3.4 圆周角定理(定理应用+折纸+截长补短+定角定弦+四点共圆)专项练习 2026--2027学年苏版九年级数学上册
2026-10-18
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内容正文:
苏科版九年级上圆周角定理(定理应用+折纸+截长补短+定角定弦+四点共圆)
内容简要
1. 圆周角定理基础应用
2. 折纸问题
3. 辅助线的添加截长补短在圆中的应用
4. 定角定弦的最值问题
5. 四点共圆
6. 课后练习
知识梳理
圆周角定理
(1)圆周角的定义:顶点在圆上,并且两边都与圆相交的角叫做圆周角.
注意:圆周角必须满足两个条件:①顶点在圆上.②角的两条边都与圆相交,二者缺一不可.
(2)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.
推论: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.
圆内接四边形的性质
(1)圆内接四边形的性质:
①圆内接四边形的对角互补.
②圆内接四边形的任意一个外角等于它的内对角(就是和它相邻的内角的对角).
一.圆周角定理的基础应用(求角度、证明、求长度)(共20小题)
1.(2026秋•南京期中)如图,A、B、C、D是⊙O上的点,若的度数为50°,则∠B+∠E=________ °.
2.(2026秋•玄武区期中)如图,⊙O是五边形ABCDE的外接圆,C是的中点,若∠C=110°,∠D=100°,则∠A的度数为 ________ °.
3.(2026•延庆区模拟)如图,点A,B,C,D在⊙O上,∠CAD=30°,∠ABD=50°,则∠ADC=_________ .
4.如图,在⊙O中,弦AB、CD相交于点E,2.若∠DEB=69°,则的度数为 _______ °.
5.(2026秋•南京期中)已知AB,CD是⊙O的弦,AB=2,CD=3,若∠AOB+∠COD=180°,则⊙O的半径是____________________ .
6.(2026秋•宿豫区期中)如图,在⊙O中,AB,BC是弦,点D在AB的延长线上,连接OA,OC,若OC∥AB,∠CBD﹣∠OAD=6°,则∠AOC的度数是( )
A.62° B.118° C.122° D.124°
7.在△ABC中,∠A=135°,AB=3,则其外接圆的半径是 ____________________ .
8.(2026秋•江宁区月考)如图,若点P在扇形AOB的内部,则∠APB的度数的取值范围是__________________ .
9.如图,AB是⊙O的直径,AC、BC分别交⊙O于点D、E,连DE,AD=BE.求证:
(1)DE∥AB;
(2)DC=EC.
10.(2026秋•鼓楼区校级月考)已知:四边形ABCD内接于⊙O.求证:∠A+∠C=180°(用两种不同方法证明).
证法1:
证法2:
11.(2025秋•建邺区期中)如图,⊙O是四边形ABCD的外接圆,AC是⊙O的直径,BD平分∠ABC.
(1)若∠ACB=25°,求∠BDC的度数;
(2)若点E是弦BD上一点,且AE平分∠CAB,求证:DA=DE.
12.(2026秋•建邺区校级月考)(1)如图1,在△ABC中,∠A=30°,BC=2,则△ABC的外接圆的半径为_____ .
(2)如图2,在直线上求作点P,使得∠APB=30°.
13.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,⊙O经过点A、C、D,分别交边AB、BC于点E、F,连接DE、DF,且DE=DF.
(1)求证:AB∥CD;
(2)连接AF,求证:AB=AF.
14.(2025秋•红旗区校级期中)如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,连接AC,E为BC延长线上一点,且CD平分∠ACE.
(1)如图①,若∠DCE=60°,求证:△ABD为等边三角形;
(2)如图②,若AB=10,BD=13,求⊙O的半径.
15.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.
16.(2026•蜀山区校级三模)如图,AB是⊙O的直径,CD=CB,CE⊥AB于点E,连接BD交CE于点F.
(1)求证:CF=BF;
(2)若CD=4,AC=8,求弦BD的长.
17.由小正方形构成的6×6网格中,每个正方形的顶点叫做格点.△ABC的顶点都在格点上,⊙O经过A、B、C三点,仅用无刻度的直尺在给定的网格中按要求作图(不写作法,保留作图痕迹).
(1)图①中,画出⊙O的圆心O.
(2)图②中,在BC边上找到一点D,使得AD平分∠BAC;
(3)图③中,在⊙O上找到一点E(不与点C重合),使得.
18.如图,是由小正方形组成的6×7网格,每个小正方形的顶点叫作格点.仅用无刻度的直尺在给定网格中完成画图.
(1)如图1,A、B、C三点是格点,画出经过这三点的圆的圆心O;
(2)如图2,A、B、C、Q四点是格点,在劣弧AB上找一点D,使得弦AD=BC.
19.如图,在△ABC中,AB=AC,⊙O是△ABC的外接圆,过点O作AC的垂线,垂足为D,分别交CB的延长线,于点E,F,AF,BC的延长线交于点G.
(1)求证AC=CG;
(2)若EB=CG,求∠BAC的度数.
20.半圆O的直径AB=8,C为半圆上一点.
(1)若AC=6,则BC的长是________________ ;
(2)①如图①,若D是的中点,且AD=2,求BC的长;
②如图②,若D、E是的三等分点,且AD=2,直接写出BC的长.
二.折纸问题(共6小题)
21.(2026秋•许昌期中)如图,在半圆ACB中,AB=6,将半圆ACB沿弦BC所在的直线折叠,若弧BC恰好过圆心O,则BC的长是( )
A. B.2π C. D.
22.(2026秋•东台市月考)如图,将⊙O沿弦AB折叠,点C在弧AmB上,点D在弧AB上,若∠ACB=70°,则∠ADB=( )
A.70° B.110° C.125° D.140°
23.(2026秋•秦淮区期中)如图,在⊙O中,将沿着弦AB所在直线折叠,交弦BC于点D,连接AC.若,BD=5,∠B=30°,则AC的长度是( )
A. B. C. D.
24.(2026秋•鼓楼区校级月考)如图,△ABC内接于⊙O,AB=AC=4,将沿着弦AB翻折后,恰好经过弦AC的中点D,则弦BC的长为________________ .
25.(2026秋•广东校级期末)如图,在⊙O中,点C在优弧上,将沿直线BC折叠后刚好经过弦AB的中点D.若⊙O的半径为,AB=8,则折痕线段BC的长为________________ .
26.(2026秋•锡山区期中)在⊙O中,AB为直径,点C为圆上一点,将劣弧AC沿弦AC翻折,交AB于点D,连接CD.
(1)如图1,若点D与圆心O重合,AC=3,求⊙O的半径;
(2)如图2,若点D与圆心O不重合,∠BAC=26°,请求出∠ACD的度数;
(3)如图2,如果AD=6,DB=4,那么AC的长为 ________________ .(直接写出答案)
三.截长补短在圆中的应用(共4小题)
27.(2026秋•溧阳市期中)如图,⊙O中,四边形ABDC内接于圆,BC是直径,AB=AC,若S四边形ABDC=6cm2,则AD=________________ cm.
28.(2026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.
