专题四 中考圆中档题分析
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一、圆的综合 真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.如图,在⊙O 中,直径AB ⊥弦CD 于点E ,连接AC ,BC ,点F 是BA 延长线上的一点,且∠FCA =∠B .(1)求证:CF 是⊙O 的切线; (2)若AE =4,tan ∠ACD = 12,求AB 和FC 的长.【答案】(1)见解析;(2) ⑵AB=20 , 403CF =【解析】 分析:(1)连接OC ,根据圆周角定理证明OC ⊥CF 即可;(2)通过正切值和圆周角定理,以及∠FCA =∠B 求出CE 、BE 的长,即可得到AB 长,然后根据直径和半径的关系求出OE 的长,再根据两角对应相等的两三角形相似(或射影定理)证明△OCE ∽△CFE ,即可根据相似三角形的对应线段成比例求解.详解:⑴证明:连结OC∵AB 是⊙O 的直径∴∠ACB=90°∴∠B+∠BAC=90°∵OA=OC∴∠BAC=∠OCA∵∠B=∠FCA∴∠FCA+∠OCA=90°即∠OCF=90°∵C 在⊙O 上∴CF 是⊙O 的切线⑵∵AE=4,tan ∠ACD12AE EC = ∴CE=8∵直径AB ⊥弦CD 于点E∴AD AC =∵∠FCA =∠B∴∠B=∠ACD=∠FCA∴∠EOC=∠ECA∴tan ∠B=tan ∠ACD=1=2CE BE ∴BE=16∴AB=20∴OE=AB÷2-AE=6∵CE ⊥AB∴∠CEO=∠FCE=90°∴△OCE ∽△CFE ∴OC OE CF CE= 即106=8CF ∴40CF 3= 点睛:此题主要考查了圆的综合知识,关键是熟知圆周角定理和切线的判定与性质,结合相似三角形的判定与性质和解直角三角形的知识求解,利用数形结合和方程思想是解题的突破点,有一定的难度,是一道综合性的题目.2.矩形ABCD 中,点C (3,8),E 、F 为AB 、CD 边上的中点,如图1,点A 在原点处,点B 在y 轴正半轴上,点C 在第一象限,若点A 从原点出发,沿x 轴向右以每秒1个单位长度的速度运动,点B 随之沿y 轴下滑,并带动矩形ABCD 在平面内滑动,如图2,设运动时间表示为t 秒,当点B 到达原点时停止运动.(1)当t =0时,点F 的坐标为 ;(2)当t =4时,求OE 的长及点B 下滑的距离;(3)求运动过程中,点F 到点O 的最大距离;(4)当以点F 为圆心,FA 为半径的圆与坐标轴相切时,求t 的值.【答案】(1)F (3,4);(2)8-43;(3)7;(4)t 的值为245或325. 【解析】试题分析:(1)先确定出DF ,进而得出点F 的坐标;(2)利用直角三角形的性质得出∠ABO =30°,即可得出结论; (3)当O 、E 、F 三点共线时,点F 到点O 的距离最大,即可得出结论;(4)分两种情况,利用相似三角形的性质建立方程求解即可.试题解析:解:(1)当t =0时.∵AB =CD =8,F 为CD 中点,∴DF =4,∴F (3,4); (2)当t =4时,OA =4.在Rt △ABO 中,AB =8,∠AOB =90°,∴∠ABO =30°,点E 是AB 的中点,OE =12AB =4,BO =43,∴点B 下滑的距离为843-.(3)当O 、E 、F 三点共线时,点F 到点O 的距离最大,∴FO=OE+EF=7.(4)在Rt △ADF 中,FD 2+AD 2=AF 2,∴AF 22FD AD +,①设AO =t 1时,⊙F 与x 轴相切,点A 为切点,∴FA ⊥OA ,∴∠OAB +∠FAB =90°.∵∠FAD +∠FAB =90°,∴∠BAO =∠FAD .∵∠BOA =∠D =90°,∴Rt △FAE ∽Rt △ABO ,∴AB AO FA FE =,∴1853t =,∴t 1=245,②设AO =t 2时,⊙F 与y 轴相切,B 为切点,同理可得,t 2=325.综上所述:当以点F为圆心,FA为半径的圆与坐标轴相切时,t的值为245或325.点睛:本题是圆的综合题,主要考查了矩形的性质,直角三角形的性质,中点的意义,勾股定理,相似三角形的判定和性质,切线的性质,解(2)的关键是得出∠ABO=30°,解(3)的关键是判断出当O、E、F三点共线时,点F到点O的距离最大,解(4)的关键是判断出Rt△FAE∽Rt△ABD,是一道中等难度的中考常考题.3.已知A(2,0),B(6,0),CB⊥x轴于点B,连接AC画图操作:(1)在y正半轴上求作点P,使得∠APB=∠ACB(尺规作图,保留作图痕迹)理解应用:(2)在(1)的条件下,①若tan∠APB12=,求点P的坐标②当点P的坐标为时,∠APB最大拓展延伸:(3)若在直线y43=x+4上存在点P,使得∠APB最大,求点P的坐标【答案】(1)图形见解析(2)(0,2),(0,4)(0,33953-,1255)【解析】试题分析:(1)以AC为直径画圆交y轴于P,连接PA、PB,∠PAB即为所求;(2)①由题意AC的中点K(4,4),以K为圆心AK为半径画圆,交y轴于P和P′,易知P(0,2),P′(0,6);②当⊙K与y轴相切时,∠APB的值最大,(3)如图3中,当经过AB的园与直线相切时,∠APB最大.想办法求出点P坐标即可解决问题;试题解析:解:(1)∠APB如图所示;(2)①如图2中,∵∠APB=∠ACB,∴tan∠ACB=tan∠APB=12=ABBC.∵A(2,0),B(6,0),∴AB=4,BC=8,∴C(6,8),∴AC的中点K(4,4),以K为圆心AK为半径画圆,交y轴于P和P′,易知P(0,2),P′(0,6).