人教版九年级数学上册 圆 几何综合（篇）（Word 版 含解析）
一、初三数学 圆易错题压轴题（难）
1．如图，以A （0，3）为圆心的圆与x 轴相切于坐标原点O ，与y 轴相交于点B ，弦BD
的延长线交x 轴的负半轴于点E ，且∠BEO ＝60°，AD 的延长线交x 轴于点C ．
（1）分别求点E 、C 的坐标；
（2）求经过A 、C 两点，且以过E 而平行于y 轴的直线为对称轴的抛物线的函数解析式； （3）设抛物线的对称轴与AC 的交点为M ，试判断以M 点为圆心，ME 为半径的圆与⊙A 的位置关系，并说明理由．
【答案】（1）点C 的坐标为（－3，0）（2）2343333
y x x =++3）⊙M 与⊙A 外切 【解析】
试题分析：（1）已知了A 点的坐标，即可得出圆的半径和直径，可在直角三角形BOE 中，根据∠BEO 和OB 的长求出OE 的长进而可求出E 点的坐标，同理可在直角三角形OAC 中求出C 点的坐标；
（2）已知了对称轴的解析式，可据此求出C 点关于对称轴对称的点的坐标，然后根据此点坐标以及C ，A 的坐标用待定系数法即可求出抛物线的解析式；
（3）两圆应该外切，由于直线DE ∥OB ，因此∠MED=∠ABD ，由于AB=AD ，那么
∠ADB=∠ABD ，将相等的角进行置换后可得出∠MED=∠MDE ，即ME=MD ，因此两圆的圆心距AM=ME+AD ，即两圆的半径和，因此两圆外切.
试题解析：（1）在Rt△EOB 中，3
cot60232EO OB =??==， ∴点E 的坐标为（－2，0）．
在Rt△COA 中，tan tan60333OC OA CAO OA =?∠=??==， ∴点C 的坐标为（－3，0）．
（2）∵点C 关于对称轴2x =-对称的点的坐标为F （－1，0）， 点C 与点F （－1，0）都在抛物线上． 设()()13y a x x =++，用(03A ，代入得
()()30103a =++，
∴3
3
a =． ∴()()3
13y x x =
++，即 2343333
y x x =
++． （3）⊙M 与⊙A 外切，证明如下： ∵ME ∥y 轴，
∴MED B ∠=∠．
∵B BDA MDE ∠=∠=∠， ∴MED MDE ∠=∠． ∴ME MD =．
∵MA MD AD ME AD =+=+， ∴⊙M 与⊙A 外切．
2．如图所示，CD 为⊙O 的直径，点B 在⊙O 上，连接BC 、BD ，过点B 的切线AE 与CD 的延长线交于点A ，OE//BD ，交BC 于点F ，交AB 于点E. （1）求证：∠E=∠C ；
（2）若⊙O 的半径为3，AD=2，试求AE 的长； （3）在（2）的条件下，求△ABC 的面积.
【答案】（1）证明见解析；（2）10；（3）485
. 【解析】
试题分析：（1）连接OB ，利用已知条件和切线的性质证明：OE∥BD，即可证明：∠E=∠C；
（2）根据题意求出AB 的长，然后根据平行线分线段定理，可求解； （3）根据相似三角形的面积比等于相似比的平方可求解. 试题解析：（1）如解图，连接OB ， ∵CD 为⊙O 的直径，
∴∠CBD ＝∠CBO ＋∠OBD ＝90°， ∵AB 是⊙O 的切线，
∴∠ABO ＝∠ABD ＋∠OBD ＝90°，
∴∠ABD ＝∠CBO . ∵OB 、OC 是⊙O 的半径， ∴OB ＝OC ，∴∠C ＝∠CBO . ∵OE ∥BD ，∴∠E ＝∠ABD ， ∴∠E ＝∠C ；
（2）∵⊙O 的半径为3，AD ＝2， ∴AO ＝5，∴AB ＝4. ∵BD ∥OE ， ∴＝
， ∴
＝，
∴BE ＝6，AE =6+4=10 （3）S △AOE ==15，然后根据相似三角形面积比等于相似比的平方可得
S △ABC =
S △AOE =
=
3．如图，在△ABC 中，∠C=90°，∠CAB=30°，AB=10，点D 在线段AB 上，AD=2．点P ，Q 以相同的速度从D 点同时出发，点P 沿DB 方向运动，点Q 沿DA 方向到点A 后立刻以原速返回向点B 运动．以PQ 为直径构造⊙O ，过点P 作⊙O 的切线交折线AC ﹣CB 于点E ，将线段EP 绕点E 顺时针旋转60°得到EF ，过F 作FG ⊥EP 于G ，当P 运动到点B 时，Q 也停止运动，设DP=m ．
（1）当2＜m≤8时，AP=，AQ=．（用m 的代数式表示） （2）当线段FG 长度达到最大时，求m 的值； （3）在点P ，Q 整个运动过程中，
①当m 为何值时，⊙O 与△ABC 的一边相切？ ②直接写出点F 所经过的路径长是．（结果保留根号）
【答案】（1）2+m ，m ﹣2;（2）m=5.5;（3）①当m=1或4或104
33
与△ABC 的边相切．②点F 11365
72
【解析】
试题分析：（1）根据题意可得AP =2+m ，AQ =m ?2.
