2020-2021九年级数学圆的综合的专项培优练习题含详细答案

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2020-2021九年级数学圆的综合的专项培优练习题含详细答案一、圆的综合1.如图,⊙M交x轴于B、C两点,交y轴于A,点M的纵坐标为2.B(﹣33,O),C(3,O).(1)求⊙M的半径;(2)若CE⊥AB于H,交y轴于F,求证:EH=FH.(3)在(2)的条件下求AF的长.【答案】(1)4;(2)见解析;(3)4.【解析】【分析】(1)过M作MT⊥BC于T连BM,由垂径定理可求出BT的长,再由勾股定理即可求出BM的长;(2)连接AE,由圆周角定理可得出∠AEC=∠ABC,再由AAS定理得出△AEH≌△AFH,进而可得出结论;(3)先由(1)中△BMT的边长确定出∠BMT的度数,再由直角三角形的性质可求出CG 的长,由平行四边形的判定定理判断出四边形AFCG为平行四边形,进而可求出答案.【详解】(1)如图(一),过M作MT⊥BC于T连BM,∵BC是⊙O的一条弦,MT是垂直于BC的直径,∴BT=TC=123∴124;(2)如图(二),连接AE,则∠AEC=∠ABC,∵CE⊥AB,∴∠HBC+∠BCH=90°在△COF中,∵∠OFC+∠OCF=90°,∴∠HBC=∠OFC=∠AFH,在△AEH和△AFH中,∵AFH AEHAHF AHE AH AH∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△AEH≌△AFH(AAS),∴EH=FH;(3)由(1)易知,∠BMT=∠BAC=60°,作直径BG,连CG,则∠BGC=∠BAC=60°,∵⊙O的半径为4,∴CG=4,连AG,∵∠BCG=90°,∴CG⊥x轴,∴CG∥AF,∵∠BAG=90°,∴AG⊥AB,∵CE⊥AB,∴AG∥CE,∴四边形AFCG为平行四边形,∴AF=CG=4.【点睛】本题考查的是垂径定理、圆周角定理、直角三角形的性质及平行四边形的判定与性质,根据题意作出辅助线是解答此题的关键.2.如图,AB是半圆的直径,过圆心O作AB的垂线,与弦AC的延长线交于点D,点E在OD上DCE B∠=∠.(1)求证:CE是半圆的切线;(2)若CD=10,2tan3B=,求半圆的半径.【答案】(1)见解析;(2)413【解析】分析: (1)连接CO ,由DCE B ∠=∠且OC=OB,得DCE OCB ∠=∠,利用同角的余角相等判断出∠BCO+∠BCE=90°,即可得出结论;(2)设AC=2x ,由根据题目条件用x 分别表示出OA 、AD 、AB ,通过证明△AOD ∽△ACB ,列出等式即可.详解:(1)证明:如图,连接CO .∵AB 是半圆的直径,∴∠ACB =90°.∴∠DCB =180°-∠ACB =90°.∴∠DCE+∠BCE=90°.∵OC =OB , ∴∠OCB =∠B.∵=DCE B ∠∠,∴∠OCB =∠DCE .∴∠OCE =∠DCB =90°.∴OC ⊥CE .∵OC 是半径,∴CE 是半圆的切线.(2)解:设AC =2x ,∵在Rt △ACB 中,2tan 3AC B BC ==, ∴BC =3x .∴()()222313AB x x x =+=.∵OD ⊥AB ,∴∠AOD =∠A CB=90°.∵∠A =∠A ,∴△AOD ∽△ACB .∴AC AOAB AD=.∵1132OA AB x==,AD=2x+10,∴113221013xxx=+.解得 x=8.∴138413OA=⨯=.则半圆的半径为413.点睛:本题考查了切线的判定与性质,圆周角定理,相似三角形.3.如图,在直角坐标系中,已知点A(-8,0),B(0,6),点M在线段AB上。

