一、圆的综合 真题与模拟题分类汇编（难题易错题）
1．已知O 的半径为5，弦AB 的长度为m ，点C 是弦AB 所对优弧上的一动点．
()1如图①，若m 5=，则C ∠的度数为______；
()2如图②，若m 6=．
①求C ∠的正切值；
②若ABC 为等腰三角形，求ABC 面积．
【答案】()130；()2C ∠①的正切值为3
4
；ABC
S 27=②或
432
25
. 【解析】 【分析】
()1连接OA ，OB ，判断出AOB 是等边三角形，即可得出结论；
()2①先求出10AD =，再用勾股定理求出8BD =，进而求出tan ADB ∠，即可得出结
论；
②分三种情况，利用等腰三角形的性质和垂径定理以及勾股定理即可得出结论．
【详解】
()1如图1，连接OB ，OA ，
OB OC 5∴==， AB m 5==， OB OC AB ∴==， AOB ∴是等边三角形，
AOB 60∠∴=，
1
ACB AOB 302
∠∠∴==，
故答案为30；
()2①如图2，连接AO 并延长交
O 于D ，连接BD ，
AD 为O 的直径，
AD 10∴=，ABD 90∠=，
在Rt ABD 中，AB m 6==，根据勾股定理得，BD 8=，
AB 3
tan ADB BD 4
∠∴=
=， C ADB ∠∠=，
C ∠∴的正切值为3
4
；
②Ⅰ、当AC BC =时，如图3，连接CO 并延长交AB 于E ，
AC BC =，AO BO =， CE ∴为AB 的垂直平分线， AE BE 3∴==，
在Rt AEO 中，OA 5=，根据勾股定理得，OE 4=， CE OE OC 9∴=+=，
ABC 11
S AB CE 692722
∴=?=??=；
Ⅱ、当AC AB 6==时，如图4，
连接OA 交BC 于F ，
AC AB =，OC OB =， AO ∴是BC 的垂直平分线， 过点O 作OG AB ⊥于G ，
1AOG AOB 2∠∠∴=，1
AG AB 32
==，
AOB 2ACB ∠∠=， ACF AOG ∠∠∴=，
在Rt AOG 中，AG 3
sin AOG AC 5
∠=
=， 3
sin ACF 5
∠∴=，
在Rt ACF 中，3
sin ACF 5
∠=，
318
AF AC 55∴==，
24
CF 5∴=，
ABC 111824432
S AF BC 225525
∴=?=??=；
Ⅲ、当BA BC 6==时，如图5，由对称性知，ABC
432
S
25
=
．
【点睛】
圆的综合题，主要圆的性质，圆周角定理，垂径定理，等腰三角形的性质，三角形的面积公式，用分类讨论的思想解决问题是解本题的关键．
2．如图，AB是半圆O的直径，C是的中点，D是的中点，AC与BD相交于点E.
（1）求证：BD平分∠ABC；
（2）求证：BE=2AD；
（3）求DE
BE
的值.
【答案】（1）答案见解析（2）BE=AF=2AD（3）21 2 -
【解析】
试题分析：（1）根据中点弧的性质，可得弦AD=CD，然后根据弦、弧、圆周角、圆心角的性质求解即可；
（2）延长BC与AD相交于点F, 证明△BCE≌△ACF, 根据全等三角形的性质可得
BE=AF=2AD；
（3）连接OD,交AC于H.简要思路如下：设OH为1，则BC为2，OB=OD=2，
DH=21
-, 然后根据相似三角形的性质可求解.
试题解析：（1）∵D是的中点
∴AD=DC
∴∠CBD=∠ABD
∴BD平分∠ABC
（2）提示：延长BC与AD相交于点F,
证明△BCE≌△ACF,
BE=AF=2AD
（3）连接OD,交AC于H.简要思路如下：
设OH为1，则BC为2，2，
21, DE
BE
=
DH
BC
DE BE =
21
2
3．不用圆规、三角板，只用没有刻度的直尺，用连线的方法在图1、2中分别过圆外一点A作出直径BC所在射线的垂线．
【答案】画图见解析.