（2）如图1中在Rt △EFG 中, 30,90EFG A EGF ∠=∠=∠=，
推出3
cos30cos302
FG EF PE EP =?=?=，所以当点E 与点C 重合时，PE 的值最大，求出此时EP 的长即可解决问题．
（3）①当02t <≤ (Q 在往A 运动)时，如图2中，设O 切AC 于H ，连接OH .
当28m <≤(Q 从A 向B 运动)时,则PQ =(2+m )?(m ?2)=4，如图3中，设
O 切AC 于H .连接
OH .如图4中，设O 切BC 于N ，连接ON .
分别求解即可．
②如图5中,点F 的运动轨迹是F 1→F 2→B .分别求出122F F F B ，即可解决问题． 试题解析：(1)当28m <≤时，AP =2+m ，AQ =m ?2. 故答案为2+m ，m ?2. (2)如图1中，
在Rt △EFG 中, 30,90EFG A EGF ∠=∠=∠=，
3
cos30cos302
FG EF PE EP ∴=?=?=
， ∴当点E 与点C 重合时，PE 的值最大， 易知此时53553
AC BC EP AB ??=
== 3
tan30(2)EP AP m =?=+ 533
(2)23
m ∴
=+? ∴m =5.5
(3)①当02t <≤ (Q 在往A 运动)时，如图2中，设
O 切AC 于H ，连接OH .
则有AD =2DH =2， ∴DH =DQ =1，即m =1.
当28m <≤(Q 从A 向B 运动)时,则PQ =(2+m )?(m ?2)=4， 如图3中，设
O 切AC 于H .连接OH .
则AO =2OH =4，AP =4+2=6， ∴2+m =6， ∴m =4. 如图4中，设
O 切BC 于N ，连接ON .
在Rt △OBN 中, 43
sin60OB ON ==
43
10AO ∴=- 43
12AP ∴=-
43
2123
m ∴+=-
， 43
103
m ∴=-
， 综上所述,当m =1或4或43
103
-
时，O 与△ABC 的边相切。 ②如图5中,点F 的运动轨迹是F 1→F 2→B .
易知122353
,,53AF CF AC =
==，
122353113
53F F ∴=-
-=，
60,30FEP PEB ∠=∠=，
90FEB ∴∠=，
tan EF EP EBF EB EB
∴∠=
=为定值， ∴点F 的第二段的轨迹是线段2BF ， 在2Rt BF C 中, 222222535
5(
)72
BF BC F C =+=+=，
∴点F 的运动路径的长为
115
37.62
+
4．如图1，四边形ABCD 中，
、
为它的对角线，E 为AB 边上一动点（点E 不与点
A 、
B 重合），EF ∥A
C 交BC 于点F ，FG ∥B
D 交DC 于点G ，GH ∥AC 交AD 于点H ，连接H
E ．记四边形EFGH 的周长为，如果在点的运动过程中，的值不变，则我们称四边形ABCD 为“四边形”， 此时的值称为它的“值”．经过探究，可得矩形是“四边形”．如图2，矩形ABCD 中，若AB=4，BC=3，则它的“值”为 ．
（1）等腰梯形（填“是”或“不是”）“四边形”；
（2）如图3，是⊙O的直径，A是⊙O上一点，，点为上的一动点，将△沿的中垂线翻折，得到△．当点运动到某一位置时，以、、、、、中的任意四个点为顶点的“四边形”最多，最多有个．
【答案】“值”为10；（1）是；（2）最多有5个．
【解析】
试题分析：仔细分析题中“四边形”的定义结合矩形的性质求解即可；
（1）根据题中“四边形”的定义结合等腰梯形的性质即可作出判断；
（2）根据题中“四边形”的定义结合中垂线的性质、圆的基本性质即可作出判断.