(1)如图1,如果点M是线段AB的中点,且⊙M的半径等于4,试判断直线OB与⊙M 的位置关系,并说明理由;(2)如图2,⊙M与x轴,y轴都相切,切点分别为E,F,试求出点M的坐标;(3)如图3,⊙M与x轴,y轴,线段AB都相切,切点分别为E,F,G,试求出点M的坐标(直接写出答案)【答案】(1)OB与⊙M相切;(2)M(-247,247);(3)M(-2,2)【解析】分析:(1)设线段OB的中点为D,连结MD,根据三角形的中位线求出MD,根据直线和圆的位置关系得出即可;(2)求出过点A、B的一次函数关系式是y=34x+6,设M(a,﹣a),把x=a,y=﹣a代入y=34x+6得出关于a的方程,求出即可.(3)连接ME、MF、MG、MA、MB、MO,设ME=MF=MG=r,根据S△ABC=12AO•ME+12BO•MF+12AB•MG=12AO•BO求得r=2,据此可得答案.详解:(1)直线OB与⊙M相切.理由如下:设线段OB的中点为D,如图1,连结MD,∵点M是线段AB的中点,所以MD∥AO,MD=4,∴∠AOB=∠MDB=90°,∴MD⊥OB,点D在⊙M上.又∵点D在直线OB上,∴直线OB与⊙M相切;(2)如图2,连接ME,MF,∵A(﹣8,0),B(0,6),∴设直线AB的解析式是y=kx+b,∴806k bb-+=⎧⎨=⎩,解得:k=34,b=6,即直线AB的函数关系式是y=34x+6.∵⊙M与x轴、y轴都相切,∴点M到x轴、y轴的距离都相等,即ME=MF,设M(a,﹣a)(﹣8<a<0),把x=a,y=﹣a代入y=34x+6,得:﹣a=34a+6,得:a=﹣24 7,∴点M的坐标为(﹣242477,).(3)如图3,连接ME、MF、MG、MA、MB、MO,∵⊙M与x轴,y轴,线段AB都相切,∴ME⊥AO、MF⊥BO、MG⊥AB,设ME=MF=MG=r,则S△ABC=12AO•ME+12BO•MF+12AB•MG=12AO•BO.∵A(﹣8,0),B(0,6),∴AO=8、BO=6,AB=22AO BO+=10,∴12r•8+12r•6+12r•10=12×6×8,解得:r=2,即ME=MF=2,∴点M的坐标为(﹣2,2).点睛:本题考查了圆的综合问题,掌握直线和圆的位置关系,用待定系数法求一次函数的解析式的应用,能综合运用知识点进行推理和计算是解答此题的关键,注意:直线和圆有三种位置关系:已知⊙O的半径为r,圆心O到直线l的距离是d,当d=r时,直线l和⊙O 相切.4.如图,已知AB是⊙O的直径,点C为圆上一点,点D在OC的延长线上,连接DA,交BC的延长线于点E,使得∠DAC=∠B.(1)求证:DA是⊙O切线;(2)求证:△CED∽△ACD;(3)若OA=1,sinD=13,求AE的长.【答案】(1)证明见解析;(22【解析】分析:(1)由圆周角定理和已知条件求出AD⊥AB即可证明DA是⊙O切线;(2)由∠DAC=∠DCE,∠D=∠D可知△DEC∽△DCA;(3)由题意可知AO=1,OD=3,DC=2,由勾股定理可知AD=2,故此可得到DC2=DE•AD,故此可求得DE的长,于是可求得AE的长.详解:(1)∵AB为⊙O的直径,∴∠ACB=90°,∴∠CAB+∠B=90°.∵∠DAC=∠B,∴∠CAB+∠DAC=90°,∴AD⊥AB.∵OA是⊙O半径,∴DA为⊙O的切线;(2)∵OB=OC,∴∠OCB=∠B.∵∠DCE=∠OCB,∴∠DCE=∠B.∵∠DAC=∠B,∴∠DAC=∠DCE.∵∠D=∠D,∴△CED∽△ACD;(3)在Rt△AOD中,OA=1,sin D=13,∴OD=OAsinD=3,∴CD=OD﹣OC=2.∵AD22OD OA-2又∵△CED∽△ACD,∴AD CDCD DE=,∴DE=2CDAD2,∴AE=AD﹣DE222.点睛:本题主要考查的是切线的性质、圆周角定理、勾股定理的应用、相似三角形的性质和判定,证得△DEC∽△DCA是解题的关键.5.等腰Rt△ABC和⊙O如图放置,已知AB=BC=1,∠ABC=90°,⊙O的半径为1,圆心O 与直线AB的距离为5.(1)若△ABC以每秒2个单位的速度向右移动,⊙O不动,则经过多少时间△ABC的边与圆第一次相切?(2)若两个图形同时向右移动,△ABC的速度为每秒2个单位,⊙O的速度为每秒1个单位,则经过多少时间△ABC的边与圆第一次相切?