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2024年中考数学真题分类汇编:知识点33 与圆有关的位置关系2024(解析版)
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6.【2024·上海】在△ABC中,AC=3,BC=4,AB=5,点P在ABC内,分别以ABP为圆心画圆,圆A半径为1,圆B半径为2,圆P半径为3,圆A与圆P内切,圆P与圆B的关系是( )
A.内含B.相交C.外切D.相离
【答案】B【解析】∵圆A半径为1,圆P半径为3,圆A与圆P内切,∴圆A含在圆P内,即PA=3−1=2,∴P在以A为圆心、2为半径的圆与△ABC边相交形成的弧上运动,如图所示,∴当到P'位置时,圆P与圆B圆心距离PB最大,为12+42=17,∵17<3+2=5,∴圆P与圆B相交,故选B.
山西省
7.【2024·山西】如图,已知△ABC,以AB为直径的⊙O交BC于点D,与AC相切于点A,连接OD.若∠AOD=80°,则∠C的度数为( )
A.30°B.40°C.45°D.50°
【答案】D【解析】∵AD=AD,∴∠B=12∠AOD=40°.∵以AB为直径的⊙O与AC相切于点A,∴∠BAC=90°,∴∠C=90°−40°=50°.故选D.
四川省
9.【2024·泸州】如图,EA,ED是⊙O的切线,切点为A,D,点B,C在⊙O上,若∠BAE+∠BCD=236°,则∠E=( )
A.56°B.60°C.68°D.70°
【答案】C【解析】如图,连接AD,∵四边形ABCD是⊙O的内接四边形,∴∠BAD+∠BCD=180°.∵∠BAE+
∠BCD=236°,∴∠EAD+∠BAD+∠BCD=∠EAD+180°=236°,∴∠EAD=56°.∵EA,ED是⊙O的切线,切点为A,D,∴EA=ED,∴∠EDA=∠EAD=56°,∴∠E=180°−∠EDA−∠EAD=180°−56°−56°=68°.故选C.
福建省
7.【2024·福建7题】如图,已知点A,B在⊙O上,∠AOB=72°,直线MN与⊙O相切,切点为C,且C为AB的中点,则∠ACM等于( )
A.18°B.30°C.36°D.72°
【答案】A【解析】∵C为AB的中点,∠AOB=72°,∴∠AOC=∠BOC=36°.∵OA=OC,∴∠ACO=∠OAC=72°,∵直线MN与⊙O相切,切点为C,∴∠OCM=90°,∴∠ACM=∠OCM−∠ACO=90°−72°=18°,故选A.
广东省
9.【2024·广州】如图,⊙O中,弦AB的长为43,点C在⊙O上,OC⊥AB,∠ABC=30°.⊙O所在的平面内有一点P,若OP=5,则点P与⊙O的位置关系是( )
A.点P在⊙O上B.点P在⊙O内C.点P在⊙O外D.无法确定
【答案】C【解析】设AB与OC交于点D,∵弦AB的长为43,OC⊥AB,∴AD=BD=12AB=23,∵∠ABC=30°,∴∠AOD=2∠B=60°,∴∠A=90°−60°=30°,∴OA=2OD,设OD=x,则OA=2x,在Rt△AOD中,OD2+AD2=OA2,即x2+(23)2=(2x)2,解得x=±2(负值舍去),∴OA=2x=4,∵OP=5,∴OP>OA,
∴点P在圆外.故选C.
二、填空题
重庆
17.【2024·重庆B卷】如图,AB是⊙O的直径,BC是⊙O的切线,点B为切点.连接AC交⊙O于点D,点E是⊙O上一点,连接BE,DE,过点A作AF∥BE交BD的延长线于点F.若BC=5,CD=3,∠F=∠ADE,则AB的长度是 ;DF的长度是 .
【答案】203 83【解析】∵AB是圆的直径,∴∠ADB=90°,∴∠BDC=90°,∵BC=5,CD=3,∴BD=BC2−CD2=4,
∵BC切圆于B,∴直径AB⊥BC,∴∠ABC=90°,∵∠BCD=∠ACB,∠CDB=∠ABC=90°,∴△CDB∽△CBA,
∴DB:BA=CD:CB,∴4:AB=3:5,∴AB=203,∵AF∥BE,∴∠BAF=∠ABE,∵∠ABE=∠ADE,∠F=∠ADE,∴∠F=∠BAF,∴BF=AB=203,∴FD=BF−BD=203−4=83.故答案为:203,83.
17.【2024·重庆A卷】如图,以AB为直径的⊙O与AC相切于点A,以AC为边作平行四边形ACDE,点D,E均在⊙O上,DE与AB交于点F,连接CE,与⊙O交于点G,连接DG.若AB=10,DE=8,则AF= ,DG= .
【答案】8 201313【解析】连接OE,OD,OG,过O点作OH⊥DG于H点,CE交AF于P点,如图,∵以AB为直径的⊙O与AC相切于点A,∴AB⊥AC,∵四边形ABCD为平行四边形,∴AC∥DE,∴AB⊥DE,∴DF=EF=12DE=4,∵AB=10,∴OA=OE=5,在Rt△OEF中,OF=OE2−EF2=52−42=3,∴AF=OA+OF=5+3=8;∵DE∥AC,∴FPPA=EFAC=12,∠DEG=∠PCA,∴PA=23×8=163,在Rt△ACP中,PC=82+(163)2=8133,∵∠DOG=2∠DEG,∠DOG=2∠DOH,∴∠DEG=∠DOH,∴∠DOH=∠PCA,∴Rt△DOH∽Rt△PCA,
∴DH:AO=OD:PC,即DH:163=5:8133,∴DH=101313,∵OH⊥DG,∴DG=2DH=201313.故答案为8,201313.
山东省
17.【2024·泰安】如图,AB是⊙O的直径,AH是⊙O的切线,点C为⊙O上任意一点,点D为AC的中点,连结BD交AC于点E,延长BD与AH相交于点F.若DF=1,tanB=12,则AE的长为 .