矩形ABCD中，若AB=4，BC=3，则它的“值”为10；
（1）等腰梯形是“四边形”；
（2）由题意得当点运动到某一位置时，以、、、、、中的任意四个点为顶点的“四边形”最多，最多有5个.
考点：动点问题的综合题
点评：此类问题综合性强，难度较大，在中考中比较常见，一般作为压轴题，题目比较典型．
5．已知：ABC内接于O，过点B作O的切线，交CA的延长线于点D，连接OB．
∠=∠；
（1）如图1，求证：DAB DBC
⊥于点M，连接AO，交BC于点N，
（2）如图2，过点D作DM AB
=；
BM AM AD
=+，求证：BN CN
（3）如图3，在（2）的条件下，点E 为
O 上一点，过点E 的切线交DB 的延长线于点
P ，连接CE ，交AO 的延长线于点Q ，连接PQ ，PQ OQ ⊥，点F 为AN 上一点，连
接CF ，若90DCF CDB ∠+∠=?，tan 2ECF ∠=，1
2
ON OQ =，610PQ OQ +=，求CF 的长．
【答案】（1）详见解析；（2）详见解析；（3）10=CF 【解析】 【分析】 （1）延长BO 交
O 于G ，连接CG ，根据切线的性质可得可证∠DBC ＋∠CBG=90°，然后
根据直径所对的圆周角是直角可证∠CBG ＋∠G=90°，再根据圆的内接四边形的性质可得∠DAB=∠G ，从而证出结论；
（2）在MB 上截取一点H ，使AM=MH ，连接DH ，根据垂直平分线性质可得DH=AD ，再根据等边对等角可得∠DHA=∠DAH ，然后根据等边对等角和三角形外角的性质证出∠ABC=∠C ，可得AB=AC ，再根据垂直平分线的判定可得AO 垂直平分BC ，从而证出结论；
（3）延长CF 交BD 于M ，延长BO 交CQ 于G ，连接OE ，证出tan ∠BGE=tan ∠ECF=2，然后利用AAS 证出△CFN ≌△BON ，可设CF=BO=r ，ON=FN=a ，则OE=r ，根据锐角三角函数和相似三角形即可证出四边形OBPE 为正方形，利用r 和a 表示出各线段，最后根据
610PQ OQ +=，即可分别求出a 和CF ．
【详解】
解：（1）延长BO 交
O 于G ，连接CG
∵BD 是
O 的切线
∴∠OBD=90° ∴∠DBC ＋∠CBG=90° ∵BG 为直径 ∴∠BCG=90° ∴∠CBG ＋∠G=90°
∴∠DBC=∠G ∵四边形ABGC 为O 的内接四边形
∴∠DAB=∠G ∴∠DAB=∠DBC
（2）在MB 上截取一点H ，使AM=MH ，连接DH
∴DM 垂直平分AH ∴DH=AD ∴∠DHA=∠DAH ∵BM
AM AD =+，=+BM MH BH
∴AD=BH ∴DH=BH ∴∠HDB=∠HBD
∴∠DHA=∠HDB ＋∠HBD=2∠HBD 由（1）知∠DAB=∠DBC ∴∠DHA=∠DAB=∠DBC ∴∠DBC =2∠HBD ∵∠DBC =∠HBD ＋∠ABC ∴∠HBD=∠ABC ，∠DBC=2∠ABC ∴∠DAB=2∠ABC ∵∠DAB=∠ABC ＋∠C ∴∠ABC=∠C ∴AB=AC
∴点A 在BC 的垂直平分线上 ∵点O 也在BC 的垂直平分线上 ∴AO 垂直平分BC ∴BN CN =
（3）延长CF 交BD 于M ，延长BO 交CQ 于G ，连接OE ，
∵90DCF CDB ∠+∠=? ∴∠DMC=90° ∵∠OBD=90° ∴∠DMC=∠OBD ∴CF ∥OB
∴∠BGE=∠ECF ，∠CFN=∠BON ， ∴tan ∠BGE=tan ∠ECF=2 由（2）知OA 垂直平分BC ∴∠CNF=∠BNO=90°，BN=CN ∴△CFN ≌△BON
∴CF=BO ，ON=FN ，设CF=BO=r ，ON=FN=a ，则OE=r ∵
1
2
ON OQ = ∴OQ=2a ∵CF ∥OB ∴△QGO ∽△QCF
∴=OG QO
CF QF
即
21
22==++OG a r a a a ∴OG=12
r
过点O 作OE ′⊥BG ，交PE 于E ′ ∴OE ′=OG ·tan ∠BGE=r=OE ∴点E ′与点E 重合 ∴∠EOG=90° ∴∠BOE=90°