29.【问题背景】
如图1,在四边形ADBC中,∠ACB=∠ADB=90°,AD=BD,探究线段AC,BC,CD之间的数量关系.
小吴同学探究此问题的思路是:将△BCD绕点D,逆时针旋转90°到△AED处,点B,C分别落在点A,E处(如图2),易证点C,A,E在同一条直线上,并且△CDE是等腰直角三角形,所以CECD,从而得出结论:AC+BCCD
【简单应用】
(1)在图1中,若AC,BC=2,则CD=_____ .
(2)如图3,AB是⊙O的直径,点C、D在⊙O上,,若AB=13,BC=12,求CD的长.
【拓展规律】
(3)如图4,∠ACB=∠ADB=90°,AD=BD,若AC=m,BC=n(m<n),求CD的长(用含m,n的代数式表示)
30.(2026秋•江宁区月考)某某中学组织有关圆的学习活动,他们对阿基米德折弦定理进行了深入研究.
【问题呈现】
阿基米德折弦定理:如图①.AB和BC是⊙O的两条弦(即折线ABC是圆的一条折弦).BC>AB,点M是的中点,则从M向BC所作垂线的垂足D是折弦ABC的中点,即CD=DB+BA.
同学们正在讨论如何证明该定理的正确性.他们想到用“截长法”进行证明.下面是部分证明过程.请补充完整.
证明:如图②,在CD上截取CG=AB,连接MA、MB、MC和MG.
∵M是的中点.
∴MA=_______ .
又∵∠A=∠C,BA=GC,
∴_________ ≌_________ .
∴MB=MG,
又∵MD⊥BC,
∴BD=_______ .
∴AB+BD=CG+DG.
即CD=DB+BA.
【变式探究】
如图③,若点M是的中点.【问题呈现】中的其他条件不变.判断CD、DB、BA之间存在怎样的数量关系?并加以证明.
【实践应用】
如图④,BC是⊙O的直径,点A是圆上一定点,点D是圆上一动点,且满足∠DAC=45°.若AB=6,⊙O的半径为5.求AD的值.
四.定角定弦的最值问题(共9小题)
31.(2026秋•秦淮区校级期末)如图,Rt△ABC中,AC⊥BC,AC=8,BC=12,P是△ABC内部的一个动点,且满足∠PCA=∠PBC,则线段AP长的最小值为( )
A.4 B. C.3 D.
32.(2026•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.(2026秋•新吴区期末)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.
34.(2026秋•溧水区期中)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
35.(2026秋•秦淮区期中)如图,E是⊙O的直径AB上一点,AB=10,BE=2,过点E作弦CD⊥AB,P是上一动点,连接DP,过点A作AQ⊥PD,垂足为Q,则OQ的最小值为_______________ .
36.(2026•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 __________________ .
37.(2026春•重庆期末)如图,∠XOY=45°,一把直角三角板ABC(点A为直角顶点)的两个顶点A、B分别在OX、OY上移动,其中AB=10,那么点O到AB的距离的最大值为__________________ .
38.(2026秋•盐城期中)如图,AB为⊙O的直径,且AB,点C在半圆上,OC⊥AB,垂足为点O,P为半圆上任意一点,过P点作PE⊥OC于点E,设△OPE的内心为M,连接OM、PM.当点P在半圆上从点B运动到点A时,则内心M所经过的路径长为 ________ .
39.如图,在等腰直角三角形ABC中,斜边BC的长为4,D是BC的中点,P是直角边AB上一动点(不与A、B重合),过P、A、D三点的圆交PC于Q,当点P运动时,线段AQ长度的最小值为 ____________________ .
五.四点共圆(共3小题)
40.(2026秋•义乌市校级期末)如图,AB⊥BC,,点E、F分别是线段AB、射线BC上的动点,以EF为斜边向上作等腰Rt△DEF,∠EDF=90°,连接AD,则AD的最小值为 _____ .
41.(2026秋•鼓楼区月考)(1)证明定理:圆内接四边形的对角互补.
已知:如图①,四边形ABCD内接于⊙O.求证:∠A+∠C=∠B+∠D=180°.
(2)逆命题证明:
若四边形的一组对角∠A+∠C=180°,则这个四边形的4个顶点共圆(图②),
可以用反证法证明如下:
在图②中,经过点A,B,D画⊙O.
假设点C落在⊙O外,BC交⊙O于点E,连接DE,
∵四边形ABED内接于⊙O,
∴可得 ___________ =180°,
∵∠A+∠C=180°,
∴∠BED=_______ ,与∠BED>∠C得出矛盾;
同理点C也不会落在⊙O内,
∴A,B,C,D共圆.
(3)结论运用:如图∠BAC=120°,线段,点D,E分别在射线AC和线段AB上运动,以DE为边在∠BAC内部作等边△DEF,则BF的最小值为 ____________________ .
42.(2026秋•南京月考)以下是“四点共圆”的几个结论,你能证明并运用它们吗?
I.若两个直角三角形有公共斜边,则这两个三角形的4个顶点共圆(图①、②);
Ⅱ.若四边形的一组对角互补,则这个四边形的4个顶点共圆(图③);
Ⅲ.若线段同侧两点与线段两端点连线的夹角相等,则这两点和线段两端点共圆(图④).
(1)在图①、②中,取AC的中点O,根据____________________ 得OA=OB=OC=OD,即A,B,C,D共圆;
(2)在图③中,画⊙O经过点A,B,D(图⑤).假设点C落在⊙O外,BC交⊙O于点E,连接DE,可得____________ =180°,所以∠BED=_______ ,得出矛盾;同理点C也不会落在⊙O内,即A,B,C,D共圆.结论Ⅲ同理可证.
(3)利用四点共圆证明锐角三角形的三条高交于一点.
已知:如图⑥,锐角三角形ABC的高BD,CE相交于点H,射线AH交BC于点F.
求证:AF是△ABC的高.(补全以下证明框图,并在图上作必要标注)
(4)如图⑦,点P是△ABC外部一点,过P作直线AB,BC,CA的垂线,垂足分别为E,F,D,且点D,E,F在同一条直线上.求证:点P在△ABC的外接圆上.
六.课后练习(共7小题)
43.(2026•宿迁模拟)如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,BE是⊙O的直径,连接CE,若∠BAD=105°,则∠DCE= _______ °.
44.(2026秋•秦淮区期末)如图,将⊙O沿着弦AB折叠,点C,D分别在优弧AB和劣弧AB上,若∠C=65°,则∠D=________ °.
45.(2026秋•信阳期中)如图,将沿弦AB翻折过圆心O,交弦AC于点D,若AD=1,,则CD为( )
A. B. C. D.2
46.(2026秋•鼓楼区期中)如图,点A、B、C、D、E在⊙O上,且为40°,则∠B+∠D的度数为 ________ °.
47.(2026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
48.(2026秋•秦淮区期中)如图,AB,CD是一个圆的两条弦,它们的延长线相交于点P,且PB=PD.
(1)用直尺和圆规作出该圆的圆心O;(保留作图痕迹,不写作法)
(2)求证PA=PC.