②当⊙K与y轴相切时,∠APB的值最大,此时AK=PK=4,AC=8,∴BC22AC AB3,∴C(6,3∴K(4,2),∴P(0,3案为:(0,3(3)如图3中,当经过AB的园与直线相切时,∠APB最大.∵直线y=43x+4交x轴于M(﹣3,0),交y轴于N(0,4).∵MP是切线,∴MP2=MA•MB,∴MP5PK⊥OA于K.∵ON∥PK,∴ONPK=OMMK=NMMP,∴4PK=3MK35,∴PK125MK=955,∴OK=55﹣3,∴P(955﹣3,1255).点睛:本题考查了一次函数综合题、直线与圆的位置关系、平行线的性质、切线的判定和性质、勾股定理、锐角三角函数等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线解决问题,学会构造辅助圆解决最大角问题,属于中考压轴题.4.如图,AB是⊙O的直径,D、D为⊙O上两点,CF⊥AB于点F,CE⊥AD交AD的延长线于点E,且CE=CF.(1)求证:CE是⊙O的切线;(2)连接CD、CB,若AD=CD=a,求四边形ABCD面积.【答案】(1)证明见解析;(2)【解析】【分析】(1)连接OC,AC,可先证明AC平分∠BAE,结合圆的性质可证明OC∥AE,可得∠OCB=90°,可证得结论;(2)可先证得四边形AOCD为平行四边形,再证明△OCB为等边三角形,可求得CF、AB,利用梯形的面积公式可求得答案.【详解】(1)证明:连接OC,AC.∵CF⊥AB,CE⊥AD,且CE=CF.∴∠CAE=∠CAB.∵OC=OA,∴∠CAB=∠OCA.∴∠CAE=∠OCA.∴OC∥AE.∴∠OCE+∠AEC=180°,∵∠AEC=90°,∴∠OCE=90°即OC⊥CE,∵OC是⊙O的半径,点C为半径外端,∴CE是⊙O的切线.(2)解:∵AD=CD,∴∠DAC=∠DCA=∠CAB,∴DC∥AB,∵∠CAE=∠OCA,∴OC∥AD,∴四边形AOCD是平行四边形,∴OC=AD=a,AB=2a,∵∠CAE=∠CAB,∴CD=CB=a,∴CB=OC=OB,∴△OCB是等边三角形,在Rt△CFB中,CF=,∴S四边形ABCD=(DC+AB)•CF=【点睛】本题主要考查切线的判定,掌握切线的两种判定方法是解题的关键,即有切点时连接圆心和切点,然后证明垂直,没有切点时,过圆心作垂直,证明圆心到直线的距离等于半径.5.如图,△ABC内接于⊙O,∠BAC的平分线交⊙O于点D,交BC于点E(BE>EC),且BD=23.过点D作DF∥BC,交AB的延长线于点F.(1)求证:DF为⊙O的切线;(2)若∠BAC=60°,DE=7,求图中阴影部分的面积.【答案】(1)详见解析;(2)32π.【解析】【分析】(1)连结OD,根据垂径定理得到OD⊥BC,根据平行线的性质得到OD⊥DF,根据切线的判定定理证明;(2)连结OB,连结OD交BC于P,作BH⊥DF于H,证明△OBD为等边三角形,得到∠ODB=60°,OB=BD=23,根据勾股定理求出PE,证明△ABE∽△AFD,根据相似三角形的性质求出AE,根据阴影部分的面积=△BDF的面积-弓形BD的面积计算.【详解】证明:(1)连结OD,∵AD平分∠BAC交⊙O于D,∴∠BAD=∠CAD,∴BD CD,∴OD⊥BC,∵BC∥DF,∴OD⊥DF,∴DF为⊙O的切线;(2)连结OB,连结OD交BC于P,作BH⊥DF于H,∵∠BAC=60°,AD平分∠BAC,∴∠BAD=30°,∴∠BOD=2∠BAD=60°,∴△OBD为等边三角形,∴∠ODB=60°,3,∴∠BDF=30°,∵BC∥DF,∴∠DBP=30°,在Rt△DBP中,PD=123,3,在Rt△DEP中,∵37∴22(7)(3)=2,∵OP⊥BC,∴BP=CP=3,∴CE=3﹣2=1,∵∠DBE=∠CAE,∠BED=∠AEC,∴△BDE∽△ACE,∴AE:BE=CE:DE,即AE:5=17,∴AE=577 ∵BE ∥DF , ∴△ABE ∽△AFD ,∴BE AE DF AD= ,即57571257DF = , 解得DF=12,在Rt △BDH 中,BH=12BD=3, ∴阴影部分的面积=△BDF 的面积﹣弓形BD 的面积=△BDF 的面积﹣(扇形BOD 的面积﹣△BOD 的面积)=22160(23)3123(23)23604π⨯⨯⨯--⨯ =93﹣2π. 【点睛】考查的是切线的判定,扇形面积计算,相似三角形的判定和性质,圆周角定理的应用,等边三角形的判定和性质,掌握切线的判定定理,扇形面积公式是解题的关键.6.如图,□ABCD 的边AD 是△ABC 外接圆⊙O 的切线,切点为A ,连接AO 并延长交BC 于点E ,交⊙O 于点F ,过点C 作直线CP 交AO 的延长线于点P ,且∠BCP =∠ACD . (1)求证:PC 是⊙O 的切线;(2)若∠B =67.5°,BC =2,求线段PC ,PF 与弧CF 所围成的阴影部分的面积S .【答案】(1)见解析;(2)14π-【解析】 【分析】(1) 过C 点作直径CM ,连接MB ,根据CM 为直径,可得∠M+∠BCM =90°,再根据AB ∥DC 可得∠ACD =∠BAC ,由圆周角定理可得∠BAC =∠M ,∠BCP =∠ACD ,从而可推导得出∠PCM =90°,根据切线的判定即可得;(2)连接OB ,由AD 是⊙O 的切线,可得∠PAD =90°,再由BC ∥AD ,可得AP ⊥BC ,从而得BE =CE = 12BC =1,继而可得到∠ABC =∠ACB =67.5°,从而得到∠BAC =45°,由圆周角定理可得∠BOC=90°,从而可得∠BOE =∠COE =∠OCE = 45°,根据已知条件可推导得出OE =CE =1,PC =OC 22OE CE 2+部分的面积.