∵PB 和PE 是圆O 的切线
∴∠OBP=∠OEP=∠BOE=90°，OB=OE=r ∴四边形OBPE 为正方形
∴∠BOE=90°，PE=OB=r ∴∠BCE=
1
2
∠BOE==45° ∴△NQC 为等腰直角三角形 ∴NC=NQ=3a ， ∴BC=2NC=6a
在Rt △CFN 中，
= ∵PQ OQ ⊥ ∴PQ ∥BC ∴∠PQE=∠BCG ∵PE ∥BG ∴∠PEQ=∠BGC ∴△PQE ∽△BCG ∴
=PQ PE
BC BG
即12
6=+PQ r
r a r
解得：PQ=4a
∵PQ OQ += ∴4a ＋
2a=解得：
∴
=10 【点睛】
此题考查的是圆的综合大题，难度较大，掌握圆的相关性质、相似三角形的判定及性质、锐角三角函数、勾股定理、全等三角形的判定及性质、等腰三角形的判定及性质、正方形的判定及性质是解决此题的关键．
6．（1）如图1，A 是⊙O 上一动点，P 是⊙O 外一点，在图中作出PA 最小时的点A ． （2）如图2，Rt △ABC 中，∠C ＝90°，AC ＝8，BC ＝6，以点C 为圆心的⊙C 的半径是3.6，Q 是⊙C 上一动点，在线段AB 上确定点P 的位置，使PQ 的长最小，并求出其最小值． （3）如图3，矩形ABCD 中，AB ＝6，BC ＝9，以D 为圆心，3为半径作⊙D ，E 为⊙D 上一动点，连接AE ，以AE 为直角边作Rt △AEF ，∠EAF ＝90°，tan ∠AEF ＝
1
3
，试探究四边形ADCF 的面积是否有最大或最小值，如果有，请求出最大或最小值，否则，请说明理由．
【答案】（1）作图见解析；（2）PQ长最短是1.2；（3）四边形ADCF面积最大值是
81313
+
，最小值是81313
-
．
【解析】
【分析】
（1）连接线段OP交⊙C于A，点A即为所求；
（2）过C作CP⊥AB于Q，P，交⊙C于Q，这时PQ最短，根据勾股定理以及三角形的面积公式即可求出其最小值；
（3）△ACF的面积有最大和最小值，取AB的中点G，连接FG，DE，证明△FAG～△EAD，进而证明点F在以G为圆心1为半径的圆上运动，过G作GH⊥AC于H，交⊙G于F1，GH 反向延长线交⊙G于F2，①当F在F1时，△ACF面积最小，分别求出△ACD的面积和△ACF 的面积的最小值即可得出四边形ADCF的面积的最小值；②当F在F2时，四边形ADCF的面积有最大值，在⊙G上任取异于点F2的点P，作PM⊥AC于M，作GN⊥PM于N，利用矩形的判定与性质以及三角形的面积公式即可得出得出四边形ADCF的面积的最大值．【详解】
解：（1）连接线段OP交⊙C于A，点A即为所求，如图1所示；
（2）过C作CP⊥AB于Q，P，交⊙C于Q，这时PQ最短．
理由：分别在线段AB，⊙C上任取点P'，点Q'，连接P'，Q'，CQ'，如图2，
由于CP⊥AB，根据垂线段最短，CP≤CQ'+P'Q'，
∴CO+PQ≤CQ'+P'Q'，
又∵CQ＝CQ'，
∴PQ ＜P 'Q '，即PQ 最短． 在Rt △ABC 中2
2
2
2
8610AB AC BC =+=+=，11
22
ABC S AC BC AB CP ?=
?=?， ∴68
4.810
AC BC CP AB ??=
==， ∴PQ ＝CP ﹣CQ ＝6.8﹣3.6＝1.2，
∴22226 4.8 3.6BP BC CP =
-=-=．
当P 在点B 左侧3.6米处时，PQ 长最短是1.2． （3）△ACF 的面积有最大和最小值． 如图3，取AB 的中点G ，连接FG ，DE ． ∵∠EAF ＝90°，1tan 3
AEF ∠=， ∴
1
3
AF AE = ∵AB ＝6，AG ＝GB ， ∴AC ＝GB ＝3， 又∵AD ＝9， ∴31
93AG AD ==， ∴
D
AF AE AG
A = ∵∠BAD ＝∠
B ＝∠EAF ＝90°， ∴∠FAG ＝∠EAD ， ∴△FAG ～△EAD ， ∴
1
3
FG AF DE AE ==， ∵DE ＝3， ∴FG ＝1，
∴点F 在以G 为圆心1为半径的圆上运动， 连接AC ，则△ACD 的面积＝6
92722
CD AD ?
