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2015中考数学圆试题解析
一、选择题
1.(2019江苏常州2分)已知两圆半径分别为7,3,圆心距为4,则这两圆的位置关系为【】
A.外离B.内切C.相交D.内含
【答案】B。
【考点】两圆的位置关系。
【分析】根据两圆的位置关系的判定:外切(两圆圆心距离等于两圆半径之和),内切(两圆圆心距离等于两圆半径之差),相离(两圆圆心距离大于两圆半径之和),相交(两圆圆心距离小于两圆半径之和大于两圆半径之差),内含(两圆圆心距离小于两圆半径之差)。因此,
∵两半径之差7-3等于两圆圆心距4,∴两圆内切。故选B。
2.(2019江苏淮安3分)如图,AB是⊙O的直径,点C在⊙O上,若∠A=400,则∠B的度数为【】
A、800B、600C、500D、400
【答案】C。
【考点】圆周角定理,三角形内角和定理。
【分析】根据直径所对圆周角不直角的性质,由AB是⊙O的直径,点C在⊙O上得∠C=900;根据三角形内角和定理,由∠A=400,得∠B=1800-900-400=500。故选C。
3.(2019江苏苏州3分)如图,已知BD是⊙O直径,点A、C在⊙O上,,∠AOB=60°,则∠BDC
的度数是【】
A.20°B.25°C.30°D.40°
【答案】C。
【考点】圆周角定理,圆心角、弧、弦的关系。
【分析】利用在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角等于这条弧所对的圆心角的一半,即可求得∠BDC的度数:
∵,∠AOB=60°,∴∠BDC=∠AOB=30°。故选C。
4.(2019江苏宿迁3分)若⊙O1,⊙O2的半径是r1=2,r2=4,圆心距d=5,则这两个圆的位置关系是【】
A.内切B.相交C.外切D.外离
【答案】B。
【考点】两圆的位置关系。
【分析】根据两圆的位置关系的判定:外切(两圆圆心距离等于两圆半径之和),内切(两圆圆心距离等于两圆半径之差),相离(两圆圆心距离大于两圆半径之和),相交(两圆圆心距离小于两圆半径之和大于两圆半径之差),内含(两圆圆心距离小于两圆半径之差)。因此,
∵r1+r2=6,r2-r1=2,d=5,∴r2-r1
5.(2019江苏泰州3分)如图,△ABC内接于⊙O,OD⊥BC于D,∠A=50°,则∠OCD的度数是【】
A.40°B.45°C.50°D.60°
【答案】A。
【考点】圆周角定理,垂径定理,三角形内角和定理。
【分析】连接OB,
∵∠A和∠BOC是弧所对的圆周角和圆心角,且∠A=50°,
∴∠BOC=2∠A=100°。
又∵OD⊥BC,∴根据垂径定理,∠DOC=∠BOC=50°。
∴∠OCD=1800-900-500=400。故选A。
6.(2019江苏无锡3分)已知圆锥的底面半径为3cm,母线长为5cm,则圆锥的侧面积是【】
A.20cm2B.20πcm2C.15cm2D.15πcm2
【答案】D。
【考点】圆锥的计算。
【分析】根据圆锥的侧面积=底面周长×母线长÷2,把相应数值代入即可求解:
圆锥的侧面积=2π×3×5÷2=15π。故选D。
7.(2019江苏无锡3分)已知⊙O的半径为2,直线l上有一点P满足PO=2,则直线l与⊙O的位置关系是【】
A.相切B.相离C.相离或相切D.相切或相交
【答案】D。
【考点】直线与圆的位置关系。
【分析】根据直线与圆的位置关系来判定:①相交:d
当OP垂直于直线l时,即圆心O到直线l的距离d=2=r,⊙O与l相切;
当OP不垂直于直线l时,即圆心O到直线l的距离d=2
故直线l与⊙O的位置关系是相切或相交。故选D。
8.(2019江苏无锡3分)如图,以M(﹣5,0)为圆心、4为半径的圆与x轴交于A.B两点,P是⊙M上异于A.B的一动点,直线PA.PB分别交y轴于C.D,以CD为直径的⊙N与x轴交于E、F,则EF的长【】
A.等于4B.等于4C.等于6D.随P点
【答案】C。
【考点】圆周角定理,三角形内角和定理,相似三角形的判定和性质,垂径定理,勾股定理。
【分析】连接NE,设圆N半径为r,ON=x,则OD=r﹣x,OC=r+x,
∵以M(﹣5,0)为圆心、4为半径的圆与x轴交于A.B两点,
∴OA=4+5=9,0B=5﹣4=1。
∵AB是⊙M的直径,∴∠APB=90°。
∵∠BOD=90°,∴∠PAB+∠PBA=90°,∠ODB+∠OBD=90°。
∵∠PBA=∠OBD,∴∠PAB=∠ODB。
∵∠APB=∠BOD=90°,∴△OBD∽△OCA。∴,即,即r2﹣x2=9。
由垂径定理得:OE=OF,
由勾股定理得:OE2=EN2﹣ON2=r2﹣x2=9。∴OE=OF=3,∴EF=2OE=6。
故选C。
9.(2019江苏徐州3分)如图,A、B、C是⊙O上的点,若∠AOB=700,则∠ACB的度数为【】
A.700B.500C.400D.350
【答案】D。
【考点】圆周角定理。
【分析】根据同(等)弧所对圆周有是圆心角一半的性质直接得出结果:
∠ACB=∠AOB=×700=350。故选D。
10.(2019江苏扬州3分)已知⊙O1、⊙O2的半径分别为3cm、5cm,且它们的圆心距为8cm,则⊙O1与⊙O2的位置关系是【】
A.外切B.相交C.内切D.内含
【答案】A。
【考点】两圆的位置关系。
【分析】根据两圆的位置关系的判定:外切(两圆圆心距离等于两圆半径之和),内切(两圆圆心距离等于两圆半径之差),相离(两圆圆心距离大于两圆半径之和),相交(两圆圆心距离小于两圆半径之和大于两圆半径之差),内含(两圆圆心距离小于两圆半径之差)。因此,
∵3+5=8,即两圆圆心距离等于两圆半径之和,∴两圆外切。故选A。
二、填空题
1.(2019江苏淮安3分)如图,⊙M与⊙N外切,MN=10cm,若⊙M的半径为6cm,⊙N的半径为
▲cm。
【答案】4。
【考点】两圆的位置关系。
【分析】根据两圆的位置关系的判定:外切(两圆圆心距离等于两圆半径之和),内切(两圆圆心距离等于两圆半径之差),相离(两圆圆心距离大于两圆半径之和),相交(两圆圆心距离小于两圆半径之和大于两圆半径之差),内含(两圆圆心距离小于两圆半径之差)。因此,
由⊙M与⊙N外切,M
N=10cm,⊙M的半径为6cm,得⊙N的半径=10cm-6cm=4cm。
2.(2019江苏连云港3分)如图,圆周角∠BAC=55°,分别过B,C两点作⊙O的切线,两切线相交与点P,则∠BPC= ▲ °.
【答案】70。
【考点】切线的性质,圆周角定理。
【分析】连接OB,OC,
∵PB,PC是⊙O的切线,∴OB⊥PB,OC⊥PC。
∴∠PBO=∠PCO=90°,
∵∠BOC=2∠BAC=2×55°=110°,
∴∠BPC=360°-∠PBO-∠BOC-∠PCO=360°-90°-110°-90°=70°。
3.(2019江苏南通3分)如图,在⊙O中,∠AOB=46º,则∠ACB=▲º.
【答案】23°。
【考点】圆周角定理。
【分析】根据在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角等于这条弧所对的圆心角的一半的性质,
∵∠AOB和∠ACB是同⊙O中同弧所对的圆周角和圆心角,且∠AOB=46º,∴
∠ACB=∠AOB=×46°=23°。
4.(2019江苏徐州2分)如图,AB是⊙O的直径,CD是弦,且CD⊥AB,AC=8,BC=6,则sin∠ABD=
▲。
【答案】。
【考点】圆周角定理,直角三角形两锐角的关系,勾股定理,锐角三角函数定义。
【分析】∵AB是⊙O的直径,∴∠ACB=900。
又∵CD⊥AB,∠ACD=∠ABC。
又∵∠ABD和∠ACD是同弧所对的圆周角,∴∠ABD=∠ACD。∴∠ABD=∠ABC。
又∵AC=8,BC=6,∴由勾股定理得AB=10。∴sin∠ABD=sin∠ABC=。
5.(2019江苏盐城3分)已知与的半径分别是方程的两根,且,
若这两个圆相切,则t=▲.
