第二讲--圆参考答案
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第二讲图形问题(二)————圆的周长与面积知识导航一、概念。
圆:到定点等于定长的点的集合叫做圆,其中定点叫做圆心,圆心用字母O表示。
圆的半径:从圆心到圆上任意一点之间的线段叫做圆的半径,用字母r表示。
在同一个圆中有无数条半径,所有半径长度都相等。
圆的直径:通过圆心并且两端都在圆上的线段叫做圆的直径,直径用字母d表示。
在同一个圆里有无数条直径,所有直径长度都相等。
圆周率:圆的周长与它的直径的比值叫做圆周率,用字母π表示。
它是一个固定的数,是一个无限不循环小数(即无理数)。
圆的周长:围成圆的曲线的长叫做圆的周长。
圆的面积:圆所占平面的大小叫做圆的面积。
圆是轴对称图形,圆的直径所在的直线就是圆的对称轴,它有无数条对称轴。
二、常用公式。
用字母C、S分别表示圆的周长与面积,计算公式可以表示为:C=πd或C=2πr S=πr²三、解题策略数形结合、代换……精典例题例1:把一个圆切拼成一个宽等于半径的近似长方形后,周长增加12cm,那么这个圆的面积与周长各是多少?(2007年成都七中育才学校东区衔接班招生考试题1)思路点拨想一想:你能画出切拼图吗?并在图上标出切拼图与圆的关系吗?模仿练习把一个圆切拼成一个宽等于半径的近似长方形后,这个长方形的周长是33.12cm,那么这个圆的面积与周长各是多少?例2:在一个面积为20cm²的正方形中画一个最大的圆,这个圆的面积是多少?思路点拨想一想:在一个正方形中画一个最大的圆,这个圆与正方形有什么关系?如果从另一个角度想:要求圆的面积必须知道的最直接的条件是什么?友情提示:所谓的最直接的条件,就是指知道后可以只用一步计算就能回答问题的。
模仿练习在一个正方形中画一个最大的圆,这个最大圆的面积是15.7cm²,那么这个正方形的面积是多少?例3:图中阴影部分的面积是4cm²,环形面积是多少?(2004年成都七中育才东区初中招生考试题)思路点拨想一想:难吧!其实不难,把问题想简单一点儿!什么叫做圆环,圆环的面积怎么计算?想清楚后,你会发现这道题格外的简单!模仿练习如图,阴影部分的面积是60cm²,那么圆环的面积是多少?例4:如图所示,已知正方形的边长是3cm,那么阴影部分的面积是多少?思路点拨想一想,计算阴影部分面积的基本方法是什么?你认为关键是要先求出什么?现在你可以计算了吗?再想一想,还有没有更巧的方法呢?模仿练习已知下图长方形的长宽分别是6cm、4cm,分别以长、宽为半径作了两个直角扇形,计算阴影部分的面积。
苏科版九年级上册数学第2章对称图形——圆含答案一、单选题(共15题,共计45分)1、如图,已知圆的半径是5,弦AB的长是6,则圆心O到弦AB的距离弦心距是A.3B.4C.5D.82、如图,AB是⊙O的直径,PA切⊙O于点A,OP交⊙O于点C,连接BC.若∠P=20°,则∠B的度数是()A.20°B.25°C.30°D.35°3、如图,PA是⊙O的切线,切点为A,PO的延长线交⊙O于点B,若∠P=40°,则∠B的度数为()A.20°B.25°C.40°D.50°4、如图,AB是⊙O的直径,直线PA与⊙O相切于点A,PO交⊙O于点C,连接BC.若∠P=40°,则∠ABC的度数为()A.20°B.25°C.40°D.50°5、如图,MN是半径为1的⊙O的直径,点A在⊙O上,∠AMN=30°,点B为劣弧AN的中点.P是直径MN上一动点,则PA+PB的最小值为()A. B.1 C.2 D.26、如图,等边三角形ABC内接于⊙O,若边长为cm,则⊙O的半径为( )A.6cmB.4cmC.2cmD.7、的半径,点P与圆心O的距离,则点P与的位置关系是()A.点在外B.点在上C.点在内D.不确定8、已知圆O的半径为R,AB是圆O的直径,D是AB延长线上一点,DC是圆O 的切线,C是切点,连结AC,若,则BD的长为()A.2RB.C.RD.9、如图,AB是半圆O的直径,点C是的中点,点D是的中点,连接AC,BD交于点E,则=()A. B. C.1﹣ D.10、如图,一圆内切四边形ABCD,且AB=16,CD=10,则四边形的周长为()A.50B.52C.54D.5611、如图,⊙O的外切正六边形ABCDEF的边长为2,则图中阴影部分的面积为()A. B. C. D.12、已知⊙O的直径CD=10cm,AB是⊙O的弦,AB⊥CD,垂足为M,且AB=8cm,则AC的长为()A. cmB. cmC. cm或cmD. cm或cm13、过圆内一点可以做圆的最长弦()A.1条B.2条C.3条D.4条14、如图,将半径为2cm的圆形纸片折叠后,圆弧恰好经过圆心O,则折痕AB的长为( )A.2cmB.2 cmC. cmD.2 cm15、用半径为5的半圆围成一个圆锥的侧面,则该圆锥的底面半径等于( )A.3B.5C.D.二、填空题(共10题,共计30分)16、如图,⊙O是正五边形ABCDE的外接圆,则∠CAD=________°.17、圆锥的底面半径长为5,将其侧面展开后得到一个半圆,则该半圆的半径长是________.18、若直角三角形的两边a、b是方程的两个根,则该直角三角形的内切圆的半径r =________.19、如图,半径为3的A经过原点O和点C(0,2),B是y轴左侧A优弧上一点,则sin∠OBC=________.20、已知点A、B、C、D均在圆上,AD∥BC,AC 平分∠BCD,∠ADC=120°,四边形的周长为10cm.,则∠ABC的度数为________.21、已知的半径为,,则点与的位置关系是点在________.22、如图,两同心圆的大圆半径长为5cm,小圆半径长为3cm,大圆的弦AB与小圆相切,切点为C,则弦AB的长是________.23、圆的周长公式C=________;圆的面积公式S=________.24、如图,小明想用图中所示的扇形纸片围成一个圆锥,已知扇形的半径为5cm,弧长是cm,那么围成的圆锥的高度是________cm.25、阅读下面材料:在数学课上,老师请同学思考如下问题:小轩的主要作法如下:老师说:“小轩的作法正确.”请回答:⊙P与BC相切的依据是________.三、解答题(共5题,共计25分)26、如图1,一个圆球放置在V型架中.图2是它的平面示意图,CA、CB都是⊙O的切线,切点分别是A、B,如果⊙O的半径为cm,且AB=6cm,求∠ACB.27、如图,在△ABC,AB=AC,以AB为直径的⊙O分别交AC、BC于点D、E,点F在AC的延长线上,且∠CBF=∠CAB.(1)求证:直线BF是⊙O的切线;(2)若AB=5,sin∠CBF=,求BC和BF的长.28、如图,O是等边△ABC的外心,BO的延长线和⊙O相交于点D,连接DC,DA,OA,OC.(1)求证:△BOC≌△CDA;(2)若AB=,求阴影部分的面积.29、如图,已知A、B、C、D是⊙O上的四点,延长DC、AB相交于点E.若BC=BE.求证:△ADE是等腰三角形.30、已知AB为圆O直径,M、N分别为OA、OB中点,CM⊥AB,DN⊥AB。
湘教版九年级下册数学第2章圆含答案一、单选题(共15题,共计45分)1、如上图⊙O的直径垂直于弦,垂足是,,,的长为()A. B.4 C. D.82、如图⊙O中,半径OD⊥弦AB于点C,连结AO并延长交⊙O于点E,连结EC,若AB=8,CD=2,则EC的长度为()A.2B.8C.2D.23、如图,在⊙O中,,,则的度数是()A. B. C. D.4、文艺复兴时期,意大利艺术大师达芬奇曾研究过圆弧所围成的许多图形的面积问题. 如图所示称为达芬奇的“猫眼”,可看成圆与正方形的各边均相切,切点分别为,所在圆的圆心为点(或). 若正方形的边长为2,则图中阴影部分的面积为()A. B.2 C. D.5、⊙O的半径为5,圆心O到直线l的距离为4,则直线l与⊙O的位置关系是()A.相交B.相切C.相离D.无法确定6、如图,正方形ABCD和正△AEF都内接于⊙O,EF与BC、CD分别相交于点G、H,则的值是()A. B. C. D.27、下列六个结论:①垂直于弦的直径平分这条弦;②有理数和数轴上的点一一对应;③三角形的内切圆和外接圆是同心圆;④相等圆心角所对的弦相等.⑤圆心到直线上一点的距离恰好等于圆的半径,则该直线是圆的切线;⑥一个圆锥的侧面积是一个面积为4π平方厘米的扇形,那么这个圆锥的母线长L和底面半径R之间的函数关系是正比例函数.其中正确的结论的个数是()A.0个B.1个C.2个D.3个8、已知⊙O的半径为5,圆心O到直线l的距离为3,则反映直线l与⊙O的位置关系的图形是()A. B. C. D.9、如图,半圆O的直径为AB,E,F为AB的三等分点.EM∥FN交半圆于M,N,且∠NFB=60°,EM+FN=,则它的半径是()A.2B.3C.4D.310、已知⊙O的半径OA=10cm,弦AB=16cm,P为弦AB上的一个动点,则OP 的最短距离为( )A.5cmB.6cmC.8cmD.10cm11、下列说法正确的是()A.真命题的逆命题都是真命题B.在同圆或等圆中,同弦或等弦所对的圆周角相等C.等腰三角形的高线、中线、角平分线互相重合D.对角线相等且互相平分的四边形是矩形12、已知⊙O的半径为5cm,点P在直线l上,且点P到圆心O的距离为5cm,则直线l与⊙O()A.相离B.相切C.相交D.相交或相切13、如图所示,在中,,,是的内心,延长交的外接圆于点,则的度数是()A. B. C. D.14、如图,正方形ABCD的边长为2,将长为2的线段QR的两端放在正方形的相邻的两边上同时滑动.如果Q点从A点出发,沿图中所示方向按A→B→C→D→A滑动到A止,同时点R从B点出发,沿图中所示方向按B→C→D→A→B滑动到B止,在这个过程中,线段QR的中点M所经过的路线围成的图形的面积为( )A.2B.4-πC.πD.π-115、圆内接四边形ABCD的四个内角之比可能是()A.1:2:3:4B.1:3:4:5C.2:3:4:5D.2:3:5:4二、填空题(共10题,共计30分)16、蜂巢的构造非常美丽、科学,如图是由7个形状、大小完全相同的正六边形组成的网络,正六边形的顶点称为格点,△ABC的顶点都在格点上.