【解析】
【分析】根据直角所对的圆周角是直角，构造直角三角形，利用直角三角形性质可画出垂线；或结合圆的轴对称性质也可以求出垂线.
【详解】解：画图如下：
【点睛】本题考核知识点：作垂线.解题关键点：结合圆的性质和直角三角形性质求出垂线.
4．如图，△ABC内接于⊙O，且AB为⊙O的直径．∠ACB的平分线交⊙O于点D，过点D 作⊙O的切线PD交CA的延长线于点P，过点A作AE⊥CD于点E，过点B作BF⊥CD于点F．
（1）求证：DP∥AB；
（2）若AC=6，BC=8，求线段PD的长．
【答案】详见解析
【解析】
【分析】
（1）连接OD，由AB为⊙O的直径，根据圆周角定理得∠ACB=90°，再由
∠ACD=∠BCD=45°，则∠DAB=∠ABD=45°，所以△DAB为等腰直角三角形，所以DO⊥AB，根据切线的性质得OD⊥PD，于是可得到DP∥AB．
（2）先根据勾股定理计算出AB=10，由于△DAB为等腰直角三角形，可得到
AD52
22
===；由△ACE为等腰直角三角形，得到
AE CE32
22
====，在Rt△AED中利用勾股定理计算出DE=42，则
CD=72，易证得∴△PDA∽△PCD，得到PD PA AD52
PC PD CD72
===，所以PA=
5
7
PD，
PC=7
5
PD，然后利用PC=PA+AC可计算出PD．
【详解】
解：（1）证明：如图，连接OD，
∵AB为⊙O的直径，∴∠ACB=90°．
∵∠ACB的平分线交⊙O于点D，∴∠ACD=∠BCD=45°．
∴∠DAB=∠ABD=45°．∴△DAB为等腰直角三角形．
∴DO⊥AB．
∵PD为⊙O的切线，∴OD⊥PD．
∴DP∥AB．
（2）在Rt△ACB中，，
∵△DAB为等腰直角三角形，∴．
∵AE⊥CD，∴△ACE为等腰直角三角形．∴．在Rt△AED中，，
∴．
∵AB∥PD，∴∠PDA=∠DAB=45°．∴∠PAD=∠PCD．
又∵∠DPA=∠CPD，∴△PDA∽△PCD．∴．
∴PA=
75PD ，PC=5
7
PD ． 又∵PC=PA+AC ，∴
75PD+6=5
7
PD ，解得PD=．
5．如图所示，AB 是半圆O 的直径，AC 是弦，点P 沿BA 方向，从点B 运动到点A ，速度为1cm/s ，若10AB cm ，点O 到AC 的距离为4cm ．
（1）求弦AC 的长；
（2）问经过多长时间后，△APC 是等腰三角形． 【答案】（1）AC=6；（2）t=4或5或14
5
s 时，△APC 是等腰三角形； 【解析】 【分析】
（1）过O 作OD ⊥AC 于D ，根据勾股定理求得AD 的长，再利用垂径定理即可求得AC 的长；（2）分AC=PC 、AP=AC 、AP=CP 三种情况求t 值即可. 【详解】
（1）如图1，过O 作OD ⊥AC 于D ，
易知AO=5，OD=4， 从而AD==3，
∴AC=2AD=6；
（2）设经过t 秒△APC 是等腰三角形，则AP=10﹣t ①如图2，若AC=PC ，过点C 作CH ⊥AB 于H ，
∵∠A=∠A ，∠AHC=∠ODA=90°， ∴△AHC ∽△ADO ，
∴AC：AH=OA：AD，即AC： =5：3，
解得t=s，
∴经过s后△APC是等腰三角形；
②如图3，若AP=AC，
由PB=x，AB=10，得到AP=10﹣x，
又∵AC=6，
则10﹣t=6，解得t=4s，
∴经过4s后△APC是等腰三角形；
③如图4，若AP=CP，P与O重合，
则AP=BP=5，
∴经过5s后△APC是等腰三角形．
