数学九年级上册 圆 几何综合易错题(Word版 含答案)

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数学九年级上册 圆 几何综合易错题(Word 版 含答案)一、初三数学 圆易错题压轴题(难)1.如图,二次函数y=x 2-2mx+8m 的图象与x 轴交于A 、B 两点(点A 在点B 的左边且OA≠OB ),交y 轴于点C ,且经过点(m ,9m ),⊙E 过A 、B 、C 三点。

(1)求这条抛物线的解析式;(2)求点E 的坐标;(3)过抛物线上一点P (点P 不与B 、C 重合)作PQ ⊥x 轴于点Q ,是否存在这样的点P 使△PBQ 和△BOC 相似?如果存在,求出点P 的坐标;如果不存在,说明理由【答案】(1)y=x 2+2x-8(2)(-1,-72)(3)(-8,40),(-154,-1316),(-174,-2516) 【解析】分析:(1)把(),9m m 代入解析式,得:22289m m m m -+=,解这个方程可求出m 的值;(2)分别令y =0和x =0,求出OA ,OB ,O C 及AB 的长,过点E 作EG x ⊥轴于点G ,EF y ⊥轴于点F ,连接CE ,AE ,设OF =GE =a ,根据AE CE = ,列方过程求出a 的值,从而求出点E 的坐标;(3)设点P (a , a 2+2a -8), 则228,2PQ a a BQ a =+-=-,然后分PBQ ∽CBO 时和PBQ ∽BCO 时两种情况,列比例式求出a 的值,从而求出点P 的坐标.详解:(1)把(),9m m 代入解析式,得:22289m m m m -+=解得:121,0m m =-=(舍去)∴228y x x =+-(2)由(1)可得:228y x x =+-,当0y =时,124,2x x =-=;∵点A 在点B 的左边 ∴42OA OB ,== ,∴6AB OA OB =+=,当0x =时,8y =-,∴8OC =过点E 作EG x ⊥轴于点G ,EF y ⊥轴于点F ,连接CE ,, 则116322AG AB ==⨯= ,设,则,在Rt AGE ∆中,,在中, ()222218CE EF CF a =+=+-,∵AE CE = ,∴()22918a a +=+- , 解得:72a = , ∴712E ⎛⎫-- ⎪⎝⎭, ; (3)设点()2,28a a a P +-,则228,2PQ a a BQ a =+-=-,a.当PBQ ∆∽CBO ∆时, PQ CO BQ OB =,即228822a a a +-=-, 解得:10a =(舍去);22a=(舍去);38a=-,∴()18,40P-;b.当PBQ∆∽BCO∆时,PQ BOBQ CO=,即228228a aa+-=-,解得:12a=(舍去),2154a=-;3174a=-,∴21523,416P⎛⎫--⎪⎝⎭;31725416P⎛⎫-⎪⎝⎭,;综上所述,点P的坐标为:()18,40P-,21523,416P⎛⎫--⎪⎝⎭,31725416P⎛⎫-⎪⎝⎭,点睛:本题考查了二次函数的图像与性质,二次函数与坐标轴的交点,垂径定理,勾股定理,相似三角形的性质和分类讨论的数学思想,熟练掌握二次函数与一元二次方程的关系、相似三角形的性质是解答本题的关键.2.在圆O中,C是弦AB上的一点,联结OC并延长,交劣弧AB于点D,联结AO、BO、AD、BD.已知圆O的半径长为5,弦AB的长为8.(1)如图1,当点D是弧AB的中点时,求CD的长;(2)如图2,设AC=x,ACOOBDSS=y,求y关于x的函数解析式并写出定义域;(3)若四边形AOBD是梯形,求AD的长.【答案】(1)2;(2)y=28255(8)x x xx-+-(0<x<8);(3)AD=145或6.【解析】【分析】(1)根据垂径定理和勾股定理可求出OC的长.(2)分别作OH⊥AB,DG⊥AB,用含x的代数式表示△ACO和△BOD的面积,便可得出函数解析式.(3)分OB∥AD和OA∥BD两种情况讨论.