圆的综合运用
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圆的综合(一)、知识要点1、所给条件为特殊角或者普通角的三角函数时;(1)特殊角问题或者锐角三角函数问题,必须有直角三角形才行,如果题目条件中给的特殊角并没有放入直角三角形中时,需要构造直角三角形。
构造圆中的直角三角形,主要有以下四种类型: ①利用垂径定理; ②直接作垂线构造直角三角形;半径相等圆周角=圆周角圆心角=2圆周角弦切角=圆周角射影定理模型综合利用各种方法2、所给条件为线段长度、或者线段的倍分关系时;(1)因为圆中能产生很多直角三角形,所以可以考虑利用勾股定理来计算线段长度,在利用勾股定理来计算线段长度时,特别是在求半径时,经常会利用半径来表示其他线段的长度,常见情形如下;(2)圆中能产生很多相似三角形,所以经常也会利用相似三角形对应边成比例来计算线段长度,常见的圆中相似情形如下:△ADE ∽△ACBEDCBA△ADE ∽△BCE EDCBA△ABD ∽△CAD ∽△CBA△ABC ∽△ADB∽△BDCA△ABO ∽△ADB∽△BDO△ABC∽△OBD二、典型例题 能力提升类例1 如图,⊙O 的直径AB 与弦EF 相交于点P ,交角为45°,若228PE PF +=,求直径AB 。
评析:解答此题需注意应用数形结合的思想,熟练运用勾股定理和完全平方公式。
例2如图,正方形ABCD内接于⊙O,点P在劣弧AB上,连结DP,交AC于点Q.若QP QO,求QCQA的值。
评析:本题考查了相交弦定理,即“圆内两弦相交于圆内一点,各弦被该点所分得的两线段的长的乘积相等”。
熟记并灵活应用定理是解答本题的关键。
综合运用类例3如图,已知直径与等边三角形ABC的高相等的圆与三角形的AB边和BC边相切于点D和E,与AC边相交于点F和G,求∠DEF的度数。
例4已知△ABC中,∠ACB=90°,AB边上的高线CH与△ABC的两条内角平分线AM、BN 分别交于P、Q两点,PM、QN的中点分别为E、F。
求证:EF∥AB思维拓展类例5在直角坐标平面内,O为原点,点A的坐标为(1,0),点C的坐标为(0,4),直线CM∥x 轴(如图所示).点B与点A关于原点对称,直线y=x+b(b为常数)经过点B,且与直线CM相交于点D,连结OD.(1)求b的值和点D的坐标;(2)设点P在x轴的正半轴上,若△POD是等腰三角形,求点P的坐标;(3)在(2)的条件下,如果以PD为半径的⊙P与⊙O外切,求⊙O的半径。
评析:本题考查了运用待定系数法求函数解析式,同学们注意到分类讨论是解决本题的关键。
例6已知AB为半圆O的直径,点P为直径AB上的任意一点.以点A为圆心,AP为半径作⊙A,⊙A与半圆O相交于点C;以点B为圆心,BP为半径作⊙B,⊙B与半圆O相交于点D,且线段CD的中点为M.求证:MP分别与⊙A和⊙B相切。
评析:这道题考查了相切两圆的性质和射影定理的应用,以及中位线的知识,对于这些重点知识,同学们应熟练掌握。
总结:一、思想方法总结数形结合思想:将数与形结合起来进行分析、研究、解决问题的一种思想方法,特别是几何图形的直观性,能收到事半功倍的效果。
转化思想:能将复杂图形转化为简单图形,将圆的有关计算问题转化为三角形、四边形的问题来解决。
分类讨论思想:圆的有关概念、圆周角的有关求值及直线和圆、圆和圆的位置关系的讨论等问题均应用了这一思想。
方程思想:在相交弦定理、切割线定理及弧长公式中,已知其他量,求一个量,运用了方程的思想。
