠EBC=90°,
∵∠G=∠ECB,
∴∠BAG=∠CBD,
∴∠BAG所对弧上的圆心角等于∠CBD所对弧上的圆心角,
∴BG=CD,
∴OFCD;
(2)由(1)得:OFCD,
在Rt△AOF中,AF=1,
∴OA,
∴⊙O的半径为.
39.(2025秋•南京校级月考)小明用长AB=3,宽BC=2的矩形木板做一个尽可能大的圆形桌面,他设计了三种方案:
方案一:直接锯一个半径最大的圆;
方案二:沿对角线AC将矩形锯成两个三角形,适当平移三角形并锯一个最大的圆;
方案三:锯一块小矩形BCEF拼到矩形AFED下面,利用拼成的木板锯一个尽可能大的圆.
(1)写出方案一中圆的半径;
(2)求方案二中圆的半径;
(3)在方案三中,设CE=x(0<x<1),当x取何值时圆的半径最大?(画出示意图,简要写出求解的思路,并直接写出此时圆的半径)
【解答】解:(1)方案一中的最大半径为1.
∵用长AB=3,宽BC=2的矩形木板做一个尽可能大的圆形桌面,
∴长方形的长宽分别为3,2,
∴直接取圆直径最大为2,
∴半径最大为1;
(2)如图,过O作ON⊥BF于N,OM⊥AB于M,
设半径为r,
∵S△ABF=S△BOF+S△AOB,
∵BF=2,AB=3,
∴,
解得;
(3)设圆的半径为y,
∵EC=x,
∴新拼图形水平方向跨度为3﹣x,竖直方向跨度为2+x.
类似(1),所截出圆的直径最大为3﹣x或2+x较小的.
当3﹣x<2+x时,即当时,;
当3﹣x=2+x时,即当时,;
当3﹣x>2+x时,即当时,.
当时,,
当时,;
当时,;
∴方案三中,当时,y最大为.
40.(2025秋•鼓楼区校级月考)解题与遐想.
如图,Rt△ABC的内切圆与斜边AB相切于点D,AD=4,BD=5.求Rt△ABC的面积.
王小明:
这道题算出来面积刚好是20,太凑巧了吧.刚好是4×5=20,有种白算的感觉…
赵丽华:
我把4和5换成m、n再算一遍,△ABC的面积总是m•n!确实非常神奇了…
数学刘老师:
大家想一想,既然结果如此简单到极致,不计算能不能得到呢?比如,拼图?
霍佳:
刘老师,我在想另一个东西,这个图能不能尺规画出来啊感觉图都定了.我怎么想不出来呢?
计算验证
(1)通过计算求出Rt△ABC的面积.
拼图演绎
(2)将Rt△ABC分割放入矩形中(如图),通过拼图能直接“看”出“20”请在图中画出拼图后的4个直角三角形甲、乙、丙、丁的位置,作必要标注并简要说明.
尺规作图
(3)尺规作图:如图,点D在线段AB上,以AB为斜边求作一个Rt△ABC,使它的内切圆与斜边AB相切于点D.(保留作图的痕迹,写出必要的文字说明)
【解答】解:(1)如图1,
设⊙O的半径为r,
连接OE,OF,
∵⊙O内切于△ABC,
∴OE⊥AC,OF⊥BC,AE=AD=4,BF=BD=5,
∴∠OEC=∠OFC=∠C=90°,
∴四边形ECFO是矩形,
∴CF=OE=r,CE=OF=r,
∴AC=4+r,BC=5+r,
在Rt△ABC中,由勾股定理得,
(r+4)2+(r+5)2=92,
∴r2+9r=20,
∴S△ABC
(r2+9r+20)
=20;
(2)如图2,
(3)设△ABC的内切圆记作⊙F,
∴AF和BF平分∠BAC和∠ABC,FD⊥AB,
∴∠BAF∠CAB,∠ABF,
∴∠BAF+∠ABF(∠BAC+∠ABC)45°,
∴∠AFB=135°,
可以按以下步骤作图(如图3):
①以BA为直径作圆,作AB的垂直平分线交圆于点E,
②以E为圆心,AE为半径作圆,
③过点D作AB的垂线,交圆于F,
④连接EF并延长交圆于点C,连接AC,BC,
则△ABC就是求作的三角形.
五.课后作业(共9小题)
41.(2025秋•江宁区校级月考)已知:如图,△ABC内接于⊙O,AB为直径,∠CBA的平分线交AC于点F,交⊙O于点D,DE⊥AB于点E,且交AC于点P,连接AD.
求证:(1)∠DAC=∠DBA;
(2)P是线段AF的中点.
【解答】解:
(1)证明:∵BD平分∠CBA,
∴∠CBD=∠DBA,
∵∠DAC与∠CBD都是弧CD所对的圆周角,
∴∠DAC=∠CBD,
∴∠DAC=∠DBA;
(2)证明:∵AB为直径,
∴∠ADB=90°,
∵DE⊥AB于E,
∴∠DEB=90°,
∴∠ADE+∠EDB=∠ABD+∠EDB=90°,
∴∠ADE=∠ABD=∠DAP,
∴PD=PA,
∵∠DFA+∠DAC=∠ADE+∠PDF=90°,且∠ADB=90°,
∴∠PDF=∠PFD,
∴PD=PF,
∴PA=PF,
即P是AF的中点.
42.(2021秋•玄武区期中)如图,AB是⊙O的弦,点C在过点B的切线上,OC⊥OA,OC交AB于点D.若∠BDC=68°,则∠ABC的度数为 68 °.