【详解】解:(1)∵OD过圆心,点D是弧AB的中点,AB=8,∴OD ⊥AB ,AC=12AB=4, 在Rt △AOC 中,∵∠ACO=90°,AO=5,∴,∴OD=5,∴CD=OD ﹣OC=2;(2)如图2,过点O 作OH ⊥AB ,垂足为点H ,则由(1)可得AH=4,OH=3,∵AC=x ,∴CH=|x ﹣4|,在Rt △HOC 中,∵∠CHO=90°,AO=5,∴∴CD=OD ﹣OC=5过点DG ⊥AB 于G ,∵OH ⊥AB ,∴DG ∥OH ,∴△OCH ∽△DCG , ∴OH OC DG CD=, ∴DG=OH CD OC ⋅35, ∴S △ACO =12AC ×OH=12x ×3=32x , S △BOD =12BC (OH +DG )=12(8﹣x )×(335)=32(8﹣x ) ∴y=ACO OBD S S=()323582x x -(0<x <8) (3)①当OB ∥AD 时,如图3,过点A 作AE ⊥OB 交BO 延长线于点E ,过点O 作OF ⊥AD ,垂足为点F ,则OF=AE ,∴S=12A B•OH=12OB•AE ,AE=AB OH OB ⋅=245=OF , 在Rt △AOF 中,∠AFO=90°,AO=5,∴AF=22AO OF -=75∵OF 过圆心,OF ⊥AD , ∴AD=2AF=145. ②当OA ∥BD 时,如图4,过点B 作BM ⊥OA 交AO 延长线于点M ,过点D 作DG ⊥AO ,垂足为点G ,则由①的方法可得DG=BM=245, 在Rt △GOD 中,∠DGO=90°,DO=5,∴GO=22DO DG -=75,AG=AO ﹣GO=185, 在Rt △GAD 中,∠DGA=90°, ∴AD=22AG DG +=6综上得AD=145或6.故答案为(1)2;(2)y=()282558x x x x -+-(0<x <8);(3)AD=145或6. 【点睛】本题是考查圆、三角形、梯形相关知识,难度大,综合性很强.3.已知圆O 的半径长为2,点A 、B 、C 为圆O 上三点,弦BC=AO ,点D 为BC 的中点,(1)如图,连接AC 、OD ,设∠OAC=α,请用α表示∠AOD ;(2)如图,当点B 为AC 的中点时,求点A 、D 之间的距离:(3)如果AD 的延长线与圆O 交于点E ,以O 为圆心,AD 为半径的圆与以BC 为直径的圆相切,求弦AE 的长.【答案】(1)1502AOD α∠=︒-;(2)7AD =;(3)331331or +- 【解析】【分析】(1)连接OB 、OC ,可证△OBC 是等边三角形,根据垂径定理可得∠DOC 等于30°,OA=OC 可得∠ACO=∠CAO=α,利用三角形的内角和定理即可表示出∠AOD 的值.(2)连接OB 、OC ,可证△OBC 是等边三角形,根据垂径定理可得∠DOB 等于30°,因为点D 为BC 的中点,则∠AOB=∠BOC=60°,所以∠AOD 等于90°,根据OA=OB=2,在直角三角形中用三角函数及勾股定理即可求得OD 、AD 的长.(3)分两种情况讨论:两圆外切,两圆内切.先根据两圆相切时圆心距与两圆半径的关系,求出AD 的长,再过O 点作AE 的垂线,利用勾股定理列出方程即可求解.【详解】(1)如图1:连接OB 、OC.∵BC=AO∴OB=OC=BC∴△OBC 是等边三角形∴∠BOC=60°∵点D 是BC 的中点∴∠BOD=1302BOC ∠=︒ ∵OA=OC∴OAC OCA ∠=∠=α∴∠AOD=180°-α-α-30︒=150°-2α(2)如图2:连接OB 、OC 、OD.由(1)可得:△OBC 是等边三角形,∠BOD=1302BOC ∠=︒ ∵OB=2,∴OD=OB∙cos 30︒=3∵B 为AC 的中点,∴∠AOB=∠BOC=60°∴∠AOD=90°根据勾股定理得:AD=227AO OD +=(3)①如图3.圆O 与圆D 相内切时:连接OB 、OC ,过O 点作OF ⊥AE∵BC 是直径,D 是BC 的中点∴以BC 为直径的圆的圆心为D 点由(2)可得:3D 的半径为1∴31 设AF=x在Rt △AFO 和Rt △DOF 中,2222OA AF OD DF -=-即)2222331x x -=-- 解得:331x += ∴AE=3312AF 2=②如图4.圆O 与圆D 相外切时:连接OB 、OC ,过O 点作OF ⊥AE∵BC 是直径,D 是BC 的中点∴以BC 为直径的圆的圆心为D 点由(2)可得:OD=3,圆D 的半径为1∴AD=31-在Rt △AFO 和Rt △DOF 中,2222OA AF OD DF -=-即()2222331x x -=--+解得:331x -= ∴AE=3312AF -=【点睛】本题主要考查圆的相关知识:垂径定理,圆与圆相切的条件,关键是能灵活运用垂径定理和勾股定理相结合思考问题,另外需注意圆相切要分内切与外切两种情况.4.