5【解析】∵AB是⊙O的直径,∴∠ADB=90°.∵AH是⊙O的切线,∴∠BAF=90°,∴∠DAF=∠ABD=90°−∠DAB,∴△DAF∽△DBA,∴DFAD=ADBD=tanB=12.∵DF=1,∴AD=2,∴AF=AD2+DF2=5.∵点D为AC的中点,∴AD=CD,∴∠ABD=∠DAC=∠DAF.∵∠ADE=∠ADF=90°,∴90°−∠DAE=90°−∠DAF,即∠AED=∠AFD,∴AE=AF=5.故答案为5.
浙江省
3.【2024·浙江A卷13题(回忆版)】如图,AB是⊙O的直径,AC与⊙O相切,A为切点,连接BC.已知∠ACB=50°,则∠B的度数为 .
【答案】40°【解析】∵AB是⊙O的直径,AC与⊙O相切,A为切点,∴BA⊥AC,∴∠BAC=90°,∵∠ACB=50°,∴∠B=90°−50°=40°.故答案为40°.
内蒙古
14.【2024·包头】如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,点O在四边形ABCD内部,过点C作⊙O的切线交AB的延长线于点P,连接OA,OB.若∠AOB=140°,∠BCP=35°,则∠ADC的度数为 .
【答案】105°【解析】如图,连接OC.∵点C为切点,∴OC⊥PC,∴∠OCP=90°.∵∠BCP=35°,∴∠OCB=90°−∠BCP=55°.∵OC=OB,∴∠OBC=∠OCB=55°,∴∠BOC=180°−∠OCB−∠OBC=70°.∵∠AOB=140°,∴∠AOC=360°−∠AOB−∠BOC=150°,∴∠ABC=12∠AOC=75°,∴∠ADC=180°−∠ABC=105°.故答案为105°.
三、解答题
北京
24.【2024·北京24题】如图,AB是⊙O的直径,点C,D在⊙O上,OD平分∠AOC.
(1)求证:OD∥BC;
(2)延长DO交⊙O于点E,连接CE交OB于点F,过点B作⊙O的切线交DE的延长线于点P.若OFBF=56,PE=1,求⊙O半径的长.
解:(1)证明:连接AC交OD于H,
∵AB是⊙O的直径,∴AC⊥BC,
∵OD平分∠AOC,∴∠AOD=∠COD,
∴AD=CD,∴OD⊥AC,
∴OD∥BC.
(2)∵OE∥BC,∴△OEF∽△BCF,
∴OEBC=OFBF=56,∴设OE=5x,BC=6x,
∵AO=OB,OH∥BC,∴AH=CH,
∴OH=12BC=3x,
∵PB是⊙O的切线,∴∠OBP=90,∴∠PBO=∠AHO,
∵∠BOP=∠AOH,∴△AOH∽△POB,
∴POAO=OBOH,∴5x+15x=5x3x,
∴x=310或x=0(不合题意舍去),
∴OE=32,∴⊙O半径的长为32.
天津
21.【2024·天津21题】已知△AOB中,∠ABO=30°,AB为⊙O的弦,直线MN与⊙O相切于点C.
(Ⅰ)如图①,若AB∥MN,直径CE与AB相交于点D,求∠AOB和∠BCE的大小;
(Ⅱ)如图②,若OB∥MN,CG⊥AB,垂足为G,CG与OB相交于点F,OA=3,求线段OF的长.
解:(I)∵OA=OB,∴∠A=∠ABO,
∵∠A+∠ABO+∠AOB=180°,∠ABO=30°,
∴∠AOB=180°−2∠ABO=120°,
∵直线MN与⊙O相切于点C,CE为⊙O的直径,
∴∠ECM=90°,
∵AB∥MN,∴∠CDB=∠ECM=90°,
∵∠BOE=90°−∠ABO=60°,
∵∠BCE=12∠BOE,∴∠BCE=30°.
(II)如图,连接OC.
同(I),得∠COB=90°,
∵CG⊥AB,∴∠FGB=90°,
∵∠ABO=30°,∴∠BFG=90°−∠ABO=60°,
∴∠CFO=∠BFG=60°,
在Rt△COF中,tan∠CFO=OCOF,OC=OA=3,
∴OF=OCtan∠CFO=3tan60°=3.
陕西省
24.【2024·陕西】如图,直线l与⊙O相切于点A,AB是⊙O的直径,点C,D在l上,且位于点A两侧,连接BC,BD,分别与⊙O交于点E,F,连接EF,AF.
(1)求证:∠BAF=∠CDB;
(2)若⊙O的半径r=6,AD=9,AC=12,求EF的长.
解:(1)证明:∵直线l与⊙O相切于点A,AB是⊙O的直径,
∴AB⊥CD,∴∠BAC=∠BAD=90°.
∵AB是⊙O的直径,∴∠AFB=90°,
∵∠BAF+∠ABD=90°,∠CDB+∠ABD=90°,
∴∠BAF=∠CDB;
(2)在Rt△ABD中,
∵AB=2r=12,AD=9,
∴BD=92+122=15,
在Rt△ABC中,
∵AB=12,AC=12,
∴BC=122+122=122,
∵∠ABF=∠DBA,∠AFB=∠BAD,
∴△BAF∽△BDA,
∴BF:BA=BA:BD,即BF:12=12:15,
解得BF=485,
∵∠BEF=∠BAF,∠BAF=∠CDB,
∴∠BEF=∠CDB,
∵∠EBF=∠DBC,∴△BEF∽△BDC,
∴EF:CD=BF:BC,即EF:21=485:122,
解得EF=4225,即EF的长为4225.
江西省
1.【2024·江西17题】如图,AB是半圆O的直径,点D是弦AC延长线上一点,连接BD,BC,∠D=∠ABC=60°.
(1)求证:BD是半圆O的切线;
(2)当BC=3时,求AC的长.
解:(1)证明:∵AB是半圆O的直径,
∴∠ACB=90°,∴∠A+∠ABC=90°.
∵∠D=∠ABC,∴∠D+∠A=90°,
∴∠ABD=90°,.
∵AB是半圆O的直径,
∴BD是半圆O的切线.