=?=， 过G 作GH ⊥AC 于H ，交⊙G 于F 1，GH 反向延长线交⊙G 于F 2，
①当F 在F 1时，△ACF 面积最小．理由：由（2）知，当F 在F 1时，F 1H 最短，这时△ACF 的边AC 上的高最小，所以△ACF 面积有最小值，
在Rt △ABC 中，AC ===
∴sin
BC BAC AC ∠=
==
在Rt △ACH 中，sin 3GH AG BAC =?∠==
∴111F H GH GF =-=
-，
∴△ACF 面积有最小值是：
11127(1)22132
AC F H -?=?-=
；
∴四边形ADCF 面积最小值是：27812722
--+
=
； ②当F 在F 2时，F 2H 最大理由：在⊙G 上任取异于点F 2的点P ，作PM ⊥AC 于M ，作GN ⊥PM 于N ，连接PG ，则四边形GHMN 是矩形， ∴GH ＝MN ，
在Rt △GNP 中，∠NGF 2＝90°， ∴PG ＞PN ， 又∵F 2G ＝PG ，
∴F 2G +GH ＞PN +MN ，即F 2H ＞PM ， ∴F 2H 是△ACF 的边AC 上的最大高， ∴面积有最大值，
∵221F H GH GF =+=
+，
∴△ACF 面积有最大值是
2111)22AC F H ?=?+=
；
∴四边形ADCF 面积最大值是27812722
+++
=
综上所述，四边形ADCF 面积最大值是812
+，最小值是812-
【点睛】
本题为圆的综合题，考查了矩形，圆，相似三角形的判定和性质，两点之间线段最短等知识，解题的关键是学会添加常用辅助线，构造相似三角形解决问题，属于中考填空题中的压轴题．
7．阅读材料：“最值问题”是数学中的一类较具挑战性的问题．其实，数学史上也有不少相关的故事，如下即为其中较为经典的一则：海伦是古希腊精通数学、物理的学者，相传有
位将军曾向他请教一个问题﹣﹣如图1，从A点出发，到笔直的河岸l去饮马，然后再去B 地，走什么样的路线最短呢？海伦轻松地给出了答案：作点A关于直线l的对称点A′，连接A′B交l于点P，则PA+PB＝A′B的值最小．
解答问题：
（1）如图2，⊙O的半径为2，点A、B、C在⊙O上，OA⊥OB，∠AOC＝60°，P是OB上一动点，求PA+PC的最小值；
（2）如图3，已知菱形ABCD的边长为6，∠DAB＝60°．将此菱形放置于平面直角坐标系中，各顶点恰好在坐标轴上．现有一动点P从点A出发，以每秒2个单位的速度，沿A→C 的方向，向点C运动．当到达点C后，立即以相同的速度返回，返回途中，当运动到x轴上某一点M时，立即以每秒1个单位的速度，沿M→B的方向，向点B运动．当到达点B 时，整个运动停止．
①为使点P能在最短的时间内到达点B处，则点M的位置应如何确定？
②在①的条件下，设点P的运动时间为t（s），△PAB的面积为S，在整个运动过程中，试求S与t之间的函数关系式，并指出自变量t的取值范围．
【答案】（1）PA+PC的最小值是32）①点M30）时，用时最少；②S与t之间的函数关系式是当3t3S＝3﹣3t；当0＜t3S ＝3t．当3t3S＝﹣3t3
【解析】
【分析】
（1）延长AO交圆O于M，连接CM交OB于P，连接AC，AP+PC＝PC+PM＝CM最小；（2）①根据运动速度不同以及运动距离，得出当PB⊥AB时，点P能在最短的时间内到达点B处；