综上可知当t=4或5或s时，△APC是等腰三角形．
【点睛】
本题是圆的综合题，解决问题利用了垂径定理，勾股定理等知识点，解题时要注意当△BPC是等腰三角形时，点P的位置有三种情况．
6．（问题情境）如图1，点E是平行四边形ABCD的边AD上一点，连接BE、CE．
求证：
BCE 1
S
2
=S平行四边形ABCD．（说明：S表示面积）
请以“问题情境”为基础，继续下面的探究
（探究应用1）如图2，以平行四边形ABCD的边AD为直径作⊙O，⊙O与BC边相切于点H，与BD相交于点M．若AD＝6，BD＝y，AM＝x，试求y与x之间的函数关系式．
（探究应用2）如图3，在图1的基础上，点F在CD上，连接AF、BF，AF与CE相交于点G，若AF＝CE，求证：BG平分∠AGC．
（迁移拓展）如图4，平行四边形ABCD中，AB：BC＝4：3，∠ABC＝120°，E是AB的中点，F在BC上，且BF：FC＝2：1，过D分别作DG⊥AF于G，DH⊥CE于H，请直接写出DG：DH的值．
【答案】【问题情境】见解析；【探究应用1】
18
y
x
=；【探究应用2】见解析；【迁移
【解析】【分析】
（1）作EF⊥BC于F，则S△BCE＝1
2
BC×EF，S平行四边形ABCD＝BC×EF，即可得出结论；
（2）连接OH，由切线的性质得出OH⊥BC，OH＝1
2
AD＝3，求出平行四边形ABCD的面
积＝AD×OH＝18，由圆周角定理得出AM⊥BD，得出△ABD的面积＝1
2
BD×AM＝
1
2
平行四
边形的面积＝9，即可得出结果；
（3）作BM⊥AF于M，BN⊥CE于N，同图1得：△ABF的面积＝△BCE的面积＝1
2
平行
四边形ABCD的面积，得出1
2
AF×BM＝
1
2
CE×BN，证出BM＝BN，即可得出BG平分
∠AGC．
（4）作AP⊥BC于P，EQ⊥BC于Q，由平行四边形的性质得出∠ABP＝60°，得出∠BAP＝
30°，设AB＝4x，则BC＝3x，由直角三角形的性质得出BP＝1
2
AB＝2x，BQ＝
1
2
BE，AP＝
BP＝，由已知得出BE＝2x，BF＝2x，得出BQ＝x，EQ x，PF＝4x，QF＝
3x，QC＝4x，由勾股定理求出AF＝x，CE
，连接DF、DE，由三角形的面积关系得出AF×DG＝CE×DH，即可得出结果．【详解】
（1）证明：作EF⊥BC于F，如图1所示：
则S△BCE＝1
2
BC×EF，S平行四边形ABCD＝BC×EF，
∴12
BCE
ABCD
S
S =
．
（2）
解：连接OH ，如图2所示： ∵⊙O 与BC 边相切于点H ， ∴OH ⊥BC ，OH ＝
1
2
AD ＝3， ∴平行四边形ABCD 的面积＝AD×OH ＝6×3＝18， ∵AD 是⊙O 的直径， ∴∠AMD ＝90°， ∴AM ⊥BD ， ∴△ABD 的面积＝12BD×AM ＝1
2
平行四边形的面积＝9， 即
1
2
xy ＝9， ∴y 与x 之间的函数关系式y ＝18x
； （3）
证明：作BM ⊥AF 于M ，BN ⊥CE 于N ，如图3所示： 同图1得：△ABF 的面积＝△BCE 的面积＝
1
2
平行四边形ABCD 的面积， ∴
12AF×BM ＝1
2CE×BN ， ∵AF ＝CE ， ∴BM ＝BN ，
∴BG 平分∠AGC ．
（4）解：作AP ⊥BC 于P ，EQ ⊥BC 于Q ，如图4所示： ∵平行四边形ABCD 中，AB ：BC ＝4：3，∠ABC ＝120°， ∴∠ABP ＝60°，
∴∠BAP ＝30°，设AB ＝4x ，则BC ＝3x ，
∴BP ＝