在平面直角坐标系xOy中,已知 A(-2,0),B(2,0),AC⊥AB于点A,AC=2,BD⊥AB于点B,BD=6,以AB为直径的半圆O上有一动点P(不与A、B两点重合),连接PD、PC,我们把由五条线段AB、BD、DP、PC、CA所组成的封闭图形ABDPC叫做点P的关联图形,如图1所示.(1)如图2,当P运动到半圆O与y轴的交点位置时,求点P的关联图形的面积.(2)如图3,连接CD、OC、OD,判断△OCD的形状,并加以证明.(3)当点P运动到什么位置时,点P的关联图形的面积最大,简要说明理由,并求面积的最大值.【答案】(1)12;(2)判断△OCD是直角三角形,证明见解析;(3)连接OC,交半圆O于点P,这时点P的关联图形的面积最大,理由风解析,82+【解析】试题分析:(1)判断出四边形AOPC是正方形,得到正方形的面积是4,根据BD⊥AB,BD=6,求出梯形OPDB的面积=()(26)2822OP DB OB+⨯+⨯==,二者相加即为点P的关联图形的面积是12.(2)根据CF=DF=4,∠DCF=45°,求出∠OCD=90°,判断出△OCD是直角三角形.(3)要使点P的关联图形的面积最大,就要使△PCD的面积最小,确定关联图形的最大面积是梯形ACDB的面积﹣△PCD的面积,根据此思路,进行解答.试题解析:(1)∵A(﹣2,0),∴OA=2,∵P是半圆O上的点,P在y轴上,∴OP=2,∠AOP=90°,∴AC=2,∴四边形AOPC是正方形,∴正方形的面积是4,又∵BD⊥AB,BD=6,∴梯形OPDB的面积=()(26)2822OP DB OB+⨯+⨯==,∴点P的关联图形的面积是12.(2)判断△OCD是直角三角形.证明:延长CP交BD于点F,则四边形ACFB为矩形,∴CF=DF=4,∠DCF=45°,∴∠OCD=90°, ∴OC ⊥CD ,∴△OCD 是直角三角形.(3)连接OC 交半圆O 于点P ,则点P 即为所确定的点的位置.理由如下:连接CD ,梯形ACDB 的面积=()(26)41622AC DB AB +⨯+⨯==为定值, 要使点P 的关联图形的面积最大,就要使△PCD 的面积最小,∵CD 为定长,∴P 到CD 的距离就要最小,连接OC ,设交半圆O 于点P ,∵AC ⊥OA ,AC=OA ,∴∠AOC=45°,过C 作CF ⊥BD 于F ,则ACFB 为矩形, ∴CF=DF=4,∠DCF=45°,∴OC ⊥CD ,OC=22,∴PC 在半圆外,设在半圆O 上的任意一点P′到CD 的距离为P′H ,则P′H+P′O >OH >OC , ∵OC=PC+OP ,∴P′H >PC ,∴当点P 运动到半圆O 与OC 的交点位置时,点P 的关联图形的面积最大.∵CD=42,CP=222-,∴△PCD 的面积=()(26)41622AC DB AB +⨯+⨯==, ∴点P 的关联图形的最大面积是梯形ACDB 的面积﹣△PCD 的面积=16(842)842--=+.考点:圆的综合题.5.如图,四边形ABCD内接于⊙O,AC为直径,AC和BD交于点E,AB=BC.(1)求∠ADB的度数;(2)过B作AD的平行线,交AC于F,试判断线段EA,CF,EF之间满足的等量关系,并说明理由;(3)在(2)条件下过E,F分别作AB,BC的垂线,垂足分别为G,H,连接GH,交BO 于M,若AG=3,S四边形AGMO:S四边形CHMO=8:9,求⊙O的半径.【答案】(1)45°;(2)EA2+CF2=EF2,理由见解析;(3)62【解析】【分析】(1)由直径所对的圆周角为直角及等腰三角形的性质和互余关系可得答案;(2)线段EA,CF,EF之间满足的等量关系为:EA2+CF2=EF2.如图2,设∠ABE=α,∠CBF=β,先证明α+β=45°,再过B作BN⊥BE,使BN=BE,连接NC,判定△AEB≌△CNB (SAS)、△BFE≌△BFN(SAS),然后在Rt△NFC中,由勾股定理得:CF2+CN2=NF2,将相关线段代入即可得出结论;(3)如图3,延长GE,HF交于K,由(2)知EA2+CF2=EF2,变形推得S△ABC=S矩形BGKH,S△BGM=S四边形COMH,S△BMH=S四边形AGMO,结合已知条件S四边形AGMO:S四边形CHMO=8:9,设BG=9k,BH=8k,则CH=3+k,求得AE的长,用含k的式子表示出CF和EF,将它们代入EA2+CF2=EF2,解得k的值,则可求得答案.【详解】解:(1)如图1,∵AC为直径,∴∠ABC=90°,∴∠ACB+∠BAC=90°,∵AB=BC,∴∠ACB=∠BAC=45°,∴∠ADB=∠ACB=45°;(2)线段EA,CF,EF之间满足的等量关系为:EA2+CF2=EF2.