②根据三角形的面积公式求出从A到C时，s与t的关系式和从C3，0）以及到B 的解析式．
【详解】
解：（1）延长AO交圆O于M，连接CM交OB于P，连接AC，
则此时AP+PC＝PC+PM＝CM最小，∵AM是直径，∠AOC＝60°，
∴∠ACM＝90°，∠AMC＝30°，
∴AC＝1
2
AM＝2，AM＝4，由勾股定理得：CM＝22
AM AC
＝23．
答：PA+PC的最小值是23．
（2）①根据动点P从点A出发，以每秒2个单位的速度，沿A→C的方向，向点C运动．当到达点C后，立即以相同的速度返回，返回途中，当运动到x轴上某一点M时，立即以每秒1个单位的速度，沿M→B的方向，向点B运动，即为使点P能在最短的时间内到达点B处，
∴当PB⊥AB时，根据垂线段最短得出此时符合题意，
∵菱形ABCD，AB＝6，∠DAB＝60°，
∴∠BAO＝30°，AB＝AD，AC⊥BD，
∴△ABD是等边三角形，
∴BD＝6，BO＝3，由勾股定理得：AO＝3
在Rt△APB中，AB＝6，∠BAP＝30°，BP＝1
2
AP，由勾股定理得：AP＝3，BP＝3，
∴点M30）时，用时最少．②当0＜t3AP＝2t，
∵菱形ABCD，
∴∠OAB＝30°，
∴OB＝1
2
AB＝3，
由勾股定理得：AO＝CO＝3，
∴S ＝
12AP ×BO ＝1
2
×2t ×3＝3t ；
③当t AP ＝2t ﹣2t ，
∴S ＝
12AP ×BO ＝1
2
×（2t ）×3＝﹣3t ．
当t
S ＝
12AB ×BP ＝1
2
﹣（t ﹣]＝﹣3t
答：S 与t 之间的函数关系式是当＜t 时，S ＝3t ；当0＜t S ＝
3t ．当t S ＝﹣3t 【点睛】
本题主要考查对含30度角的直角三角形，勾股定理，三角形的面积，轴对称-最短问题，圆周角定理等知识点的理解和掌握，能综合运用性质进行计算是解此题的关键．
8．在平面直角坐标系xOy 中，对于两个点A ，B 和图形ω，如果在图形ω上存在点P ，Q （P ，Q 可以重合），使得AP ＝2BQ ，那么称点A 与点B 是图形ω的一对“倍点”． 已知⊙O 的半径为1，点B （0，3）． （1）①点B 到⊙O 的最大值，最小值；
②在A 1（5，0），A 2（0，10），A 3）这三个点中，与点B 是⊙O 的一对“倍点”的是 ；
（2）在直线y =
x +b 上存在点A 与点B 是⊙O 的一对“倍点”，求b 的取值范围； （3）正方形MNST 的顶点M （m ，1），N （m +1，1），若正方形上的所有点与点B 都是⊙O 的一对“倍点”，直接写出m 的取值范围．
【答案】（1）①点B 到⊙O 的最大值是4，最小值是2；②A 1；（2）b -≤≤；
（3）3≤m ≤1或≤m ≤﹣4
【解析】 【分析】
（1）①根据点与圆的位置关系求解即可；
②先求出123,,A A A 三个点到⊙O 的最大值与最小值，再根据“倍点”的定义求解即可； （2）如图1（见解析），过点O 作OD l ⊥，先求428BQ ≤≤，再求出直线
:l y x b =
+上的点到⊙O 的最小值，只要这个最小值小于等于8即可满足题意，然后求解即可；
（3）根据正方形的位置，可分20,01,1,2m m m m -≤<≤≤><-四种情况，分别求出每种情况下，正方形最近顶点、最远顶点到⊙O 的最大值与最小值，然后根据“倍点”的定义列出不等式组求解即可.