(2)连接OC,
∵∠ABC=60°,∴∠AOC=2∠ABC=120°,
∵OC=OB,∴△BOC是等边三角形,
∴OC=BC=3,∴AC的长=120π×3180=2π.
山东省
19. 【2024·济宁】如图,内接于,D是上一点,.E是外一点,,连接.
(1)若,求的长;
(2)求证:是的切线.
解:(1)∵,∴,
又∵,,
∴,∴.
(2)证明:如图,连接,
由(1)得:,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵是半径,
∴是的切线.
22.【2024·威海】如图,已知AB是⊙O的直径,点C,D在⊙O上,且BC=CD.点E是线段AB延长线上一点,连接EC并延长交射线AD于点F.∠FEG的平分线EH交射线AC于点H,∠H=45°.
(1)求证:EF是⊙O的切线;
(2)若BE=2,CE=4,求AF的长.
解:(1)证明:如图,连接OC,
∵OA=OC,∴∠OAC=∠OCA.
∵BC=CD,
∴∠DAC=∠BAC,∴∠OCA=∠DAC,∴OC∥AF.
∵EH平分∠FEG,∴∠FEH=∠GEH.
∵∠GEH=∠H+∠BAC,∠FEH=∠F+∠BAF,
∴2∠H+2∠BAC=∠F+∠BAF,
∴∠BAF=2∠BAC,
∴∠F=2∠H=90°,
∴∠OCE=∠F=90°,即OC⊥EF.
∵OC是半径,∴EF是⊙O的切线.
(2)∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,即∠OCB+∠BCE=90°,
∴∠OBC+∠BAC=90°.
又∵OB=OC,
∴∠OBC=∠OCB,∴∠BCE=∠EAC.
∵∠CEB=∠CAE,
∴△BCE∽△CAE,∴BECE=CEAE=BCAC=24=12,
∴CE2=BE•AE,即16=2AE,解得AE=8,
∴AB=8−2=6.
在Rt△ABC中,AB=6,BCAC=12,
∴BC=655,AC=1255.
∵∠F=∠ACB=90°,∠FAC=∠BAC,
∴△FAC∽△CAB,∴AFAC=ACAB,∴AF=AC2AB=245.
湖北省
20.【2024·武汉】如图,△ABC为等腰三角形,O是底边BC的中点,腰AC与半圆O相切于点D,底边BC与半圆O交于E,F两点.(1)求证:AB与半圆O相切;
(2)连接OA.若CD=4,CF=2,求sin∠OAC的值.
解:(1)证明:连接OD,OA,作OH⊥AB于H,如图,
∵△ABC为等腰三角形,O是底边BC的中点,
∴AO⊥BC,AO平分∠BAC.
∵AC与⊙O相切于点D,
∴OD⊥AC.
而OH⊥AB,∴OH=OD,
∴AC是⊙O的切线.
(2)由(1)知OD⊥AC,
在Rt△OCD中,CD=4,OC=OF+CF=OD+2,OD2+CD2=OC2,
∴OD2+42=(OD+2)2,
∴OD=3,∴OC=5,∴csC=CDOC=45.
在Rt△OCA中,csC=OCAC=45,
∴sin∠OAC=OCAC=45.
江苏省
1.【2024·盐城23题】如图,点C在以AB为直径的⊙O上,过点C作⊙O的切线l,过点A作AD⊥l,垂足为D,连接AC、BC.
(1)求证:△ABC∽△ACD;
(2)若AC=5,CD=4,求⊙O的半径.
解:(1)证明:连接OC,
∵l是⊙O的切线,∴OC⊥l.
∵AD⊥l,
∴OC∥AD,∴∠CAD=∠ACO=∠CAB.
∵∠D=∠ACB=90°,
∴△ABC∽△ACD.
(2)∵AC=5,CD=4,∠D=90°,
∴AD=AC2−CD2=3.
∵△ABC∽△ACD,
∴ABAC=ACAD,∴AB5=53,∴AB=253,∴半径为256.
四川省
21.【2024·资阳】如图,已知AB是⊙O的直径,AC是⊙O的弦,点D在⊙O外,延长DC,AB相交于点E,过点D作DF⊥AB于点F,交AC于点G,DG=DC.
(1)求证:DE是⊙O的切线;
(2)若⊙O的半径为6,点F为线段OA的中点,CE=8,求DF的长.
解:(1)证明:连接OC,
∵DG=DC,∴∠DGC=∠DCG.
∵∠DGC=∠AGF,∴∠DCG=∠AGF.
∵DF⊥AB,∴∠AFG=90°,∴∠A+∠AGF=90°.
∵OC=OA,∴∠A=∠ACO,∴∠DCG+∠ACO=90°,
∴∠DCO=90°.
∵OC是⊙O的半径,∴DE是⊙O的切线.
(2)由(1)知,∠OCE=90°,
∵OC=6,CE=8,∴OE=OC2+CE2=10.
∵OA=6,点F为线段OA的中点,
∴OF=12OA=3,∴EF=13.
∵∠DFE=∠OCE=90°,∠E=∠E,
∴△OCE∽△DFE,
∴CEEF=OCDF,∴813=6DF,∴DF=394.
23.【2024·雅安】如图,AB是⊙O的直径,点C是⊙O上的一点,点P是BA延长线上的一点,连接AC,∠PCA=∠B.
(1)求证:PC是⊙O的切线;
(2)若sin∠B=12,求证:AC=AP;
(3)若CD⊥AB于D,PA=4,BD=6,求AD的长.
解:(1)证明:如图,连接OC,
∵AB是⊙O的直径,∴∠ACB=90°,
∴∠BCO+∠OCA=90°.
∵OB=OC,∴∠B=∠BCO.
∵∠PCA=∠B,∴∠PCA=∠BCO,
∴∠PCA+∠OCA=90°,
∴OC⊥PC,∴PC是⊙O的切线.
(2)证明:∵sin∠B=12,
∴∠B=30°,∴∠PCA=∠B=30°.