设定AB 边如图所示,则△ABC是直角三角形的个数有________个17、如图,在⊙O中,=,∠AOB与∠COD的关系是________.18、一个扇形的半径为3cm,面积为,则此扇形的圆心角为________.19、如图,在中,⑴作AB和BC的垂直平分线交于点O;⑵以点O为圆心,OA长为半径作圆;⑶⊙O分别与AB和BC的垂直平分线交于点M,N;⑷连接AM,AN,CM,其中AN与CM交于点P.根据以上作图过程及所作图形,下列四个结论中,①;②;③点O是的外心;④点P是的内心.所有正确结论的序号是________.20、如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=2,以点A为圆心,AB长为半径画圆弧交边DC于点E,则的长度为________ .21、已知一个半径为4的扇形的面积为12π,则此扇形的弧长为________.22、如图,正六边形ABCDEF内接于,若直线PA与相切于点A,则PAB=________ .23、AB是⊙O内接正方形的一条边长,AC是同一个⊙O内接正六边形的一条边长,则∠BAC的度数是________.24、若直角三角形两边分别为6和8,则它内切圆的半径为________.25、如图,在中,,,,P是所在平面内一点,且满足,则的最大值为________.三、解答题(共5题,共计25分)26、如图,A、B、C、D均为⊙O上的点,其中A、B两点的连线经过圆心O,线段AB、CD的延长线交于点E,已知AB=2DE,∠E=18°,求∠AOC的度数.27、已知BC为半圆O的直径,AB=AF,AC交BF于点M,过A点作AD⊥BC于D,交BF于E,求证:AE=BE.28、已知:△ABC(如图),(1)求作:作△ABC的内切圆⊙I.(要求:用尺规作图,保留作图痕迹,不写作法,不要求证明).(2)在题(1)已经作好的图中,若∠BAC=88°,求∠BIC的度数.29、如图,AB是⊙O的直径,BD,CD分别是过⊙O上点B,C的切线,且∠BDC =110°.连接AC,求∠A的度数.30、如图,点C是以AB为直径的⊙O上的一点,BD与过点C的切线互相垂直,垂足为点D.(1)求证:BC平分∠DBA;(2)若CD=6,BC=10,求⊙O的半径长.参考答案一、单选题(共15题,共计45分)1、A2、D3、D4、B5、A6、C7、B8、B9、D10、B11、D12、D13、D14、B15、D二、填空题(共10题,共计30分)16、17、18、19、20、21、22、23、25、三、解答题(共5题,共计25分)26、27、29、。
第二讲第二讲 直线与圆的方程含答案直线与圆的方程含答案一、知识要点一、知识要点二、典型例题二、典型例题例1(1)、求与x 轴相交于A (1,0)和B (5,0)两点且半径为5的圆的标准方程.标准方程.解:法一:设圆的标准方程为(x -a )2+(y -b )2=5. ∵点A ,B 在圆上,所以可得到方程组:îïíïì(1-a )2+(0-b )2=5(5-a )2+(0-b )2=5,解得a =3,b =±1. ∴圆的标准方程是(x -3)2+(y -1)2=5或(x -3)2+(y +1)2=5. 法二:由A 、B 两点在圆上可知线段AB 是圆的一条弦,是圆的一条弦,根据平面根据平面几何知识:这个圆的圆心在线段AB 的垂直平分线x =3上,于是可设圆心为C (3,b ),又|AC |=5,即(3-1)2+b 2=5,解得b =1或b =-1. 因此,所求圆的标准方程为(x -3)2+(y -1)2=5或(x -3)2+(y +1)2 (2)、圆C 通过不同的三点P (k,0)、Q (2,0)、R (0,1),已知圆C 在点P 处的切线斜率为1,试求圆C 的方程.的方程.解:设圆C 的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,则k 、2为x 2+Dx +F =0的两根,∴k +2=-D,2k =F ,即D =-(k +2),F =2k ,又圆过R (0,1),故1+E +F =0. ∴E =-2k -1. 故所求圆的方程为x 2+y 2-(k +2)x -(2k +1)y +2k =0,圆心坐标为(k +22,2k +12).∵圆C 在点P 处的切线斜率为1,∴k CP =-1=2k +12-k,∴k =-3.∴D =1,E =5,F =-6. ∴所求圆C 的方程为x 2+y 2+x +5y -6=0. 变式练习1:1.过点A (1,-1),B (-1,1),且圆心在直线x +y -2=0上的圆的方程是( ) A .(x -3)2+(y +1)2=4 B .(x +3)2+(y -1)2=4 C .(x -1)2+(y -1)2=4 D .(x +1)2+(y +1)2=4 解析:选C.设圆心C 的坐标为(a ,b ),半径为r . ∵圆心C 在直线x +y -2=0上,∴b =2-a . 由|CA |2=|CB |2得(a -1)2+(b +1)2=(a +1)2+(b -1)2,即(a -1)2+(2-a +1)2=(a +1)2+(2-a -1)2,解得a =1,b =1,∴r =|CA |=(1-1)2+(1+1)2=2. 即所求圆的方程为(x -1)2+(y -1)2=4. 2.(2009年高考辽宁卷)已知圆C 与直线x -y =0及x -y -4=0都相切,圆心在直线x +y =0上,则圆C 的方程为( ) A .(x +1)2+(y -1)2=2 B .(x -1)2+(y +1)2=2 C .(x -1)2+(y -1)2=2 D .(x +1)2+(y +1)2=2 解析:选B.由题意可设圆心坐标为(a ,-a ),则|a +a |2=|a +a -4|2,解得a =1,故圆心坐标为(1,-1),半径r =|1+1|2=2,所以圆的方程为(x -1)2+(y +1)2=2. 3.(2008年高考山东卷)若圆C 的半径为1,圆心在第一象限,且与直线4x -3y =0和x 轴都相切,则该圆的标准方程是( ) A .(x -3)2+(y -73)2=1 B .(x -2)2+(y -1)2=1 C .(x -1)2+(y -3)2=1 D .(x -32)2+(y -1)2=1 解析:选B.设圆心坐标为(a ,b ),则îíì|b |=1|4a -3b |5=1,又b >0,故b =1,由|4a -3|=5得a =2或a =-12,又a >0,故a =2,所求圆的标准方程是(x -2)2+(y -1)2=1.(采用检验的方法也可以) 4.圆心在原点且圆周被直线3x +4y +15=0分成1∶2两部分的圆的方程为________.解析:如图,因为圆周被直线3x +4y+15=0分成1∶2两部分,所以∠AOB =120°而圆心到直线3x +4y +15=0的距离d =1532+42=3,在△AOB 中,可求得OA =6.所以所求圆的方程为x 2+y 2=36. 答案:x 2+y 2=36 )(,=-,4,4)1|1·|·||41,=,解得2)43k 3(3)3(-3方程①②联立得圆心坐标为(0,78)或(0,-78), 半径为(0-3)2+(±78-0)2=258, 所求圆的方程为x 2+(y +78)2=62564或x 2+(y -78)2=62564. 答案:x 2+(y +78)2=62564或x 2+(y -78)2=62564=5. 3.(2010重庆理数)(8) 直线y=323x +与圆心为D 的圆33cos ,13sin x y q q ì=+ïí=+ïî())0,2q p éÎë交与A 、B 两点,则直线AD 与BD 的倾斜角之和为的倾斜角之和为 A. 76p B. 54p C. 43p D. 53p 解析:数形结合解析:数形结合301-=Ða b p -+=Ð 302由圆的性质可知21Ð=Ðbp a -+=-\ 3030 故=+b a 43p4.(2010全国卷1理数)(1111)已知圆)已知圆O 的半径为1,PA PA、、PB 为该圆的两条切线,为该圆的两条切线,A A 、B 为两切点,那么P A P B ·的最小值为的最小值为(A) 42-+ (B)32-+ (C) 422-+ (D)322-+例3、已知圆x 2+y 2=4上一定点A (2,0),B (1,1)为圆内一点,P ,Q 为圆上的动点.圆上的动点.(1)求线段AP 中点的轨迹方程;中点的轨迹方程;(2)若∠PBQ =90°,求线段PQ 中点的轨迹方程.中点的轨迹方程.解:(1)设AP 中点为M (x ,y ),由中点坐标公式可知,P 点坐标为(2x -2,2y ).∵P 点在圆x 2+y 2=4上, ∴(2x -2)2+(2y )2=4. 故线段AP 中点的轨迹方程为(x -1)2+y 2=1. (2)设PQ 的中点为N (x ,y ),在Rt △PBQ 中,|PN |=|BN |,设O 为坐标原点,则ON ⊥PQ ,所以|OP |2=|ON |2+|PN |2=|ON |2+|BN |2,所以x 2+y 2+(x -1)2+(y -1)2=4. 故线段PQ 中点的轨迹方程为x 2+y 2-x -y -1=0. 变式练习3:1.若曲线x 2+y 2+a 2x +(1-a 2)y -4=0关于直线y -x =0对称的曲线仍是其本身,则实数a 为( ) A .±12B .±22 C.12或-22 D .-12或22解析:选B.由题意知,圆心C (-a 22,a 2-12)在直线y -x =0上,∴a 2-12+a 22=0,∴a 2=12,∴a =±22.故选B. (注:F =-4<0,不需验D 2+E 2-4F >0) 2.(2009年高考上海卷)点P (4,-2)与圆x 2+y 2=4上任一点连线的中点轨迹方程是( ) A .(x -2)2+(y +1)2=1 B .(x -2)2+(y +1)2=4 C .(x +4)2+(y -2)2=1 D .(x +2)2+(y -1)2=1 解析:选A.设圆上任意一点为(x 1,y 1),中点为(x ,y ),则îíì x =x 1+42,y =y 1-22,îïíïì x 1=2x -4,y 1=2y +2,代入x 2+y 2=4得 (2x -4)2+(2y +2)2=4,化简得(x -2)2+(y +1)2=1. 