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决战2020年中考数学压轴题综合提升训练《圆的综合》(含解析)

2023-03-13 来源:欧得旅游网
《圆的综合》

1.如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,(1)求证:CD平分∠ACE; (2)若AC=8,CE=3,求CD的长.

,AC为直径,DE⊥BC,垂足为E.

(1)证明:∵四边形ABCD是⊙O内接四边形, ∴∠BAD+∠BCD=180°, ∵∠BCD+∠DCE=180°, ∴∠DCE=∠BAD, ∵

∴∠BAD=∠ACD, ∴∠DCE=∠ACD, ∴CD平分∠ACE; (2)解:∵AC为直径, ∴∠ADC=90°, ∵DE⊥BC, ∴∠DEC=90°, ∴∠DEC=∠ADC, ∵∠DCE=∠ACD, ∴△DCE∽△ACD, ∴∴

,即.

的中点,过点C作AF的垂线,

2.如图,AB为⊙O的直径,C、F为⊙O上两点,且点C为交AF的延长线于点E,交AB的延长线于点D. (1)求证:DE是⊙O的切线;

(2)当BD=2,sinD=时,求AE的长.

(1)证明:连接OC,如图, ∵点C为弧BF的中点, ∴弧BC=弧CF. ∴∠BAC=∠FAC, ∵OA=OC, ∴∠OCA=∠OAC. ∴∠OCA=∠FAC, ∴OC∥AE, ∵AE⊥DE, ∴OC⊥DE. ∴DE是⊙O的切线; (2)∵sinD=

=,

∴设OC=3x,OD=5x, 则5x=3x+2, ∴x=1, ∴OC=3,OD=5, ∴AD=8, ∵sinD=∴AE=

=.

=,

3.如图,已知直线l切⊙O于点A,B为⊙O上一点,过点B作BC⊥l,垂足为点C,连接

AB、OB.

(1)求证:∠ABC=∠ABO; (2)若AB=

,AC=1,求⊙O的半径.

(1)证明:连接OA,

∵OB=OA, ∴∠OBA=∠OAB, ∵AC切⊙O于A, ∴OA⊥AC, ∵BC⊥AC, ∴OA∥BC, ∴∠OBA=∠ABC, ∴∠ABC=∠ABO;

(2)解:过O作OD⊥BC于D,

∵OD⊥BC,BC⊥AC,OA⊥AC, ∴∠ODC=∠DCA=∠OAC=90°, ∴OD=AC=1, 在Rt△ACB中,AB=∵OD⊥BC,OD过O, ∴BD=DC=BC=

=1.5,

,AC=1,由勾股定理得:BC=

=3,

在Rt△ODB中,由勾股定理得:OB=即⊙O的半径是

4.如图,AB为⊙O的直径,C为⊙O上一点,经过点C的切线交AB的延长线于点E,AD⊥

EC交EC的延长线于点D,连接AC.

(1)求证:AC平分∠DAE;

(2)若cos∠DAE=,BE=2,求⊙O的半径.

(1)证明:连接OC,

∵DE是⊙O的切线, ∴OC⊥DE, ∵AD⊥DE, ∴OC∥AD, ∴∠OCA=∠DAC, ∵OA=OC, ∴∠OCA=∠OAC, ∴∠DAC=∠OAC, ∴AC平分∠DAE;

(2)解:设⊙O的半径为r, ∵OC∥AD, ∴∠DAE=∠COE,

∴cos∠DAE=cos∠COE=,BE=2, ∴

=,

解得:r=4, 即⊙O的半径为4.

5.如图a,AB为⊙O直径,AC为⊙O的为弦,PA为⊙O的切线,∠APC=2∠1. (1)求证:PC是⊙O的切线.

(2)当∠1=30°,AB=4时,其他条件不变,求图b中阴影部分的面积.