【答案】2或0。
【考点】圆与圆的位置关系,因式分解法解一元二次方程。
【分析】先解方程求出⊙O1、⊙O2的半径,再分两圆外切和两圆内切两种情况列出关于t的方程讨论求解:∵⊙O1、⊙O2的半径分别是方程的两根,解得⊙O1、⊙O2的半径分别是1和3。
①当两圆外切时,圆心距O1O2=t+2=1+3=4,解得t=2;
②当两圆内切时,圆心距O1O2=t+2=3-1=2,解得t=0。
∴t为2或0。
6.(2019江苏扬州3分)如图,PA、PB是⊙O的切线,切点分别为A、B两点,点C在⊙O上,如果ACB=70°,那么∠P的度数是 ▲ .
【答案】40°。
【考点】切线的性质,圆周角定理,多边形内角与外角。
【分析】如图,连接OA,OB,
∵PA、PB是⊙O的切线,∴OA⊥AP,OB⊥BP。
∴∠OAP=∠OBP=90°,
又∵∠AOB和∠ACB都对弧所对的圆心角和圆周角,且∠ACB=70°,
∴∠AOB=2∠ACB=140°。
∴∠P=360°-(90°+90°+140°)=40°。
三、解答题
1.(2019江苏常州10分)在平面直角坐标系xOy中,已知动点P在正比例函数y=x的图象上,点P的横坐标为m(m>0)。以点P为圆心,为半径的圆交x轴于A、B两点(点A在点B的左侧),交y轴于C、D两点(D点在点C的上方)。点E为平行四边形DOPE的顶点(如图)。
(1)写出点B、E的坐标(用含m的代数式表示);
(2)连接DB、BE,设△BDE的外接圆交y轴于点Q(点Q异于点D),连接EQ、BQ。试问线段BQ与线段EQ的长是否相等?为什么?
(3)连接BC,求∠DBC-∠DBE的度数。
【答案】解:(1)B(3m,0),E(m,4m)。
(2)线段BQ与线段EQ的长相等。理由如下:
由(1)知B(3m,0),E(m,4m),
∵根据圆的对称性,点D点B关于y=x对称,
∴D(0,3m)。
∴,,
。
∴。∴△BDE是直角三角形。
∴BE是△BDE的外接圆的直径。
设△BDE的外接圆的圆心为点G,则由B(3m,0),E(m,4m)得G(2m,2m)。
过点G作GI⊥DG于点I,则I(0,2m)。
根据垂径定理,得DI=IQ,∴Q(0,m)。
∴。
∴BQ=EQ。
(3)延长EP交x轴于点H,则EP⊥AB,BH=2m。
根据垂径定理,得AH=BH=2m,AO=m。
根据圆的对称性,OC=OA=m。
又∵OB=3m,,,
∴。。
又∵∠COB=∠EDB=900,∴△COB∽△EDB。∴∠OBC=∠DBE。
∴∠DBC-∠DBE=∠DBC-∠OBC=∠DBO。
又∵OB=OC,∴∠DBO=450。∴∠DBC-∠DBE=450。
【考点】直线上点的坐标与方程的关系,勾股定理和逆定理,圆的对称性,平行四边形的性质,中点坐标,圆周角定理,垂径定理,等腰三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质。
【分析】(1)过点P作PH⊥x轴于点H,PF⊥y轴于点F,连接OE,BP。
∵点P在正比例函数y=x的图象上,点P的横坐标为m(m>0),
∴P(m,m),H(m,0),F(0,m),OH=OF=HP=m。
∵PB=,∴。
∴OB=3m。∴B(3m,0)。
∵根据圆的对称性,点D点B关于y=x对称,∴D(0,3m)。
∵四边形DOPE是平行四边形,∴PE=OD=3m,HE=4m。∴E(m,4m)。
(2)由勾股定理和逆定理,易知△BDE是直角三角形,从而根据圆周角定理和垂径定理可得点Q的坐标,从而根据勾股定理可求出BQ和EQ的长比较即得。
(3)求出有关线段的长,可得,从而证得△COB∽△EDB,得到∠OBC=∠DBE。因此∠DBC-∠DBE=∠DBC-∠OBC=∠DBO=450。
2.(2019江苏南京8分)某玩具由一个圆形区域和一个扇形区域组成,如图,在和扇形中,与、分别相切于A、B,,E、F事直线与、扇形的两个交点,EF=24cm,设的半径为xcm,
①用含x的代数式表示扇形的半径;
②若和扇形两个区域的制作成本分别为0.45元和0.06元,当的半径为多少时,该玩具成本最小?
【答案】解:(1)连接O1A。
>∵⊙O1与O2C、O2D分别切一点A、B,
∴O1A⊥O2C,O2E平分∠CO2D。
∵,∴∠AO2O1=∠CO2D=30°。
在Rt△O1AO2中,,∴O1O2=AO1sin∠AO2O1=xsin30°=2x。
∵EF=24cm,∴FO2=EF-EO1-O1O2=24-3x,即扇形O2CD的半径为(24-3x)cm。
3.(2019江苏南京10分)如图,A、B为⊙O上的两个定点,P是⊙O上的动点(P不与A、B重合),我们称∠APB为⊙O上关于A、B的滑动角。
(1)已知∠APB是上关于点A、B的滑动角。
①若AB为⊙O的直径,则∠APB=
②若⊙O半径为1,AB=,求∠APB的度数
(2)已知为外一点,以为圆心作一个圆与相交于A、B两点,∠APB为上关于点A、B的滑动角,直线PA、PB分别交于点M、N(点M与点A、点N与点B均不重合),连接AN,试探索∠APB与∠MAN、∠ANB之间的数量关系。
【答案】解:(1)①900。
②如图,连接AB、OA、OB.
在△AOB中,∵OA=OB=1.AB=,∴OA2+OB2=AB2。
∴∠AOB=90°。
当点P在优弧AB上时(如图1),∠APB=∠AOB=45°;
当点P在劣弧AB上时(如图2),
∠APB=(360°-∠AOB)=135°。
(2)根据点P在⊙O1上的位置分为以下四种情况.
第一种情况:点P在⊙O2外,且点A在点P与点M之间,点B在点P与点N之间,如图3,
∵∠MAN=∠APB+∠ANB,
∴∠APB=∠MAN-∠ANB。
第二种情况:点P在⊙O2外,且点A在点P与点M之间,点N在点P与点B之间,如图4,
∵∠MAN=∠APB+∠ANP=∠APB+(180°-∠ANB),
∴∠APB=∠MAN+∠ANB-180°。
第三种情况:点P在⊙O2外,且点M在点P与点A之间,点B在点P与点N之间,如图5,
∵∠APB+∠ANB+∠MAN=180°,
∴∠APB=180°-∠MAN-∠ANB。
第四种情况:点P在⊙O2内,如图6,
∠APB=∠MAN+∠ANB。
【考点】圆周角定理,勾股定理逆定理,三角形内角和定理和外角性质。
【分析】(1)①根据直径所对的圆周角等于90°即可得∠APB=900。
②根据勾股定理的逆定理可得∠AOB=90°,再分点P在优弧上;点P在劣弧上两种情况讨论即可。
(2)根据点P在⊙O1上的位置分为四种情况得到∠APB与∠MAN、∠ANB之间的数量关系。
4.(2019江苏南通8分)如图,⊙O的半径为17cm,弦AB∥CD,AB=30cm,CD=16cm,圆心O位于AB、CD的上方,求AB和CD间的距离.