理由如下:如图2,设∠ABE=α,∠CBF=β,∵AD∥BF,∴∠EBF=∠ADB=45°,又∠ABC=90°,∴α+β=45°,过B作BN⊥BE,使BN=BE,连接NC,∵AB=CB,∠ABE=∠CBN,BE=BN,∴△AEB≌△CNB(SAS),∴AE=CN,∠BCN=∠BAE=45°,∴∠FCN=90°.∵∠FBN=α+β=∠FBE,BE=BN,BF=BF,∴△BFE≌△BFN(SAS),∴EF=FN,∵在Rt△NFC中,CF2+CN2=NF2,∴EA2+CF2=EF2;(3)如图3,延长GE,HF交于K,由(2)知EA2+CF2=EF2,∴12EA2+12CF2=12EF2,∴S△AGE+S△CFH=S△EFK,∴S△AGE+S△CFH+S五边形BGEFH=S△EFK+S五边形BGEFH,即S△ABC=S矩形BGKH,∴12S△ABC=12S矩形BGKH,∴S△GBH=S△ABO=S△CBO,∴S△BGM=S四边形COMH,S△BMH=S四边形AGMO,∵S四边形AGMO:S四边形CHMO=8:9,∴S△BMH:S△BGM=8:9,∵BM 平分∠GBH , ∴BG :BH =9:8,设BG =9k ,BH =8k , ∴CH =3+k ,∵AG =3,∴AE =32,∴CF =2(k+3),EF =2(8k ﹣3),∵EA 2+CF 2=EF 2,∴222(32)[2(3)][2(83)]k k ++=-,整理得:7k 2﹣6k ﹣1=0,解得:k 1=﹣17(舍去),k 2=1. ∴AB =12,∴AO =2AB =62, ∴⊙O 的半径为62.【点睛】本题属于圆的综合题,考查了圆的相关性质及定理、全等三角形的判定与性质、多边形的面积公式、勾股定理及解一元二次方程等知识点,熟练运用相关性质及定理是解题的关键.6.如图,AB 为⊙O 的直径,CD ⊥AB 于点G ,E 是CD 上一点,且BE =DE ,延长EB 至点P ,连接CP ,使PC =PE ,延长BE 与⊙O 交于点F ,连结BD ,FD .(1)连结BC ,求证:△BCD ≌△DFB ;(2)求证:PC 是⊙O 的切线;(3)若tan F =23,AG ﹣BG =533,求ED 的值.【答案】(1)详见解析;(2)详见解析;(3)DE =1339. 【解析】【分析】 (1)由BE=DE 可知∠CDB=∠FBD ,而∠BFD=∠DCB ,BD 是公共边,结论显然成立.(2)连接OC,只需证明OC⊥PC即可.根据三角形外角知识以及圆心角与圆周角关系可知∠PEC=2∠CDB=∠COB,由PC=PE可知∠PCE=∠PEC=∠COB,注意到AB⊥CD,于是∠COB+∠OCG=90°=∠OCG+∠PEC=∠OCP,结论得证.(3)由于∠BCD=∠F,于是tan∠BCD=tanF=23=BGCG,设BG=2x,则CG=3x.注意到AB是直径,连接AC,则∠ACB是直角,由射影定理可知CG2=BG•AG,可得出AG的表达式(用x表示),再根据AG-BG=53求出x的值,从而CG、CB、BD、CD的长度可依次得出,最后利用△DEB∽△DBC列出比例关系算出ED的值.【详解】解:(1)证明:因为BE=DE,所以∠FBD=∠CDB,在△BCD和△DFB中:∠BCD=∠DFB∠CDB=∠FBDBD=DB所以△BCD≌△DFB(AAS).(2)证明:连接OC.因为∠PEC=∠EDB+∠EBD=2∠EDB,∠COB=2∠EDB,所以∠COB=∠PEC,因为PE=PC,所以∠PEC=∠PCE,所以∠PCE=∠COB,因为AB⊥CD于G,所以∠COB+∠OCG=90°,所以∠OCG+∠PEC=90°,即∠OCP=90°,所以OC⊥PC,所以PC是圆O的切线.(3)因为直径AB⊥弦CD于G,所以BC=BD,CG=DG,所以∠BCD=∠BDC,因为∠F =∠BCD ,tanF =23, 所以∠tan ∠BCD =23=BG CG, 设BG =2x ,则CG =3x .连接AC ,则∠ACB =90°,由射影定理可知:CG 2=AG•BG ,所以AG =229922x C x G x G B ==,因为AG ﹣BG ,所以292x x -=解得x ,所以BG =2x =3,CG =3x =所以BC =,所以BD =BC =3, 因为∠EBD =∠EDB =∠BCD ,所以△DEB ∽△DBC , 所以BDB DC DE D =,因为CD =2CG =所以DE =29DB CD =. 