1
2AB ＝2x ，BQ ＝1
2
BE ，AP BP ＝， ∵E 是AB 的中点，F 在BC 上，且BF ：FC ＝2：1， ∴BE ＝2x ，BF ＝2x ， ∴BQ ＝x ，
∴EQ
，PF ＝4x ，QF ＝3x ，QC ＝4x ，
由勾股定理得：AF ＝x ，CE ，
连接DF 、DE ，则△CDE 的面积＝△ADF 的面积＝
1
2
平行四边形ABCD 的面积，
∴AF×DG＝CE×DH，
．
∴DG：DH＝CE：AF＝19x:27x19:27
【点睛】
本题是圆的综合题目，考查了圆周角定理、平行四边形的性质、三角形面积公式、含30°角的直角三角形的性质、勾股定理、角平分线的判定等知识；本题综合性强，需要添加辅助线，熟练掌握平行四边形的性质和勾股定理是解题的关键．
7．如图，在中，，以为直径作，交边于点，交边于点，过点作的切线，交的延长线于点，交于点．
（1）求证：；
（2）若，，求的半径．
【答案】（1）证明见解析；
（2）4．
【解析】
试题分析：（1）连接AD，根据等腰三角形三线合一即可证明．
（2）设⊙O的半径为R，则FO=4+R，FA=4+2R，OD=R，连接OD，由△FOD∽△FAE，得列出方程即可解决问题．
试题解析：（1）连接AD，∵AB是直径，∴∠ADB=90°，
∵AB=AC，AD⊥BC，∴BD=DC．
（2）设⊙O的半径为R，则FO=4+R，FA=4+2R，OD=R，连接OD、
∵AB=AC，
∴∠ABC=∠C，
∵OB=OD，
∴∠ABC=∠ODB，
∴∠ODB=∠C，
∴OD∥AC，
∴△FOD∽△FAE，
∴，
∴，
整理得R2﹣R﹣12=0，
∴R=4或（﹣3舍弃）．
∴⊙O的半径为4．
考点：切线的性质、等腰三角形的性质等知识．
8．如图，在△ABC中，以AC为直径作⊙O交BC于点D，交AB于点G，且D是BC中点，DE⊥AB，垂足为E，交AC的延长线于点F．
（1）求证：直线EF是⊙O的切线；（2）若CF=3，cosA=2
5
，求出⊙O的半径和BE的
长；
（3）连接CG，在（2）的条件下，求CG
EF
的值．
【答案】(1)见解析；（2）2，6
5
（3）CG:EF＝4：7
【解析】
试题分析：（1）连结OD．先证明OD是△ABC的中位线，根据中位线的性质得到
OD∥AB，再由DE⊥AB，得出OD⊥EF，根据切线的判定即可得出直线EF是⊙O的切线；（2）先由OD∥AB，得出∠COD=∠A，再解Rt△DOF，根据余弦函数的定义得到
cos∠FOD==，设⊙O的半径为R，解方程=，求出R=，那么AB=2OD=，解Rt△AEF，根据余弦函数的定义得到cosA==，求出AE=，然后由BE=AB﹣AE即
可求解．
试题解析：
（1）证明：如图，连结OD．
∵CD=DB，CO=OA，
∴OD是△ABC的中位线，
∴OD∥AB，AB=2OD，
∵DE⊥AB，
∴DE⊥OD，即OD⊥EF，
∴直线EF是⊙O的切线；
（2）解：∵OD∥AB，
∴∠COD=∠A．
在Rt△DOF中，∵∠ODF=90°，
∴cos∠FOD==，
设⊙O的半径为R，则=，
解得R=，
∴AB=2OD=．
在Rt△AEF中，∵∠AEF=90°，
∴cosA===，
∴AE=，
∴BE=AB﹣AE=﹣=2．
【点睛】本题考查了切线的判定，解直角三角形，三角形中位线的性质知识点．要证某线是圆的切线，已知此线过圆上某点，连结圆心与这点（即为半径），再证垂直即可．
9．如图，是大半圆的直径，是小半圆的直径，点是大半圆上一点，与小半圆交于点，过点作于点.