【答案】解:分别作弦AB、CD的弦心距,设垂足为E、F,连接OA,OC。
∵AB=30,CD=16,∴AE=AB=15,CF=CD=8。
又∵⊙O的半径为17,即OA=OC=17。
∴在Rt△AOE中,。
在Rt△OCF中,。
∴EF=OF-OE=15-8=7。
答:AB和CD的距离为7cm。
【考点】垂径定理,;勾股定理。
【分析】分别作弦AB、CD的弦心距,设垂足为E、F;由于AB∥CD,则E、O、F三点共线,EF即为AB、CD间的距离;由垂径定理,易求得AE、CF的长,可连接OA、ODC在构建的直角三角形中,根据勾股定理即可求出OE、OF的长,也就求出了EF的长,即弦AB、CD间的距离。
5.(2019江苏苏州8分)如图,已知半径为2的⊙O与直线l相切于点A,点P是直径AB左侧半圆上
的动点,过点P作直线l的垂线,垂足为C,PC与⊙O交于点D,连接PA、PB,设PC的长为.
⑴当时,求弦PA、PB的长度;
⑵当x为何值时,的值最大?最大值是多少?
【答案】解:(1)∵⊙O与直线l相切于点A,AB为⊙O的直径,∴AB⊥l。
又∵PC⊥l,∴AB∥PC.∴∠CPA=∠PAB。
∵AB为⊙O的直径,∴∠APB=90°。
∴∠PCA=∠APB.∴△PCA∽△APB。
∴,即PA2=PC•PD。
∵PC=,AB=4,∴。
∴在Rt△APB中,由勾股定理得:。
(2)过O作OE⊥PD,垂足为E。
∵PD是⊙O的弦,OF⊥PD,∴PF=FD。
在矩形OECA中,CE=OA=2,∴PE=ED=x-2。
∴CD=PC-PD=x-2(x-2)=4-x。
∴。
∵
∴当时,有最大值,最大值是2。
【考点】切线的性质,平行的判定和性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理,垂径定理,矩形的判定和性质,二次函数的最值。
【分析】(1)由直线l与圆相切于点A,且AB为圆的直径,根据切线的性质得到AB垂直于直线l,又PC垂直于直线l,根据垂直于同一条直线的两直线平行,得到AB与PC平行,根据两直线平行内错角相等得到一对内错角相等,再由一对直角相等,利用两对对应角相等的两三角形相似可得出△PCA与△PAB相似,由相似得比例,将PC及直径AB的长代入求出PA的长,在Rt△APB中,由AB及PA的长,利用勾股定理即可求出PB的长。
(2)过O作OE垂直于PD,与PD交于点E,由垂径定理得到E为PD的中点,再由三个角为直角的四边形为矩形得到OACE为矩形,根据矩形的对边相等,可得出EC=OA=2,用PC-EC的长表示出PE,根据PD=2PE表示出PD,再由PC-PD表示出CD,代入所求的式子中,整理后得到关于x的二次函数,配方后根据自变量x的范围,利用二次函数的性质即可求出所求式子的最大值及此时x的取值。
6.(2019江苏宿迁10分)如图,在四边形ABCD中,∠DAE=∠ABC=90°,CD与以AB为直径的半圆相切于点E,EF⊥AB于点F,EF交BD于点G。设AD=a,BC=b。
(1)求CD的长度(用a,b表示);
(2)求EG的长度(用a,b表示);
(3)试判断EG与FG是否相等,并说明理由。
【答案】解:(1)∵∠DAE=∠ABC=90°,∴DA⊥AB,CB⊥AB。
又∵AB为⊙O的直径,∴DA、CB为⊙O的切线。
又∵CD是⊙O的切线,AD=a,BC=b,
∴DE=AD=a,CE=BC=b(切线长定理)。∴CD=DE+CE=a+b。
(2)∵EF⊥AB,CB⊥AB,∴EF∥CB。∴△DEG∽△DCB。
∴,即。&there4
;。
(3)相等。理由如下:
∵EF⊥AB,CB⊥AB,DA⊥AB,∴DA∥EF∥CB。
∴,且△BGF∽△BDA。∴,即。∴。
∴EG=FG。
【考点】切线的判定和性质,切线长定理,平行的判定和性质,平行线分线段成比例定理,相似三角形的判定和性质。
【分析】(1)由已知可得DA、CB和CD都要为⊙O的切线,根据切线长定理即可得出结果。
(2)由EF⊥AB,CB⊥AB可得EF∥CB,从而根据相似三角形的判定和性质可求得EG的长度。
(3)由DA∥EF∥CB,根据平行线分线段成比例定理和相似三角形的判定和性质可求得FG的长度,与EG的长度比较即可得出结论。
7.(2019江苏泰州12分)如图,已知直线l与⊙O相离,OA⊥l于点A,OA=5,OA与⊙O相交于点
P,AB与⊙O相切于点B,BP的延长线交直线l于点C.
(1)试判断线段AB与AC的数量关系,并说明理由;
(2)若PC=,求⊙O的半径和线段PB的长;
(3)若在⊙O上存在点Q,使△QAC是以AC为底边的等腰三角形,求⊙O的半径r的取值范围.
【答案】解:(1)AB=AC。理由如下:
连接OB。
∵AB切⊙O于B,OA⊥AC,∴∠OBA=∠OAC=90°。
∴∠OBP+∠ABP=90°,∠ACP+∠CPB=90°。
∵OP=OB,∴∠OBP=∠OPB。
∵∠OPB=∠APC,∴∠ACP=∠ABC。
∴AB=AC。
(2)延长AP交⊙O于D,连接BD,
设圆半径为r,则由OA=5得,OP=OB=r,PA=5-r。
又∵PC=,
∴。
由(1)AB=AC得,解得:r=3。
∴AB=AC=4。
∵PD是直径,∴∠PBD=90°=∠PAC。
∵∠DPB=∠CPA,∴△DPB∽△CPA。∴,即,解得。
(3)作线段AC的垂直平分线MN,作OE⊥MN,
则OE=AC=AB=。
又∵圆O要与直线MN交点,∴OE=≤r,
∴r≥。
又∵圆O与直线l相离,∴r<5。
∴⊙O的半径r的取值范围为≤r<5.
【考点】切线的性质,三角形内角和定理,等腰三角形的判定和性质,勾股定理,直线与圆的位置关系,相似三角形的判定和性质。
【分析】(1)连接OB,根据切线的性质和垂直得出∠OBA=∠OAC=90°,推出∠OBP+∠ABP=90°,
∠ACP+∠CPB=90°,求出∠ACP=∠ABC,根据等腰三角形的判定推出即可。
(2)延长AP交⊙O于D,连接BD,设圆半径为r,则OP=OB=r,PA=5-r,根据AB=AC推出
,求出r,证△DPB∽△CPA,得出,代入求出PB即可。
(3)根据已知得出Q在AC的垂直平分线上,作出线段AC的垂直平分线MN,作OE⊥MN,求出OE
8.(2019江苏无锡10分)如图,菱形ABCD的边长为2cm,∠DAB=60°.点P从A点出发,以cm/s的速度,沿AC向C作匀速运动;与此同时,点Q也从A点出发,以1cm/s的速度,沿射线AB作匀速运动.当P运动到C点时,P、Q都停止运动.设点P运动的时间为ts.
(1)当P异于A.C时,请说明PQ∥BC;
(2)以P为圆心、PQ长为半径作圆,请问:在整个运动过程中,t为怎样的值时,⊙P与边BC分别有1个公共点和2个公共点?
【答案】解:(1)∵四边形ABCD是菱形,且菱形ABCD的边长为2,
∴AB=BC=2,∠BAC=∠DAB。
又∵∠DAB=60°,∴∠BAC=∠BCA=30°。
如图1,连接BD交AC于O。
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OA=AC。
∴OB=AB=1。∴OA=,AC=2OA=2。
运动ts后,AP=t,AO=t,∴。
又∵∠PAQ=∠CAB,∴△PAQ∽△CAB.∴∠APQ=∠ACB.
∴PQ∥BC.