由(1)知∠ACB=90°,
∴∠CAB=60°,∴∠P=∠CAB−∠PCA=30°,
∴∠PCA=∠P,∴AC=AP.
(3)设AD=x,
在Rt△ACB中,CD⊥AB,
∴CD2=AD×BD=6x,
∵∠P=∠P,∠PCA=∠B,
∴△PAC∽△PCB,∴PAPC=PCPB,
∴PC2=PA•PB=4(6+4+x)=4(10+x),
在Rt△PCD中,由勾股定理得PD2+CD2=PC2,
即(4+x)2+6x=4(10+x),
整理得x2+10x−24=0,
解得x1=2,x2=−12(舍去),故AD=2.
20.【2024·甘孜州】如图,AB为⊙O的弦,C为AB的中点,过点C作CD∥AB,交OB的延长线于点D.连接OA,OC.
(1)求证:CD是⊙O的切线;
(2)若OA=3,BD=2,求△OCD的面积.
解:(1)证明:设OC交AB于点E,
∵OC是⊙O的半径,C为AB的中点,
∴OC垂直平分AB,
∵CD∥AB,∴∠OCD=∠OEB=90°.
∵OC是⊙O的半径,且CD⊥OC,
∴CD是⊙O的切线.
(2)∵OA=OC=OB=3,BD=2,
∴OD=OB+BD=3+2=5,
∵∠OCD=90°,
∴CD=OD2−OC2=52−32=4,
∴S△OCD=12CD•OC=12×4×3=6,
∴△OCD的面积是6.
27.【2024·凉山州】如图,AB是⊙O的直径,点C在⊙O上,AD平分∠BAC交⊙O于点D,过点D的直线DE⊥AC,交AC的延长线于点E,交AB的延长线于点F.
(1)求证:EF是⊙O的切线;
(2)连接EO并延长,分别交⊙O于M、N两点,交AD于点G,若⊙O的半径为2,∠F=30°,求GM•GN的值.
解:(1)证明:连接OD.
∵AD平分∠BAC,∴∠DAE=∠OAD.
∵OA=OD,∴∠OAD=∠ODA.
∴∠DAE=∠ODA,∴OD∥AC.
∵DE⊥AC,∴OD⊥DE.
∵OD是⊙O的半径,∴EF是⊙O的切线.
(2)连接MD,AN,
在Rt△ODF中,OB=OD=2,∠F=30°,
∴OD=12OF,∠BOD=60°,∴OF=4,
∴DF=OF2−OD2=23,∴AF=2+4=6.
在Rt△AEF中,∠F=30°,∴AE=12AF=3.
∵∠F=30°,OD⊥EF,∴∠DOF=60°=∠2+∠3,
∵OA=OD,∠2=∠3,∴∠2=30°,
∴∠2=∠F,∴AD=DF=23,
∵OD∥AE,∴△DGO∽△AGE,
∴DGAG=ODAE=23,∴DG=25AD,AG=35AD,
∵∠ANM=∠MDG,∠MGD=∠AGN,
∴△MGD∽△AGN,∴MGAG=GDGN,
∴GM•GN=GD•GA=25AD•35AD=625AD2=625×(23)2=7225.
22.【2024·眉山】如图,BE是⊙O的直径,点A在⊙O上,点C在BE的延长线上,∠EAC=∠ABC,AD平分∠BAE交⊙O于点D,连结DE.
(1)求证:CA是⊙O的切线;
(2)当AC=8,CE=4时,求DE的长.
解:(1)证明:连接OA,
∵BE是⊙O的直径,
∴∠BAE=90°,∴∠BAO+∠OAE=90°.
∵OA=OB,∴∠ABC=∠BAO.
∵∠EAC=∠ABC,
∴∠CAE=∠BAO,
∴∠CAE+∠OAE=90°,
∴∠OAC=90°.
∵OA是⊙O的半径,
∴CA是⊙O的切线.
(2)∵∠EAC=∠ABC,∠C=∠C,
∴△ABC∽△EAC,∴ACBC=CEAC,∴8BC=48,
∴BC=16,∴BE=BC−CE=12.
连接BD,
∵AD平分∠BAE,
∴∠BAD=∠EAD,
∴BD=DE,∴BD=DE.
∵BE是⊙O的直径,
∴∠BDE=90°,∴DE=BD=22BE=62.
24.【2024·广元】如图,在△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,⊙O经过A、C两点,交AB于点D,CO的延长线交AB于点F,DE∥CF交BC于点E.
(1)求证:DE为⊙O的切线;
(2)若AC=4,tan∠CFD=2,求⊙O的半径.
解:(1)证明:连接OD,
∵AC=BC,∠ACB=90°,
∴△ACB为等腰直角三角形,
∴∠CAB=45°,∴∠COD=2∠CAB=90°,
∵DE∥CF,∴∠COD+∠EDO=180°,
∴∠EDO=90°∴DE为⊙O的切线.
(2)过点C作CH⊥AB于点H,
∵△ACB为等腰直角三角形,AC=4,
∴CH=AH=12AB=22,
∵tan∠CFD=CHFH=2,∴FH=2.
在Rt△CFH中,由勾股定理得CF2=CH2=FH2,
∴CF=10.
∵tan∠CFD=ODOF=ODCF−OC=OD10−OD=2,
∴OD=2103.
故⊙O的半径为2103.
24.【2024·宜宾】如图,△ABC内接于⊙O,AB=AC=10,过点A作AE∥BC,交⊙O的直径BD的延长线于点E,连结CD.
(1)求证:AE是⊙O的切线;
(2)若tan∠ABE=12,求CD和DE的长.
解:(1)证明:连接并延长AO交BC于点F,连接OC,则OB=OC,
∵AB=AC,∴∠AOB=∠AOC,
∴∠FOB=∠FOC,∴OF⊥BC.
∵AE∥BC,∴∠OAE=∠OFB=90°,
∵OA是⊙O的半径,且AE⊥OA,
∴AE是⊙O的切线.
(2)∵OB=OA,∴∠BAF=∠ABE,
∴BFAF=tan∠BAF=tan∠ABE=12,
∴AF=2BF.