49.(2026•碧江区 校级模拟)如图,A、P、B、C是⊙O上四点,∠APC=∠CPB=60°.
(1)判断△ABC的形状并证明你的结论;
(2)当点P位于什么位置时,四边形PBOA是菱形?并说明理由.
(3)求证:PA+PB=PC.
苏科版九年级上圆周角定理(定理应用+折纸+截长补短+定角定弦+四点共圆)
参考答案与试题解析
一.圆周角定理的基础应用(求角度、证明、求长度)(共20小题)
1.(2026秋•南京期中)如图,A、B、C、D是⊙O上的点,若的度数为50°,则∠B+∠E= 155 °.
【解答】解:如图,连接OC,OD,DE,
∵的度数为50°,
∴∠COD=50°,
∴,
∵四边形ABDE是⊙O的内接四边形,
∴∠B+∠AED=180°,即∠B+∠AEC+∠CED=180°,
∴∠B+∠AEC=155°,
故答案为:155.
2.(2026秋•玄武区期中)如图,⊙O是五边形ABCDE的外接圆,C是的中点,若∠C=110°,∠D=100°,则∠A的度数为 115 °.
【解答】解:连接BE,CE,
∵四边形BCDE是⊙O的内接四边形,
∴∠CBE=180°﹣∠D=80°,∠BED=180°﹣∠BCD=70°,
∵C是的中点,
∴,
∴∠BEC=∠CED∠BED=35°,
∴∠BCE=180°﹣∠CBE﹣∠BEC=65°,
∵四边形ABCE是⊙O的内接四边形,
∴∠A=180°﹣∠BCE=115°,
故答案为:115.
3.(2026•延庆区模拟)如图,点A,B,C,D在⊙O上,∠CAD=30°,∠ABD=50°,则∠ADC= 100° .
【解答】解:∵∠ABD=50°,
∴∠ACD=50°,
∵∠CAD=30°,
∴∠ADC=180°﹣∠DAC﹣∠ACD=180°﹣30°﹣50°=100°.
故答案为:100°.
4.如图,在⊙O中,弦AB、CD相交于点E,2.若∠DEB=69°,则的度数为 46 °.
【解答】解:连接OB、OD、BC,
∵∠DEB=69°,∠CEB+∠DEB=180°,
∴∠CEB=111°,
∵2,
∴∠ABC=2∠BCD,
∵∠ABC+∠BCD+∠CEB=180°,
∴3∠BCD=69°,
∴∠BCD=23°,
∴∠BOD=2∠BCD=46°,
∴的度数为46°,
故答案为:46.
5.(2026秋•南京期中)已知AB,CD是⊙O的弦,AB=2,CD=3,若∠AOB+∠COD=180°,则⊙O的半径是 .
【解答】解:如图,过点O分别作OE⊥AB,OF⊥CD,垂足分别为点E、F,
∵OA=OB=OC=OD,OE⊥AB,OF⊥CD,AB=2,CD=3,
∴,,,
∵∠AOB+∠COD=180°,
∴∠AOE+∠COF=90°,
∵∠AOE+∠OAE=90°,
∴∠OAE=∠COF,
在△AEO和△OFC中,
,
∴△AEO≌△OFC(AAS),
∴,
∴,
即⊙O的半径是;
故答案为.
6.(2026秋•宿豫区期中)如图,在⊙O中,AB,BC是弦,点D在AB的延长线上,连接OA,OC,若OC∥AB,∠CBD﹣∠OAD=6°,则∠AOC的度数是( )
A.62° B.118° C.122° D.124°
【解答】解:如图,在优弧AC上取点P,连接PA,PC,
∵四边形ABCP内接于⊙O,
∴∠CPA=∠CBD,
∴∠AOC=2∠CPA=2∠CBD,
∴∠CBD∠AOC,
∵OC∥AB,
∴∠AOC+∠OAD=180°,
∵∠CBD﹣∠OAD=6°,
∴∠AOC﹣∠OAD=6°,
∴∠AOC=124°,
故选:D.
7.在△ABC中,∠A=135°,AB=3,则其外接圆的半径是 .
【解答】解:作△ABC的外接圆O,作直径BD,过C作CH⊥BA交BA延长线于H,连接CD,
∵∠BAC=135°,
∴∠CAH=180°﹣∠BAC=45°,
∴△ACH是等腰直角三角形,
∴AH=CHAC1,
∴BH=AB+AH=3+1=4,
∴BC,
∵四边形ABDC是圆内接四边形,
∴∠BAC+∠D=180°,
∴∠D=45°,
∵BD是圆的直径,
∴∠BCD=90°,
∴△BCD是等腰直角三角形,
∴BDBC,
∴△ABC外接圆的半径是.
故答案为:.
8.(2026秋•江宁区月考)如图,若点P在扇形AOB的内部,则∠APB的度数的取值范围是 60°<∠APB<150° .
【解答】解:设D为圆弧上一点,
由题意得:∠AOB=360°﹣240°=120°,
∴∠ADB120°=60°,
①当点P在扇形AOB的内部,连接AP交延长交⊙O于点C,如图2,
∴∠APB>60°;
③当点P在AO上时,如图3,连接BP,AB,
∵OA=OB,∠AOB=120°,
∴∠OAB=∠OBA=30°,
∴∠OBP<30°,
∵∠APB=∠AOB+∠OBP,
∴∠APB<150°,
综上所述,∠APB的取值范围是60°<∠APB<150°.
故答案为:60°<∠APB<150°.
9.如图,AB是⊙O的直径,AC、BC分别交⊙O于点D、E,连DE,AD=BE.求证:
(1)DE∥AB;
(2)DC=EC.
【解答】证明:(1)连接BD,AE,
∵AD=BE,
∴,
∴∠ABD=∠EAB,
∵∠ABD=∠AED,
∴∠AED=∠EAB,
∴DE∥AB.
(2)∵四边形ABED是⊙O的内接四边形,
∴∠EDA+∠ABE=180°,
又∵∠EDA+∠CDE=180°,
∴∠CDE=∠ABE,
∵DE∥AB,
∴∠CED=∠ABE,
∴∠CED=∠CDE,
∴DC=EC.
10.(2026秋•鼓楼区校级月考)已知:四边形ABCD内接于⊙O.求证:∠A+∠C=180°(用两种不同方法证明).
证法1:
证法2:
【解答】证法1:如图1,连接OA、OB,
∵∠A的度数是的度数的一半,∠C的度数是度数的一半,
又∵与的度数和是360°,
∴;
证法2:如图2,连接AO并延长交⊙于点E,连接DE、BE,
∵AE是⊙O的直径,
∴∠ADE=∠ABE=90°,
∵∠ADE+∠DEB+∠EBA+∠BAD=360°,
∴∠DEB+∠BAD=180°,
∵∠DEB=∠DCB,
∴∠DAB+∠DCB=180°.
11.如图,⊙O是四边形ABCD的外接圆,AC是⊙O的直径,BD平分∠ABC.
(1)若∠ACB=25°,求∠BDC的度数;
(2)若点E是弦BD上一点,且AE平分∠CAB,求证:DA=DE.