(2)如图2,⊙P与BC切于点M,连接PM,则PM⊥BC。
在Rt△CPM中,∵∠PCM=30°,∴PM=。
由PM=PQ=AQ=t,即=t,解得t=,
此时⊙P与边BC有一个公共点。
如图3,⊙P过点B,此时PQ=PB,
∵∠PQB=∠PAQ+∠APQ=60°
∴△PQB为等边三角形。∴QB=PQ=AQ=t。∴t=1。
∴当时,⊙P与边BC有2个公共点。
如图4,⊙P过点C,此时PC=PQ,即=t
∴t=。
∴当1≤t≤时,⊙P与边BC有一个公共点。
当点P运动到点C,即t=2时,Q、B重合,⊙P过点B,
此时,⊙P与边BC有一个公共点。
综上所述,当t=或1≤t≤或t=2时,⊙P与菱形ABCD的边BC有1个公共点;当时,⊙P与边BC有2个公共点。
【考点】直线与圆的位置关系,菱形的性质,含30°角直角三角形的性质,相似三角形的判定和性质,平行的判定,切线的性质,等边三角形的判定和性质。
【分析】(1)连接BD交AC于O,构建直角三角形AOB.利用菱形的对角线互相垂直、对角线平分对角、邻边相等的性质推知△PAQ∽△CAB;然后根据“相似三角形的对应角相等”证得∠APQ=∠ACB;最后根据平行线的判定定理“同位角相等,两直线平行”可以证得结论。
(2)分⊙P与BC切于点M,⊙P过点B,⊙P过点C和点P运动到点C四各情况讨论即可。
9.(2019江苏徐州10分)如图,直线与x轴、y轴分别相交于点A、B,与正比例函数的图象相交于点C、D(点C在点D的左侧),⊙O是以CD长为半径的圆。CE∥x轴,DE∥y轴,CE、DE相交于点E。
(1)△CDE是▲三角形;点C的坐标为▲,点D的坐标为▲(用含有b的代数式表示);
(2)b为何值时,点E在⊙O上?
(3)随着b取值逐渐增大,直线与⊙O有哪些位置关系?求出相应b的取值范围。
【答案】解:(1)等腰直角;;。
(2)当点E在⊙O上时,如图,连接OE。则OE=CD。
∵直线与x轴、y轴相交于点A(-b,0),B(0,b),CE∥x轴,DE∥y轴,
∴△DCE、△BDO是等腰直角三角形。
∵整个图形是轴对称图形,
∴OE平分∠AOB,∠AOE=∠BOE=450。
∵CE∥x轴,DE∥y轴,
∴四边形CAOE、OEDB是等腰梯形
。
∴OE=AC=BD。
∵OE=CD,∴OE=AC=BD=CD。
过点C作CF⊥x轴,垂足为点F。
则△AFC∽△AOB。∴。∴。
∴,解得。
∵,∴。
∴当时,点E在⊙O上。
(3)当⊙O与直线相切于点G时,
如图,连接OG。
∵整个图形是轴对称图形,
∴点O、E、G在对称轴上。
∴GC=GD=CD=OG=AG。∴AC=CG=GD=DB。∴AC=AB。
过点C作CH⊥x轴,垂足为点H。则△AHC∽△AOB。
∴。∴。
∴,解得。
∵,∴。
∴当时,直线与⊙O相切;
当时,直线与⊙O相离;
当时,直线与⊙O相交。
【考点】反比例函数和一次函数交点问题,等腰直角三角形的判定和性质,曲线上点的坐标与方程的关系,轴对称图形的性质,等腰梯形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,直线和圆的位置关系。
【分析】(1)∵直线与x轴、y轴相交于点A(-b,0),B(0,b),CE∥x轴,DE∥y轴,
∴△DCE是等腰直角三角形。
解得,或。
∵点C在点D的左侧,∴点C的坐标为,点D的坐标为。
(2)连接OE,过点C作CH⊥x轴于点H。由整个图形是轴对称图形,可求得OE=AC=BD=CD。由△AFC∽△AOB可求得,代入CF、BO关于b的关系式求解即得所求。
(3)讨论直线与⊙O相切时,b的取值即可得到直线与⊙O的位置关系。
当⊙O与直线相切于点G时,连接OG,过点C作CH⊥x轴于点H。由整个图形是轴对称图形,可求得AC=CG=GD=DB,即AC=AB。由△AHC∽△AOB可求得,代入CH、BO关于b的关系式求解即得⊙O与直线相切时相应b的值。从而得到直线与⊙O相离和相交时相应b的取值范围。
10.(2019江苏盐城10分)如图所示,,,,点是以为直径的半圆上一动点,交直线于点,设.
(1)当时,求的长;
(2)当时,求线段的长;
(3)若要使点在线段的延长线上,则的取值范围是_________.(直接写出答案)
【答案】解:(1)连接,在⊙中,
(2)∵为⊙的直径,∴。
(3)<<。
【考点】圆周角定理,弧长的计算,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,相似三角形的判定和性质。
【分析】(1)先连接,由圆周角定理,可求得,又由⊙的直径为,即可求得其半径,然后由弧长公式,即可求得答案。
(2)先证得∽,然后由相似三角形的对应边成比例,可得,从而求得答案。
(3)先求得与重合时的度数,则可求得点在线段的延长线上时,的取值范围:
如图,当与重合时,
∵是直径,∴。∴,,共线。
∵,
∴在中。
∴。∴=30°。
∴=90°-=60°。
当′在的延长线上时,如图,可得>=60°。
∵0°<<90°,
∴的取值范围是:60°<<90°。
11.(2019江苏扬州10分)如图,AB是⊙O的直径,C是⊙O上一点,AD垂直于过点C的切线,垂足为D.
(1)求证:AC平分BAD;
(2)若AC=,CD=2,求⊙O的直径.
【答案】解:(1)如图:连接OC。
∵DC切⊙O于C,∴AD⊥CD。
∴∠ADC=∠OCF=90°。∴AD∥OC。
∴∠DAC=∠OCA。
∵OA=OC,∴∠OAC=∠OCA。
∴∠DAC=∠OAC,即AC平分∠BAD。
(2)连接BC。
在Rt△ADC中,AC=,CD=2,∴AD=4。
∵AB是直径,∴∠ACB=90°=∠ADC。
∵∠OAC=∠OCA,∴△ADC∽△ACB。
∴,即。
∴AB=5。
【考点】切线的性质,平行的判定和性质,等腰三角形的性质,角平分线的判定,圆周角定理,勾股定理,相似三角形的判定和性质。
【分析】(1)连接OC,根据切线的性质判断出AD∥OC,得到∠DAC=∠OCA,再根据OA=OC得到∠OAC=∠OCA,可得AC平分∠BAD。
(2)连接BC,得到△ADC∽△ACB,根据相似三角形的性质即可求出AB的长。
12.(2019江苏镇江6分)如图,AB是⊙O的直径,DF⊥AB于点D,交弦AC于点E,FC=FE。
(1)求证:FC是⊙O的切线;
(2)若⊙O的半径为5,,求弦AC的长。
【答案】解:(1)连接OC,
∵FC=FE,∴∠FCE=∠FEC(等边对等角)。
∵OA=OC,∴∠OAC=∠OCA(等边对等角)。
又∵∠FEC=∠AED(对项角相等),
∴∠FCE=∠AED(等量代换)。
又∵DF⊥AB,∴∠OAC+∠AED=900(直角三角形两锐角互余)。
∴∠OCA+∠FCE=900(等量代换),即∠OCF=900。
∴OC⊥CF(垂直定义)。
又∵OC是⊙O的半径,∴FC是⊙O的切线(切线的定义)。
(2)连接BC。
∵AB是⊙O的直径,∴∠ACB=900(直径所对圆周角是直角)。
∵OB=OC。∴∠OBC=∠OCB(等边对等角)。
∵∠OCB=∠ACB-∠ACO=900-∠ACO=∠OCF-∠ACO
=∠FCE,
∴∠OBC=∠FCE。
又∵,∴。
又∵⊙O的半径为5,∴AB=10。
在Rt△ABC中,
∴。
【考点】等腰三角形的性质,对项角的性质,直角三角形两锐角的关系,切线的判定,圆周角定理,锐角三角函数定义,勾股定理。