（1）求证：是小半圆的切线；
（2）若，点在上运动（点不与两点重合），设，.
①求与之间的函数关系式，并写出自变量的取值范围；
②当时，求两点之间的距离.
【答案】（1）见解析；（2）①，，②两点之间的距离为
或.
【解析】
【分析】
（1）连接CO、CM，只需证到CD⊥CM．由于CD⊥OP，只需证到CM∥OP，只需证到CM 是△AOP的中位线即可．
（2）①易证△ODC∽△CDP，从而得到CD2=DP?OD，进而得到y与x之间的函数关系式．由于当点P与点A重合时x=0，当点P与点B重合时x=4，点P在大半圆O上运动（点P不与A，B两点重合），因此自变量x的取值范围为0＜x＜4．
②当y=3时，得到-x2+4x=3，求出x．根据x的值可求出CD、PD的值，从而求出∠CPD，运用勾股定理等知识就可求出P，M两点之间的距离．
【详解】
（1）连接，如图1所示
∵是小半圆的直径，
∴即
∵
∴
∵
∴
∴，
∵
∴，
∴
∴.，即
∵经过半径的外端，且
∴直线是小半圆的切线.
（2）①∵，，
∴
∴
∴∽
∴
∴
∵,,，
∴
当点与点重合时，；当点与点重合时，∵点在大半圆上运动（点不与两点重合），∴
∴与之间的函数关系式为，
自变量的取值范围是.
②当时，
解得,
Ⅰ当时，如图2所示
在中，
∵，
∴，
∴
∵，
∴是等边三角形
∵
∴
∴
.
Ⅱ当时，如图3所示，
同理可得
∵
∴
∴
过点作，垂足为，连接，如图3所示∵，
∴
同理
在中，
∵，
∴
综上所述，当时，两点之间的距离为或.
【点睛】
考查了切线的判定、平行线的判定与性质、等边三角形的判定与性质、相似三角形的判定与性质、特殊角的三角函数值、勾股定理等知识，综合性比较强．
10．已知：如图，以等边三角形ABC一边AB为直径的⊙O与边AC、BC分别交于点D、E，过点D作DF⊥BC，垂足为F．（1）求证：DF为⊙O的切线；（2）若等边三角形ABC 的边长为4，求图中阴影部分的面积．
【答案】（1）见解析（2）332 23
π
-
【解析】
试题分析：（1）连接DO，要证明DF为⊙O的切线只要证明∠FDP=90°即可；
（2）首先由已知可得到CD，CF的长，从而利用勾股定理可求得DF的长；再连接OE，求得CF，EF的长，从而利用S直角梯形FDOE﹣S扇形OED求得阴影部分的面积．
试题解析：
（1）证明：连接DO．
∵△ABC是等边三角形，
∴∠A=∠C=60°．
∵OA=OD，
∴△OAD是等边三角形．
∴∠ADO=60°，
∵DF⊥BC，
∴∠CDF=90°﹣∠C=30°，
∴∠FDO=180°﹣∠ADO﹣∠CDF=90°，
∴DF为⊙O的切线；
（2）∵△OAD是等边三角形，
∴AD=AO=AB=2．
∴CD=AC﹣AD=2．
Rt△CDF中，
∵∠CDF=30°，
∴CF=CD=1．
∴DF=，
连接OE，则CE=2．
∴CF=1，
∴EF=1．
∴S直角梯形FDOE=（EF+OD）?DF=，
∴S扇形OED==，
∴S阴影=S直角梯形FDOE﹣S扇形OED=﹣．
【点睛】此题考查学生对切线的判定及扇形的面积等知识点的掌握情况，当已知条件中明确指出直线与圆有公共点时，常连接过该公共点的半径，证明该半径垂直于这条直线．也考查了等边三角形的性质和利用割补法计算补规则图形的面积．