3.一束光线从点A (-1,1)出发经x 轴反射到圆C :(x -2)2+(y -3)2=1上的最短路程是( ) A .4 B .5 C .32-1 D .26 解析:选A.圆C 的圆心C 的坐标为(2,3),半径r =1.点A (-1,1)关于x 轴的对称点A ′的坐标为(-1,-1).因A ′在反射线上,所以最短距离为|A ′C |-r ,即[2-(-1)]2+[3-(-1)]2-1=4. 例4、已知圆O: 122=+y x ,圆C: 1)4()2(22=-+-y x ,由两圆外一点),(b a P 引两圆切线P A 、PB ,切点分别为A 、B ,满足|PA|=|PB|. (1)求实数a 、b 间满足的等量关系;间满足的等量关系;(2)求切线长|PA|的最小值;的最小值;(3)是否存在以P 为圆心的圆,使它与圆O 相内切并且与圆C 相外切?若存在,求出圆P 的方程;若不存在,说明理由. (1)连结PO 、PC ,∵|PA|=|PB|,|OA|=|CB|=1 ∴|PO|2=|PC|2,从而2222)4()2(-+-=+b a b a化简得实数a 、b 间满足的等量关系为: 052=-+b a . (2)由052=-+b a ,得52+-=b a1||||||2222-+=-=b a OA PO PA 1)52(22-++-=b b 4)2(52420522+-=+-=b b b∴当2=b 时,2||min=PA (3) ∵圆O 和圆C 的半径均为1,若存在半径为R 圆P ,与圆O 相内切并且与圆C 相外切,则有1||-=R PO 且1||+=R PC 于是有: 2||||=-PO PC 即2||||+=PO PC从而得从而得2)4()2(2222++=-+-b a b a 两边平方,整理得)2(422b a b a +-=+将52=+b a 代入上式得:0122<-=+b a 故满足条件的实数a 、b 不存在,∴不存在符合题设条件的圆P . 三、规律与方法三、规律与方法四、过关检测四、过关检测1.圆(x +2)2+y 2=5关于原点(0,0)对称的圆的方程为( ) A .(x -2)2+y 2=5 B .x 2+(y -2)2=5 C .(x +2)2+(y +2)2=5 D .x 2+(y +2)2=5 答案:A 2.已知⊙C :x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,则F =E =0且D <0是⊙C 与y 轴相切于原点的( ) A .充分不必要条件.充分不必要条件B .必要不充分条件.必要不充分条件C .充要条件.充要条件D .既不充分也不必要条件.既不充分也不必要条件解析:选A.由题意可知,要求圆心坐标为(-D 2,0),而D 可以大于0,故选A. 3.已知两定点A (-2,0),B (1,0),如果动点P 满足|PA |=2|PB |,则点P 的轨迹所包围的图形的面积等于( ) A .πB .4πC .8π D .9π解析:选B.设P (x ,y ),由题知有:(x +2)2+y 2=4[(x -1)2+y 2],整理得x 2-4x +y 2=0,配方得(x -2)2+y 2=4.可知圆的面积为4π,故选B. 4.(2009年高考广东卷)以点(2,-1)为圆心且与直线x +y =6相切的圆的方程是________.解析:将直线x +y =6化为x +y -6=0,圆的半径r =|2-1-6|1+1=52,所以圆的方程为(x -2)2+(y +1)2=252. 答案:(x -2)2+(y +1)2=252 5.(原创题)已知圆x 2+y 2+2x -4y +a =0关于直线y =2x +b 成轴对称,则a -b 的取值范围是________. 解析:圆的方程变为(x +1)2+(y -2)2=5-a ,∴其圆心为(-1,2),且5-a >0,即a <5. 又圆关于直线y =2x +b 成轴对称,∴2=-2+b ,∴b =4.∴a -b =a -4<1. 答案:(-∞,1) 6.若直线x a +y b =1与圆x 2+y 2=1有公共点,则( ) A .a 2+b 2≤1 B .a 2+b 2≥1 C.1a 2+1b 2≤1 D.1a 2+1b 2≥1 解析:选D.由题意知直线与圆相交或相切,故有11a 2+1b 2≤1⇒1a 2+1b 2≥1,故选D. 7.过点(0,1)的直线与圆x 2+y 2=4相交于A ,B 两点,则|AB |的最小值为( ) A .2 B .23 C .3 D .25 解析:选B.据由弦长一半及圆的半径和圆心到直线的距离所组成的直角三角形可知,当圆心到直线距离最大时,弦长最短,易知当圆心与定点G (0,1)的连线与直线AB 垂直时,圆心到直线AB 的距离取得最大值,即d ≤|OG |=1,此时弦长最短,即|AB |2≥R 2-d 2=4-1⇒|AB |≥23,故选B. 8.已知圆C 的半径为2,圆心在x 轴的正半轴上,直线3x +4y +4=0与圆C 相切,则圆C 的方程为( ) A .x 2+y 2-2x -3=0 B .x 2+y 2+4x =0 C .x 2+y 2+2x -3=0 D .x 2+y 2-4x =0 解析:选D.设圆心为(a,0),且a >0,则(a,0)到直线3x +4y +4=0的距离为2,即|3×a +4×0+4|32+42=2⇒3a +4=±10⇒a =2或a =-143(舍去),则圆的方程为:(x -2)2+(y -0)2=22,即x 2+y 2-4x =0. 9.设O 为坐标原点,C 为圆(x -2)2+y 2=3的圆心,且圆上有一点M (x ,y )满足OM →·CM →=0,则y x =( ) A.33B.33或-33C.3 D.3或-3 解析:选D.∵OM→·CM →=0, ∴OM ⊥CM ,∴OM 是圆的切线.设OM 的方程为y =kx , 由|2k |k 2+1=3,得k =±3,即y x =± 3. 10.(2008年高考山东卷)已知圆的方程为x 2+y 2-6x -8y =0.设该圆过点(3,5)的最长弦和最短弦分别为AC 和BD ,则四边形ABCD 的面积为( ) A .106 B .206 C .306 D .406 解析:选 B.圆的标准方程为(x -3)2+(y -4)2=52,由题意得|AC |=2×5=10,|BD |=252-12=46,且AC ⊥BD ,四边形ABCD 的面积S =12|AC |·|·||BD |=12×10×46=20 6.故选B. 11.已知圆C :x 2+y 2-8y +12=0,直线l :ax +y +2a =0. (1)当a 为何值时,直线l 与圆C 相切;相切;(2)当直线l 与圆C 相交于A 、B 两点,且AB =22时,求直线l 的方程.的方程.解:将圆C 的方程x 2+y 2-8y +12=0配方得标准方程为x 2+(y -4)2=4,则此圆的圆心为(0,4),半径为2. (1)若直线l 与圆C 相切,则有|4+2a |a 2+1=2.解得a =-34. (2)过圆心C 作CD ⊥AB ,则根据题意和圆的性质,得îïíïìCD =|4+2a |a 2+1,CD 2+DA 2=AC 2=22,DA =12AB = 2. 解得a =-7,或a =-1. 故所求直线方程为7x -y +14=0或x -y +2=0. 12.如右图,圆O 1与圆O 2的半径都是1,O 1O 2=4,过动点P 分别作圆O 1、圆O 2的切线PM 、PN (M 、N 分别为切点),使得PM =2PN ,试建立适当的坐标系,并求动点P 的轨迹方程.迹方程.解:以O 1O 2的中点O 为原点, O 1O 2所在直线为x 轴,建立如图所示的坐标系,则O 1(-2,0),O 2(2,0).由已知|PM |=2|PN |,∴|PM |2=2|PN |2. 又∵两圆的半径均为1,所以|PO 1|2-1=2(|PO 2|2-1).设P (x ,y ),即(x +2)2+y 2-1=2[(x -2)2+y 2-1],即(x -6)2+y 2=33. ∴所求动点P 的轨迹方程为(x-6)2+y2=33(或x2+y2-12x+3=0).。
第二讲圆与扇形基础班练习二1.如右图,等腰直角三角形ABC的腰为10厘米;以A为圆心,EF为圆弧,组成扇形AEF;阴影部分甲与乙的面积相等。
求扇形所在的圆面积。
解答:等腰三角形的角为45度,则扇形所在圆的面积为扇形面积的8倍。
而扇形面积为等腰三角形面积:S=1/2×10×10=50,则圆的面积为400。
2.求下列各图中阴影部分的面积:解答:如上右图,易得图形面积,(1)25 ;(2)ab 。
【例1】3.以等腰直角三角形的两条直角边为直径画两个半圆弧(见右图),直角边长4厘米,求图中阴影部分的面积。
(π取3)解答:如右下图所示,所求面积等于圆面积减去正方形面积,阴影部分面积=(4÷2)2π-4×4÷2= 4(厘米2)。
4.如右图,ABCD是正方形,且FA=AD=DE=1,求阴影部分的面积。
(取π=3)解答:阴影部分面积=梯形BCEF-三角形BFD-扇形=2-1-3/8=5/8 。
【例2】5.右图中的圆是以O为圆心、半径是10厘米的圆,求阴影部分的面积。
(π取3)解答:100平方厘米。
提高班练习二1.如右图,等腰直角三角形ABC的腰为10厘米;以A为圆心,EF为圆弧,组成扇形AEF;阴影部分甲与乙的面积相等。
求扇形所在的圆面积。
解答:等腰三角形的角为45度,则扇形所在圆的面积为扇形面积的8倍。
而扇形面积为等腰三角形面积:S=1/2×10×10=50,则圆的面积为400。
2.求下列各图中阴影部分的面积:解答:如上右图,易得图形面积,(1)25 ;(2)ab 。
3.以等腰直角三角形的两条直角边为直径画两个半圆弧(见右图),直角边长4厘米,求图中阴影部分的面积。
(π取3)解答:如右下图所示,所求面积等于圆面积减去正方形面积,阴影部分面积=(4÷2)2π-4×4÷2= 4(厘米2)。
4.如右图,ABCD是正方形,且FA=AD=DE=1,求阴影部分的面积。