(3)若两个图形同时向右移动,△ABC的速度为每秒2个单位,⊙O的速度为每秒1个单位,同时△ABC的边长AB、BC都以每秒0.5个单位沿BA、BC方向增大.△ABC的边与圆第一次相切时,点B运动了多少距离?【答案】(1)522-;(2)52-;(3)20423-【解析】分析:(1)分析易得,第一次相切时,与斜边相切,假设此时,△ABC移至△A′B′C′处,A′C′与⊙O切于点E,连OE并延长,交B′C′于F.由切线长定理易得CC′的长,进而由三角形运动的速度可得答案;(2)设运动的时间为t秒,根据题意得:CC′=2t,DD′=t,则C′D′=CD+DD′-CC′=4+t-2t=4-t,由第(1)的结论列式得出结果;(3)求出相切的时间,进而得出B点移动的距离.详解:(1)假设第一次相切时,△ABC移至△A′B′C′处,如图1,A′C′与⊙O切于点E,连接OE并延长,交B′C′于F,设⊙O与直线l切于点D,连接OD,则OE⊥A′C′,OD⊥直线l,由切线长定理可知C′E=C′D,设C′D=x,则C′E=x,∵△ABC是等腰直角三角形,∴∠A=∠ACB=45°,∴∠A′C′B′=∠ACB=45°,∴△EFC′是等腰直角三角形,∴2x,∠OFD=45°,∴△OFD也是等腰直角三角形,∴OD=DF,∴2x+x=1,则2-1,∴CC′=BD-BC-C′D=5-1-2-1)2,∴点C 运动的时间为522-; 则经过522-秒,△ABC 的边与圆第一次相切; (2)如图2,设经过t 秒△ABC 的边与圆第一次相切,△ABC 移至△A′B′C′处,⊙O 与BC 所在直线的切点D 移至D′处,A′C′与⊙O 切于点E ,连OE 并延长,交B′C′于F ,∵CC′=2t ,DD′=t ,∴C′D′=CD+DD′-CC′=4+t -2t=4-t ,由切线长定理得C′E=C′D′=4-t ,由(1)得:4-t=2-1,解得:t=5-2,答:经过5-2秒△ABC 的边与圆第一次相切;(3)由(2)得CC′=(2+0.5)t=2.5t ,DD′=t ,则C′D′=CD+DD′-CC′=4+t -2.5t=4-1.5t ,由切线长定理得C′E=C′D′=4-1.5t ,由(1)得:4-1.5t=2-1,解得:t=10223-, ∴点B 运动的距离为2×1022-=2042-.点睛:本题要求学生熟练掌握圆与直线的位置关系,并结合动点问题进行综合分析,比较复杂,难度较大,考查了学生数形结合的分析能力.6.如图所示,以Rt △ABC 的直角边AB 为直径作圆O ,与斜边交于点D ,E 为BC 边上的中点,连接DE .(1)求证:DE 是⊙O 的切线;(2)连接OE ,AE ,当∠CAB 为何值时,四边形AOED 是平行四边形?并在此条件下求sin ∠CAE 的值.【答案】(1)见解析;(2)1010. 【解析】 分析:(1)要证DE 是⊙O 的切线,必须证ED ⊥OD ,即∠EDB+∠ODB=90°(2)要证AOED 是平行四边形,则DE ∥AB ,D 为AC 中点,又BD ⊥AC ,所以△ABC 为等腰直角三角形,所以∠CAB=45°,再由正弦的概念求解即可.详解:(1)证明:连接O 、D 与B 、D 两点,∵△BDC 是Rt △,且E 为BC 中点,∴∠EDB=∠EBD .(2分)又∵OD=OB 且∠EBD+∠DBO=90°,∴∠EDB+∠ODB=90°.∴DE 是⊙O 的切线.(2)解:∵∠EDO=∠B=90°,若要四边形AOED 是平行四边形,则DE ∥AB ,D 为AC 中点,又∵BD ⊥AC ,∴△ABC 为等腰直角三角形.∴∠C AB=45°.过E 作EH ⊥AC 于H ,设BC=2k ,则EH=22k ,AE=5k , ∴sin ∠CAE=10EH AE .点睛:本题考查的是切线的判定,要证某线是圆的切线,已知此线过圆上某点,连接圆心和这点(即为半径),再证垂直即可.7.阅读:圆是最完美的图形,它具有一些特殊的性质:同弧或等弧所对的圆周角相等,一条弧所对的圆周角等于这条弧所对的圆心角的一半……先构造“辅助圆”,再利用圆的性质将问题进行转化,往往能化隐为显、化难为易。