【详解】(1)过C点作直径CM,连接MB,∵CM为直径,∴∠MBC=90°,即∠M+∠BCM=90°,∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB∥DC,AD∥BC,∴∠ACD=∠BAC,∵∠BAC=∠M,∠BCP=∠ACD,∴∠M=∠BCP,∴∠BCP+∠BCM=90°,即∠PCM=90°,∴CM⊥PC,∴PC与⊙O相切;(2)连接OB,∵AD是⊙O的切线,切点为A,∴OA⊥AD,即∠PAD=90°,∵BC∥AD,∠AEB=∠PAD=90°,∴AP⊥BC.∴BE=CE=12BC=1,∴AB=AC,∴∠ABC=∠ACB=67.5°,∴∠BAC=180°-∠ABC-∠ACB=45°,∴∠BOC=2∠BAC=90°,∵OB=OC,AP⊥BC,∴∠BOE=∠COE=∠OCE= 45°,∵∠PCM=90°,∴∠CPO=∠COE=∠OCE= 45°,∴OE=CE=1,PC=OC=22OE CE2+=,∴S=S△POC-S扇形OFC=()245π21π221 23604⨯⨯⨯-=-.【点睛】本题考查了切线的判定与性质、圆周角定理、垂径定理、扇形面积等,综合性较强,准确添加辅助线是解题的关键.7.如图,已知△ABC,23BC=,∠B=45°,点D在边BC上,联结AD,以点A 为圆心,AD为半径画圆,与边AC交于点E,点F在圆A上,且AF⊥AD.(1)设BD为x,点D、F之间的距离为y,求y关于x的函数解析式,并写出定义域;(2)如果E是DF的中点,求:BD CD的值;(3)联结CF,如果四边形ADCF是梯形,求BD的长.【答案】(1) 2442y x x (0≤x≤3); (2) 45; (3) BD 的长是1或1+52. 【解析】【分析】 (1)过点A 作AH ⊥BC ,垂足为点H .构造直角三角形,利用解直角三角形和勾股定理求得AD 的长度.联结DF ,点D 、F 之间的距离y 即为DF 的长度,在Rt △ADF 中,利用锐角三角形函数的定义求得DF 的长度,易得函数关系式.(2)由勾股定理求得:AC=22AH DH +.设DF 与AE 相交于点Q ,通过解Rt △DCQ 和Rt △AHC 推知12DQ CQ =.故设DQ=k ,CQ=2k ,AQ=DQ=k ,所以再次利用勾股定理推知DC 的长度,结合图形求得线段BD 的长度,易得答案.(3)如果四边形ADCF 是梯形,则需要分类讨论:①当AF ∥DC 、②当AD ∥FC .根据相似三角形的判定与性质,结合图形解答.【详解】(1)过点A 作AH ⊥BC ,垂足为点H .∵∠B =45°,AB 2∴·cos 1BH AH AB B ===.∵BD 为x ,∴1DH x =-.在Rt △ADH 中,90AHD ∠=︒,∴22222AD AH DH x x =+=-+. 联结DF ,点D 、F 之间的距离y 即为DF 的长度.∵点F 在圆A 上,且AF ⊥AD ,∴AD AF =,45ADF ∠=︒.在Rt △ADF 中,90DAF ∠=︒,∴2442cos AD DF x x ADF==-+∠ ∴2442y x x =-+.()03x ≤≤ ;(2)∵E 是DF 的中点,∴AE DF ⊥,AE 平分DF .∵BC=3,∴312HC =-=.∴AC =.设DF 与AE 相交于点Q ,在Rt △DCQ 中,90DQC ∠=︒,tan DQ DCQ CQ ∠=. 在Rt △AHC 中,90AHC ∠=︒,1tan 2AH ACH HC ∠==. ∵DCQ ACH ∠=∠,∴12DQ CQ =. 设,2DQ k CQ k ==,AQ DQ k ==,∵3k =k =,∴53DC ==. ∵43BD BC DC =-=,∴4:5BD CD =. (3)如果四边形ADCF 是梯形 则①当AF ∥DC 时,45AFD FDC ∠=∠=︒.∵45ADF ∠=︒,∴AD BC ⊥,即点D 与点H 重合. ∴1BD =.②当AD ∥FC 时,45ADF CFD ∠=∠=︒.∵45B ∠=︒,∴B CFD ∠=∠.∵B BAD ADF FDC ∠+∠=∠+∠,∴BAD FDC ∠=∠.∴ABD ∆∽DFC ∆.∴AB AD DF DC =. ∵DF =,DC BC BD =-.∴2AD BC BD =-.即23x =-,整理得 210x x --=,解得 x =综上所述,如果四边形ADCF 是梯形,BD 的长是1或2. 【点睛】此题属于圆的综合题,涉及了平行四边形的性质、相似三角形的判定与性质、三角函数值以及勾股定理等知识,综合性较强,解答本题需要我们熟练各部分的内容,对学生的综合能力要求较高,一定要注意将所学知识贯穿起来.8.如图,四边形ABCD 是⊙O 的内接四边形,AC 为直径,BD AD =,DE ⊥BC ,垂足为E .(1)判断直线ED 与⊙O 的位置关系,并说明理由;(2)若CE =1,AC =4,求阴影部分的面积.【答案】(1)ED 与O 相切.理由见解析;(2)2=33S π-阴影. 【解析】【分析】 (1)连结OD ,如图,根据圆周角定理,由BD AD =得到∠BAD =∠ACD ,再根据圆内接四边形的性质得∠DCE =∠BAD ,所以∠ACD =∠DCE ;利用内错角相等证明OD ∥BC ,而DE ⊥BC ,则OD ⊥DE ,于是根据切线的判定定理可得DE 为⊙O 的切线;(2)作OH ⊥BC 于H ,易得四边形ODEH 为矩形,所以OD =EH =2,则CH =HE ﹣CE =1,于是有∠HOC =30°,得到∠COD =60°,然后根据扇形面积公式、等边三角形的面积公式和阴影部分的面积=S 扇形OCD ﹣S △OCD 进行计算即可.