【点睛】本题为圆的综合题,主要考查了垂径定理,圆心角与圆周角的性质、等腰三角形的性质、全等三角形的判定与性质、切线的判定、射影定理、勾股定理、相似三角形的判定与性质等重要知识点.第(1)、(2)问解答的关键是导角,难度不大,第(3)问解答的要点在于根据射影定理以及条件当中告诉的两个等量关系求出BG 、CG 、BC 、BD 、CD 的值,最后利用“共边子母型相似”(即△DEB ∽△DBC )列比例方程求解ED .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23;(2)①点M的位置是(3,0)时,用时最少;②S与t之间的函数关系式是当33<t≤43时,S=183﹣3t;当0<t≤33时,S =3t.当43<t≤63时,S=﹣3t+183.【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C到(3,0)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=12AM=2,AM=4,由勾股定理得:CM=22AM 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=12AP,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=12AB=3,由勾股定理得:AO=CO=3,∴S=12AP×BO=12×2t×3=3t;③当3t3AP=32t﹣332t,∴S=12AP×BO=12×(32t)×3=3﹣3t.当43<t≤63时,S=12AB×BP=12×6×[23﹣(t﹣43)]=﹣3t+183,答:S与t之间的函数关系式是当33<t≤43时,S=183﹣3t;当0<t≤33时,S=3t.当43<t≤63时,S=﹣3t+183.【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.已知点A为⊙O外一点,连接AO,交⊙O于点P,AO=6.点B为⊙O上一点,连接BP,过点A作CA⊥AO,交BP延长线于点C,AC=AB.(1)判断直线AB与⊙O的位置关系,并说明理由.(2)若3 PB的长.(3)若在⊙O上存在点E,使△EAC是以AC为底的等腰三角形,则⊙O的半径r的取值范围是___________.【答案】(1)AB与⊙O相切,理由见解析;(2)33PB=;(3)6565r≤<【解析】【分析】(1)连接OB,有∠OPB=∠OBP,又AC=AB,则∠C=∠ABP,利用∠CAP=90°,即可得到结论成立;(2)由AB=AC,利用勾股定理先求出半径,作OH⊥BP与H,利用相似三角形的判定和性质,即可求出PB的长度;(3)根据题意得出OE=12AC=122216r2-22162r r-≤,即可求出取值范围.【详解】解:(1)连接OB,如图:∵OP=OB ,∴∠OPB=∠OBP=∠APC ,∵AC=AB ,∴∠C=∠ABP ,∵AC ⊥AO ,∴∠CAP=90°,∴∠C+∠APC=90°,∴∠ABP+∠OBP=90°,即OB ⊥AB ,∴AB 为切线;(2)∵AB=AC∴22AB AC =,∴2222CP AP OA OB -=-,设半径为r ,则2222(43)(6)6r r --=-解得:r=2;作OH ⊥BP 与H ,则△ACP ∽△HOP ,∴PH OP AP CP=,即443PH = ∴33PH =,∴4323PB PH ==; (3)如图,作出线段AC 的垂直平分线MN ,作OE ⊥MN ,∴四边形AOEM 是矩形,∴OE=AM=12AC=1222162r - 又∵圆O 与直线MN 有交点,∴22162r r -, 2262r r -≤,∴22364r r -≤, ∴65r ≥ 又∵圆O 与直线AC 相离,∴r <6,656r ≤<. 【点睛】此题主要考查了圆的综合以及切线的判定与性质和勾股定理以及等腰三角形的性质等知识,得出EO 与AB 的关系进而求出r 取值范围是解题关键.9.