湘教版九年级数学下册第2章 圆 §*2.3 垂径定理教案与同步练习教学目标:【知识与技能】1.理解圆是轴对称图形,由圆的折叠猜想垂径定理,并进行推理验证.2.理解垂径定理,灵活运用定理进行证明及计算.【过程与方法】在探索圆的对称性以及直径垂直于弦的性质的过程中,培养我们观察,比较,归纳,概括的能力.【情感态度】通过对圆的进一步认识,加深我们对圆的完美性的体会,陶冶美育情操,激发学习热情.【教学重点】垂径定理及运用.【教学难点】用垂径定理解决实际问题.教学过程:一、情境导入,初步认识教师出示一张图形纸片,同学们猜想一下:①圆是轴对称图形吗?如果是,对称轴是什么?②如图,AB 是⊙O 的一条弦,直径CD ⊥AB 于点M ,能发现图中有哪些等量关系?(在纸片上对折操作)学生回答或展示:【教学说明】(1)是轴对称图形,对称轴是直线CD.(2)AM=BM ,AC BC AD BD ==,. 二、思考探究,获取新知探究1垂径定理及其推论的证明.1.由上面学生折纸操作的结论,教师再引导学生用逻辑思维证明这些结论,学生们说出已知、求证,再由小组讨论推理过程.已知:直径CD,弦AB,且CD ⊥AB,垂足为点M.求证:AM=BM, AC BC AD BD ==,【教学说明】连接OA=OB,又CD ⊥AB 于点M,由等腰三角形三线合一可知AM=BM,再由⊙O 关于直线CD 对称,可得AC BC AD BD ==,.学生尝试用语言叙述这个命题.2.得出垂径定理:垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧.还可以得出结论(垂径定理推论):平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧.3.学生讨论写出已知、求证,并说明.学生回答:【教学说明】已知:AB 为⊙O 的弦(AB 不过圆心O),CD 为⊙O 的直径,AB 交CD 于点M,MA=MB.求证:CD ⊥AB, AC BC AD BD ==,. 证明:在△OAB 中,∵OA=OB,MA=MB,∴CD ⊥AB.又CD 为⊙O 的直径,∴AC BC AD BD ==,. 4.同学讨论回答,如果条件中,AB 为任意一条弦,上面的结论还成立吗?学生回答:【教学说明】当AB 为⊙O 的直径时,直径CD 与直径AB 一定互相平分,位置关系是相交,不一定垂直.探究2 垂径定理在计算方面的应用.例1讲教材P 59例1例2已知⊙O 的半径为13cm,弦AB ∥CD ,AB=10cm,CD=24cm,求AB 与CD 间的距离.解:(1)当AB 、CD 在O 点同侧时,如图①所示,过O 作OM ⊥AB 于M ,交CD 于N ,连OA 、OC.∵AB ∥CD,∴ON ⊥CD 于N.在Rt △AOM 中,22OA AM -=12cm.在Rt △OCN 中,22OC CN -∵MN=OM-ON,∴MN=7cm.(2)当AB 、CD 在O 点异侧时,如图②所示,由(1)可知OM= 12cm,ON=5cm,MN=OM+ON,∴MN=17cm.∴AB 与CD 间的距离是7cm 或17cm.【教学说明】1.求直径往往只要能求出半径,即把它放在由半径所构成的直角三角形中去.2.AB 、CD 与点O 的位置关系没有说明,应分两种情况:AB 、CD 在O 点的同侧和AB 、CD 在O 点的两侧.探究3与垂径定理有关的证明.例3讲教材P 59例2【教学说明】1.作直径EF ⊥AB,∴AE BE =.又AB ∥CD ,EF ⊥AB ,∴EF ⊥CD.∴CE DE =.∴AE CE BE DE -=-,即AC BD =.2.说明直接用垂径定理即可.三、运用新知,深化理解1.如上图,AB 为⊙O 的直径,弦CD ⊥AB 于E ,已知CD=12,BE=2,则⊙O 的直径为( )A.8B.10C.16D.202.如图,半径为5的⊙P 与y 轴交于点M (0,-4),N(0,-10), 函数k y x= (x <0)的图象过点P ,则k=______.3.如图,在⊙O中,AB、AC为互相垂直且相等的两条弦,OD⊥AB于D,OE ⊥AC于E,求证:四边形ADOE为正方形.【教学说明】1.在解决与弦的有关问题时,常过圆心作弦的垂线(弦心距),然后构造以半径、弦心距、弦的一半为边的直角三角形,利用直角三角形的性质求解.2.求k值关键是求出P点坐标.3.利用垂径定理,由AB=AC→AE=AD,再由已知条件→三个直角→正方形.【答案】1.D 2.283.解:由OE⊥CA,OD⊥AB,AC⊥AB,∴四边形ADOE为矩形.再由垂径定理;AE=12AC,AD=12AB,且AB=AC,∴AE=AD,∴矩形EADO为正方形.四、师生互动,课堂小结1.这节课你学到了什么?还有哪些疑惑?2.在学生回答基础上.3.教师强调:①圆是轴对称图形,对称轴是过圆心的任一条直线;②垂径定理及推论中注意“平分弦(不是直径)的直径,垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧”中的限制;③垂径定理的计算及证明,常作弦心距为辅助线,用勾股定理列方程;④注意计算中的两种情况.课堂作业:1.教材P60第1、2题.2.完成同步练习册中本课时的练习.教学反思:本节课由折叠圆形入手,让学生猜想垂径定理并进一步推导论证,在整个过程中着重学习动手动脑和推理的能力,加深了对圆的完美性的体会,陶冶美育情操,激发学习热情.湘教版九年级数学下册第2章 圆 §*2.3 垂径定理 同步练习一.选择题(共8小题)1.如图,在半径为5cm 的⊙O 中,弦AB=6cm ,OC ⊥AB 于点C ,则OC=( )A .3cmB .4cmC .5cmD .6cm2.如图,AB 为圆O 的直径,BC 为圆O 的一弦,自O 点作BC 的垂线,且交BC 于D 点.若AB=16,BC=12,则△OBD 的面积为何?( )A .6B .12C .15D .303.如图,在⊙O 中,直径CD ⊥弦AB ,则下列结论中正确的是( )A .AC=AB B .∠C=∠BODC .∠C=∠BD .∠A=∠BOD4.如图,在⊙O 内有折线OABC ,点B 、C 在圆上,点A 在⊙O 内,其中OA=4cm ,BC=10cm ,∠A=∠B=60°,则AB 的长为( )A .5cmB .6cmC .7cmD .8cm5.一条排水管的截面如图所示,已知排水管的截面圆半径OB=5,截面圆圆心O 到水面的距离OC 是3,则水面宽AB 是( )A .8B .5C .4D .3第1题图 第2题图 第3题图 第4题图 第5题图6.当宽为3cm的刻度尺的一边与圆相切时,另一边与圆的两个交点处的读数如图所示(单位:cm)那么该圆的半径为()A.8cm B.9cm C .cm D.10cm7.在某岛A的正东方向有台风,且台风中心B距离小岛A km,台风中心正以30km/h的速度向西北方向移动,距离中心50公里以内圆形区域(包括边界)都受影响,则小岛A受到台风影响的时间为()A.不受影响B.1小时C.2小时D.3小时8.温州是著名水乡,河流遍布整个城市.某河流上建有一座美丽的石拱桥(如图).已知桥拱半径OC为5m,水面宽AB为m,则石拱桥的桥顶到水面的距离CD为()A.4m B.7m C.5+m D.6 m二.填空题(共6小题)9.如图,已知点A(0,1),B(0,﹣1),以点A为圆心,AB为半径作圆,交x 轴的正半轴于点C,则∠BAC等于度.第6题图第7题图10.如图,AB是⊙O的直径,CD为⊙O的一条弦,CD⊥AB于点E,已知CD=4,AE=1,则⊙O的半径为.11.如图,在半径为5的⊙O中,弦AB=8,P是弦AB所对的优弧上的动点,连接AP,过点A作AP的垂线交射线PB于点C,当△PAB是等腰三角形时,线段BC 的长为.12.如图,AD是⊙O的直径,弦BC⊥AD于E,AB=BC=12,则OC= .13.如图,圆O的直径AB=8,AC=3CB,过C作AB的垂线交圆O于M,N两点,连结MB,则∠MBA的余弦值为.14.如图,有一圆弧形门拱的拱高AB为1m,跨度CD为4m,则这个门拱的半径为m.三.解答题(共2小题)第10题图第11题图第12题图第13题图第14题图15.如图,某新建公园有一个圆形人工湖,湖中心O处有一座喷泉,小明为测量湖的半径,在湖边选择A、B两个点,在A处测得∠OAB=45°,在AB延长线上的C处测得∠OCA=30°,已知BC=50米,求人工湖的半径.(结果保留根号)16.要测量一个钢板上的小孔的直径,通常采用间接的测量方法.如果用一个直径为10mm的标准钢珠放在小孔上,测的钢珠顶端与小孔平面的距离h=8 mm(如图),求此小孔的直径d.湘教版九年级数学下册第2章圆§*2.3 垂径定理同步练习参考答案一.选择题(共8小题)1.B 2.A 3.B 4.B 5.A 6.C 7.C 8.D二.填空题(共6小题)9.60 10. 11.8,或12.4 13. 14.三.解答题(共2小题)15.略 16.略。
第二讲 几何之圆与扇形教学目标组合图形的面积计算,除了直线型面积计算“五大模型”(已在暑假班重点精讲),跟圆有关的曲线型面积也是得别重要的组成部分。
其中,尤以结合情境的曲线形面积计算为最常见考点。
教师版答案提示:纸的厚度为:(206)27-÷=(厘米),那么有70.04175÷=圈纸,中心的卷轴到纸用完时大约会转175圈;圆环的面积为:2210391ππ⨯(-)=,因为纸的厚度为0.4毫米,即0.04厘米,所以纸展开后的长度约为:910.0422757143.5ππ÷=≈厘米.利用“加、减”思想解答问题【例1】 (04年华罗庚金杯数学邀请赛)如图,一个“月牙”形屏幕在屏幕上随意平行移动(不许发生转动也不越过屏幕边界),已知线段AB 是月牙外半圆弧的直径,长为2厘米。
初始时,A 、B 两点在矩形屏幕的一条边上。
屏幕的长和宽分别为30厘米和20厘米。
问:屏幕上“月牙”擦不到的部分的面积是多少平方厘米?(π取3)分析:由于“月牙”形屏幕在屏幕上只能平行移动(不许发生转动也不越过屏幕边界),所以它擦不到的地方只是屏幕的右上角和右下角两部分,如右下图中斜线所示区域,其面积为0.5平方厘米。
想 挑 战 吗 ?卷筒软纸中的数学右图为一圈“心相印”圈纸的截面图,纸卷直径 为20厘米,中间有一直径为6厘米的卷轴,若纸的 厚度为0.4毫米,问:中心的卷轴到纸用完时大约会转多少圈?这卷纸展开后大约有多长?(π取3.14)[前铺]如右图所示,等腰直角三角形ABC 的高AD=4厘米,以AD 为直径作圆分别交AB 、AC 与E 、F ,求阴影部分的面积。