【详解】(1)直线ED 与⊙O 相切.理由如下:连结OD ,如图,∵BD AD =,∴∠BAD =∠ACD .∵∠DCE =∠BAD ,∴∠ACD =∠DCE .∵OC =OD ,∴∠OCD =∠ODC ,而∠OCD =∠DCE ,∴∠DCE =∠ODC ,∴OD ∥BC . ∵DE ⊥BC ,∴OD ⊥DE ,∴DE 为⊙O 的切线;(2)作OH ⊥BC 于H ,则四边形ODEH 为矩形,∴OD =EH .∵CE =1,AC =4,∴OC =OD =2,∴CH =HE ﹣CE =2﹣1=1.在Rt △OHC 中,∵OC =2,CH =1,∠OHC =90°,∠HOC =30°,∴∠COD =60°,∴阴影部分的面积=S 扇形OCD ﹣S △OCD260233604π⋅⋅=-•22 23=π3-.【点睛】本题考查了切线的判定定理:经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线.要证某线是圆的切线,已知此线过圆上某点,连接圆心与这点(即为半径),再证垂直即可.也考查了扇形面积的计算.9.如图,AB是半圆⊙O的直径,点C是半圆⊙O上的点,连接AC,BC,点E是AC的中点,点F是射线OE上一点.(1)如图1,连接FA,FC,若∠AFC=2∠BAC,求证:FA⊥AB;(2)如图2,过点C作CD⊥AB于点D,点G是线段CD上一点(不与点C重合),连接FA,FG,FG与AC相交于点P,且AF=FG.①试猜想∠AFG和∠B的数量关系,并证明;②连接OG,若OE=BD,∠GOE=90°,⊙O的半径为2,求EP的长.【答案】(1)见解析;(2)①结论:∠GFA=2∠ABC.理由见解析;②PE=36.【解析】【分析】(1)证明∠OFA=∠BAC,由∠EAO+∠EOA=90°,推出∠OFA+∠AOE=90°,推出∠FAO=90°即可解决问题.(2)①结论:∠GFA=2∠ABC.连接FC.由FC=FG=FA,以F为圆心FC为半径作⊙F.因为AG AG,推出∠GFA=2∠ACG,再证明∠ACG=∠ABC.②图2﹣1中,连接AG,作FH⊥AG于H.想办法证明∠GFA=120°,求出EF,OF,OG即可解决问题.【详解】(1)证明:连接OC.∵OA=OC,EC=EA,∴OF⊥AC,∴FC=FA,∴∠OFA=∠OFC,∵∠CFA=2∠BAC,∴∠OFA=∠BAC,∵∠OEA=90°,∴∠EAO+∠EOA=90°,∴∠OFA+∠AOE=90°,∴∠FAO=90°,∴AF⊥AB.(2)①解:结论:∠GFA=2∠ABC.理由:连接FC.∵OF垂直平分线段AC,∴FG=FA,∵FG=FA,∴FC=FG=FA,以F为圆心FC为半径作⊙F.∵AG AG,∴∠GFA=2∠ACG,∵AB是⊙O的直径,∴∠ACB=90°,∵CD⊥AB,∴∠ABC+∠BCA=90°,∵∠BCD+∠ACD=90°,∴∠ABC=∠ACG,∴∠GFA=2∠ABC.②如图2﹣1中,连接AG,作FH⊥AG于H.∵BD=OE,∠CDB=∠AEO=90°,∠B=∠AOE,∴△CDB≌△AEO(AAS),∴CD=AE,∵EC=EA,∴AC=2CD.∴∠BAC =30°,∠ABC =60°,∴∠GFA =120°,∵OA =OB =2,∴OE =1,AE =,BA =4,BD =OD =1, ∵∠GOE =∠AEO =90°,∴OG ∥AC , 323DG OG ∴==, 22221AG DG AD ∴=+=, ∵FG =FA ,FH ⊥AG ,∴AH =HG 21∠AFH =60°, ∴AF =27sin 603AH ︒=, 在Rt △AEF 中,EF 2213AF AE -=, ∴OF =OE +EF =43 , ∵PE ∥OG , ∴PE EF OG 0F=, ∴134233=, ∴PE 3. 【点睛】圆综合题,考查了垂径定理,勾股定理,圆周角定理,全等三角形的判定和性质,锐角三角函数,解直角三角形等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题.10.已知:如图,以等边三角形ABC 一边AB 为直径的⊙O 与边AC 、BC 分别交于点D 、E ,过点D 作DF ⊥BC ,垂足为F .(1)求证:DF 为⊙O 的切线;(2)若等边三角形ABC 的边长为4,求图中阴影部分的面积.【答案】(1)见解析(2)332 23π-【解析】试题分析:(1)连接DO,要证明DF为⊙O的切线只要证明∠FDP=90°即可;(2)首先由已知可得到CD,CF的长,从而利用勾股定理可求得DF的长;再连接OE,求得CF,EF的长,从而利用S直角梯形FDOE﹣S扇形OED求得阴影部分的面积.试题解析:(1)证明:连接DO.∵△ABC是等边三角形,∴∠A=∠C=60°.∵OA=OD,∴△OAD是等边三角形.∴∠ADO=60°,∵DF⊥BC,∴∠CDF=90°﹣∠C=30°,∴∠FDO=180°﹣∠ADO﹣∠CDF=90°,∴DF为⊙O的切线;(2)∵△OAD是等边三角形,∴AD=AO=AB=2.∴CD=AC﹣AD=2.Rt△CDF中,∵∠CDF=30°,∴CF=CD=1.∴DF=,连接OE,则CE=2.∴CF=1,∴EF=1.∴S直角梯形FDOE=(EF+OD)•DF=,∴S扇形OED==,∴S阴影=S直角梯形FDOE﹣S扇形OED=﹣.【点睛】此题考查学生对切线的判定及扇形的面积等知识点的掌握情况,当已知条件中明确指出直线与圆有公共点时,常连接过该公共点的半径,证明该半径垂直于这条直线.也考查了等边三角形的性质和利用割补法计算补规则图形的面积.。