【解答】解:(1)∵AC是⊙O的直径,
∴∠ABC=90°,
∵∠ACB=25°,
∴∠BAC=90°﹣∠ACB=65°,
∴∠BDC=∠BAC=65°.
(2)∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠CBD,
∴∠DAC=∠CBD,
∵AE平分∠CAB,
∴∠BAE=∠CAE,
∴∠DAE=∠DAC+∠CAE,∠AED=∠BAE+∠ABD=∠CAE+∠DAC,
∴∠DAE=∠AED,
∴DA=DE.
12.(2026秋•建邺区校级月考)(1)如图1,在△ABC中,∠A=30°,BC=2,则△ABC的外接圆的半径为 2 .
(2)如图2,在直线上求作点P,使得∠APB=30°.
【解答】解:(1)如图,连接OB、OC,
∵点A在圆上,点O为圆心,
∴∠BOC=2∠A=60°,
∵OB=OC,
∴△OBC是等边三角形,
∴OB=BC=2,
即△ABC的外接圆的半径为2.
故答案为:2.
(2)如图,点P1、P2即为所求.
13.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,⊙O经过点A、C、D,分别交边AB、BC于点E、F,连接DE、DF,且DE=DF.
(1)求证:AB∥CD;
(2)连接AF,求证:AB=AF.
【解答】解:(1)∵AD∥BC,
∴∠A+∠B=180°,
∵DE=DF,
∴,
∴,
∴,
∴∠A=∠C,
∴∠B+∠C=180°,
∴AB∥CD;
(2)连接AF,
∵AB∥CD,AD∥BC,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∴∠B=∠ADC,
∵四边形AFCD是圆内接四边形,
∴∠AFC+∠ADC=180°,
∵∠AFC+∠AFB=180°,
∴∠AFB=∠ADC=∠B,
∴AB=AF.
14.如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,连接AC,E为BC延长线上一点,且CD平分∠ACE.
(1)如图①,若∠DCE=60°,求证:△ABD为等边三角形;
(2)如图②,若AB=10,BD=13,求⊙O的半径.
【解答】(1)证明:∵CD平分∠ACE,
∴∠DCE=∠ACD.
∵∠BAD+∠BCD=180°,∠BCD+∠DCE=180°,
∴∠BAD=∠DCE=∠ACD,
∵∠DCE=60°,
∴∠ABD=∠ACD=∠DCE=∠BAD=60°,
∴∠ADB=180°﹣60°×2=60°=∠ABD=∠BAD,
∴AB=AD=BD,
∴△ABD是等边三角形.
(2)解:如图,过点D作DG⊥AB于点G,连接OB,OA,
由(1)知:∠BAD=∠DCE=∠ACD=∠ABD,
∴DB=DA,
∵AB=10,BD=13,
∴BG=AG=5,
∴DG12,DG垂直平分AB,
∵OB=OA,
∴圆心O在AB的垂直平分线DG上,
∴OG⊥AB,
设⊙O的半径为r,
∴r2=(12﹣r)2+52,
解得:,
∴⊙O的半径为.
15.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.
16.(2026•蜀山区校级三模)如图,AB是⊙O的直径,CD=CB,CE⊥AB于点E,连接BD交CE于点F.
(1)求证:CF=BF;
(2)若CD=4,AC=8,求弦BD的长.
【解答】(1)证明:∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠A=90°﹣∠ABC.
∵CE⊥AB,
∴∠CEB=90°,
∴∠ECB=90°﹣∠ABC,
∴∠ECB=∠A.
又∵CD=CB,
∴,
∴∠DBC=∠A,
∴∠ECB=∠DBC,
∴CF=BF;
(2)解:连接OC,交BD于点G,
∵BC=CD,
∴OC⊥BD,BD=2BG,
∵∠ACB=90°,BC=CD,AC,
∴AB20,
∴⊙O的半径为10,
设OG=x,则CG=10﹣x,
由勾股定理,得BG2=OB2﹣OG2=BC2﹣CG2,
即102﹣x2=()2﹣(10﹣x)2,
解得x=6,
∴BG8,
∴BD=16.
17.由小正方形构成的6×6网格中,每个正方形的顶点叫做格点.△ABC的顶点都在格点上,⊙O经过A、B、C三点,仅用无刻度的直尺在给定的网格中按要求作图(不写作法,保留作图痕迹).
(1)图①中,画出⊙O的圆心O.
(2)图②中,在BC边上找到一点D,使得AD平分∠BAC;
(3)图③中,在⊙O上找到一点E(不与点C重合),使得.
【解答】解:(1)圆心O如图①所示;
(2)点D如图②所示;
(3)点E如图③所示.
18.如图,是由小正方形组成的6×7网格,每个小正方形的顶点叫作格点.仅用无刻度的直尺在给定网格中完成画图.
(1)如图1,A、B、C三点是格点,画出经过这三点的圆的圆心O;
(2)如图2,A、B、C、Q四点是格点,在劣弧AB上找一点D,使得弦AD=BC.
【解答】解:(1)连接AC交AB的垂直平分线于O,如图1,则O即位所求;
(2)取格点K,连接QK交圆于D,连接AD,如图2,则D即位所求.
理由:
由△QTK≌△CQA(SAS)可得∠TQK=∠QCA,
∵∠TQK+∠KQC=90°,
∴∠QCA+∠KQC=90°,可知QK⊥AC,
而AC为圆的直径,由垂径定理可知,
∴AQ=AD,
∴AD=BC.
19.如图,在△ABC中,AB=AC,⊙O是△ABC的外接圆,过点O作AC的垂线,垂足为D,分别交CB的延长线,于点E,F,AF,BC的延长线交于点G.
(1)求证AC=CG;
(2)若EB=CG,求∠BAC的度数.
【解答】(1)证明:连接CF,
∵过点O作AC的垂线,垂足为D,
∴,
∴∠FAC=∠ACF,
∵AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB,
∵∠GFC=∠ABC,
∴∠GFC=∠ACB,
∵∠G=180°﹣∠GFC﹣∠GCF,∠ACF=180°﹣∠ACB﹣∠FCG,
∴∠ACF=∠G,
∴∠CAF=∠G,
∴AC=CG;
(2)解:连接AE,过A作AH⊥BC于H,
∵AB=AC,
∴BH=CH,
∴,
∴AH过点O,
∵BE=CG,
∴EH=GH,
∴AE=AG,AB=BE=AC=CG,
∴∠AEB=∠BAE=∠G=∠CAG,
∵EF⊥AC,AD=CD,
∴AE=EC,
∴∠AED=∠CED,
设∠AED=∠CED=α,
∴∠ACB=∠ABC=∠AEB+∠BAE=4α,
∵∠CDE=90°,
∴α+4α=90°,
∴α=18°,
∴∠ABC=∠ACB=72°,
∴∠BAC=180°﹣∠ABC﹣∠ACB=36°.
20.半圆O的直径AB=8,C为半圆上一点.
(1)若AC=6,则BC的长是 2 ;
(2)①如图①,若D是的中点,且AD=2,求BC的长;
②如图②,若D、E是的三等分点,且AD=2,直接写出BC的长.