【解答】解:连接OB,
∵BC为切线,
∴OB⊥OB,
∴∠OBC=90°,
∵OC⊥OA,
∴∠AOC=90°,
∵∠ODA=∠BCC=68°,
∴∠OAD=90°﹣68°=22°,
∵OA=OB,
∴∠OBA=∠OAB=22°,
∴∠ABC=90°﹣∠OBA=90°﹣22°=68°.
故答案为:68.
43.(2025秋•扬州期中)如图,PA与⊙O相切于点A,PO交⊙O于点B,点C在PA上,且CB=CA.若OA=5,PA=12,则CA的长为( )
A.3 B.3.5 C. D.4
【解答】解:连接OC,
∵PA与⊙O相切于点A,
∴∠OAP=90°,
∵OA=OB,OC=OC,CA=CB,
∴△OAC≌△OBC(SSS),
∴∠OAP=∠OBC=90°,
在Rt△OAP中,OA=5,PA=12,
∴,
∵△OAC的面积+△OCP的面积=△OAP的面积,
∴OA•AC,
∴OA•AC+OP•BC=OA•AP,
∴5AC+13BC=5×12,
∴,
故选:C.
44.(2024•繁昌区校级自主招生)如图,⊙O的半径长为4,弦AB的长为,点C在⊙O上,若∠BAC=135°,则AC的长为 1 .
【解答】解:作所对的圆周角∠BDC,作BH⊥AC于H,连接OB、OC,如图,
∵∠BAC=135°,
∴∠BAH=45°,
∴△BAH为等腰直角三角形,
∴AH=BHAB1,
∵∠BAC+∠D=180°,
∴∠D=45°,
∴∠BOC=2∠D=90°,
∴△BOC为等腰直角三角形,
∴BCOB=4,
在Rt△BCH中,CH,
∴AC=CH﹣AH1.
故答案为1.
45.(2020•鼓楼区一模)如图,△ABC内接于⊙O,∠BAC=45°,AD⊥BC,垂足为D,BD=6,DC=4.
(1)求⊙O的半径;
(2)求AD的长.
【解答】解:(1)如图1,连接OB、OC,
∵BD=6,DC=4,
∴BC=10,
由圆周角定理得,∠BOC=2∠BAC=90°,
∴OBBC=5;
(2)如图2,连接OA,过点O作OE⊥AD于E,OF⊥BC于F,
∴BF=FC=5,
∴DF=1,
∵∠BOC=90°,BF=FC,
∴OFBC=5,
∵AD⊥BC,OE⊥AD,OF⊥BC,
∴四边形OFDE为矩形,
∴OE=DF=1,DE=OF=5,
在Rt△AOE中,AE7,
∴AD=AE+DE=12.
46.(2025秋•鼓楼区校级月考)如图,将△AOB绕点O顺时针旋转到△COD的位置,⊙O与CD相切于点E.
求证:AB是⊙O的切线.
【解答】证明:如图,连接OE,过点O作OF⊥AB,垂足为F,
由旋转,得△AOB≌△COD,
∴∠A=∠C,OA=OC,
∵⊙O与CD相切于点E,
∴CD⊥OE,
∴∠AFO=∠CEO=90°,
∴△AOF≌△COE(AAS),
∴OF=OE,
∵OE是⊙O的半径,
∴圆心O到直线AB的距离等于⊙O的半径,
∴AB是⊙O的切线.
47.(2025秋•南京校级月考)如图,AB为⊙O的直径,点C在⊙O上,延长BC至点D,使DC=BC.延长DA与⊙O的另一个交点为E,连接AC,CE.
(1)求证:∠D=∠E;
(2)若AB=13,BC﹣AC=7,求CE的长.
【解答】(1)证明:∵AB为⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∴AC⊥BC,
又∵DC=CB,
∴AD=AB,
∴∠B=∠D,
∵∠B=∠E,
∴∠D=∠E;
(2)解:设BC=x,则AC=x﹣7,
在Rt△ABC中,AC2+BC2=AB2,
即(x﹣7)2+x2=132,
解得:x1=12,x2=﹣5(舍去),
∵∠B=∠E,∠B=∠D,
∴∠D=∠E,
∴CD=CE,
∵CD=CB,
∴CE=CB=12.
48.(2023秋•常州期末)如图,△ABC是⊙O的内接三角形,AB是⊙O的直径,点D在OC的延长线上,且∠CAD=∠B.
(1)判断直线AD与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若∠D=∠B,⊙O的半径是4,求AD的长.
【解答】解:(1)相切.理由如下:
∵AB是直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠B+∠BAC=90°.
∴∠CAD+∠BAC=90° 即∠OAD=90°,OA⊥AD,
又∵OA是⊙O的半径,
∴AD与⊙O相切;
(2)∵∠CAD=∠B,∠D=∠B,
∴∠CAD=∠D.
∴AC=CD,
∵∠OAD=90°
∴∠D+∠DOA=90°,∠CAD+∠OAC=90°,
∴∠DOA=∠OAC.
∴OC=AC.
∴OC=CD.
∴OD=2OC=8.
∴.
49.(2025秋•南京校级月考)如图,在▱ABCD中,AD是⊙O的弦,BC是⊙O的切线,切点为B.
(1)求证:;
(2)若AB=5,AD=8,求⊙O的半径.
【解答】解:(1)证明:
连接OB,交AD于点E.
∵BC是⊙O的切线,切点为B,
∴OB⊥BC,
∴∠OBC=90°,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠OED=∠OBC=90°,
∴OE⊥AD,
∴;
(2)∵OE⊥BC,OE过圆心O
∴AEAD=4,
在Rt△ABE中,∠AEB=90°,
∴BE3,
设⊙O的半径为r,则OE=r﹣3
在Rt△ABE中,∠OEA=90°,
OE2+AE2=OA2
即(r﹣3)2+42=r2,
∴r,
∴⊙O的半径为.
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