中考数学专项复习《圆的综合题》练习题(附答案)一、单选题1.连接圆上的任意两点的线段叫做圆的().A.半径B.直径C.弦D.弧2.如图为△ABC和一圆的重叠情形,此圆与直线BC相切于C点,且与AC交于另一点D.若∠A=70∘,∠B=60°,则CD̂的度数为何()A.50∘B.60∘C.100∘D.120∘3.挂钟分针的长10cm,经过20分钟,它的针尖转过的路程是() A.20π3cm B.10πcm C.20πcm D.5πcm 4.已知,AB是∠O的直径,且C是圆上一点,小聪透过平举的放大镜从正上方看到水平桌面上的三角形图案的∠B(如图所示),那么下列关于∠A与放大镜中的∠B关系描述正确的是()A.∠A+∠B=900B.∠A=∠BC.∠A+∠B>900D.∠A+∠B的值无法确定5.已知圆内接正三角形的边心距为1,则这个三角形的面积为()A.2√3B.3√3C.4√3D.6√3 6.若一圆锥的底面圆的周长是4πcm,母线长是6cm,则该圆锥的侧面展开图的圆心角的度数是()A.40°B.80°C.120°D.150°7.如图,AB是∠O的直径,∠CDB=40°,则∠ABC=()A.40°B.50°C.60°D.80°8.如图,在平面直角坐标系中已知B(2,0),四边形ABCD和AEFG都是正方形,点A、D、E共线,点G、A、B在x轴上,点C,E,F在以O为圆心OC为半径的圆⌢的长为().上,则FCA.√5πB.√5πC.5π2D.5π29.如图所示,矩形纸片ABCD中AB=4cm,把它分割成正方形纸片ABFE和矩形纸片EFCD后,分别裁出扇形ABF和半径最大的圆,恰好能作为一个圆锥的侧面和底面,则底面圆的直径的长为()A.2cm B.3cm C.4cm D.5cm 10.如图,半径为5的⊙O中有两条互相垂直的弦AB、CD,垂足为点E,且AB=CD=8,则OE的长为()A.3B.√3C.2 √3D.3 √2 11.已知在∠ABC中AB=AC=13,BC=10,那么∠ABC的内切圆的半径为()A.103B.125C.2D.3 12.如图,AB为∠O直径,∠BCD=30°,则∠ABD为()A.30°B.40°C.50°D.60°二、填空题13.在∠O中已知半径为5,弦AB的长为8,那么圆心O到AB的距离为. 14.如图,AB是∠O的直径,AC是∠O的切线,OC交∠O于点D,若∠C=40°,⌢的长为.(结果保留π)OA=9,则BD15.如果圆O的半径为3,圆P的半径为2,且OP=5,那么圆O和圆P的位置关系是.16.如图,由边长为1的小正方形构成的网格中点A,B,C都在格点上,以AB为直径的圆经过点C,D,则tan∠ADC的值为.17.小红要过生日了,为了筹备生日聚会,准备自己动手用纸板制作一个底面半径为9cm,母线长为30cm的圆锥形生日礼帽,则这个圆锥形礼帽的侧面积为cm2.(结果保留π)18.将量角器按如图所示的方式放置在三角形纸板上,使点C在半圆上.点A、B的读数分别为86°、30°,则∠ACB =.三、综合题19.如图,扇形OAB的半径OA=3,圆心角∠AOB=90°,点C是AB⌢上异于A、B 的动点,过点C作CD∠OA于点D,作CE∠OB于点E,连接DE,点G、H在线段DE上,且DG=GH=HE.(1)求证:四边形OGCH是平行四边形;⌢上运动时在CD、CG、DG中是否存在长度不变的线段?若存(2)当点C在AB在,请求出该线段的长度;(3)若CD=x,直接写出CD2+3CH2的结果.20.如图,∠ABC为等腰三角形,O是底边BC的中点,腰AB与∠O相切于点D,OB与∠O相交于点E.(1)求证:AC是∠O的切线;(2)若BD= √3,BE=1.求阴影部分的面积.21.在数学活动课中同学们准备了一些等腰直角三角形纸片,从每张纸片中剪出一个扇形制作圆锥玩具模型.如图,已知∠ABC是腰长为4的等腰直角三角形.(1)在等腰直角三角形ABC纸片中以C为圆心,剪出一个面积最大的扇形(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不写作法);(2)请求出所制作圆锥底面的半径长.22.如图,是一个地下排水管的横截面图,已知∠O的半径OA等于50cm,水的深度等于25cm(水的深度指AB⌢的中点到弦AB的距离).求:(1)水面的宽度AB.(2)横截面浸没在水中的AB⌢的长(结果保留π).23.如图,AB是∠O的直径,CD与∠O相切于点C,与AB的延长线交于D.(1)求证:∠ADC∠∠CDB;(2)若AC=2,AB= 32CD,求∠O半径.24.如图1,BC是∠O的直径,点A在∠O上,AD∠BC,垂足为D,AE⌢=AB⌢BE 分别交AD、AC于点F、G.(1)判断∠FAG的形状,并说明理由;(2)如图2,若点E和点A在BC的两侧,BE、AC的延长线交于点G,AD的延长线交BE于点F,其余条件不变,(1)中的结论还成立吗?请说明理由;(3)在(2)的条件下,若BG=26,BD﹣DF=7,求AB的长.参考答案1.【答案】D 2.【答案】C 3.【答案】A 4.【答案】A 5.【答案】B 6.【答案】C 7.【答案】B 8.【答案】A 9.【答案】A 10.【答案】D 11.【答案】A 12.【答案】D 13.【答案】3 14.【答案】132π15.【答案】外切 16.【答案】2317.【答案】270π 18.【答案】28°19.【答案】(1)证明:连接OC 交DE 于M .由矩形得OM =CM ,EM =DM . ∵DG =HE .∴EM ﹣EH =DM ﹣DG . ∴HM =GM .∴四边形OGCH 是平行四边形 (2)解:DG 不变.