(π取3) 分析:连接EF ,那么有BED ABD EOD S S S =-阴影三角形扇形,计算可得阴影部分面积为6平方厘米。
[巩固](第三届兴趣杯)一个长方形的长为9,宽为6,一个半径为l 的圆在这个长方形内任意运动,在长方形内这圆无法运动到的部分,面积的和是多少?(π取3)分析:圆无法运动到的部分是右下图中角处的阴影部分面积的4倍, 114111π⨯⨯-⨯⨯=[拓展](华罗庚金杯数学邀请赛)如右图所示,用一块面积为36平方厘米铝板下料,可裁出七个同样大小的圆铝板。
2.圆的参数方程圆的参数方程(1)在t 时刻,圆周上某点M 转过的角度是θ,点M 的坐标是(x ,y ),那么θ=ωt (ω为角速度).设|OM |=r ,那么由三角函数定义,有cos ωt =xr ,sin ωt =y r,即圆心在原点O ,半径为r 的圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =r cos ωt ,y =r sin ωt (t 为参数).其中参数t 的物理意义是:质点做匀速圆周运动的时刻.(2)若取θ为参数,因为θ=ωt ,于是圆心在原点O ,半径为r 的圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =r cos θ,y =r sin θ(θ为参数).其中参数θ的几何意义是:OM 0(M 0为t =0时的位置)绕点O 逆时针旋转到OM 的位置时,OM 0转过的角度.(3)若圆心在点M 0(x 0,y 0),半径为R ,则圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+R cos θ,y =y 0+R sin θ(0≤θ<2π).求圆的参数方程圆(r 2y 2r 2r M O MOx φ数方程.根据圆的特点,结合参数方程概念求解. 如图所示,设圆心为O ′,连接O ′M , ∵O ′为圆心, ∴∠MO ′x =2φ.∴⎩⎪⎨⎪⎧x =r +r cos 2φ,y =r sin 2φ.(φ为参数)(1)确定圆的参数方程,必须根据题目所给条件,否则,就会出现错误,如本题容易把参数方程写成⎩⎪⎨⎪⎧x =r +r cos φ,y =r sin φ.(φ为参数)(2)由于选取的参数不同,圆有不同的参数方程.1.已知圆的方程为x 2+y 2=2x ,写出它的参数方程. 解:x 2+y 2=2x 的标准方程为(x -1)2+y 2=1, 设x -1=cos θ,y =sin θ,则参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos θ,y =sin θ(θ为参数,0≤θ<2π).2.已知点P (2,0),点Q 是圆⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =sin θ上一动点,求PQ 中点的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线.解:设中点M (x ,y ).则⎩⎪⎨⎪⎧x =2+cos θ2,y =0+sin θ2,即⎩⎪⎨⎪⎧x =1+12cos θ,y =12sin θ(θ为参数).这就是所求的轨迹方程.它是以(1,0)为圆心,以12为半径的圆.圆的参数方程的应用若 (x -1)2+(y +2)2=4表示圆,可考虑利用圆的参数方程将求2x +y 的最值转化为求三角函数最值问题.令x -1=2cos θ,y +2=2sin θ,则有x =2cos θ+1,y =2sin θ-2,故2x +y =4cos θ+2+2sin θ-2. =4cos θ+2sin θ=25sin(θ+φ). ∴-25≤2x +y ≤2 5.即2x +y 的最大值为25,最小值为-2 5.圆的参数方程突出了工具性作用,应用时,把圆上的点的坐标设为参数方程形式,将问题转化为三角函数问题,利用三角函数知识解决问题.3.求原点到曲线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =3+2sin θ,y =-2+2cos θ(θ为参数)的最短距离.解:原点到曲线C 的距离为:x -02+y -02=3+2sin θ2+-2+2cos θ2=17+43sin θ-2cos θ =17+413⎝ ⎛⎭⎪⎫313sin θ-213cos θ= 17+413sin θ+φ≥17-413=13-22=13-2.∴原点到曲线C 的最短距离为13-2.4.已知圆C :⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =-1+sin θ(θ为参数)与直线x +y +a =0有公共点,求实数a的取值范围.解:法一:∵⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =-1+sin θ消去θ,得x 2+(y +1)2=1,∴圆C 的圆心为(0,-1),半径为1. ∴圆心到直线的距离d =|0-1+a |2≤1.解得1-2≤a ≤1+2,即a 的取值范围是. 法二:将圆C 的方程代入直线方程,得 cos θ-1+sin θ+a =0,即a =1-(sin θ+cos θ)=1-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4. ∵-1≤sin ⎝⎛⎭⎪⎫θ+π4≤1,∴1-2≤a ≤1+2,即a 的取值范围是.课时跟踪检测(八)一、选择题1.圆的参数方程为:⎩⎪⎨⎪⎧x =2+2cos θ,y =2sin θ(θ为参数).则圆的圆心坐标为( )A .(0,2)B .(0,-2)C .(-2,0)D .(2,0)解析:选D 将⎩⎪⎨⎪⎧x =2+2cos θ,y =2sin θ化为(x -2)2+y 2=4,其圆心坐标为(2,0).2.直线:x +y =1与曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =2sin θ(θ为参数)的公共点有( )A .0个B .1个C .2个D .3个解析:选C 将⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =2sin θ化为x 2+y 2=4,它表示以(0,0)为圆心,2为半径的圆,由于12=22<2=r , 故直线与圆相交,有两个公共点.3.直线:3x -4y -9=0与圆:⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =2sin θ(θ为参数)的位置关系是( )A .相切B .相离C .直线过圆心D .相交但直线不过圆心 解析:选D 圆心坐标为(0,0),半径为2,显然直线不过圆心, 又圆心到直线距离d =95<2,故选D.4.P (x ,y )是曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =2+cos α,y =sin α(α为参数)上任意一点,则(x -5)2+(y +4)2的最大值为( )A .36B .6C .26D .25解析:选A 设P (2+cos α,sin α),代入,得 (2+cos α-5)2+(sin α+4)2=25+sin 2α+cos 2α-6cos α+8sin α =26+10sin(α-φ). ∴最大值为36. 二、填空题5.参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos φ+4sin φ,y =4cos φ-3sin φ(φ为参数)表示的图形是________.解析:x 2+y 2=(3cos φ+4sin φ)2+(4cos φ-3sin φ)2=25.∴表示圆. 答案:圆 6.已知圆C的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos α,y =1+sin α(α为参数),以原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为ρcos θ=1,则直线l 与圆C 的交点的直角坐标为________.解析:由极坐标系与直角坐标系互化关系可知,直线l 的直角坐标方程为x =1. 由圆C 的参数方程可得x 2+(y -1)2=1,由⎩⎪⎨⎪⎧x =1,x 2+y -12=1得直线l 与圆C 的交点坐标为(1,1). 答案:(1,1)7.(广东高考)已知曲线C 的极坐标方程为 ρ=2cos θ.以极点为原点,极轴为x 轴的正半轴建立直角坐标系,则曲线C 的参数方程为________.解析:由极坐标方程与直角坐标方程互化公式可得,曲线C 的直角坐标方程为(x -1)2+y 2=1,故曲线C 对应的参数方程可写为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos θ,y =sin θ(θ为参数).答案:⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos θ,y =sin θ(θ为参数)三、解答题8.P 是以原点为圆心,半径r =2的圆上的任意一点,Q (6,0),M 是PQ 中点. (1)画图并写出⊙O 的参数方程;(2)当点P 在圆上运动时,求点M 的轨迹的参数方程.解:(1)如图所示,⊙O 的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =2sin θ(θ为参数).(2)设M (x ,y ),P (2cos θ,2sin θ),∵Q (6,0),∴M 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =6+2cos θ2,y =2sin θ2,即⎩⎪⎨⎪⎧x =3+cos θ,y =sin θ(θ为参数).9.