【分析】(1)要证FC是⊙O的切线,只要FC垂直于过C点的半径,所以作辅助线OC。由已知条件,根据等腰三角形的等边对等角性质,直角三角形两锐角互余的关系,经过等量代换即可得到。
(2)构造直角三角形ABC,由等量代换得到∠OBC=∠FCE,从而得到,应用锐角三角函数知识和勾股定理即可求得弦AC的长。
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2015中考数学圆试题解析
一、选择题
1.(2019江苏常州2分)已知两圆半径分别为7,3,圆心距为4,则这两圆的位置关系为【】
A.外离B.内切C.相交D.内含
【答案】B。
【考点】两圆的位置关系。
【分析】根据两圆的位置关系的判定:外切(两圆圆心距离等于两圆半径之和),内切(两圆圆心距离等于两圆半径之差),相离(两圆圆心距离大于两圆半径之和),相交(两圆圆心距离小于两圆半径之和大于两圆半径之差),内含(两圆圆心距离小于两圆半径之差)。因此,
∵两半径之差7-3等于两圆圆心距4,∴两圆内切。故选B。
2.(2019江苏淮安3分)如图,AB是⊙O的直径,点C在⊙O上,若∠A=400,则∠B的度数为【】
A、800B、600C、500D、400
【答案】C。
【考点】圆周角定理,三角形内角和定理。
【分析】根据直径所对圆周角不直角的性质,由AB是⊙O的直径,点C在⊙O上得∠C=900;根据三角形内角和定理,由∠A=400,得∠B=1800-900-400=500。故选C。
3.(2019江苏苏州3分)如图,已知BD是⊙O直径,点A、C在⊙O上,,∠AOB=60°,则∠BDC
的度数是【】
A.20°B.25°C.30°D.40°
【答案】C。
【考点】圆周角定理,圆心角、弧、弦的关系。
【分析】利用在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角等于这条弧所对的圆心角的一半,即可求得∠BDC的度数:
∵,∠AOB=60°,∴∠BDC=∠AOB=30°。故选C。
4.(2019江苏宿迁3分)若⊙O1,⊙O2的半径是r1=2,r2=4,圆心距d=5,则这两个圆的位置关系是【】
A.内切B.相交C.外切D.外离
【答案】B。
【考点】两圆的位置关系。
【分析】根据两圆的位置关系的判定:外切(两圆圆心距离等于两圆半径之和),内切(两圆圆心距离等于两圆半径之差),相离(两圆圆心距离大于两圆半径之和),相交(两圆圆心距离小于两圆半径之和大于两圆半径之差),内含(两圆圆心距离小于两圆半径之差)。因此,
∵r1+r2=6,r2-r1=2,d=5,∴r2-r1
5.(2019江苏泰州3分)如图,△ABC内接于⊙O,OD⊥BC于D,∠A=50°,则∠OCD的度数是【】
A.40°B.45°C.50°D.60°
【答案】A。
【考点】圆周角定理,垂径定理,三角形内角和定理。
【分析】连接OB,
∵∠A和∠BOC是弧所对的圆周角和圆心角,且∠A=50°,
∴∠BOC=2∠A=100°。
又∵OD⊥BC,∴根据垂径定理,∠DOC=∠BOC=50°。
∴∠OCD=1800-900-500=400。故选A。
6.(2019江苏无锡3分)已知圆锥的底面半径为3cm,母线长为5cm,则圆锥的侧面积是【】
A.20cm2B.20πcm2C.15cm2D.15πcm2
【答案】D。
【考点】圆锥的计算。
【分析】根据圆锥的侧面积=底面周长×母线长÷2,把相应数值代入即可求解:
圆锥的侧面积=2π×3×5÷2=15π。故选D。
7.(2019江苏无锡3分)已知⊙O的半径为2,直线l上有一点P满足PO=2,则直线l与⊙O的位置关系是【】
A.相切B.相离C.相离或相切D.相切或相交
【答案】D。
【考点】直线与圆的位置关系。
【分析】根据直线与圆的位置关系来判定:①相交:d
当OP垂直于直线l时,即圆心O到直线l的距离d=2=r,⊙O与l相切;
当OP不垂直于直线l时,即圆心O到直线l的距离d=2
故直线l与⊙O的位置关系是相切或相交。故选D。
8.(2019江苏无锡3分)如图,以M(﹣5,0)为圆心、4为半径的圆与x轴交于A.B两点,P是⊙M上异于A.B的一动点,直线PA.PB分别交y轴于C.D,以CD为直径的⊙N与x轴交于E、F,则EF的长【】
A.等于4B.等于4C.等于6D.随P点
【答案】C。
【考点】圆周角定理,三角形内角和定理,相似三角形的判定和性质,垂径定理,勾股定理。
【分析】连接NE,设圆N半径为r,ON=x,则OD=r﹣x,OC=r+x,
∵以M(﹣5,0)为圆心、4为半径的圆与x轴交于A.B两点,
∴OA=4+5=9,0B=5﹣4=1。
∵AB是⊙M的直径,∴∠APB=90°。
∵∠BOD=90°,∴∠PAB+∠PBA=90°,∠ODB+∠OBD=90°。
∵∠PBA=∠OBD,∴∠PAB=∠ODB。
∵∠APB=∠BOD=90°,∴△OBD∽△OCA。∴,即,即r2﹣x2=9。
由垂径定理得:OE=OF,
由勾股定理得:OE2=EN2﹣ON2=r2﹣x2=9。∴OE=OF=3,∴EF=2OE=6。
故选C。
9.(2019江苏徐州3分)如图,A、B、C是⊙O上的点,若∠AOB=700,则∠ACB的度数为【】
A.700B.500C.400D.350
【答案】D。
【考点】圆周角定理。
【分析】根据同(等)弧所对圆周有是圆心角一半的性质直接得出结果:
∠ACB=∠AOB=×700=350。故选D。
10.(2019江苏扬州3分)已知⊙O1、⊙O2的半径分别为3cm、5cm,且它们的圆心距为8cm,则⊙O1与⊙O2的位置关系是【】
A.外切B.相交C.内切D.内含
【答案】A。
【考点】两圆的位置关系。
【分析】根据两圆的位置关系的判定:外切(两圆圆心距离等于两圆半径之和),内切(两圆圆心距离等于两圆半径之差),相离(两圆圆心距离大于两圆半径之和),相交(两圆圆心距离小于两圆半径之和大于两圆半径之差),内含(两圆圆心距离小于两圆半径之差)。因此,
∵3+5=8,即两圆圆心距离等于两圆半径之和,∴两圆外切。故选A。
二、填空题
1.(2019江苏淮安3分)如图,⊙M与⊙N外切,MN=10cm,若⊙M的半径为6cm,⊙N的半径为
>
▲cm。
【答案】4。
【考点】两圆的位置关系。
【分析】根据两圆的位置关系的判定:外切(两圆圆心距离等于两圆半径之和),内切(两圆圆心距离等于两圆半径之差),相离(两圆圆心距离大于两圆半径之和),相交(两圆圆心距离小于两圆半径之和大于两圆半径之差),内含(两圆圆心距离小于两圆半径之差)。因此,
由⊙M与⊙N外切,MN=10cm,⊙M的半径为6cm,得⊙N的半径=10cm-6cm=4cm。
2.(2019江苏连云港3分)如图,圆周角∠BAC=55°,分别过B,C两点作⊙O的切线,两切线相交与点P,则∠BPC= ▲ °.
【答案】70。
【考点】切线的性质,圆周角定理。
【分析】连接OB,OC,
∵PB,PC是⊙O的切线,∴OB⊥PB,OC⊥PC。
∴∠PBO=∠PCO=90°,
∵∠BOC=2∠BAC=2×55°=110°,
∴∠BPC=360°-∠PBO-∠BOC-∠PCO=360°-90°-110°-90°=70°。
3.(2019江苏南通3分)如图,在⊙O中,∠AOB=46º,则∠ACB=▲º.