在矩形ODCE 中∵DE =OC =3. ∴DG =1(3)证明:设CD =x ,则CE = √9−x 2 .过C 作CN∠DE 于N . 由DE•CN =CD•EC 得CN = x √9−x 23 .∴√x 2−(x √9−x 23)2= x 23 .∴HN =3﹣1﹣ x 23 = 6−x 23.∴3CH 2=3[( 6−x 23 )2+( x √9−x 23 )2]=12﹣x 2. ∴CD 2+3CH 2=x 2+12﹣x 2=12.20.【答案】(1)证明:连接OD ,作OF∠AC 于F ,如图,∵∠ABC 为等腰三角形,O 是底边BC 的中点 ∴AO∠BC ,AO 平分∠BAC ∵AB 与∠O 相切于点D ,∴OD∠AB 而OF∠AC ∴OF=OD∴AC 是∠O 的切线(2)解:在Rt∠BOD 中设∠O 的半径为r ,则OD=OE=r ,∴r 2+( √3 )2=(r+1)2,解得r=1,∴OD=1,OB=2,∴∠B=30°,∠BOD=60°,∴∠AOD=30°,在Rt∠AOD 中AD= √33 OD= √33∴阴影部分的面积=2S∠AOD ﹣S 扇形DOF=2× 12 ×1× √33 ﹣ 60⋅π⋅12360= √33 ﹣ π621.【答案】(1)解:如图所示:扇形CEF 为所求作的图形;(2)解:∵∠ABC是等腰直角三角形,且AC=BC=4∴AB= 4√2由(1)可知CD平分∠ACB∴CD∠AB∴CD= 2√2设圆锥底面的半径长为r,依题意得:2πr= 90π×2√2180∴r= √22答:所制作圆锥底面的半径长为√2222.【答案】(1)解:过O作OH∠AB于H,并延长交∠O于D∴∠OHA=90°,AH=12AB∵水的深度等于25cm,即HD=25cm又∵OA=OD=50cm∴OH=OD-HD=25cm∴AH=√OA2−OH2=√502−252=25√3cm ∴AB=50 √3cm;(2)解:连接OB∵OA =50cm ,OH =25cm∴OH = 12OA∵∠OHA =90° ∴∠OAH =30° ∴∠AOH =60° ∵OA =OB ,OH∠AB ∴∠BOH =∠AOH =60° ∴∠AOB =120°∴AB⌢ 的长是: 120π×50180=100π3 cm . 23.【答案】(1)证明:如图,连接CO∵CD 与∠O 相切于点C ∴∠OCD=90° ∵AB 是圆O 的直径 ∴∠ACB=90° ∴∠ACO=∠BCD ∵∠ACO=∠CAD ∴∠CAD=∠BCD 在∠ADC 和∠CDB 中{∠CAD =∠BCD ∠ADC =∠CDB∴∠ADC∠∠CDB . (2)解:设CD 为x则AB= 32 x ,OC=OB= 34 x∵∠OCD=90°∴OD= √OC 2+CD 2 = √(34x)2+x 2 = 54 x∴BD=OD ﹣OB= 54x ﹣ 34 x= 12 x由(1)知,∠ADC∠∠CDB∴AC CB = CD BD即 2CB =x 12x解得CB=1∴AB= √AC 2+BC 2 = √5∴∠O 半径是 √5224.【答案】(1)解:结论:∠FAG 是等腰三角形;理由:如图1∵BC 为直径∴∠BAD +∠CAD =90° ∴∠BAD =∠C ∵AE⌢=AB ⌢ ∴∠ABE =∠C ∴∠ABE =∠BAD ∴AF =BF∵∠BAD +∠CAD =90° ∴∠DAC =∠AGB ∴FA =FG∴△FAG 是等腰三角形; (2)解:(1)中的结论成立; ∵BC 为直径∴∠BAD +∠CAD =90°∴∠BAD=∠C∵AE⌢=AB⌢∴∠ABE=∠C∴∠ABE=∠BAD∴AF=BF∵∠BAD+∠CAD=90°∴∠DAC=∠AGB∴FA=FG∴△FAG是等腰三角形;(3)解:由(2)得:AF=BF=FG∵BG=26∴FB=13∴{BD−DF=7BD2+DF2=169解得:BD=12∴AD=AF−DF=13−5=8∴AB=√AD2+BD2=√82+122=4√13.第11页共11。
【中考压轴题专题突破30】圆中的综合创新实践题(2)1.(1)【学习心得】于彤同学在学习完“圆”这一章内容后,感觉到一些几何问题如果添加辅助圆,运用圆的知识解决,可以使问题变得非常容易.例如:如图1,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,D是△ABC外一点,且AD=AC,求∠BDC的度数.若以点A为圆心,AB为半径作辅助⊙A,则点C、D必在⊙A上,∠BAC是⊙A的圆心角,而∠BDC是圆周角,从而可容易得到∠BDC=°.(2)【问题解决】如图2,在四边形ABCD中,∠BAD=∠BCD=90°,∠BDC=25°,求∠BAC的数.(3)【问题拓展】如图3,如图,E,F是正方形ABCD的边AD上两个动点,满足AE=DF.连接CF交BD于点G,连接BE交AG于点H.若正方形的边长为2,则线段DH长度的最小值是.2.同学们,我们知道图形是由点、线、面组成,结合具体实例,已经感受到“点动成线,线动成面”的现象,下面我们一起来进一步探究:【概念认识】已知点P和图形M,点B是图形M上任意一点,我们把线段PB长度的最小值叫做点P 与图形M之间的距离.例如,以点M为圆心,1cm为半径画圆如图1,那么点M到该圆的距离等于1cm;若点N是圆上一点,那么点N到该圆的距离等于0cm;连接MN,若点Q为线段MN中点,那么点Q到该圆的距离等于0.5cm,反过来,若点P到已知点M的距离等于1cm,那么满足条件的所有点P就构成了以点M为圆心,1cm为半径的圆.【初步运用】(1)如图2,若点P到已知直线m的距离等于1cm,请画出满足条件的所有点P.