设点M (x ,y )在圆x 2+y 2=1上移动,求点Q (x (x +y ),y (x +y ))的轨迹. 解:设M (cos θ,sin θ)(0≤θ<2π),点Q (x 1,y 1),则⎩⎪⎨⎪⎧x 1=cos θcos θ+sin θ=cos 2θ+cos θsin θ,y 1=sin θcos θ+sin θ=sin θcos θ+sin 2θ,∴⎩⎪⎨⎪⎧x 1+y 1=1+sin 2θ,x 1y 1=12sin 2θ+12sin 22θ.将sin 2θ=x 1+y 1-1代入另一个方程, 整理,得⎝⎛⎭⎪⎫x 1-122+⎝ ⎛⎭⎪⎫y 1-122=12.∴所求轨迹是以⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12为圆心,以22为半径的圆.10.已知直线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t cos α,y =t sin α(t 为参数),圆C 2:⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =sin θ(θ为参数).(1)当α=π3时,求C 1与C 2的交点坐标;(2)过坐标原点O 作C 1的垂线,垂足为A ,P 为OA 的中点.当α变化时,求P 点轨迹的参数方程,并指出它是什么曲线.解:(1)当α=π3时,C 1的普通方程为y =3(x -1),C 2的普通方程为x 2+y 2=1.联立方程组⎩⎨⎧y =3x -1,x 2+y 2=1,解得C 1与C 2的交点坐标为(1,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-32.(2)C 1的普通方程为x sin α-y cos α-sin α=0.A 点坐标为(sin 2α,-cos αsinα),故当α变化时,P 点轨迹的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =12sin 2α,y =-12sin αcos α(α为参数).P 点轨迹的普通方程为⎝⎛⎭⎪⎫x -142+y 2=116.故P 点轨迹是圆心为⎝⎛⎭⎪⎫14,0,半径为14的圆.。
一圆2 圆的认识(二)1.通过折纸活动,探究并发现圆是轴对称图形,圆有无数条对称轴。
2.进一步理解轴对称图形的特征,体会圆的对称性。
3.在折纸找圆心、验证圆是轴对称图形等活动中,发展空间观念。
重点:理解圆的对称性。
难点:找组合图形的对称轴。
★学点1圆是轴对称图形,直径所在的直线是圆的对称轴,圆有无数条对称轴。
2.圆与内接或外切正多边形组成的组合图形的对称轴是经过圆心的正多边形的对称轴。
3.圆的两条对称轴的交点就是圆心,由圆的两条对称轴可以确定圆心。
★例题利用三个完全相同的圆设计三个图形,要求如下:(1)只有一条对称轴。
(2)只有两条对称轴。
(3)只有三条对称轴。
★分析(1)要使三个完全相同的圆组成的图形只有一条对称轴,就必须让三个圆的圆心连线形成等腰三角形。
(2)要使三个完全相同的圆组成的图形只有两条对称轴,就必须让三个圆的圆心在一条直线上。
(3)要使三个完全相同的圆组成的图形只有三条对称轴,就必须让三个圆的圆心连线形成等边三角形。
★解答示例:(1)(2)(3)误区1选择:半圆有()条对称轴。
A.2B.1C.无数错误解答 C 正确解答 B1.想一想,填一填。
(1)如果一个图形沿着一条直线对折,两侧的图形能够完全重合,这个图形就是(),折痕所在的直线叫做()。
(2)圆的对称轴有()条,半圆形的对称轴有()条。
(3)至少将圆沿直线对折()次才能找到圆心。
(4)在长方形、正方形、平行四边形、半圆这四个图形中,()不一定是轴对称图形。
(5)将2个大小不同的圆拼成组合图形,至少有()条对称轴,最多有()条对称轴。
2.画出下面三组图形的对称轴,并找出它们对称轴的特点。
特点:3.下面的图形对称轴各有多少条?画一画,填一填。
()条()条()条()条4.按要求做一做。
(1)如图,做关于以虚线为轴对称图形。
(2)如果大半圆的半径是10cm,小半圆的直径是10cm,作图完成后整个图形中,大长方形的长是()cm,宽的()cm。
第二讲 参数方程一、曲线的参数方程第2课时 圆的参数方程A 级 基础巩固一、选择题1.已知圆P :⎩⎪⎨⎪⎧x =1+10cos θ,y =-3+10sin θ(θ为参数),则圆心P 及半径r 分别是( )A .P (1,3),r =10B .P (1,3),r =10C .P (1,-3),r =10D .P (1,-3),r =102.圆x 2+(y +1)2=2的参数方程为( )A.⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =1+2sin θ(θ为参数) B.⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =1+2sin θ(θ为参数) C.⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =-1+2sin θ(θ为参数) D.⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =-1+2sin θ(θ为参数) 3.已知圆O 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =2+4cos θ,y =-3+4sin θ(0≤θ<2π),圆上点A 的坐标是(4,-33),则参数θ=( )A.7π6B.4π3C.11π6D.5π34.若x ,y 满足x 2+y 2=1,则x +3y 的最大值为( )A .1B .2C .3D .45.直线:3x -4y -9=0与圆:⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =2sin θ(θ为参数)的位置关系是( )A .相切B .相离C .直线过圆心D .相交但直线不过圆心二、填空题6.设y =tx (t 为参数),则圆x 2+y 2-4y =0的参数方程是________.7.已知曲线方程⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos θ,y =sin θ(θ为参数),则该曲线上的点与定点(-1,-2)的距离的最小值为________.8.曲线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =-1+sin θ(θ为参数)的普通方程为__________.如果曲线C 与直线x +y +a =0有公共点,那么a 的取值范围是________.三、解答题9.已知P (x ,y )是圆x 2+y 2-2y =0上的动点.(1)求2x +y 的取值范围;(2)若x +y +c ≥0恒成立,求实数c 的取值范围.10.在直角坐标系xOy 中,以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,半圆C 的极坐标方程为ρ=2cos θ,θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2. (1)求C 的参数方程;(2)设点D 在C 上,C 在D 处的切线与直线l :y =3x +2垂直,根据(1)中你得到的参数方程,确定D 的坐标.B 级 能力提升1.P (x ,y )是曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =2+cos α,y =sin α(α为参数)上任意一点,则(x -5)2+(y +4)2的最大值为( )A .36B .6C .26D .252.已知圆C :⎩⎪⎨⎪⎧x =-3+2sin θ,y =2cos θ(θ∈[0,2π),θ为参数)与x 轴交于A ,B 两点,则|AB |=________.3.已知曲线C 的极坐标方程为ρ=2cos θ.以极点为原点,极轴为x 轴的正半轴建立直角坐标系,则曲线C 的参数方程为________.。
第二讲 圆1例1.在△ABC 中,分别以AB 、AC 为直径在△ABC 外作半圆O 1和半圆O 2,其中O 1和O 2分别为两个半圆的圆心.F 是边BC 的中点,点D 和点E 分别为两个半圆圆弧的中点.(1)如图1,连接O 1F ,O 1D ,DF ,O 2F ,O 2E ,EF ,证明:△DO 1F ≌△FO 2E ;(2)如图2,过点A 分别作半圆O 1和半圆O 2的切线,交BD 的延长线和CE 的延长线于点P 和点Q ,连接PQ ,若∠ACB =90°,DB =5,CE =3,求线段PQ 的长;(3)如图3,过点A 作半圆O 2的切线,交CE 的延长线于点Q ,过点Q 作直线F A 的垂线,交BD 的延长线于点P ,连接P A .求证:P A 是半圆O 1的切线.