【答案】23°。
【考点】圆周角定理。
【分析】根据在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角等于这条弧所对的圆心角的一半的性质,
∵∠AOB和∠ACB是同⊙O中同弧所对的圆周角和圆心角,且∠AOB=46º,∴
∠ACB=∠AOB=×46°=23°。
4.(2019江苏徐州2分)如图,AB是⊙O的直径,CD是弦,且CD⊥AB,AC=8,BC=6,则sin∠ABD=
▲。
【答案】。
【考点】圆周角定理,直角三角形两锐角的关系,勾股定理,锐角三角函数定义。
【分析】∵AB是⊙O的直径,∴∠ACB=900。
又∵CD⊥AB,∠ACD=∠ABC。
又∵∠ABD和∠ACD是同弧所对的圆周角,∴∠ABD=∠ACD。∴∠ABD=∠ABC。
又∵AC=8,BC=6,∴由勾股定理得AB=10。∴sin∠ABD=sin∠ABC=。
5.(2019江苏盐城3分)已知与的半径分别是方程的两根,且,
若这两个圆相切,则t=▲.
【答案】2或0。
【考点】圆与圆的位置关系,因式分解法解一元二次方程。
【分析】先解方程求出⊙O1、⊙O2的半径,再分两圆外切和两圆内切两种情况列出关于t的方程讨论求解:∵⊙O1、⊙O2的半径分别是方程的两根,解得⊙O1、⊙O2的半径分别是1和3。
①当两圆外切时,圆心距O1O2=t+2=1+3=4,解得t=2;
②当两圆内切时,圆心距O1O2=t+2=3-1=2,解得t=0。
∴t为2或0。
6.(2019江苏扬州3分)如图,PA、PB是⊙O的切线,切点分别为A、B两点,点C在⊙O上,如果ACB=70°,那么∠P的度数是 ▲ .
【答案】40°。
【考点】切线的性质,圆周角定理,多边形内角与外角。
【分析】如图,连接OA,OB,
∵PA、PB是⊙O的切线,∴OA⊥AP,OB⊥BP。
∴∠OAP=∠OBP=90°,
又∵∠AOB和∠ACB都对弧所对的圆心角和圆周角,且∠ACB=70°,
∴∠AOB=2∠ACB=140°。
∴∠P=360°-(90°+90°+140°)=40°。
三、解答题
1.(2019江苏常州10分)在平面直角坐标系xOy中,已知动点P在正比例函数y=x的图象上,点P的横坐标为m(m>0)。以点P为圆心,为半径的圆交x轴于A、B两点(点A在点B的左侧),交y轴于C、D两点(D点在点C的上方)。点E为平行四边形DOPE的顶点(如图)。
(1)写出点B、E的坐标(用含m的代数式表示);
(2)连接DB、BE,设△BDE的外接圆交y轴于点Q(点Q异于点D),连接EQ、BQ。试问线段BQ与线段EQ的长是否相等?为什么?
(3)连接BC,求∠DBC-∠DBE的度数。
【答案】解:(1)B(3m,0),E(m,4m)。
(2)线段BQ与线段EQ的长相等。理由如下:
由(1)知B(3m,0),E(m,4m),
∵根据圆的对称性,点D点B关于y=x对称,
∴D(0,3m)。
∴,,
。
∴。∴△BDE是直角三角形。
∴BE是△BDE的外接圆的直径。
设△BDE的外接圆的圆心为点G,则由B(3m,0),E(m,4m)得G(2m,2m)。
过点G作GI⊥DG于点I,则I(0,2m)。
根据垂径定理,得DI=IQ,∴Q(0,m)。
∴。
∴BQ=EQ。
(3)延长EP交x轴于点H,则EP⊥AB,BH=2m。
根据垂径定理,得AH=BH=2m,AO=m。
根据圆的对称性,OC=OA=m。
又∵OB=3m,,,
∴。。
又∵∠COB=∠EDB=900,∴△COB∽△EDB。∴∠OBC=∠DBE。
∴∠DBC-∠DBE=∠DBC-∠OBC=∠DBO。
又∵OB=OC,∴∠DBO=450。∴∠DBC-∠DBE=450。
【考点】直线上点的坐标与方程的关系,勾股定理和逆定理,圆的对称性,平行四边形的性质,中点坐标,圆周角定理,垂径定理,等腰三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质。
【分析】(1)过点P作PH⊥x轴于点H,PF⊥y轴于点F,连接OE,BP。
∵点P在正比例函数y=x的图象上,点P的横坐标为m(m>0),
∴P(m,m),H(m,0),F(0,m),OH=OF=HP=m。
∵PB=,∴。
∴OB=3m。∴B(3m,0)。
∵根据圆的对称性,点D点B关于y=x对称,∴D(0,3m)。
∵四边形DOPE是平行四边形,∴PE=OD=3m,HE=4m。∴E(m,4m)。
(2)由勾股定理和逆定理,易知△BDE是直角三角形,从而根据圆周角定理和垂径定理可得点Q的坐标,从而根据勾股定理可求出BQ和EQ的长比较即得。
(3)求出有关线段的长,可得,从而证得△COB∽△EDB,得到∠OBC=∠DBE。因此∠DBC-∠DBE=∠DBC-∠OBC=∠DBO=450。
2.(2019江苏南京8分)某玩具由一个圆形
区域和一个扇形区域组成,如图,在和扇形中,与、分别相切于A、B,,E、F事直线与、扇形的两个交点,EF=24cm,设的半径为xcm,
①用含x的代数式表示扇形的半径;
②若和扇形两个区域的制作成本分别为0.45元和0.06元,当的半径为多少时,该玩具成本最小?
【答案】解:(1)连接O1A。
∵⊙O1与O2C、O2D分别切一点A、B,
∴O1A⊥O2C,O2E平分∠CO2D。
∵,∴∠AO2O1=∠CO2D=30°。
在Rt△O1AO2中,,∴O1O2=AO1sin∠AO2O1=xsin30°=2x。
∵EF=24cm,∴FO2=EF-EO1-O1O2=24-3x,即扇形O2CD的半径为(24-3x)cm。
3.(2019江苏南京10分)如图,A、B为⊙O上的两个定点,P是⊙O上的动点(P不与A、B重合),我们称∠APB为⊙O上关于A、B的滑动角。
(1)已知∠APB是上关于点A、B的滑动角。
①若AB为⊙O的直径,则∠APB=
②若⊙O半径为1,AB=,求∠APB的度数
(2)已知为外一点,以为圆心作一个圆与相交于A、B两点,∠APB为上关于点A、B的滑动角,直线PA、PB分别交于点M、N(点M与点A、点N与点B均不重合),连接AN,试探索∠APB与∠MAN、∠ANB之间的数量关系。
【答案】解:(1)①900。
②如图,连接AB、OA、OB.
在△AOB中,∵OA=OB=1.AB=,∴OA2+OB2=AB2。
∴∠AOB=90°。
当点P在优弧AB上时(如图1),∠APB=∠AOB=45°;
当点P在劣弧AB上时(如图2),
∠APB=(360°-∠AOB)=135°。
(2)根据点P在⊙O1上的位置分为以下四种情况.
第一种情况:点P在⊙O2外,且点A在点P与点M之间,点B在点P与点N之间,如图3,
∵∠MAN=∠APB+∠ANB,
∴∠APB=∠MAN-∠ANB。
第二种情况:点P在⊙O2外,且点A在点P与点M之间,点N在点P与点B之间,如图4,
∵∠MAN=∠APB+∠ANP=∠APB+(180°-∠ANB),
∴∠APB=∠MAN+∠ANB-180°。
第三种情况:点P在⊙O2外,且点M在点P与点A之间,点B在点P与点N之间,如图5,
∵∠APB+∠ANB+∠MAN=180°,
∴∠APB=180°-∠MAN-∠ANB。
第四种情况:点P在⊙O2内,如图6,
∠APB=∠MAN+∠ANB。
【考点】圆周角定理,勾股定理逆定理,三角形内角和定理和外角性质。
【分析】(1)①根据直径所对的圆周角等于90°即可得∠APB=900。
②根据勾股定理的逆定理可得∠AOB=90°,再分点P在优弧上;点P在劣弧上两种情况讨论即可。
(2)根据点P在⊙O1上的位置分为四种情况得到∠APB与∠MAN、∠ANB之间的数量关系。
4.(2019江苏南通8分)如图,⊙O的半径为17cm,弦AB∥CD,AB=30cm,CD=16cm,圆心O位于AB、CD的上方,求AB和CD间的距离.