【深入探究】(2)如图3,若点P到已知线段的距离等于1cm,请画出满足条件的所有点P.(3)如图4,若点P到已知正方形的距离等于1cm,请画出满足条件的所有点P.3.如图1:在Rt△ABC中,AB=AC,D为BC边上一点(不与点B,C重合),试探索AD,BD,CD之间满足的等量关系,并证明你的结论.小明同学的思路是这样的:将线段AD绕点A逆时针旋转90°,得到线段AE,连接EC,DE.继续推理就可以使问题得到解决.(1)请根据小明的思路,试探索线段AD,BD,CD之间满足的等量关系,并证明你的结论;(2)如图2,在Rt△ABC中,AB=AC,D为△ABC外的一点,且∠ADC=45°,线段AD,BD,CD之间满足的等量关系又是如何的,请证明你的结论;(3)如图3,已知AB是⊙O的直径,点C,D是⊙O上的点,且∠ADC=45°.①若AD=6,BD=8,求弦CD的长为;②若AD+BD=14,求的最大值,并求出此时⊙O的半径.4.[探索发现]有张形状为直角三角形的纸片,小俊同学想用些大小不同的圆形纸片去覆盖这张三角形纸片,经过多次操作发现,如图1,以斜边AB为直径作圆,刚好是可以把Rt△ABC覆盖的面积最小的圆,称之为最小覆盖圆.[理解应用]我们也可以用一些大小不同的圆覆盖锐角三角形和钝角三角形,请你通过操作探究解决下列问题(1)如图2.在△ABC中,∠A=105°,试用直尺和圆规作出这个三角形的最小覆盖圆(不写作法,保留作图痕迹).(2)如图3,在△ABC中,∠A=80°,∠B=40°,AB=,请求出△ABC的最小覆盖圆的半径;[拓展延伸](3)如图4,在△ABC中,已知AB=15,AC=12,BC=9,半径为1的⊙O在△ABC 的内部任意运动,则⊙O覆盖不到的面积是.5.问题提出(1)如图①,在△ABC中,AB=AC=10,BC=12,点O是△ABC的外接圆的圆心,则OB的长为问题探究(2)如图②,已知矩形ABCD,AB=4,AD=6,点E为AD的中点,以BC为直径作半圆O,点P为半圆O上一动点,求E、P之间的最大距离;问题解决(3)某地有一块如图③所示的果园,果园是由四边形ABCD和弦CB与其所对的劣弧场地组成的,果园主人现要从入口D到上的一点P修建一条笔直的小路DP.已知AD ∥BC,∠ADB=45°,BD=120米,BC=160米,过弦BC的中点E作EF⊥BC交于点F,又测得EF=40米.修建小路平均每米需要40元(小路宽度不计),不考虑其他因素,请你根据以上信息,帮助果园主人计算修建这条小路最多要花费多少元?6.【问题呈现】阿基米德折弦定理:如图1,AB和BC是⊙O的两条弦(即折线ABC是圆的一条折弦),BC>AB,点M是的中点,则从M向BC所作垂线的垂足D是折弦ABC的中点,即CD=DB+BA.下面是运用“截长法”证明CD=DB+BA的部分证明过程.证明:如图2,在CD上截取CG=AB,连接MA、MB、MC和MG.∵M是的中点,∴MA=MC①又∵∠A=∠C②∴△MAB≌△MCG③∴MB=MG又∵MD⊥BC∴BD=DG∴AB+BD=CG+DG即CD=DB+BA根据证明过程,分别写出下列步骤的理由:①,②,③;【理解运用】如图1,AB、BC是⊙O的两条弦,AB=4,BC=6,点M是的中点,MD⊥BC于点D,则BD=;【变式探究】如图3,若点M是的中点,【问题呈现】中的其他条件不变,判断CD、DB、BA之间存在怎样的数量关系?并加以证明.【实践应用】根据你对阿基米德折弦定理的理解完成下列问题:如图4,BC是⊙O的直径,点A圆上一定点,点D圆上一动点,且满足∠DAC=45°,若AB=6,⊙O的半径为5,求AD长.【中考压轴题专题突破30】圆中的综合创新实践题(2)参考答案与试题解析1.解:(1)如图1,∵AB=AC,AD=AC,∴以点A为圆心,点B、C、D必在⊙A上,∵∠BAC是⊙A的圆心角,而∠BDC是圆周角,∴∠BDC=∠BAC=45°,故答案是:45;(2)如图2,取BD的中点O,连接AO、CO.∵∠BAD=∠BCD=90°,∴点A、B、C、D共圆,∴∠BDC=∠BAC,∵∠BDC=25°,∴∠BAC=25°,(3)如图3,在正方形ABCD中,AB=AD=CD,∠BAD=∠CDA,∠ADG=∠CDG,在△ABE和△DCF中,,∴△ABE≌△DCF(SAS),∴∠1=∠2,在△ADG和△CDG中,,∴△ADG≌△CDG(SAS),∴∠2=∠3,∴∠1=∠3,∵∠BAH+∠3=∠BAD=90°,∴∠1+∠BAH=90°,∴∠AHB=180°﹣90°=90°,取AB的中点O,连接OH、OD,则OH=AO=AB=1,在Rt△AOD中,OD===,根据三角形的三边关系,OH+DH>OD,∴当O、D、H三点共线时,DH的长度最小,最小值=OD﹣OH=﹣1.(解法二:可以理解为点H是在Rt△AHB,AB直径的半圆上运动当O、H、D三点共线时,DH长度最小)故答案为:﹣1.2.解:【初步运用】(1)∵点P到已知直线m的距离等于1cm,∴点P的轨迹是平行于直线m且到直线m距离为1cm的两条直线,如图2所示:【深入探究】(2)∵点P到已知线段的距离等于1cm,∴点P的轨迹是平行于线段AB且到线段AB距离为1cm的两条线段和以点A或点B为圆心,1cm为半径的两个半圆,如图3所示,(3)∵点P到已知正方形的距离等于1cm,∴点P的轨迹是平行于正方形其中一条边且到其中一边的距离为1cm的八条线段和以正方形的四个顶点为圆心,1cm为半径的四个四份之一圆,如图3所示,3.