∵AB=AF2+BF2=(2BF)2+BF2=5BF=10,
∴BF=25,AF=45.
∵BF2+FO2=OB2,且OB=OA=45−FO,
∴(25)2+FO2=(45−FO)2,解得FO=352,
∴OD=OB=OA=45−352=552.
∵OB=OD,BF=CF,
∴CD=2FO=2×352=35.
∵OAOE=cs∠AOE=cs∠FOB=FOOB,
∴OE=OA⋅OBFO=552×552352=2556,
∴DE=OE−OD=2556−552=553,
∴CD的长是35,DE的长是553.
24.【2024·遂宁】如图,AB是⊙O的直径,AC是一条弦,点D是AC的中点,DN⊥AB于点E,交AC于点F,连结DB交AC于点C.
(1)求证:AF=DF;
(2)延长GD至点M,使DM=DG,连结AM.
①求证:AM是⊙O的切线;
②若DG=6,DF=5,求⊙O的半径.
解:(1)证明:连接AD,设OD交AC于点I,
∵OD=OA,∴∠ODA=∠OAD.
∵点D是AC的中点,∴OD⊥AC于点I.
∵DN⊥AB于点E,∴∠OED=∠OIA=90°,
∴∠ODF=∠OAF=90°−∠AOD,
∴∠ODA−∠ODF=∠OAD−∠OAF,
∴∠FDA=∠FAD,
∴AF=DF.
(2)①证明:∵AB是⊙O的直径,DM=DG,
∴∠ADB=90°,∴AD垂直平分GM,
∴AM=AG,∴∠MAD=∠CAD.
∵AD=CD,∴∠B=∠CAD,
∴∠MAD=∠B,
∴∠OAM=∠BAD+∠MAD=∠BAD+∠B=90°,
∵OA是⊙O的半径,且AM⊥OA,
∴AM是⊙O的切线.
②∵∠FDG+∠FDA=90°,∠FGD+∠FAD=90°,且∠FDA=∠FAD,
∴∠FDG=∠FGD,∴GF=DF=AF=5,
∴AG=2AF=10.
∵DG=6,
∴AD=AG2−DG2=102−62=8.
∵∠AID=∠ADG=90°,∴AIAD=ADAG=cs∠DAG,
∴AI=AD2AG=8210=325,
∴DI=AD2−AI2=82−(325)2=245.
∵∠OIA=90°,OI=OD−245=OA−245,
∴OI2+AI2=OA2,
∴(OA−245)2+(325)2=OA2,
解得OA=203,
∴⊙O的半径长为203.
22.【2024·南充】如图,在⊙O中,AB是直径,AE是弦,点F是AE上一点,AF=BE,AE,BF交于点C,点D为BF延长线上一点,且∠CAD=∠CDA.
(1)求证:AD是⊙O的切线.
(2)若BE=4,AD=25,求⊙O的半径长.
解:(1)证明:∵AF=BE,∴∠ABF=∠BAE,
∵∠CAD+∠BAE+∠CDA+∠ABF=180°,且∠CAD=∠CDA,
∴∠CAD+∠BAE+∠CAD+∠BAE=180°,
∴∠OAD=∠CAD+∠BAE=90°,
∵OA是⊙O的半径,且AD⊥OA,
∴AD是⊙O的切线.
(2)如图,连接AF,
∵AF=BE,BE=4,AD=25,∴AF=BE=4,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠AFD=∠AFB=90°,
∴DF=AD2−AF2=(25)2−42=2,
∵∠BAD=∠AFD=90°,
∴ABAD=AFDF=tanD=42=2,∴AD=12AB,
∴OA=12AB=AD=25,
∴⊙O的半径长为25.
25.【2024·广安】如图,点C在以AB为直径的⊙O上,点D在BA的延长线上,∠DCA=∠CBA.
(1)求证:DC是⊙O的切线;
(2)点G是半径OB上的点,过点G作OB的垂线与BC交于点F,与DC的延长线交于点E,若sinD=45,DA=FG=2,求CE的长.
解:(1)证明:如图,连接OC.
∵OB=OC,∴∠OBC=∠OCB.
∵∠DCA=∠OBC,∴∠DCA=∠OCB.
而AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠DCA+∠OCA=∠OCA+∠OCB=90°,
∴∠OCD=90°,∴DC是⊙O的切线.
(2)设OC=OA=r,
∵sinD=OCOD=45,
∴rr+2=45,∴r=8,
∴OC=OA=8.
在 Rt△OCD 中,CD=OD2−OC2=(8+2)2−82=6,
∵∠DCA+∠ECF=∠BFG+∠CBA=90°,
∴∠ECF=∠BFG,
又∵∠BFG=∠EFC,∴∠ECF=∠EFC,
∴EC=EF,设EC=EF=x,
∵∠D=∠D,∠DCO=∠DGE,
∴△DOC∽△DEG,
∴DODE=OCEG,则 10x+6=8x+2,解得x=14,
经检验x=14是所列方程的解,
∴CE=14.
23.【2024·达州】如图,BD是⊙O的直径,四边形ABCD内接于⊙O,连结AC,且AB=AC,以AD为边作∠DAF=∠ACD交BD的延长线于点F.
(1)求证:AF是⊙O的切线;
(2)过点A作AE⊥BD交BD于点E,若CD=3DE,求cs∠ABC的值.
解:(1)证明:如图所示,连接OA,
∵BD是⊙O的直径,
∴∠BAD=90°,∴∠OAB+∠OAD=90°.
∵OA=OB,∴∠OAB=∠OBA.
∵∠DAF=∠ACD,∠OBA=∠ACD,
∴∠DAF=∠OAB,
∴∠DAF+∠OAD=∠OAB+∠OAD=90°,
∴∠OAF=90°,∴OA⊥AF.
又∵OA是⊙O的半径,∴AF是⊙O的切线.
(2)如图所示,延长CD交AF于H,延长AO交BC于G,连接OC,
∵BD是⊙O的直径,
∴∠BCD=90°,即CH⊥BC,
∵AB=AC,OB=OC,
∴OA垂直平分BC,∴AG⊥BC,∴AG∥CH,
∵∠OAF=90°,
∴AE⊥BD,∴∠AEB=∠AHC=90°.