【答案】解:分别作弦AB、CD的弦心距,设垂足为E、F,连接OA,OC。
∵AB=30,CD=16,∴AE=AB=15,CF=CD=8。
又∵⊙O的半径为17,即OA=OC=17。
∴在Rt△AOE中,。
在Rt△OCF中,。
∴EF=OF-OE=15-8=7。
答:AB和CD的距离为7cm。
【考点】垂径定理,;勾股定理。
【分析】分别作弦AB、CD的弦心距,设垂足为E、F;由于AB∥CD,则E、O、F三点共线,EF即为AB、CD间的距离;由垂径定理,易求得AE、CF的长,可连接OA、ODC在构建的直角三角形中,根据勾股定理即可求出OE、OF的长,也就求出了EF的长,即弦AB、CD间的距离。
5.(2019江苏苏州8分)如图,已知半径为2的⊙O与直线l相切于点A,点P是直径AB左侧半圆上
的动点,过点P作直线l的垂线,垂足为C,PC与⊙O交于点D,连接PA、PB,设PC的长为.
⑴当时,求弦PA、PB的长度;
⑵当x为何值时,的值最大?最大值是多少?
【答案】解:(1)∵⊙O与直线l相切于点A,AB为⊙O的直径,∴AB⊥l。
又∵PC⊥l,∴AB∥PC.∴∠CPA=∠PAB。
∵AB为⊙O的直径,∴∠APB=90°。
∴∠PCA=∠APB.∴△PCA∽△APB。
∴,即PA2=PC•PD。
∵PC=,AB=4,∴。
∴在Rt△APB中,由勾股定理得:。
(2)过O作OE⊥PD,垂足为E。
∵PD是⊙O的弦,OF⊥PD,∴PF=FD。
在矩形OECA中,CE=OA=2,∴PE=ED=x-2。
∴CD=PC-PD=x-2(x-2)=4-x。
∴。
∵
∴当时,有最大值,最大值是2。
【考点】切线的性质,平行的判定和性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理,垂径定理,矩形的判定和性质,二次函数的最值。
【分析】(1)由直线l与圆相切于点A,且AB为圆的直径,根据切线的性质得到AB垂直于直线l,又PC垂直于直线l,根据垂直于同一条直线的两直线平行,得到AB与PC平行,根据两直线平行内错角相等得到一对内错角相等,再由一对直角相等,利用两对对应角相等的两三角形相似可得出△PCA与△PAB相似,由相似得比例,将PC及直径AB的长代入求出PA的长,在Rt△APB中,由AB及PA的长,利用勾股定理即可求出PB的长。
(2)过O作OE垂直于PD,与PD交于点E,由垂径定理得到E为PD的中点,再由三个角为直角的四边形为矩形得到OACE为矩形,根据矩形的对边相等,可得出EC=OA=2,用PC-EC的长表示出PE,根据PD=2PE表示出PD,再由PC-PD表示出CD,代入所求的式子中,整理后得到关于x的二次函数,配方后根据自变量x的范围,利用二次函数的性质即可求出所求式子的最大值及此时x的取值。
6.(2019江苏宿迁10分)如图,在四边形ABCD中,∠DAE=∠ABC=90°,CD与以AB为直径的半圆相切于点E,EF⊥AB于点F,EF交BD于点G。设AD=a,BC=b。
(1)求CD的长度(用a,b表示);
(2)求EG的长度(用a,b表示);
(3)试判断EG与FG是否相等,并说明理由。
【答案】解:(1)∵∠DAE=∠ABC=90°,∴DA⊥AB,CB⊥AB。
又∵AB为⊙O的直径,∴DA、CB为⊙
O的切线。
又∵CD是⊙O的切线,AD=a,BC=b,
∴DE=AD=a,CE=BC=b(切线长定理)。∴CD=DE+CE=a+b。
(2)∵EF⊥AB,CB⊥AB,∴EF∥CB。∴△DEG∽△DCB。
∴,即。∴。
(3)相等。理由如下:
∵EF⊥AB,CB⊥AB,DA⊥AB,∴DA∥EF∥CB。
∴,且△BGF∽△BDA。∴,即。∴。
∴EG=FG。
【考点】切线的判定和性质,切线长定理,平行的判定和性质,平行线分线段成比例定理,相似三角形的判定和性质。
【分析】(1)由已知可得DA、CB和CD都要为⊙O的切线,根据切线长定理即可得出结果。
(2)由EF⊥AB,CB⊥AB可得EF∥CB,从而根据相似三角形的判定和性质可求得EG的长度。
(3)由DA∥EF∥CB,根据平行线分线段成比例定理和相似三角形的判定和性质可求得FG的长度,与EG的长度比较即可得出结论。
7.(2019江苏泰州12分)如图,已知直线l与⊙O相离,OA⊥l于点A,OA=5,OA与⊙O相交于点
P,AB与⊙O相切于点B,BP的延长线交直线l于点C.
(1)试判断线段AB与AC的数量关系,并说明理由;
(2)若PC=,求⊙O的半径和线段PB的长;
(3)若在⊙O上存在点Q,使△QAC是以AC为底边的等腰三角形,求⊙O的半径r的取值范围.
【答案】解:(1)AB=AC。理由如下:
连接OB。
∵AB切⊙O于B,OA⊥AC,∴∠OBA=∠OAC=90°。
∴∠OBP+∠ABP=90°,∠ACP+∠CPB=90°。
∵OP=OB,∴∠OBP=∠OPB。
∵∠OPB=∠APC,∴∠ACP=∠ABC。
∴AB=AC。
(2)延长AP交⊙O于D,连接BD,
设圆半径为r,则由OA=5得,OP=OB=r,PA=5-r。
又∵PC=,
∴。
由(1)AB=AC得,解得:r=3。
∴AB=AC=4。
∵PD是直径,∴∠PBD=90°=∠PAC。
∵∠DPB=∠CPA,∴△DPB∽△CPA。∴,即,解得。
(3)作线段AC的垂直平分线MN,作OE⊥MN,
则OE=AC=AB=。
又∵圆O要与直线MN交点,∴OE=≤r,
∴r≥。
又∵圆O与直线l相离,∴r<5。
∴⊙O的半径r的取值范围为≤r<5.
【考点】切线的性质,三角形内角和定理,等腰三角形的判定和性质,勾股定理,直线与圆的位置关系,相似三角形的判定和性质。
【分析】(1)连接OB,根据切线的性质和垂直得出∠OBA=∠OAC=90°,推出∠OBP+∠ABP=90°,
∠ACP+∠CPB=90°,求出∠ACP=∠ABC,根据等腰三角形的判定推出即可。
(2)延长AP交⊙O于D,连接BD,设圆半径为r,则OP=OB=r,PA=5-r,根据AB=AC推出
,求出r,证△DPB∽△CPA,得出,代入求出PB即可。
(3)根据已知得出Q在AC的垂直平分线上,作出线段AC的垂直平分线MN,作OE⊥MN,求出OE
8.(2019江苏无锡10分)如图,菱形ABCD的边长为2cm,∠DAB=60°.点P从A点出发,以cm/s的速度,沿AC向C作匀速运动;与此同时,点Q也从A点出发,以1cm/s的速度,沿射线AB作匀速运动.当P运动到C点时,P、Q都停止运动.设点P运动的时间为ts.
(1)当P异于A.C时,请说明PQ∥BC;
(2)以P为圆心、PQ长为半径作圆,请问:在整个运动过程中,t为怎样的值时,⊙P与边BC分别有1个公共点和2个公共点?
【答案】解:(1)∵四边形ABCD是菱形,且菱形ABCD的边长为2,
∴AB=BC=2,∠BAC=∠DAB。
又∵∠DAB=60°,∴∠BAC=∠BCA=30°。
如图1,连接BD交AC于O。
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OA=AC。
∴OB=AB=1。∴OA=,AC=2OA=2。
运动ts后,AP=t,AO=t,∴。
又∵∠PAQ=∠CAB,∴△PAQ∽△CAB.∴∠APQ=∠ACB.
∴PQ∥BC.