解:(1)CD2+BD2=2AD2,理由:由旋转知,AD=AE,∠DAE=90°=∠BAC,∴∠BAD=∠CAE,∵AB=AC,∴△ABD≌△ACE(SAS),∴BD=CE,∠B=∠ACE,在Rt△ABC中,AB=AC,∴∠B=∠ACB=45°,∴∠ACE=45°,∴∠DCE=∠ACB+∠ACE=90°,根据勾股定理得,DE2=CD2+CE2=CD2+BD2,在Rt△ADE中,DE2=AD2+AE2=2AD2,∴CD2+BD2=2AD2;(2)BD2=CD2+2AD2,理由:如图2,将线段AD绕点A逆时针旋转90°,得到线段AE,连接EC,DE,同(1)的方法得,ABD≌△ACE(SAS),∴BD=CE,在Rt△ADE中,AD=AE,∴∠ADE=45°,∴DE2=2AD2,∵∠ADC=45°,∴∠CDE=∠ADC+∠ADE=90°,根据勾股定理得,CE2=CD2+DE2=CD2+2AD2,即:BD2=CD2+2AD2;(3)如图3,过点C作CE⊥CD交DA的延长线于E,∴∠DCE=90°,∵∠ADC=45°,∴∠E=90°﹣∠ADC=45°=∠ADC,∴CD=CE,根据勾股定理得,DE2=CD2+CE2=2CD2,连接AC,BC,∵AB是⊙O的直径,∴∠ACB=∠ADB=90°,∵∠ADC=45°,∴∠BDC=45°=∠ADC,∴AC=BC,∵∠DCE=∠ACB=90°,∴∠ACE=∠BCD,∴△ACE≌△BCD(SAS),∴AE=BD,①AD=6,BD=8,∴DE=AD+AE=AD+BD=14,∴2CD2=142,∴CD=7,故答案为7;②∵AD+BD=14,∴CD=7,∴=AD•(BD+×7)=AD•(BD+7)=AD•BD+7AD=AD(14﹣AD)+7AD=﹣AD2+21AD=﹣(AD﹣)2+,∴当AD=时,的最大值为,∵AD+BD=14,∴BD=14﹣=,在Rt△ABD中,根据勾股定理得,AB==,∴⊙O的半径为OA=AB=.4.解:(1)如图2,作BC的垂直平分线,交BC于点O,以点O为圆心,OC的长为半径作圆即可;(2)如图3,△ABC的最小覆盖圆为△ABC的外接圆⊙O,连接OA、OB,过O作OH⊥AB,∵△ABC中,∠A=80°,∠B=40°,∴∠C=60°,∴∠AOB=2∠C=120°,∵OA=OB,∴AH=BH=AB,∵AB=2,∴AH=,∴∠AOH=60°,∴AO=r,OH=r,∴()2+(r)2=r2,∴r=2,∴△ABC的最小覆盖圆的半径为2;(3)在△ABC中,AB=15,AC=12,BC=9,∴AC2+BC2=122+92=225,AB2=225,∴AC2+BC2=AB2,∴△ABC是直角三角形,在图4﹣1中,将⊙O及其覆盖不到的面积通过减拼可以得到图4﹣2,则△DEF∽△ABC,且⊙O是△DEF的内切圆,M,N,P分别是切点,∴∠OMF=∠F=∠FNO=90°,∴四边形ONFM是矩形,∵OM=ON,∴矩形ONFM是正方形,∴OM=MF=FN=ON=1,设EF=3x,则DF=4x,DE=5x,∴DM=DP=4x﹣1,NE=PE=3x﹣1,∵PE=DP+PE,∴(4x﹣1)+(3x﹣1)=5x,解得,x=1,∴EF=3,DF=4,DE=5,∴⊙O覆盖不到的面积S=S△DEF﹣S⊙O=×3×4﹣π×12=6﹣π,故答案为6﹣π.5.解:(1)如图,若AO交BC于K,∵点O是△ABC的外接圆的圆心,AB=AC,∴AK⊥BC,BK=,∴AK=,在Rt△BOK中,OB2=BK2+OK2,设OB=x,∴x2=62+(8﹣x)2,解得x=,∴OB=;故答案为:.(2)如图,连接EO,延长EO交半圆于点P,可求出此时E、P之间的距离最大,∵在是任意取一点异于点P的P′,连接OP′,P′E,∴EP=EO+OP=EO+OP′>EP′,即EP>EP′,∵AB=4,AD=6,∴EO=4,OP=OC=,∴EP=OE+OP=7,∴E、P之间的最大距离为7.(3)作射线FE交BD于点M,∵BE=CE,EF⊥BC,是劣弧,∴所在圆的圆心在射线FE上,假设圆心为O,半径为r,连接OC,则OC=r,OE=r﹣40,BE=CE=,在Rt△OEC中,r2=802+(r﹣40)2,解得:r=100,∴OE=OF﹣EF=60,过点D作DG⊥BC,垂足为G,∵AD∥BC,∠ADB=45°,∴∠DBC=45°,在Rt△BDG中,DG=BG=,在Rt△BEM中,ME=BE=80,∴ME>OE,∴点O在△BDC内部,∴连接DO并延长交于点P,则DP为入口D到上一点P的最大距离,∵在上任取一点异于点P的点P′,连接OP′,P′D,∴DP=OD+OP=OD+OP′>DP′,即DP>DP′,过点O作OH⊥DG,垂足为H,则OH=EG=40,DH=DG﹣HG=DG﹣OE=60,∴==20,∴DP=OD+r=20+100,∴修建这条小路最多要花费40×元.6.【问题呈现】①相等的弧所对的弦相等②同弧所定义的圆周角相等③有两组边及其夹角分别对应相等的两个三角形全等故答案为:相等的弧所对的弦相等;同弧所定义的圆周角相等;有两组边及其夹角分别对应相等的两个三角形全等;【理解运用】CD=DB+BA,即CD=6﹣CD+AB,即CD=6﹣CD+4,解得:CD=5,BD=BC﹣CD=6﹣5=1,故答案为:1;【变式探究】DB=CD+BA.证明:在DB上截去BG=BA,连接MA、MB、MC、MG,∵M是弧AC的中点,∴AM=MC,∠MBA=∠MBG.又MB=MB∴△MAB≌△MGB(SAS)∴MA=MG∴MC=MG,又DM⊥BC,∴DC=DG,AB+DC=BG+DG,即DB=CD+BA;【实践应用】如图,BC是圆的直径,所以∠BAC=90°.因为AB=6,圆的半径为5,所以AC=8.已知∠D1AC=45°,过点D1作D1G1⊥AC于点G1,则CG1′+AB=AG1,所以AG1=(6+8)=7.所以AD1=7.如图∠D2AC=45°,同理易得AD2=.所以AD的长为7或.。