(1)证明:∵O 1,O 2,F 分别是AB ,AC ,BC 边的中点 ∴O 1F ∥AC 且O 1F =AO 2,O 2F ∥AB 且O 2F =AO 1 ∴∠BO 1F =∠BAC ,∠CO 2F =∠BAC∴∠BO 1F =∠CO 2F ∵点D 和点E 分别为两个半圆圆弧的中点∴O 1F =AO 2=O 2E ,O 2F =AO 1=O 1D ,∠BO 1D =90°,∠CO 2E =90°∴∠BO 1D =∠∠CO 2E ,∴∠DO 1F =∠FO 2E ∴△DO 1F ≌△FO 2E(2)解:延长CA 至G ,使AG =AQ ,连接BG 、AE∵点E 是半圆O 2圆弧的中点,∴AE =CE =3∵AC 为半圆O 2的直径,∴∠AEC =90° ∴∠ACE =∠CAE =45°,AC =3 2∵AQ 是半圆O 2的切线,∴CA ⊥AQ ,∴∠CAQ =90°∴∠AQE =∠ACE =45°,∠GAQ =90°,∴AQ =AC =AG =3 2 同理:∠BAP =90°,AB =AP =5 2 ∴CG =62,∠GAB =∠QAP ∴△AQP ≌△AGB ,∴PQ =BG∵∠ACB =90°,∴BC =AB 2-AC 2=4 2∴BG =BC 2+GC 2=226,∴PQ =226(3)设直线F A 与PQ 的垂足为M ,过C 作CG ⊥MF 于G ,过B 作BH ⊥MF 于H ,连接DH 、AD 、DM ∵F 是BC 边的中点,∴S △ABF=S △ACF,∴BH =CG由(2)知,∠CAQ =90°,AC =AQ ,∴∠2+∠3=90° ∵FM ⊥PQ ,∴∠2+∠1=90°,∴∠1=∠3同理:∠2=∠4∴△AMQ ≌△CGA ,∴AM =CG ,∴AM =BH 同(2)可证AD =BD ,∠ADB =∠ADP =90°∴∠ADB =∠AHB =90°,∠ADP =∠AMP =90° ∴A 、D 、B 、H 四点在以AB 为直径的圆上 A 、D 、P 、M 四点在以AP 为直径的圆上且∠DBH +∠DAH =180°图1F 图2 图3 FQ∴∠5=∠8,∠6=∠7 ∵∠DAM +∠DAH =180°,∴∠DBH =∠DAM ∴△DBH ≌△DAM ,∴∠5=∠9 ∴∠HDM =90°,∴∠5+∠7=90° ∴∠6+∠8=90°,∴∠P AB =90°,∴P A ⊥AB 又AB 是半圆O 1的直径,∴P A 是半圆O 1的切线例2.如图,在半径为2的扇形AOB 中,∠AOB =90°,点C 是AB ︵上的一个动点(不与点A 、B 重合),OD⊥BC ,OE ⊥AC ,垂足分别为D 、E . (1)当BC =1时,求线段OD 的长;(2)在△DOE 中是否存在长度保持不变的边?如果存在,请指出并求其长度;如果不存在,请说明理由; (3)设BD =x ,△DOE 的面积为y ,求y 关于x 的函数解析式,并写出它的定义域. 解:(1)∵OD ⊥BC ,∴BD =1 2 BC =1 2在Rt △BOD 中,OD =OB 2-BD 2=152(2)存在,长度保持不变的边为DE 连接AB∵OA =OB =2,∠AOB =90°,∴AB =OA 2+OB 2=2 2 ∵OD ⊥BC ,OE ⊥AC ,∴D 是BC 中点,E 是AC 中点∴DE =12AB = 2(3)连接OC ,过D 作DF ⊥OE 于F ∵OD =2,BD =x ,∴OD =4-x 2∵OA =OB =OC ,OD ⊥BC ,OE ⊥AC ∴∠1=∠2,∠3=∠4∵∠AOB =90°,∴∠DOE =45°在Rt △DOF 中,DF =OF =4-x22在Rt △DFE 中,EF =DE 2-DF 2=2-4-x 22=22x ∴y =1 2 OE ·DF = 1 2( 4-x 22+ 22x)·4-x 22即y =4-x 2+x4-x24(0<x<2)例3.如图,已知在△ABC 中,AB =15,AC =20,cot A =2,P 是边AB 上的一个动点,⊙P 的半径为定长.当点P 与点B 重合时,⊙P 恰好与边AC 相切;当点P 与点B 不重合,且⊙P 与边AC 相交于点M 和点N 时,AECDO B AECDBAEC DOBF例4.如图,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ADC=90°,∠B=60°,AB=10,AD=4,⊙M与∠BAD 的两边相切,点N在射线AB上,⊙N与⊙M是等圆,且两圆外切.(1)设AN=x,⊙M的半径为y,求y关于x的函数关系式;(2)当x为何值时,⊙M与CD相切?(3)直线CD被⊙M所截得的弦与直线BC被⊙N所截得的弦的长是否可能相等?如果能,求出符合要求的x的值;如果不能,请说明理由.解:(1)连接AM、MN,设⊙M与AB相切于点E,连接ME∵⊙N与⊙M是等圆,且两圆外切∴在Rt△MNE中,MN=2ME,∴∠ANM=30°∵AD∥BC,∠B=60°,∴∠BAD=120°∵⊙M与∠BAD的两边相切∴∠NAM=60°,∴∠AMN=90°∴在Rt△AMN中AM=12AN=12x∴ME=AM·sin60°=34x即y=34x(x>0)(2)设⊙M分别与AD、CD相切于点F、G,连接MA、MF、MG 则MF=FD=MG=y 且AF=MF·cot60°=33y=33·34x=14x ∵AD=4,AF+FD=AD,∴14x+34x=4 ∴x=8(3-1)(3)作NH⊥BC于点H 若直线CD被⊙M所截得的弦与直线BC被⊙N所截得的弦的长相等,则弦心距MG=NH①当点N在线段AB上时∵AB=10,∴BN=10-x∴FD=MG=NH=BN·sin60°=32(10-x)∵AF=14x,AF+FD=AD,∴14x+32(10-x)=∴x=104-12311②当点N在AB延长线上时则FD=MG=NH=BN·sin60°=32(x-10)14x+32(x-10)=4 ∴x=104+12311∴当x =104-123 11 或x =104+12311时,直线CD 被⊙M 所截得的弦与直线BC 被⊙N 所截得的弦的长相等练习1.已知:半圆O 的半径OA =4,P 是OA 延长线上一点,过线段OP 的中点B 作OP 的垂线交半圆O于点C ,射线PC 交半圆O 于点D ,连接OD .(1)当AC ︵=CD ︵时,求弦CD 的长;(2)设P A =x ,CD =y ,求y 与x 的函数关系式及自变量x 的取值范围;(3)设CD 的中点为E ,射线BE 与射线OD 交于点F ,当DF =1时,求tan ∠P 的值.解:(1)连接OC当AC ︵=CD ︵时,∠POC =∠DOC∵BC 垂直平分OP ,∴PC =OC =4 ∴∠P =∠POC =∠DOC∴△DOC ∽△DPO ,∴DODP=CDDO 即44+CD =CD4,解得CD =25-2(2)作OE ⊥CD 于E ,则CE =DE =12y①当点C 在AD ︵上时 ∵∠PBC =∠PEO =90°,∠P =∠P∴△PBC ∽△PEO ,∴PBPE=PCPO 即x +424+y 2=4x +4,∴y = 1 4x2+2x -4 显然,B 不与A 重合,∴x <4当D 与C 重合时,PC 是半圆O 的切线 ∴PC ⊥OC ,∠PCO =90° 此时△PCO 是等腰直角三角形 ∴OP =2OC ,即x +4=42,x =42-4 ∵D 不与C 重合,∴x >42-4 ∴42-4<x <4 ∴y =14x2+2x -4(42-4<x <4)②当点C 在AD ︵ 外时 同理,△PBC ∽△PEO ,∴ PB PE =PCPO即 x +424-y 2= 4x +4,∴y =- 14x2-2x +4(0<x <42-4)(3)①当点C 在AD ︵上时,过D 作DG ∥OP 交BF 于G 则△DEG ∽△PEB ,△DEF ∽△OBF∴DEPE=DGPB=DGOB=DFOF=14+1∴DEPE=15,即y24+y 2=15,解得 y 2=∴CE =1,PE =5,OE = 42-1 2=15 ∴tan ∠P = OEPE =155②当点C 在AD ︵外时,过D 作DG ∥OP 交BE 于G则△DEG ∽△PEB ,△DFG ∽△BFO∴DEPE=DGPB=DGOB=DFOF=14-1∴DEPE=13,即y24-y 2=13,解得 y 2=∴CE =1,PE =3,OE = 4 2-1 2=15 ∴tan ∠P = OEPE =153练习2.在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,sin B=35,⊙B的半径长为1,⊙B交边BC于点P,点O是边AB上的动点.(1)如图1,将⊙B绕点P旋转180°得到⊙M,请判断⊙M与直线AB的位置关系;(2)在(1)的条件下,当△OMP是等腰三角形时,求OA的长;(3)如图2,点N是边BC上的动点,如果以NB为半径的⊙N和以OA为半径的⊙O外切,设NB=y,OA=x,求y关于x的函数关系式及定义域.解:(1)在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,sin B=3 5∴AB=10,BC=AB2-AC2=102-62=8 过点M作MD⊥AB于D在Rt△MDB中,∠MDB=90°,∴sin B=MD MB=35∵MB=2,∴MD=35×2=65>1∴⊙M与直线AB相离(2)∵MD=65>1=MP,∴OM>MP若OP=MP,易得∠MOB=90°∴cos B=OBBM=BCAB=810,∴OB=85∴OA=10-85=425若OM=OP,过O作OE⊥BC于E∴cos B=EBOB=BCAB=810,∴OB=158∴OA=10-158=658∴当△OMP是等腰三角形时,OA的长为425或658(3)连接ON,过N作NF⊥AB于F在Rt△NFB中,∠NFB=90°,sin B=35,NB=y∴NF=35y,BF=45y,∴OF=10-x-45y∵⊙N和⊙O外切,∴ON=x+y在Rt△NFB中,ON2=OF2+NF2∴(x+y)2=(10-x-45y)2+(35y)2∴y=250-50xx+40(0<x<5)练习3.如图,⊙O的半径为6,线段AB与⊙O相交于点C、D,AC=4,∠BOD=∠A,OB与⊙O相交于点E,设OA=x,CD=y.(1)求BD的长;(2)求y关于x的函数关系式,并写出定义域;(3)当CE⊥OD时,求AO的长.解:(1)∵OC=OD,∴∠OCD=∠ODC,∴∠OCA=∠ODB∵∠BOD=∠A,∴△OBD∽△AOC,∴BDOC=ODAC∵OC=OD=6,AC=4,∴BD6=64,∴BD=9(2)∵△OBD∽△AOC,∴∠AOC=∠B A BCP图1A BDCEOA BDCEO又∵∠A =∠A ,∴△ACO ∽△AOB ,∴ABAO=AOAC∵AB =AC +CD +BD =y +13,∴y +13x=x4∴y =1 4 x 2-13 ∵0<y <8,∴0< 14x2-13<12,解得213<x<10 ∴定义域为213<x<10(3)∵OC =OE ,CE ⊥OD .∴∠COD =∠BOD =∠A ∴∠AOD =180º-∠A -∠ODC =180º-∠COD -∠OCD =∠ADO∴AD =AO ,∴y +4=x ,∴14x2-13+4=x ∴x =2±210(舍去负值) ∴AO =2±210练习4.如图,△ABC 的内心为I ,过点A 作直线BI 的垂线,垂足为H ,且直线AH 交BC 于F .