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 322)这三个点中,与点B 是⊙O 的一对“倍点”的是 ;(2)在直线y 3=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2428BQ ∴≤≤如图1,过点O 作OD l ⊥由直线: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:3l 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⊙O14<,此时顶点N 不符题意②当01m ≤≤时,顶点(,1)M m 到⊙O14<,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11则1418m +≥⎧≤,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⊙O1-1;点S 到⊙O 的最小11则1418≥≤,解得:1m ≤≤或1m ≤≤- 故当1m 时,m的取值范围为31m ≤≤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11则418m -≥⎧⎪≤,解得:4m -≤≤- 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⊙O11;点T 到⊙O11则1418≥≤,解得:1m ≤≤--1m ≤≤(舍去) 故当2m <-时,m的取值范围为4m ≤≤-综上,m的取值范围为31m ≤≤或4m ≤≤-.【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.10.在O 中,AB 为直径,CD 与AB 相较于点H ,弧AC=弧AD(1)如图1,求证:CD AB ⊥;(2)如图2,弧BC 上有一点E ,若弧CD=弧CE ,求证:3EBA ABD ∠=∠;(3)如图3,在(2)的条件下,点F 在上,连接,//FH FH DE ,延长FO 交DE 于点K ,若165,55FK DB BE ==,求AB .【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)1855AB =. 【解析】【分析】 (1)连接,OC OD ,根据AC AD = 得出COA DOA ∠=再根据OC OD =得出OCD ODC ∠=∠,从而得证;(2)连接,BC BD ,根据AC AD =得出,BC BD BA CD =⊥,CBA ABD ∠=∠,再根据CE CD =,得出CBE CBD ∠=∠,从而得出结论;(3)作,CM DB CN BE ⊥⊥,过点P 作,PT BE PS BD ⊥⊥,,5BE BP a DB a ===先证CDM CEN ∆≅∆,DM EN =,再证,CMB CNB BM BN ∆≅∆=,设DM b =,得出2ba =,再算出,CM CD 得出CPD ∆为等腰三角形,再根据BP 是角平分线利用角平分线定理得出BCP EBP S DP BD S PE BE∆==,从而算出,PE DE ,再根据三角函数值算出BG ,,,,AB r OG OH ,再根据//FH DE 得出HO OF GO OK=,从而计算AB . 【详解】(1)连接OC ,CD因为AC AD =,所以COA DOA ∠=∠ OC OD =,,OA CD CD AB ∴⊥∴⊥;(2)连接BC ,,BC BD BA CD =⊥所以AB 平分CBD ∠,设ABD ABC α∠=∠=2CBD α∴∠=CD CE ∴=2CBE CBD α∴∠=∠=,3EBA α∴∠=3EBA ABD ∴∠=∠.(3) 2,90EBC BPE PEB αα︒∠=∠=∠=-设,5BE BP a DB a ===作,CM DB CN BE ⊥⊥,可证:CDM CEN ∆≅∆,DM EN =,再证:,CMB CNB BM BN ∆≅∆=设,5,2DM EN b a b a b b a ==+=-∴=在CBM ∆中勾股4CM a =在CDM ∆中勾股25CD a = 得CPD ∆为等腰三角形25DP DC a ==因为BP 为角平分线,过点P 作,PT BE PS BD ⊥⊥可证:5BCP EBP S DP BD S PE BE∆=== 2525,PE a DE a ∴== 14tan ,tan 223αα== 2555,BG a AB a ∴== 557535,,4124r a OG a OH a === //FH DE97HO OF GO OK ∴== 995185,16OF KF AB ===【点睛】本题是一道圆的综合题目,难度较大,考查了圆相关的性质以及与三角形综合,掌握相关的线段与角度转化是解题关键.。