二、与圆有关的辅助线的添加规律:遇直径,作直径上的圆周角;遇切线,作过切点的半径或连结圆上某一点构成弦切角;证明圆周角相等,常用同弧上的圆心角过渡或作同弧上的圆周角;求弦长、弦心距、半径,常作垂直于弦的半径,连结圆心和弦的端点构造直角三角形;证明线段等积或成比例,一般构造相交弦、相交割线或相似三角形;遇到四个点在同一圆周上,要考虑到顺次连结四点构成圆内接四边形,再运用其性质解题;遇到圆外切三角形、多边形,应注意到切线长定理的应用。
遇到两圆相交,添加公共弦或连心线,特别是公共弦,它在相交的两圆中起着桥梁作用。
巩固训练(答题时间:60分钟)一、选择题1. 如图所示,AB、AC与圆O相切于点B、C,∠A=50°,点P是圆上异于B、C的一动点,则∠BPC 的度数是()A. 65°B. 115°C. 65°和115°D. 130°和50°A OBC2. 如图所示,A是半径为5的圆O内的一点,且OA=3,过点A且长小于8的弦有()A. 0条B. 1条C. 2条D. 4条OA3. 如图所示,在平面直角坐标系中,⊙O的半径为1,则直线2+-=xy与⊙O的位置关系是()A. 相离B. 相交C. 相切D. 以上三种情形都有可能4. 给出下列命题:①任意一个三角形一定有一个外接圆,并且只有一个外接圆;②任意一个圆一定有一个内接三角形,并且只有一个内接三角形;③任意一个三角形一定有一个内切圆,并且只有一个内切圆;④任意一个圆一定有一个外切三角形,并且只有一个外切三角形。
其中真命题的个数为()A. 1B. 2C. 3D. 45. 如图所示,半圆A和半圆B均与y轴相切于点O,其直径CD、EF均和x轴垂直,以CE、DF为直径的两个半圆也均与x轴相切于点O,则图中阴影部分的面积是()A. π81B. π41C. π21D. π二、填空题1. 如图所示,已知AB是圆O的直径,弦CD⊥AB于点P,CD=12cm,AP:PB=2:3,则圆O的直径是________cm。
OP BAD C2. 如图所示,Rt △ABC 中,∠C =90°,AC =3,BC =4,以点C 为圆心,CA 为半径的圆与AB 、BC分别交于点D 、E ,则AB =________,AD =________。
CD BAE3. 如图所示,在△ABC 中,∠ACB =90°,AC =2,32BC ,以A 为圆心,以AC 为半径作弧交AB 于D ,则图中阴影部分的面积是________。
ACDB4. 如图所示,同底等高的圆锥和圆柱,它们的底面直径和高相等(即2R=h ),那么圆锥和圆柱的侧面积之比为 。
5. 如图所示,将边长为8cm 的正方形ABCD 沿直线l 向右滚动(不滑动),当正方形滚动两周时(当正方形的四个顶点的位置首次与起始位置相同时,称为正方形滚动一周),正方形的顶点A 所经过的路线长是 cm 。
三、解答题1. 已知:⊙O 与⊙O'外离,⊙O 的半径为4cm ,⊙O'的半径为6cm ,OO'=20cm ,求两圆的公切线的长。
2. 已知:如图,⊙O 1和⊙O 2外切于点P ,过点P 的直线AB 分别与⊙O 1、⊙O 2相交于点A 、B ,BD 切⊙O 1于点B ,交⊙O 2于点C 、D ,AE 是⊙O 2的直径。
求证:(1)AE ⊥BD ;(2)△APD ∽△CPB ;(3)AD 2+BC·BD =AB 2。