又∵∠ABE=∠ACH,
∴△ABE≌△ACH(AAS),∴AE=AH,BE=CH,
∵AD=AD,
∴Rt△ADE≌Rt△ADH(HL),
∴DH=DE,设DH=DE=a,则CD=3a,
∴BE=CH=DH+CD=4a,
∴BD=BE+DE=5a,∴OA=OD=2.5a,
∴OE=OD−DE=1.5a,∴AE=OA2−OE2=2a,
∴AD=AE2+DE2=5a,∴cs∠ADE=DEAD=55.
∵AB=AC,∴∠ABC=∠ACB.
∵∠ADE=∠ACB,
∴∠ABC=∠ADE,∴cs∠ABC=cs∠ADE=55.
1.【2024·德阳】已知⊙O的半径为5,B、C是⊙O上两定点,点A是⊙O上一动点,且∠BAC=60°,∠BAC的平分线交⊙O于点D.
(1)证明:点D为BC上一定点;
(2)过点D作BC的平行线交AB的延长线于点F.
①判断DF与⊙O的位置关系,并说明理由;
②若△ABC为锐角三角形,求DF的取值范围.
解:(1)证明:连接OB,OC,如图.
∵∠BAC=60°,∠BAC的平分线交⊙O于点D,
∴∠BAD=12∠BAC=30°,
∴∠BOD=2∠BAD=60°,
∴BD的度数是60°.
∵B为定点,
∴D为BC上一定点.
(2)①DF与⊙O相切,理由如下:
连接OD,如图:
∵∠BAC的平分线交⊙O于点D,
∴∠BAD=∠CAD,
∴BD=CD,
∴OD⊥BC.
∵DF∥BC,
∴OD⊥DF.
∵OD为⊙O的半径,
∴DF与⊙O相切.
②当∠A1BC为直角时,连接OD交BC于M,如图:
∵∠BA1C=60°,
∵∠A1BC=90°,
∴∠C=30°,A1C为⊙O的直径.
∵⊙O的半径为5,
∴A1C=10,A1B=12A1C=5,
∴BC=53,
由①知,BD=CD,
∴BM=12BC=532,∠BMD=90°.
∵∠FBC=180°−∠A1BC=90°,∠FDM=90°,
∴四边形BFDM是矩形,
∴DF=BM=532;
当∠A2CB为直角时,连接OD,BD,如图.
∵∠A2CB=90°,∠BA2C=60°,
∴A2B是⊙O的直径,∠A2BC=30°.
∵DF∥BC,
∴∠F=∠A2BC=30°,
∵DF与⊙O相切,
∴∠FDO=90°,
∴OF=2OD=10,
∴DF=OF2−OD2=102−52=53.
由图可知,当A由A1运动到A2(不包括A1,A2)时,△ABC是锐角三角形,
∴DF的取值范围是532<DF<53.
1.【2024·泸州】如图,△ABC是⊙O的内接三角形,AB是⊙O的直径,过点B作⊙O的切线与AC的延长线交于点D,点E在⊙O上,AC=CE,CE交AB于点F.
(1)求证:∠CAE=∠D;
(2)过点C作CG⊥AB于点G,若OA=3,BD=32,求FG的长.
解:(1)证明:∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,∴∠BCD=90°,∴∠D+∠CBD=90°.
∵BD是⊙O的切线,
∴∠ABD=90°,∴∠ABC+∠CBD=90°,∴∠ABC=∠D.
∵AC=AC,
∴∠E=∠ABC,∴∠E=∠D,
∵AC=CE,
∴∠CAE=∠E,∴∠CAE=∠D.
(2)过点C作CH⊥AE于H,如图.
∵OA=3,∴AB=2OA=6,
在Rt△ABD中,AD=AB2+BD2=62+(32)2=36,
∵S△ABD=12AB⋅BD=12AD⋅BC,
∴BC=AB⋅BDAD=6×3236=23,
∴AC=AB2−BC2=62−(23)2=26,
同理可得CG=22,AG=AC2−CG2=(26)2−(22)2=4,
∴BG=2;
∵AC=CE,CH⊥AE,∴AE=2AH.
由(1)可得∠ABC=∠CAH,∠ACB=∠CHA=90°,
∴△ACB∽△CHA,
∴AHBC=ACAB,∴AH23=266,
∴AH=22,∴AE=42,
设FG=x,则AF=4+x,
∵∠E=∠CBF,∠EAF=∠BCF,
∴△AEF−△CBF,∴CFAF=BCAE,即 CF4+x=2342,
∴CF=46+6x4,
∵CF2=CG2+FG2,
∴(46+6x4)2=(22)2+x2,解得x=45或x=4(舍去),
∴FG的长为45.
广东省
17.【2024·广东】如图,在△ABC中,∠C=90°.
(1)实践与操作:用尺规作图法作∠A的平分线AD交BC于点D;(保留作图痕迹,不要求写作法)
(2)应用与证明:在(1)的条件下,以点D为圆心,DC长为半径作⊙D.求证:AB与⊙D相切.
解:(1)如图,AD即为所求.
(2)证明:过点D作DE⊥AB于点E,
∵AD平分∠BAC,∠C=90°,
∴DE=CD,∴DE为⊙D的半径,
∴AB与⊙D相切.
18.【2024·深圳18题(回忆版)】如图,在△ABD中,AB=BD,⊙O为△ABD的外接圆,BE为⊙O的切线,AC为⊙O的直径,连接DC并延长交BE于点E.
(1)求证:DE⊥BE;
(2)若AB=56,BE=5,求⊙O的半径.
解:(1)证明:连接BO并延长交AD于H点,如图,
∵AB=BD,OA=OD,∴BO垂直平分AD,
∴∠BHD=90°,
∵BE为⊙O的切线,∴OB⊥BE,
∴∠OBE=90°
∵AC为⊙O的直径,∴∠ADC=90°,
∴四边形BEDH为矩形,
∴∠E=90°,∴BE⊥DE.