【解答】解:(1)如图1中,连接AC.
∵AB是直径,
∴∠ACB=90°,
∴BC2.
故答案为2.
(2)如图1中,连接OD交AC于H,连接OC,则OA=OC=OD=4.
∵D是的中点,
∴,
∴CD=AD=2,OD垂直平分线段AC,
设DH=x,则OH=4﹣x,
∵AC⊥OD,
∴∠CHD=∠CHO=90°,
∴CD2﹣DH2=CO2﹣OH2,
∴22﹣x2=42﹣(4﹣x)2,
解得x,
∴CH,
∵OD垂直平分AC,
∴AC=2CH,
∵AB是直径,
∴∠ACB=90°,
∴BC7.
②连接AE,AC,过点A作AH⊥ED交ED的延长线于H,过点C作CI⊥DE交DE的延长线于I.
∵D,E,C是的三等分点,
∴,
∴EC=DE=AD=2,∠DEA=∠EAC,
∴DE∥AC,
∵∠H=∠I=90°,
∴∠HAC=180°﹣90°=90°,
∴四边形AHIC是矩形,
∴AH=CI,AC=HI,
∵AD=CE,∠H=∠I=90°,
∴Rt△AHD≌Rt△CIE(HL),
∴EI=DH,设DH=x,则HE=x+2,
∵∠H=90°,
∴AE2﹣EH2=AH2=AD2﹣DH2,
∴()2﹣(x+2)2=22﹣x2,
解得x,
∵EI=DH,
∴HI=DH+DE+EI2,
∴AC=HI,
∵AB是直径,
∴∠ACB=90°,
∴BC.
二.折纸问题(共6小题)
21.(2026秋•许昌期中)如图,在半圆ACB中,AB=6,将半圆ACB沿弦BC所在的直线折叠,若弧BC恰好过圆心O,则BC的长是( )
A. B.2π C. D.
【解答】解:过点O作OD⊥BC,如图所示,
由折叠性质可知,
∴,
在Rt△OBD中,
∵OD,
∴∠OBD=30°,
∴,
∵OD⊥BC,OD经过圆心,
∴,
故选:A.
22.(2026秋•东台市月考)如图,将⊙O沿弦AB折叠,点C在弧AmB上,点D在弧AB上,若∠ACB=70°,则∠ADB=( )
A.70° B.110° C.125° D.140°
【解答】解:作所对的圆周角∠AEB,如图,
∵∠ACB+∠AEB=180°,
∴∠AEB=180°﹣70°=110°,
∵⊙O沿弦AB折叠,点C在上,点D在上,
∴∠ADB=∠AEB=110°.
故选:B.
23.(2026秋•秦淮区期中)如图,在⊙O中,将沿着弦AB所在直线折叠,交弦BC于点D,连接AC.若,BD=5,∠B=30°,则AC的长度是( )
A. B. C. D.
【解答】解:过点D作DE⊥AB于点E,DE的延长线交⊙O于点F,连接AF,如图所示:
∴∠DEB=∠DEA=90°,
由折叠性质得:点D的对应为点F,
∴∠ADB=∠AFB,
∴四边形AFBC内接于⊙O,
∴∠C+∠AFB=180°,
又∵∠ADC+∠ADB=180°,
∴∠C=∠ADC,
∴AC=AD,
在Rt△BDE中,BD=5,∠DBA=30°,
∴DEBD,
由勾股定理得:BE,
∵AB,
∴AE=AB﹣BE
在Rt△ADE中,由勾股定理得:AD,
∴AC=AD,
即AC的长度是.
故选:A.
24.(2026秋•鼓楼区校级月考)如图,△ABC内接于⊙O,AB=AC=4,将沿着弦AB翻折后,恰好经过弦AC的中点D,则弦BC的长为 2 .
【解答】解:连接BD,作BE⊥AC于点E,则∠AEB=∠BEC=90°,
∵将沿着弦AB翻折后,恰好经过弦AC的中点D,
∴∠BAD=∠BAC,
∵与所对的圆周角相等,
∴,
∴BD=BC,
∴DE=CE,
∵AB=AC=4,
∴AD=CDAC=2,
∴DE=CECD=1,
∴AE=AD+DE=3,
∴BE,
∴BC2,
故答案为:2.
25.(2026秋•广东校级期末)如图,在⊙O中,点C在优弧上,将沿直线BC折叠后刚好经过弦AB的中点D.若⊙O的半径为,AB=8,则折痕线段BC的长为 .
【解答】解:取D关于BC的对称点D′,D′在⊙O上,连接CD′,BD′,AC,DC,OC,OB,OD,过点C作CE⊥AB于点E,过点O作OF⊥CE于点F.
∴,
∴,
∵D为弦AB的中点,
∴OD⊥AB,
∴.
∵∠A+∠D′=180°,∠D′=∠CDB,∠CDB+∠ADC=180°,
∴∠A=∠ADC,
∴AC=DC,
∵CE⊥AB,AD=4,
∴.
∵CE⊥AB,OF⊥CE,OD⊥AB,
∴∠FED=∠OFE=∠ODE=90°,
∴OF=DE=2=OD,OD=EF=2,
在Rt△COF与Rt△BOD中,
∵,
∴Rt△COF≌Rt△BOD(HL),
∴CF=BD=4,
∴CE=BE=6,
∴.
故答案为:.
26.(2026秋•锡山区期中)在⊙O中,AB为直径,点C为圆上一点,将劣弧AC沿弦AC翻折,交AB于点D,连接CD.
(1)如图1,若点D与圆心O重合,AC=3,求⊙O的半径;
(2)如图2,若点D与圆心O不重合,∠BAC=26°,请求出∠ACD的度数;
(3)如图2,如果AD=6,DB=4,那么AC的长为 4 .(直接写出答案)
【解答】解:(1)过点O作OE⊥AC于E,如图:
则AEAC3,
∵翻折后点D与圆心O重合,
∴OEr,
在Rt△AOE中,AO2=AE2+OE2,
即r2=()2+(r)2,
解得r;
∵r>0,
∴r,
∴⊙O的半径为;
(2)连接BC,如图:
∵AB为直径,∠BAC=26°,
∴∠B=90°﹣26°=64°,52°,
∴2∠B=128°,
∵劣弧沿弦AC翻折交AB于点D,
∴,
∴76°,
∴∠DCA=38°;
(3)连接 BC,设D的对应点为D',如图:
由翻折得∠AD'C=∠ADC,
∵∠AD'C+∠B=180°,
∴∠ADC+∠B=180°,
∵∠ADC+∠BDC=180°,
∴∠B=∠BDC,
∴CD=BC,
过C作CG⊥AB于G,
∵AD=6,DB=4,
∴AB=6+4=10,
∴⊙O的半径为5,
∴DG=BGBD=2,
∴OG=OB﹣BG=5﹣3=2,AG=AB﹣BG=10﹣2=8,
Rt△OCG中,CG4,
Rt△ACG中,AC4,
故答案为:4.