一、选择题1. C解析:若点P 在劣弧BC 上,连结OB 、OC则∠BOC =180°-50°=130°∴劣弧BC 的度数为130°,优弧BC 的度数为230°∴∠BPC 的度数为︒=︒⨯11523021当点P 在优弧BC 上时,∠BPC 21=×130°=65°故选C.2. A则8DE 435DA 22=∴=-=,而DE 是过点A 最短的弦,它不可能小于8, ∴选A.BOCA ED3. C 点拨:画出直线,得到直线与x 轴、y 轴的交点坐标分别为)0,2(、).2,0(则直线与两坐标轴围5. 中的空白部分面积,所以所求阴影部分面积等于半圆B 的面积,即S 阴影=ππ211212=⋅,故选C .二、填空题 1. 65解析:设AP =x 2,PB =x 3 ∵AB ⊥CD ,∴PC =PD =6 又PA ·PB =PC ·PD36x 3x 2=⋅∴ 6x 2=6x ±=∴(舍负) 65AB 63x 362x 2=∴==,2. 5,518解析:作CF ⊥AB 于F ,∵∠ACB =90° ∴可证AB AF AC 2⋅= 又543AB 22=+=518592AD 59AB AC AF 2=⨯=∴==∴ ADBCEF3. π-3232 解析:由勾股定理得AB=4,∴∠B=30°,∠A =60°3232221322360602=⨯⨯==⨯=∴∆ABC CAD S S ππ扇形∴阴影面积π-=3232 4.5:4 点拨:圆柱的侧面积为24R π,圆锥的侧面积为25R π.5. ππ1628+ 点拨:第一次滚动,点A 经过的路线长是以C 为圆心、CA 为半径、圆心角为90°的扇形弧长;第二次滚动,点A 经过的路线长是以D 为圆心、边长DA 为半径、圆心角为90°的扇形弧长;第三次滚动,点A 不动;第四次滚动,点A 经过的路线长是以B 为圆心、BA 为半径、圆心角为90°的扇形弧长。
第二周滚动与第一周相同。
所以正方形滚动两周时,点A 经过路线长是).(16282)4424(cm πππππ+=⨯++三、解答题1. 解:(1)如图,连结O'A 、OB ,过点O 作OE ⊥AO'于点E∵AB 与⊙O'、⊙O 分别相切于点A 、B ∴AO'⊥AB ,BO ⊥AB∴四边形ABOE 是矩形,∴AB =OE ,AE =BO ∵AO'=6,BO =4,∴O'E =2∵OO'=20,∴由勾股定理可得OE =611 ∴AB =611(2)如图,连结O'C 、OD ,过点O'作O'E ⊥OD 的延长线于点E∵CD 与⊙O'、⊙O 分别相切于点C 、D∴O'C ⊥CD ,OD ⊥CD∴四边形CO'ED 是矩形,∴CD =O'E ,O'C =DE∵O'C =6,OD =4,∴在Rt △OEO'中,OE =10,OO'=20 由勾股定理得O E '=103,∴310=CD∴外公切线长AB =611cm ,内公切线长CD =103cm2. 证明:(1)连结AC ,过点P 作两圆的公切线交BD 于T ,则∠1=∠2,∠4=∠5.∵BD 切⊙O 1于B ,∴∠3=∠B.∵∠DCA =∠1+∠B ,∠CPB =∠2+∠3,∴∠DCA =∠CPB.∵四边形APCD 内接于⊙O 2,∴∠ADC =∠CPB. ∴∠DCA =∠ADC.∴⋂⋂=AC AD .∵AE 为直径,∴AE ⊥BD.(2)∵∠3=∠4=∠B ,∴∠B =∠5.∵∠PAD =∠PCB ,∴△APD ∽△CPB.(3)∵BCD 、BPA 为⊙O 2的两条割线,∴BC·BD =BP·BA. ∵∠B =∠5,∠PAD =∠BAD ,∴△ADP ∽△ABD.∴AD AB AP AD=. ∴AD 2=AP·AB. ∴AD 2+BC·BD =AP·AB +BP·BA =AB (AP +BP )=AB 2.即AD2+BC·BD=AB2.。