(2)如图2,⊙P与BC切于点M,连接PM,则PM⊥BC。
在Rt△CPM中,∵∠PCM=30°,∴PM=。
由PM=PQ=AQ=t,即=t,解得t=,
此时⊙P与边BC有一个公共点。
如图3,⊙P过点B,此时PQ=PB,
∵∠PQB=∠PAQ+∠APQ=60°
∴△PQB为等边三角形。∴QB=PQ=AQ=t。∴t=1。
∴当时,⊙P与边BC有2个公共点。
如图4,⊙P过点C,此时PC=PQ,即=t
∴t=。
∴当1≤t≤时,⊙P与边BC有一个公共点。
当点P运动到点C,即t=2时,Q、B重合,⊙P过点B,
此时,⊙P与边BC有一个公共点。
综上所述,当t=或1≤t≤或t=2时,⊙P与菱形ABCD的边BC有1个公共点;当时,⊙P与边BC有2个公共点。
【考点】直线与圆的位置关系,菱形的性质,含30°角直角三角形的性质,相似三角形的判定和性质,平行的判定,切线的性质,等边三角形的判定和性质。
【分析】(1)连接BD交AC于O,构建直角三角形AOB.利用菱形的对角线互相垂直、对角线平分对角、邻边相等的性质推知△PAQ∽△CAB;然后根据“相似三角形的对应角相等”证得∠APQ=∠ACB;最后根据平行线的判定定理“同位角相等,两直线平行”可以证得结论。
(2)分⊙P与BC切于点M,⊙P过点B,⊙P过点C和点P运动到点C四各情况讨论即可。
9.(2019江苏徐州10分)如图,直线与x轴、y轴分别相交于点A、B,与正比例函数的图象相交于点C、D(点C在点D的左侧),⊙O是以CD长为半径的圆。CE∥x轴,DE∥y轴,CE、DE相交于点E。
(1)△CDE是▲三角形;点C的坐标为▲,点D的坐标为▲(用含有b的代数式表示);
(2)b为何值时,点E在⊙O上?
(3)随着b取值逐渐增大,直线与⊙O有哪些位置关系?求出相应b的取值范围。
【答案】解:(1)等腰直角;;。
(2)当点E在⊙O上时,如图,连接OE。则OE=CD。
∵直线与x轴
、y轴相交于点A(-b,0),B(0,b),CE∥x轴,DE∥y轴,
∴△DCE、△BDO是等腰直角三角形。
∵整个图形是轴对称图形,
∴OE平分∠AOB,∠AOE=∠BOE=450。
∵CE∥x轴,DE∥y轴,
∴四边形CAOE、OEDB是等腰梯形。
∴OE=AC=BD。
∵OE=CD,∴OE=AC=BD=CD。
过点C作CF⊥x轴,垂足为点F。
则△AFC∽△AOB。∴。∴。
∴,解得。
∵,∴。
∴当时,点E在⊙O上。
(3)当⊙O与直线相切于点G时,
如图,连接OG。
∵整个图形是轴对称图形,
∴点O、E、G在对称轴上。
∴GC=GD=CD=OG=AG。∴AC=CG=GD=DB。∴AC=AB。
过点C作CH⊥x轴,垂足为点H。则△AHC∽△AOB。
∴。∴。
∴,解得。
∵,∴。
∴当时,直线与⊙O相切;
当时,直线与⊙O相离;
当时,直线与⊙O相交。
【考点】反比例函数和一次函数交点问题,等腰直角三角形的判定和性质,曲线上点的坐标与方程的关系,轴对称图形的性质,等腰梯形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,直线和圆的位置关系。
【分析】(1)∵直线与x轴、y轴相交于点A(-b,0),B(0,b),CE∥x轴,DE∥y轴,
∴△DCE是等腰直角三角形。
解得,或。
∵点C在点D的左侧,∴点C的坐标为,点D的坐标为。
(2)连接OE,过点C作CH⊥x轴于点H。由整个图形是轴对称图形,可求得OE=AC=BD=CD。由△AFC∽△AOB可求得,代入CF、BO关于b的关系式求解即得所求。
(3)讨论直线与⊙O相切时,b的取值即可得到直线与⊙O的位置关系。
当⊙O与直线相切于点G时,连接OG,过点C作CH⊥x轴于点H。由整个图形是轴对称图形,可求得AC=CG=GD=DB,即AC=AB。由△AHC∽△AOB可求得,代入CH、BO关于b的关系式求解即得⊙O与直线相切时相应b的值。从而得到直线与⊙O相离和相交时相应b的取值范围。
10.(2019江苏盐城10分)如图所示,,,,点是以为直径的半圆上一动点,交直线于点,设.
(1)当时,求的长;
(2)当时,求线段的长;
(3)若要使点在线段的延长线上,则的取值范围是_________.(直接写出答案)
【答案】解:(1)连接,在⊙中,
(2)∵为⊙的直径,∴。
(3)<<。
【考点】圆周角定理,弧长的计算,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,相似三角形的判定和性质。
【分析】(1)先连接,由圆周角定理,可求得,又由⊙的直径为,即可求得其半径,然后由弧长公式,即可求得答案。
(2)先证得∽,然后由相似三角形的对应边成比例,可得,从而求得答案。
(3)先求得与重合时的度数,则可求得点在线段的延长线上时,的取值范围:
如图,当与重合时,
∵是直径,∴。∴,,共线。
∵,
∴在中。
∴。∴=30°。
∴=90°-=60°。
当′在的延长线上时,如图,可得>=60°。
∵0°<<90°,
∴的取值范围是:60°<<90°。
11.(2019江苏扬州10分)如图,AB是⊙O的直径,C是⊙O上一点,AD垂直于过点C的切线,垂足为D.
(1)求证:AC平分BAD;
(2)若AC=,CD=2,求⊙O的直径.
【答案】解:(1)如图:连接OC。
∵DC切⊙O于C,∴AD⊥CD。
∴∠ADC=∠OCF=90°。∴AD∥OC。
∴∠DAC=∠OCA。
∵OA=OC,∴∠OAC=∠OCA。
∴∠DAC=∠OAC,即AC平分∠BAD。
(2)连接BC。
在Rt△ADC中,AC=,CD=2,∴AD=4。
∵AB是直径,∴∠ACB=90°=∠ADC。
∵∠OAC=∠OCA,∴△ADC∽△ACB。
∴,即。
∴AB=5。
【考点】切线的性质,平行的判定和性质,等腰三角形的性质,角平分线的判定,圆周角定理,勾股定理,相似三角形的判定和性质。
【分析】(1)连接OC,根据切线的性质判断出AD∥OC,得到∠DAC=∠OCA,再根据OA=OC得到∠OAC=∠OCA,可得AC平分∠BAD。
(2)连接BC,得到△ADC∽△ACB,根据相似三角形的性质即可求出AB的长。
12.(2019江苏镇江6分)如图,AB是⊙O的直径,DF⊥AB于点D,交弦AC于点E,FC=FE。
(1)求证:FC是⊙O的切线;
(2)若⊙O的半径为5,,求弦AC的长。
【答案】解:(1)连接OC,
∵FC=FE,∴∠FCE=∠FEC(等边对等角)。
∵OA=OC,∴∠OAC=∠OCA(等边对等角)。
又∵∠FEC=∠AED(对项角相等),
∴∠FCE=∠AED(等量代换)。
又∵DF⊥AB,∴∠OAC+∠AED=900(直角三角形两锐角互余)。
∴∠OCA+∠FCE=900(等量代换),即∠OCF=900。
∴OC⊥CF(垂直定义)。
又∵OC是⊙O的半径,∴FC是⊙O的切线(切线的定义)。
(2)连接BC。
∵AB是⊙O的直径,∴∠ACB=900(直径所对圆周角是直角)。
∵OB=OC。∴∠OBC=∠OCB(等边对等角)。
∵∠OCB=∠ACB-∠ACO=900-∠ACO=∠OCF-∠ACO
=∠FCE,
∴∠OBC=∠FCE。
又∵,∴。
又∵⊙O的半径为5,∴AB=10。
在Rt△ABC中,
∴。
【考点】等腰三角形的性质,对项角的性质,直角三角形两锐角的关系,切线的判定,圆周角定理,锐角三角函数定义,勾股定理。
【分析】(1)要证FC是⊙O的切线,只要FC垂直于过C点的半径,