三.截长补短在圆中的应用(共4小题)
27.(2026秋•溧阳市期中)如图,⊙O中,四边形ABDC内接于圆,BC是直径,AB=AC,若S四边形ABDC=6cm2,则AD= 2 cm.
【解答】解:过点A作AE⊥AD交DB的延长线于E,如图:
∵BC为⊙O的直径,
∴∠BAC=90°,
∵AB=AC,
∴∠ACB=∠ABC=45°,
∴∠ADE=∠ACB=45°,
∵AE⊥AD,
∴∠E=∠ADE=45°,
∴AE=AD,
∵∠BAC=90°,AE⊥AD,
∴∠EAB+∠BAD=90°,∠CAD+∠BAD=90°,
∴∠EAB=∠CAD
在△ABE和△ACD中,
,
∴△ABE≌△ACD(ASA),
∴S△ABE=S△ACD,AE=AD,
∴S四边形ABDC=S△ABD+S△ACD=S△ABD+S△ABE=S△AED=6(cm2),
∵S△AEDAE•ADAD2,
∴AD2=6,
∴AD=2(cm).
故答案为:2.
28.(2026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.
29.【问题背景】
如图1,在四边形ADBC中,∠ACB=∠ADB=90°,AD=BD,探究线段AC,BC,CD之间的数量关系.
小吴同学探究此问题的思路是:将△BCD绕点D,逆时针旋转90°到△AED处,点B,C分别落在点A,E处(如图2),易证点C,A,E在同一条直线上,并且△CDE是等腰直角三角形,所以CECD,从而得出结论:AC+BCCD
【简单应用】
(1)在图1中,若AC,BC=2,则CD= 3 .
(2)如图3,AB是⊙O的直径,点C、D在⊙O上,,若AB=13,BC=12,求CD的长.
【拓展规律】
(3)如图4,∠ACB=∠ADB=90°,AD=BD,若AC=m,BC=n(m<n),求CD的长(用含m,n的代数式表示)
【解答】解:(1)由题意知:AC+BCCD,
∴2CD,
∴CD=3;
故答案为:3;
(2)如图3,连接AC、BD、AD,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=∠ACB=90°,
∵,
∴AD=BD,
∵AB=13,BC=12,
∴由勾股定理得:AC=5,
由图1得:AC+BCCD,
5+12CD,
∴CD;
(3)解法一:以AB为直径作⊙O,连接DO并延长交⊙O于点D1,
连接D1A、D1B、D1C、CD,如图4,
由(2)得:AC+BCD1C,
∴D1C,
∵D1D是⊙O的直径,
∴∠D1CD=90°,
∵AC=m,BC=n,
∴由勾股定理可求得:AB2=m2+n2,
∴D1D2=AB2=m2+n2,
∵D1C2+DC2=D1D2,
∴CD2=m2+n2,
∵m<n,
∴CD;
解法二:如图5,∵∠ACB=∠ADB=90°,
∴A、B、C、D在以AB为直径的圆上,
∴∠DAC=∠DBC,
将△BCD绕点D,顺时针旋转90°到△AED处,点B,C分别落在点A,E处,
∴△BCD≌△AED,
∴CD=ED,∠BDC=∠ADE,
∴∠BDC﹣∠ADC=∠ADE﹣∠ADC,
即∠ADB=∠CDE=90°,
∴△CDE是等腰直角三角形,所以CECD,
∵AC=m,BC=n=AE,
∴CE=n﹣m,
∴CD.
30.(2026秋•江宁区月考)某某中学组织有关圆的学习活动,他们对阿基米德折弦定理进行了深入研究.
【问题呈现】
阿基米德折弦定理:如图①.AB和BC是⊙O的两条弦(即折线ABC是圆的一条折弦).BC>AB,点M是的中点,则从M向BC所作垂线的垂足D是折弦ABC的中点,即CD=DB+BA.
同学们正在讨论如何证明该定理的正确性.他们想到用“截长法”进行证明.下面是部分证明过程.请补充完整.
证明:如图②,在CD上截取CG=AB,连接MA、MB、MC和MG.
∵M是的中点.
∴MA=MC .
又∵∠A=∠C,BA=GC,
∴ △MAB ≌ △MCG .
∴MB=MG,
又∵MD⊥BC,
∴BD=DG .
∴AB+BD=CG+DG.
即CD=DB+BA.
【变式探究】
如图③,若点M是的中点.【问题呈现】中的其他条件不变.判断CD、DB、BA之间存在怎样的数量关系?并加以证明.
【实践应用】
如图④,BC是⊙O的直径,点A是圆上一定点,点D是圆上一动点,且满足∠DAC=45°.若AB=6,⊙O的半径为5.求AD的值.
【解答】【问题呈现】证明:如图②,在CD上截取CG=AB,连接MA、MB、MC和MG.
∵M是的中点,
∴MA=MC.
又∵,
在△MAB和△MCG中,
,
∴△MAB≌△MCG(SAS),
∴MB=MG,
又∵MD⊥BC,
∴BD=DG,
∴AB+BD=CG+DG,
即CD=DB+BA,
故答案为:MC;△MAB;△MCG;DG;
【变式探究】解:DB=CD+BA;
证明:如图③,在DB上截取BG=BA,连接MA、MB、MC、MG,
∵点M是的中点,
∴MA=MC,∠MBA=∠MBG,
在△MAB和△MGB中,
,
∴△MAB≌△MGB(SAS),
∴MA=MG,
∴MC=MG,
又∵DM⊥BC,
∴DC=DG,
∴BA+CD=BG+DG=DB,即DB=CD+BA;
【实践应用】解:如图④,当点D1在BC下方时,过点D1作D1G1⊥AC于点G1,连接OD1,
∵BC是⊙O的直径,
∴∠BAC=90°,
∵⊙O的半径为5,
∴BC=10,
在Rt△ABC中,AB=6,
由勾股定理得:,
∵∠D1AC=45°,
∴∠D1OC=90°,
∴点D1为的中点,
∴AG1=CG1+AB,
∴CG1+AB=AG1,即8﹣AG1+6=AG1,
解得AG1=7,
∴;
如图⑤,当点D2在BC上方时,过点D2作D2G2⊥AC于点G2,
同理可得,CG2=AG2+AB,即8﹣AG2=AG2+6,
解得AG2=1,
∵∠D2AC=45°,
∴,
综上所述,AD的值为或.
四.定角定弦的最值问题(共9小题)
31.(2026秋•秦淮区校级期末)如图,Rt△ABC中,AC⊥BC,AC=8,BC=12,P是△ABC内部的一个动点,且满足∠PCA=∠PBC,则线段AP长的最小值为( )
A.4 B. C.3 D.
【解答】解:∵∠PCA=∠PBC,
而∠PCA+∠PCB=90°,
∴∠PBC+∠PCB=90°,
∴∠BPC=90°,
∴点P在以BC为直径的⊙O上,
连接OA交⊙O于P,此时PA的长最小,
∵OA,
∴PA长的最小值为10﹣6=4.
故选:A.
32.(2026•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.(2026秋•新吴区期末)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.
34.(2026秋•溧水区期中)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.