设D 、E 、G 分别为内切圆I 与边BC 、CA 、AB 的切点,求证: (1)AG =DF ; (2)D 、H 、E 三点共线. 证明:(1)由题意I 为△ABC 的内心,所以∠ABH =∠HBF∵AF ⊥BH ,∴∠AHB =∠FHB =90º又BH =BH ,∴△AHB ≌△FHB ,∴AB =BF 又由切线长定理,得BG =BD ∴AG =DF(2)连接DE 、EH 、AI 、EI ∵∠AEI =∠AHI =90º,∴A 、E 、H 、I 四点在以AI 为直径的圆上∴∠AEH =∠AIB ∵I 为△ABC 的内心,∴∠AIB =90º+12∠C∴∠AEH =90º+1 2 ∠C ∵CD =CE ,∴∠DEC =180º-∠C 2 =90º-12∠C∴∠AEH +∠DEC =180º ∴D 、H 、E 三点共线练习5.如图,扇形OMN 的半径为1,圆心角90°,点B 是MN ︵上一动点,BA ⊥OM 于点A ,BC ⊥ON 于点C ,点D 、E 、F 、G 分别是线段OA 、AB 、BC 、CO 的中点,GF 与CE 相交于点P ,DE 与AG 相交于点Q . (1)求证:四边形EPGQ 是平行四边形; (2)探索OA 的长为何值时,四边形EPGQ 是矩形;(3)试说明3PQ 2+OA 2是定值.(1)证明:∵∠AOC =90°,BA ⊥OM ,BC ⊥ON ∴四边形OABC 是矩形,∴AB ∥OC ,AB =OC ∵E 、G 分别是AB 、CO 的中点 ∴AE ∥GC ,AE =GC ∴四边形AECG 为平行四边形,∴CE ∥AG 连接OB∵点D 、E 、F 、G 分别是线段OA 、AB 、BC 、CO 的中点 ∴GF ∥OB ,DE ∥OB ,∴PG ∥EQ ∴四边形EPGQ 是平行四边形(2)当∠CED =90°时,□EPGQ 是矩形 此时∠AED +∠CEB =90°又∵∠DAE =∠EBC =90°,∴∠AED =∠BCEG EI A H F D C B G E IAHFD CBN O MB C G FD A QE PN O MB CGFD A QE P N OMBCGF DAQE P∴△AED ∽△BCE ,∴ADBE=AEBC设OA =x ,AB =y ,则x2y2=y2x,得y2=2x2 又OA 2+AB 2=OB 2,即x2+y2=12∴x2+2x2=1,解得x =33∴当OA 的长为 33时,四边形EPGQ 是矩形 (3)连接GE 交PQ 于点O ′,则O ′P =O ′Q ,O ′G =O ′E 过P 作OC 的平行线分别交BC 、GE 于点B ′、A ′由△PCF ∽△PEG 得,PGPF=PEPC=GEFC=2∴P A ′=2 3 A ′B ′=1 3 AB ,GA ′= 1 3 GE = 13OA∴A ′O ′=1 2 GE -GA ′= 1 6 OA 在Rt △P A ′O ′ 中,PO ′ 2=P A ′ 2+A ′O ′ 2,即 PQ 2 4 = AB 2 9 +OA 2 36又AB 2+OA 2=12,∴3PQ 2=AB 2+1 3 ∴3PQ 2+OA 2=AB 2+1 3+OA 2=1+1 3=43练习6.如图,AE 切⊙O 于点E ,AT 交⊙O 于点M 、N ,线段OE 交AT 于点C ,OB ⊥AT 于点B ,已知∠EAT =30°,AE =33,MN =222. (1)求∠COB 的度数; (2)求⊙O 的半径R ;(3)点F 在⊙O 上(FME ︵是劣弧),且EF =5,将△OBC 经过平移、旋转和相似变换后,使它的两个顶点分别与点E 、F 重合.在EF 的同一侧, 这样的三角形共有多少个?你能在其中找出另一个顶点也在⊙O 上的三角形吗?请在图中画出这个三角形,并求出这个三角形与△OBC 的周长之比. 解:(1)∵AE 切⊙O 于点E ,∴OE ⊥AE ∵OB ⊥AT 于点B ,∴∠AEC =∠OBC =90° 又∵∠ACE =∠OCB ,∴△ACE ∽△OCB ∴∠COB =∠EAT =30°(2)在Rt △AEC 中,CE =AE ·tan30°=3 ∠OCB =∠ACE =60°设BC =x ,则OB =3x ,OC =2x 连接ON ,得(3x)2+(22 )2( 2x +3)2 解得x =1或x =-13(舍去),∴x =1 ∴R =2x +3=5 (3)这样的三角形有3个 画直径FG ,连接GE∵EF =OE =OF =5,∴∠EFG =60°=∠BCO∴△GEF 即为所要画出的三角形 ∵三种图形变换都不改变图形的形状,即变换前后的两个三角形相似∴变换前后两个三角形的周长之比等于它们的相似比 又∵两个直角三角形斜边长FG =2R =10,OC =2 ∴△GEF 与△OBC 的周长之比为5 :1练习7.定义:P 、Q 分别是两条线段a 和b 上任意一点,线段PQ 长度的最小值...叫做线段..a .与线段...b .的距离.... 已知O (0,0),A (4,0),B (m ,n ),C (m +4,n )是平面直角坐标系中四点.(1)根据上述定义,当m =2,n =2时,如图1,线段BC 与线段OA 的距离是___________;当m =5,n =2时,如图2,线段BC 与线段OA 的距离(即线段AB 长)为___________.(2)如图3,若点B 落在圆心为A ,半径为2的圆上,线段BC 与线段OA 的距离记为d ,求d 关于m 的函数解析式.(3)当m 的值变化时,动线段BC 与线段OA 的距离始终为2,线段BC 的中点为M .①求出点M 随线段BC 运动所围成的封闭图形的周长;NOMB CG F DA QE PB ′ A ′ O ′(②点D 的坐标为(0,2),m≥0,n≥0.作MH ⊥x 轴,垂足为H ,是否存在m 的值使以A ,M ,H 为顶点的三角形与△AOD 相似,若存在,求出m 的值,若不存在,请说明理由.解:(1)2(2)当4≤m≤6时,显然线段BC 与线段OA 的距离等于⊙A 半径,即d =2当2≤m<4时,作BN ⊥x 轴于点N ,线段BC 与线段OA 的距离等于BN 长∴d =22-(4-m )2= -m2+8m -12∴d 关于m 的函数解析式为:d =⎩⎨⎧-m2+8m -12(2≤m<4)2(4≤m≤6)(3)①由题意可知,由线段PE ,EFG ,线段GK ,KNP 所围成的封闭图形就是点M 随线段BC 运动所围成的 ∴点M 随线段BC 运动所围成的封闭图形的周长为: 2×π×2+2×2×4=16+4π②∵m≥0,n≥0,∴点M 随线段BC 运动所形成图形的是线段M易知△AOD 是两直角边为1 :2的直角三角形若△AMH 与△AOD 相似,则MHHA=12或MHHA=2 当2≤m+2<4时,显然M 1H 1>H 1A ,∴M 1H 1H 1A=2 ∵M 1H 1=2,∴H 1A =1,∴OH 1=3 ∴m 1=3-2=1当4≤m +2≤6即M 2在线段CE 上时,同理可求m 2=5-2=3 当6<m +2≤8即M 3在线段EF ︵上时,∵AH 3≥2≥M 3H 3,∴M 3H 3H 3A=12设M 3H 3=x ,则AH 3=2x ,∴AH 3=2x -2又∵RH 3=2,∴(2x -2 )2+x 2=2 2,∴x 1= 85,x 2=0(不合题意,舍去)∴OH 3=4+2x =36 5,∴m 3=36 5 -2=26 5综上可知,存在m 的值使以A ,M ,H 为顶点的三角形与△AOD 相似,相应m 的值为1,3,265练习8.已知矩形ABCD 中,AB =2,AD =5,点E 是AD 边上一动点,连接BE 、CE ,以BE 为直径作⊙O ,交BC 于点F ,过点F 作FH ⊥CE 于H ,直线FH 交⊙O 于点G . (1)当直线FH 与⊙O 相切时,求AE 的长;(2)当FH ∥BE 时,求FG 的长;(3)在点E 运动过程中,△OFG 能否成为等腰直角三角形?如果能,求出此时AE 的长;如果不能,说明理由.(图1) (图2) (图3) D C解:(1)连接OF、EF ∵BE是⊙O的直径,∴∠BFE=90°又∠A=∠ABF=90°,∴四边形ABFE为矩形∴AE=BF,∴DE=CF ∵FH与⊙O相切,∴OF⊥FH∵FH⊥CE,∴OF∥CE ∵BO=OE,∴BF=CF∴AE=DE=12AD=52(2)作OM⊥FG于M,连接OF ∵FH∥BE,∴∠BEC=∠FHC=90°易证△ABE∽△DEC,∴AEDC=ABDE即AE2=25-AE,解得AE=1或4①当AE=1时,BF=1,DE=CF=4 ∴BE=5,CE=25,OF=5 2由△CFH∽△CBE,得CH=855∴OM=EH=CE-CH=255,∴FM=OF2-OM2=3510∴FG=2FM=355②当AE=4时,BF=4,DE=CF=1 ∴BE=25,CE=5,OG= 5由△CFH∽△CBE,得CH=55∴OM=EH=CE-CH=455,∴FM=OG2-OM2=355∴FG=2FM=655(3)连接EF,设AE=x则EF=AB=2,BF=AE=x,CF=DE=5-x若△OFG是等腰直角三角形,则∠FOG=90°①当点G在点F上方时连接BG、EG,设BG、EF交于点K,作GM⊥EF于M 则∠FBG=∠FEG=45°∴△BFK和△EGK都是等腰直角三角形∴KF=BF=x,EK=2-x,GM=KM=12EK=1-12xFM=x+1-12x=1+12x ∵∠GFM=∠ECF=90°-∠FEC∴Rt△GMF∽Rt△EFC,∴GMFM=EFCF∴1-12x1+12x=25-x,解得x1=9-572,x2=9+572>5(舍去)②当点G在点F下方时连接BG、EG,设BC、EG交于点K,作GM⊥BF于M 则∠GBF=∠GEF=45°∴△BGK和△EFK都是等腰直角三角形∴KF=EF=2,EK=2 2 BK=x-2,GM=KM=12(x-2),FM=2+12(x-2)=12(x+2)∵∠MFG=∠HFC=∠FEC=90°-∠HCF∴Rt△FMG∽Rt△EFC,∴FMGM=EFCF∴12(x+2)12(x-2)=25-x,解得x1=1+572,x2=1-572(舍去)综上所述,△OFG能成为等腰直角三角形,此时AE的长为9-572或1+572DCDDDD。