【详解】
（1）①点B 到⊙O 的最大值是314BO r +=+= 点B 到⊙O 的最小值是312BO r -=-=；
②1A 到⊙O 的最大值6，最小值4；2A 到⊙O 的最大值11，最小值9；3A 到⊙O 的最大值3，最小值1
由（1）知，点B 到⊙O 的最大值是4，最小值是2
因此，在⊙O 上存在点P ，Q ，使得12A P BQ =，则1A 与B 是⊙O 的一对“倍点” 故答案为1A ；
（2）∵点B 到⊙O 的最大值是4，最小值是2
428BQ ∴≤≤
如图1，过点O 作OD l ⊥
由直线:3
l y x b =
+的解析式可知：60,DCO OC b ∠=?=
由直角三角形的性质可得：1,2CD b OD === 则点D 到⊙O
1-
，即直线:l y b =+上的点到⊙O
的最小值为1-
要使直线:3
l y x b =
+上存在点A 与点B 是⊙O 的一对“倍点”
18-≤
解得：b ≤
b -≤≤； （3）由（2）知，428BQ ≤≤
依题意，需分20,01,1,2m m m m -≤<≤≤><-四种情况讨论：
①当20m -≤<时，顶点(1,1)N m +到⊙O
14<，此时顶点N 不符题意
②当01m ≤≤时，顶点(,1)M m 到⊙O
14<，此时顶点M 不符题意
③当1m ，如图2，正方形MNST 处于1号正方形位置时 则顶点S 和T 的坐标为(1,0),(,0)S m T m +
此时，点T 到⊙O 的最小值为1m -，最大值为1m +；点N 到⊙O
的最小值为
1
1
则14
18m +≥?≤
，解得：31m ≤≤ 当正方形MNST 处于2号正方形位置时
则顶点S 和T 的坐标为(1,2),(,2)S m T m +
此时，点M 到⊙O 的最小值为2
21
1m +-，最大值为2211m ++；点S 到⊙O 的最小值为22(1)21m ++-，最大值为22(1)21m +++
则2222
114(1)218
m m ?++≥??++-≤??，解得：22771m ≤≤-或77122m --≤≤-（舍去）
故当1m 时，m 的取值范围为3771m ≤≤-
④当2m <-时，正方形MNST 处于3号正方形位置时 则顶点S 和T 的坐标为(1,0),(,0)S m T m +
此时，点S 到⊙O 的最小值为2m --，最大值为m -；点M 到⊙O 的最小值为
2211m +-，最大值为2211m ++
则22
4118
m m -≥??+-≤??，解得：454m -≤≤- 当正方形MNST 处于4号正方形位置时 则顶点S 和T 的坐标为(1,2),(,2)S m T m +
此时，点N 到⊙O 的最小值为22(1)11m ++-，最大值为22(1)11m +++；点T 到⊙O 的最小值为2221m +-，最大值为2221m ++
则2222
(1)114218
m m ?+++≥??+-≤??，解得：77122m -≤≤--或22177m -≤≤（舍去）
故当2m <-时，m 的取值范围为774m -≤≤- 综上，m 的取值范围为3771m ≤≤
-或774m -≤≤-.
【点睛】
本题考查了直线与圆的的位置关系、点与圆的位置关系、正方形的性质，较难的是（3），根据点与圆的位置关系分四种情况讨论是解题关键.
9．如图，平行四边形ABCD中，AB=5，BC=8，cosB=4
5
，点E是BC边上的动点，以C为
圆心，CE长为半径作圆C，交AC于F，连接AE，EF．
（1）求AC的长；
（2）当AE与圆C相切时，求弦EF的长；
（3）圆C与线段AD没有公共点时，确定半径CE的取值范围．
【答案】（1）AC=5；（2）
410
5
EF=；（3）03
CE
≤<或58
CE
<≤．
【解析】【分析】
（1）过A作AG⊥BC于点G，由cos
4
5
B=，得到BG=4，AG=3，然后由勾股定理即可求出
AC的长度；
（2）当点E与点G重合时，AE与圆C相切，过点F作FH⊥CE，则CE=CF=4，则CH=3.2，FH=2.4，得到EH=0.8，由勾股定理，即可得到EF的长度；
（3）根据题意，可分情况进行讨论：①当圆C与AD相离时；②当CE>CA时；分别求出CE的取值范围，即可得到答案．
【详解】
解：（1）过A作AG⊥BC于点G，如图：
在Rt△ABG中，AB=5，
4 cos
5
BG
B
AB
==，
∴BG=4，
∴AG=3，
∴844
CG=-=，
∴点G是BC的中点，
在Rt△ACG中，22
345
AC+=；