(2)∵BO垂直平分AD,∴AH=DH=12AD=35,
∵四边形BEDH为矩形,∴DH=BE=5.
在Rt△BDH中,∵BD=AB=56,DH=5,
∴BH=(56)2−52=55.
设⊙O的半径为r,则OH=55−r,OD=r,
在Rt△ODH中,(55−r)2+52=r2,解得r=35,
即⊙O的半径为35.
贵州省
23.【2024·贵州23题】如图,AB为半圆O的直径,点F在半圆上,点P在AB的延长线上,PC与半圆相切于点C,与OF的延长线相交于点D,AC与OF相交于点E,DC=DE.
(1)写出图中一个与∠DEC相等的角: ;
(2)求证:OD⊥AB;
(3)若OA=2OE,DF=2,求PB的长.
解:(1)∠DCE=∠DEC,
理由:∵DC=DE,∴∠DCE=∠DEC.
故答案为∠DCE.
(2)证明:如图,连接OC.
∵PC与半圆相切于点C,
∴∠OCD=90°,∴∠DCE+∠ACO=90°.
∵OA=OC,∴∠A=∠ACO.
∵∠DCE=∠DEC=∠AEO,
∴∠A+∠AEO=90°,
∴∠AOE=90°,∴OD⊥AB.
(3)∵OA=2OE,
∴设OE=x,AO=2x,∴EF=OF−OE=x.
∴DE=DC=x+2,OD=2x+2,
∵OC2+CD2=OD2,
∴(2x)2+(x+2)2=(2x+2)2,
∴x=4或x=0(不合题意舍去),
∴OD=10,OC=OB=8,CD=6,
∵∠DOP=∠OCD=∠DOP=90°,
∴∠D+∠DOC=∠DOC+∠COP=90°,
∴∠D=∠COP,∴△CDO∽△COP,∴ODOP=CDOC,
∴10OP=68,∴OP=403,
∴BP=OP−OB=163.
云南省
1.【2024·云南】如图,AB是⊙O的直径,点D、F是⊙O上异于A、B的点.点C在⊙O外,CA=CD,延长BF与CA的延长线交于点M,点N在BA的延长线上,∠AMN=∠ABM,AM•BM=AB•MN.点H在直径AB上,∠AHD=90°,点E是线段DH的中点.
(1)求∠AFB的度数;
(2)求证:直线CM与⊙O相切;
(3)看一看,想一想,证一证:以下与线段CE、线段EB、线段CB有关的三个结论:CE+EB<CB,CE+EB=CB,CE+EB>CB,你认为哪个正确?请说明理由.
解:(1)∵AB是⊙O的直径,∴∠AFB=90°.
(2)证明:∵AM•BM=AB•MN,
∴AMMN=ABBM.
∵∠AMN=∠ABM,
∴△AMN∽△ABM,
∴∠NAM=∠MAB.
∵∠NAM+∠MAB=180°,
∴∠NAM=∠MAB=90°.
∴OA⊥CM.
∵OA为⊙O的半径,
∴直线CM与⊙O相切.
(3)正确的结论为CE+EB=CB,理由:
连接OC,OD,过点B作⊙O的切线,交CD的延长线于点K,设BC与DH交于点G,如图,
在△OAC和△ODC中,OA=ODOC=OCCA=CD,
∴△OAC≌△ODC(SSS),
∴∠OAC=∠ODC.
由(2)知:OA⊥CM,
∴∠OAC=∠ODC=90°,∴OD⊥CD.
∵OD为⊙O的半径,
∴CK为⊙O的切线.
∵BK为⊙O的切线,
∴DK=BK,BK⊥AB.
∵DH⊥AB,CA⊥AB,
∴AC∥DH∥BK,
∴△BHG∽△BAC,△CDG∽△CKB,BHAB=DKCK.
∴GHAC=BHAB,GDBK=CDCK,
∴GHAC=DKCK,GDCD=BKCK=DKCK,
∴GHAC=GDCD.
∵CA=CD,
∴GH=GD,
∴点G是线段DH的中点,
∵点E是线段DH的中点,
∴点G与点E重合.
∴线段BC经过点E,
∴CE+EB=CB.
甘肃省
26. 【2024·兰州】如图,内接于,为的直径,点D为上一点,,延长至E,使得.
(1)求证:是的切线;
(2)若,求的长.
解:(1)连接,则,
∴,
∵为的直径,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴,即:,
∴.
∵是的半径,
∴是的切线.
(2)∵,∴.
由(1)知:,
∴.
由(1)知:,
又∵,
∴,
∴,
∴,,
∴,即,
解得(舍去)或,
∴.
24.【2024·临夏州】如图,直线l与⊙O相切于点D,AB为⊙O的直径,过点A作AE⊥l于点E,延长AB交直线l于点C.
(1)求证:AD平分∠CAE;
(2)如果BC=1,DC=3,求⊙O的半径.
解:(1)证明:连接OD,如图.
∵直线l与⊙O相切于点D,∴OD⊥CE.
∵AE⊥CE,
∴OD∥AE,∴∠ODA=∠EAD.
∵OA=OD,
∴∠ODA=∠OAD,
∴∠OAD=∠EAD,∴AD平分∠CAE.
(2)设⊙O的半径为r,则OB=OD=r,
在Rt△OCD中,∵OD=r,CD=3,OC=r+1,
∴r2+32=(r+1)2,解得r=4,
即⊙O的半径为4.
25.【2024·甘肃25题】如图,AB是⊙O的直径,BC=BD,点E在AD的延长线上,且∠ADC=∠AEB.
(1)求证:BE是⊙O的切线;
(2)当⊙O的半径为2,BC=3时,求tan∠AEB的值.
解:(1)证明:如图,连接BD,OC,OD,
∵BC=BD,∴BC=BD,
∵OC=OD,
∴点O、B在CD的垂直平分线上,
∴OB垂直平分CD,∴∠AFD=90°.
∵∠ADC=∠AEB,
∴CD∥BE,∴∠ABE=∠AFD=90°,
∴AB⊥BE.