35.(2026秋•秦淮区期中)如图,E是⊙O的直径AB上一点,AB=10,BE=2,过点E作弦CD⊥AB,P是上一动点,连接DP,过点A作AQ⊥PD,垂足为Q,则OQ的最小值为 .
【解答】解:∵AQ⊥PD,垂足为Q,
∴∠AQD=90°,
∴点Q在以AD为直径的圆上,
连接AD,以AD为直径作⊙M,如图,
连接MO并延长交⊙M于Q′,
当Q点运动到Q′时,OQ的值最小,
连接OD,
在Rt△ODE中,∵OD=5,OE=5﹣2=3,
∴DE4,
在Rt△ADE中,AD4,
∴MA=MQ′=2,
在Rt△AOM中,OM,
∴OQ′=MQ′﹣OM=2,
∴OQ的最小值为.
故答案为.
36.(2026•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.
37.(2026春•重庆期末)如图,∠XOY=45°,一把直角三角板ABC(点A为直角顶点)的两个顶点A、B分别在OX、OY上移动,其中AB=10,那么点O到AB的距离的最大值为 5+5 .
【解答】解:∵AB=10,∠AOB=45°,
∴点O在△AOB的外接圆⊙T上运动,
作TH⊥AB于H,交⊙T于O′,
∵∠ATB=2∠AOB=90°,
∴TA=TB=5,THAB=5,
点O到AB的距离的最大值=TH+TO′=5+5,
故答案为:5+5.
38.(2026秋•盐城期中)如图,AB为⊙O的直径,且AB,点C在半圆上,OC⊥AB,垂足为点O,P为半圆上任意一点,过P点作PE⊥OC于点E,设△OPE的内心为M,连接OM、PM.当点P在半圆上从点B运动到点A时,则内心M所经过的路径长为 πcm .
【解答】解:∵△OPE的内心为M,
∴∠MOP=∠MOC,∠MPO=∠MPE,
∴∠PMO=180°﹣∠MPO﹣∠MOP=180°(∠EOP+∠OPE),
∵PE⊥OC,即∠PEO=90°,
∴∠PMO=180°(∠EOP+∠OPE)=180°(180°﹣90°)=135°,
如图,∵OP=OC,OM=OM,
而∠MOP=∠MOC,
∴△OPM≌△OCM(SAS),
∴∠CMO=∠PMO=135°,
所以点M在以OC为弦,并且所对的圆周角为135°的两段劣弧上(和);
点M在扇形BOC内时,
过C、M、O三点作⊙O′,连O′C,O′O,
在优弧CO取点D,连DC,DO,
∵∠CMO=135°,
∴∠CDO=180°﹣135°=45°,
∴∠CO′O=90°,而OAcm,
∴O′OOC1,
∴弧OMC的长(cm),
同理:点M在扇形AOC内时,同①的方法得,弧ONC的长为cm,
所以内心M所经过的路径长为2π(cm).
故答案为:πcm.
39.如图,在等腰直角三角形ABC中,斜边BC的长为4,D是BC的中点,P是直角边AB上一动点(不与A、B重合),过P、A、D三点的圆交PC于Q,当点P运动时,线段AQ长度的最小值为 .
【解答】解:连接AD,DQ,
∵△ABC是等腰直角三角形,点D是BC的中点,
∴∠BAD=45°,BD=AD=CD=2,
∵∠PQD=∠PAD=45°,
∴∠DQC=135°,
∴点Q在以DC为弦,圆心角为90°的圆弧上运动,设此圆的圆心角为点O,连接OQ,
半径为OC=OQCD,
∴OD,
过点O作OE⊥AD于点E,连接OA,
则△CDE是等腰直角三角形,
∴OE=DE=1,
∴AE=3,
在Rt△OAE中,由勾股定理可得,AO,
当点O,Q,A三点在一条直线上时,AQ有最小值:.
五.四点共圆(共3小题)
40.(2026秋•义乌市校级期末)如图,AB⊥BC,,点E、F分别是线段AB、射线BC上的动点,以EF为斜边向上作等腰Rt△DEF,∠EDF=90°,连接AD,则AD的最小值为 5 .
【解答】解:如图,连接BD并延长,过点D作DM⊥BC于点M,DN⊥AB于点N.
又∵AB⊥BC,
∴∠ABC=∠DMB=∠DNE=90°,
∴四边形DMBN是矩形,
∴∠MDN=90°,
∵△DEF为等腰直角三角形,∠EDF=90°,
∴DE=DF,
∴∠MDN=∠EDF,
∴∠MDF=∠NDE,
在△DMF和△DNE中,
,
∴△DMF≌△DNE(AAS),
∴DM=DN,
∴∠DBF=∠DBE∠ABC=45°,
∴点D的轨迹为∠ABC的平分线,
∵垂线段最短,
∴当AD⊥BD时,AD取最小值,
∴AD的最小值为AB55,
故答案为:5.
41.(2026秋•鼓楼区月考)(1)证明定理:圆内接四边形的对角互补.
已知:如图①,四边形ABCD内接于⊙O.求证:∠A+∠C=∠B+∠D=180°.
(2)逆命题证明:
若四边形的一组对角∠A+∠C=180°,则这个四边形的4个顶点共圆(图②),
可以用反证法证明如下:
在图②中,经过点A,B,D画⊙O.
假设点C落在⊙O外,BC交⊙O于点E,连接DE,
∵四边形ABED内接于⊙O,
∴可得 A+∠AED =180°,
∵∠A+∠C=180°,
∴∠BED= ∠C ,与∠BED>∠C得出矛盾;
同理点C也不会落在⊙O内,
∴A,B,C,D共圆.
(3)结论运用:如图∠BAC=120°,线段,点D,E分别在射线AC和线段AB上运动,以DE为边在∠BAC内部作等边△DEF,则BF的最小值为 .
【解答】(1)证明:如图①,连接OB、OD,
∵,,且∠1+∠2=360°,
,
同理∠ABC+∠ADC=180°,
∴∠A+∠C=∠B+∠D=180°;
(2)证明:在图②中,经过点A,B,D画⊙O.假设点C落在⊙O外,BC交⊙O于点E,连接DE,
∵四边形ABED内接于⊙O,
∴∠A+∠BED=180°,
∵∠A+∠C=180°,
∴∠BED=∠C,与∠BED>∠C得出矛盾;
同理点C也不会落在⊙O内,
∴A,B,C,D共圆.
故答案为:∠A+∠BED,∠C;
(3)解:∵△DEF是等边三角形,
∴∠EDF=∠EFD=60°,
∵∠BAC=120°,
∴∠BAC+∠EFD=180°,
∴A、D、F、E四点共圆,
∴∠BAF=∠EDF=60°(同圆或等圆中,同弧所对的圆周角相等),
∴作∠BAM=60°,点F始终在射线AM上运动,
由垂线段最短可知,当BF′⊥AM,即点F′处时,BF′最小,
在Rt△ABF′中,∠1=30°,
∴,
∴,
故BF的最小值为,
故答案为:.
42.(2026秋•南京月考)以下是“四点共圆”的几个结论,你能证明并运用它们吗?
I.若两个直角三角形有公共斜边,则这两个三角形的4个顶点共圆(图①、②);
Ⅱ.若四边形的一组对角互补,则这个四边形的4个顶点共圆(图③);
Ⅲ.若线段同侧两点与线段两端点连线的夹角相等,则这两点和线段两端点共圆(图④).
(1)在图①、②中,取AC的中点O,根据 直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半 得OA=OB=OC=OD,即A,B,C,D共圆;
(2)在图③中,画⊙O经过点A,B,D(图⑤).假设点C落在⊙O外,BC交⊙O于点E,连接DE,可得 ∠A+∠BED =180°,所以∠BED= ∠C ,得出矛盾;同理点C也不会落在⊙O内,即A,B,C,D共圆.结论Ⅲ同理可证.
(3)利用四点共圆证明锐角三角形的三条高交于一点.
已知:如图⑥,锐角三角形ABC的高BD,CE相交于点H,射线AH交BC于点F.
求证:AF是△ABC的高.(补全以下证明框图,并在图上作必要标注)
(4)如图⑦,点P是△ABC外部一点,过P作直线AB,BC,CA的垂线,垂足分别为E,F,D,且点D,E,F在同一条直线上.求证:点P在△ABC的外接圆上.
【解答】(1)解:如图①,取AC的中点O,连接OB,OD,
在直角三角形ABC中,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得:OB=OA=OC,
在直角三角形ACD中,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得:OD=OA=OC,
∴OA=OB=OC=OD,
故答案为:直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半;
(2)解:假设点C落在⊙O外,BC交⊙O于点E,连接DE,
∴∠A+∠BED=180°,
∵∠A+∠C=180°,
∴∠BED=∠C,
∵∠BED是△DEC的一个外角,
∴∠BED>∠C,相互矛盾,
故点C在圆上,
故答案为:∠A+∠BED;∠C;
(3)证明:以A、E、H、D四点作圆,以B、E、D、C四点作圆,连接ED.
∵A、E、H、D四点共圆,
∴∠BAF=∠EDH,
∵B、E、D、C四点共圆,
∴∠EDH=∠BCE,
∵CE⊥AB,
∴∠EBC+∠BCE=90°,
∴∠EBC+∠BAF=90°,
∴∠AFB=90°,
即AF是△ABC的高.
故答案为:∠EDH;B、E、D、C;∠EDH=∠BCE;
(4)证明:如图⑦,连接BP,CP,
由结论I可得:点P、D、F、C四点共圆,点P、E、B、F四点共圆,
又∵点D,E,F在同一条直线上,
∴∠PCD=∠PFD,∠PFD=∠PBE,
∴∠PCD=∠PBE,
由结论Ⅲ可得点A、B、C、P四点共圆,
即点P在△ABC的外接圆上.
六.课后练习(共7小题)
43.(2026•宿迁模拟)如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,BE是⊙O的直径,连接CE,若∠BAD=105°,则∠DCE= 15 °.
【解答】解:∵四边形ABCD是⊙O的内接四边形,
∴∠BAD+∠DCB=180°,
∵∠BAD=105°,
∴∠DCB=180°﹣105°=75°,
∵BE是⊙O的直径,
∴∠BCE=90°,
∴∠DCE=90°﹣75°=15°,
故答案为:15.
44.(2026秋•秦淮区期末)如图,将⊙O沿着弦AB折叠,点C,D分别在优弧AB和劣弧AB上,若∠C=65°,则∠D= 115 °.
【解答】解:由题意∠C+∠D=180°,
∵∠C=65°,
∴∠D=115°,
故答案为:115.
45.(2026秋•信阳期中)如图,将沿弦AB翻折过圆心O,交弦AC于点D,若AD=1,,则CD为( )
A. B. C. D.2
【解答】解:过点O作半径OG⊥AB于点F,过点B作半径BE⊥AC于点E,连接BC,BD,OA,OB,
由条件可知,
∴,
∴∠OBF=30°,
∵OB=OA,
∴∠OAB=∠OBF=30°,
∴∠AOB=180°﹣∠OBF﹣∠OAB=120°,
∴,
∵和所对的圆周角均为∠BAC,
∴,
∴BC=BD,
∴△BCD是等边三角形,
∴CD=BD,∠BDC=60°,
设CD=BD=x,则,
∴,
在Rt△ABE中,,BE2+AE2=AB2,
∴,
解得x1=2,x2=﹣3,
∵x>0,
∴x=2,
∴CD=2.
故选:D.
46.(2026秋•鼓楼区期中)如图,点A、B、C、D、E在⊙O上,且为40°,则∠B+∠D的度数为 160 °.
【解答】解:连接AB、DE,则∠ABE=∠ADE,
∵为40°,
∴∠ABE=∠ADE=20°,
∵点A、B、C、D在⊙O上,
∴四边形ABCD是圆内接四边形,
∴∠ABC+∠ADC=180°,
∴∠ABE+∠EBC+∠ADC=180°,
∴∠B+∠D=180°﹣∠ABE=180°﹣20°=160°.
故答案为:160.
47.(2026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.
48.(2026秋•秦淮区期中)如图,AB,CD是一个圆的两条弦,它们的延长线相交于点P,且PB=PD.
(1)用直尺和圆规作出该圆的圆心O;(保留作图痕迹,不写作法)
(2)求证PA=PC.
【解答】(1)解:如图,分别作线段AC,CD的垂直平分线,相交于点O,
则点O即为所求.
(2)证明:由图可得,∠ABC=∠ADC,
∴∠PBC=∠PDA.
∵∠APD=∠CPB,PB=PD,
∴△ADP≌△CBP(ASA),
∴PA=PC.
49.(2026•碧江区 校级模拟)如图,A、P、B、C是⊙O上四点,∠APC=∠CPB=60°.
(1)判断△ABC的形状并证明你的结论;
(2)当点P位于什么位置时,四边形PBOA是菱形?并说明理由.
(3)求证:PA+PB=PC.
【解答】解:(1)△ABC是等边三角形.
证明如下:在⊙O中,
∵∠BAC与∠CPB是所对的圆周角,∠ABC与∠APC是所对的圆周角,
∴∠BAC=∠CPB,∠ABC=∠APC,
又∵∠APC=∠CPB=60°,
∴∠ABC=∠BAC=60°,
∴△ABC为等边三角形;
(2)当点P位于中点时,四边形PBOA是菱形,
连接OP,
∵∠AOB=2∠ACB=120°,P是的中点,
∴∠AOP=∠BOP=60°
又∵OA=OP=OB,
∴△OAP和△OBP均为等边三角形,
∴OA=AP=OB=PB,
∴四边形PBOA是菱形;
(3)如图2,在PC上截取PD=AP,
又∵∠APC=60°,
∴△APD是等边三角形,
∴AD=AP=PD,∠ADP=60°,即∠ADC=120°.
又∵∠APB=∠APC+∠BPC=120°,
∴∠ADC=∠APB,
在△APB和△ADC中,
,
∴△APB≌△ADC(AAS),
∴BP=CD,
又∵PD=AP,
∴CP=BP+AP.
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