∵AB是⊙O的直径,
∴BE是⊙O的切线.
(2)∵⊙O的半径为2,∴AB=2×2=4.
∵AB是⊙O的直径,∴∠ACB=90°.
∵BC=3,
∴AC=AB2−BC2=42−32=7,
∴tan∠ABC=ACBC=73.
∵AC=AC,∴∠ADC=∠ABC.
∵∠AEB=∠ADC,
∴∠AEB=∠ABC,
∴tan∠AEB=tan∠ABC=73.
黑龙江省
26.【2024·绥化】如图1,O是正方形ABCD对角线上一点,以O为圆心,OC长为半径的⊙O与AD相切于点E,与AC相交于点F.(1)求证:AB与⊙O相切;
(2)若正方形ABCD的边长为2+1,求⊙O的半径;
(3)如图2,在(2)的条件下,若点M是半径OC上的一个动点,过点M作MN⊥OC交CE于点N.当CM:FM=1:4时,求CN的长.
解:(1)证明:如图,
连接OE,过点O作OG⊥AB于点G,
∵⊙O与AD相切于点E,∴OE⊥AD.
∵四边形ABCD是正方形,AC是正方形的对角线,
∴∠BAC=∠DAC=45°,∴OE=OG.
∵OE 为⊙O的半径,∴OG为⊙O的半径,
∵OG⊥AB,∴AB与⊙O相切.
(2)如图,
∵AC为正方形ABCD的对角线,∴∠DAC=45°,
∵⊙O与AD相切于点E,∴∠AEO=90°,
∴由(1)可知 AE=OE,
设AE=OE=OC=OF=R,
在Rt△AEO中,∵AE2+EO2=AO2,
∴AO2=R2+R2.
∵R>0,∴AO=2R.
又∵正方形ABCD的边长为2+1,
在Rt△ADC中,∴AC=AD2+CD2=2(2+1),
∵OA+OC=AC,∴2R+R=2(2+1),
∴R=2,
∴⊙O的半径为 2.
(3)如图,
连接FN,ON,设CM=k,
∵CM:FM=1:4,∴CF=5k,
∴OC=ON=2.5k,∴OM=OC−CM=1.5k,
在Rt△OMN中,由勾股定理得MN=2k,
在Rt△CMN中,由勾股定理得CN=5k,
又∵FC=5k=2R=2×2=22,
∴k=225,∴CN=5×225=2105.
广西
24.【2024·广西24题】如图,已知⊙O是△ABC的外接圆,AB=AC.点D,E分别是BC,AC的中点,连接DE并延长至点F,使DE=EF,连接AF.
(1)求证:四边形ABDF是平行四边形;
(2)求证:AF与⊙O相切;
(3)若tan∠BAC=34,BC=12,求⊙O的半径.
解:(1)证明:∵点D,E分别是BC,AC的中点,
∴BD=DC,AE=EC.
在△EDC和△EFA中,EC=AE∠DEC=∠FEADE=FE,
∴△EDC≌△EFA(SAS),
∴DC=AF,∠EDC=∠F,∴BC∥AF,BD=AF,
∴四边形ABDF是平行四边形.
(2)证明:连接AD,如图,
∵AB=AC,BD=DC
∴AD⊥BC,∴AD垂直平分BC,
∴AD经过圆心O.
由(1)知:AF∥BC,∴DA⊥AF.
∵OA为⊙O半径,∴AF与⊙O相切.
(3)连接OB,OC,OD,如图,
∵OB=OC,BD=CD=12BC=6,
∴OD⊥BC,∠BOD=12∠BOC.
∵∠BAC=12BOC,∴∠BOD=∠BAC.
∵tan∠BAC=34,∴tan∠BOD=34.
∵tan∠BOD=BDOD,
∴BDOD=34,∴OD=8,
∴OB=BD2+OD2=10,
∴⊙O的半径为10.
内蒙古
22.【2024·通辽22题】如图,△ABC中.∠ACB=90°,点O为AC边上一点,以点O为圆心,OC为半径作圆与AB相切于点D,连接CD.
(1)求证:∠ABC=2∠ACD;
(2)若AC=8,BC=6,求⊙O的半径.
解:(1)证明:连接OD,如图,
∵AB为⊙O的切线,∴OD⊥AB,
∴∠ODA=∠ODB=90°,
∵∠ACB=90°,∴∠ABC+∠COD=180°,
∵∠AOD+∠COD=180°,∴∠ABC=∠AOD,
∵∠AOD=2∠ACD,∴∠ABC=2∠ACD.
(2)设⊙O的半径为r,则OD=OC=r,OA=8−r,
在Rt△ACB中,
∵∠ACB=90°,AC=8,BC=6,
∴AB=62+82=10,
∵∠OAD=∠BAC,∠ADO=∠ACB,
∴△AOD∽△ABC,
∴ODBC=AOAB,即r6=8−r10,
解得r=3,
即⊙O的半径为3.
24.【2024·赤峰24题】如图,△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,⊙O经过B,C两点,与斜边AB交于点E,连接CO并延长交AB于点M,交⊙O于点D,过点E作EF∥CD,交AC于点F.
(1)求证:EF是⊙O的切线;
(2)若BM=42,tan∠BCD=12,求OM的长.
解:(1)证明:连接OE,∵∠ACB=90°,AC=BC,
∴∠A=∠ABC=45°,∴∠COE=2∠ABC=90°,
∵EF∥CD,∴∠COE+∠OEF=180°,
∴∠FEO=90°,
∵OE是⊙O的半径,∴EF是⊙O的切线.
(2)过M作MH⊥BC于H,
则△BMH是等腰直角三角形,
∵BM=42,∴BH=MH=22BM=4,
在Rt△CHM中,∵tan∠BCD=HMCH=12,
∴CH=2MH=8,
∴CM=CH2+MH2=45,CB=CH+BH=12,
连接BD,
∵CD是⊙O的直径,∴BD⊥BC,
∴MH∥BD,∴CMDM=CHBH,
∴45DM=84,∴DM=25,
∴OD=12CD=35,∴OM=OD−DM=5.
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