(1)证明:连结OC, 在圆O中,OA=OC,

∴∠BOC=2∠1=∠APC,∠BOC+∠AOC=180°,

∴∠APC+∠AOC=180°, ∵PA为⊙O的切线, ∴∠OAP=90°

又四边形内角和为360°, ∴∠OCP=90°,OC为⊙O的半径, ∴PC为⊙O的切线;

(2)解:PA为⊙O的切线,PC为⊙O的切线. ∴PA=PC,

∵∠1=30°,∠APC=2∠1, ∴∠APC=60°, ∴△APC为等边三角形, 连结OP,OC,

∵S四边形AOCP=2××2×2=4,S扇形AOC=×π×4=π, ∴S阴影部分的面积=4﹣π.

6.如图,线段AB经过⊙O的圆心,交⊙O于A,C两点,BC=1,AD为⊙O的弦,连接BD,∠BAD=∠ABD=30°,连接DO并延长交⊙O于点E,连接BE交⊙O于点M.

(1)求证:直线BD是⊙O的切线; (2)求切线BD的长; (3)求线段BM的长.

(1)证明:∵∠BAD=∠ABD=30°, ∴∠DOB=2∠BAD=60°,

∴∠ODB=180°﹣30°﹣60°=90°, 即OD⊥BD, ∵OD过O,

∴直线BD是⊙O的切线;

(2)解:设OD=OC=r, 在Rt△BDO中,sin30°=解得:r=1,

即OD=1,OB=1+1=2, 由勾股定理得:BD=

; =

(3)解:连接DM,

∵DE是⊙O的直径, ∴∠DME=90°, 即∠DMB=∠BDE=90°, ∵∠DBM=∠DBE, ∴△BMD∽△BDE,

∴∴

, ,

,延长BC到E,

解得:BM=

7.如图,四边形ABCD为⊙O的内接四边形,且AC为⊙O的直径,使得BE=AB,连接DE. (1)求证:AD=DE;

(2)若DE为⊙O的切线,且DE=2

,求

的长度.

(1)证明:连接BD,

∵=,

∴∠ABD=∠DBE, ∵AB=BE,BD=BD, ∴△ABD≌△EBD(SAS), ∴AD=DE;

(2)解:连接OD,

∵=,

∴AD=CD, ∵AD=DE, ∴CD=DE,

∵AC为⊙O的直径, ∴∠B=∠ADC=90°, ∵AD=CD,O为AC的中点, ∴∠ODE=∠ADC=45°, ∵DE为⊙O的切线, ∴∠ODE=90, ∴∠CDE=45°,

∴∠ADE=90°+45°=135°, ∵CD=DE,

∴∠DCE=∠DEC=67.5°, ∴∠BAD=67.5°, ∵AD=CD,∠ADC=90°, ∴∠DAC=45°, ∴∠BAC=22.5°, ∴AD=CD=2∴AC=4, ∴OC=2, ∴

的长度是

8.如图,⊙O是△ABC的外接圆,AB是直径,OD⊥AC,垂足为D点,直线OD与⊙O相交于

E,F两点,P是⊙O外一点,P在直线OD上,连接PA,PB,PC,且满足∠PCA=∠ABC

(1)求证:PA=PC; (2)求证:PA是⊙O的切线; (3)若BC=8,

,求DE的长.

(1)证明∵OD⊥AC,

∴AD=CD,

∴PD是AC的垂直平分线, ∴PA=PC,

(2)证明:由(1)知:PA=PC, ∴∠PAC=∠PCA. ∵AB是⊙O的直径, ∴∠ACB=90°, ∴∠CAB+∠CBA=90°. 又∵∠PCA=∠ABC, ∴∠PCA+∠CAB=90°,

∴∠CAB+∠PAC=90°,即AB⊥PA, ∴PA是⊙O的切线;

(3)解:∵AD=CD,OA=OB, ∴OD∥BC,OD=BC=∵

=,

=4,

设AB=3a,DF=2a, ∵AB=EF, ∴DE=3a﹣2a=a, ∴OD=4=

﹣a,

a=8,

∴DE=8. 9.如图,C是

上的一定点,D是弦AB上的一定点,P是弦CB上的一动点,连接DP,将

交于点Q.已知BC=6cm,

线段PD绕点P顺时针旋转90°得到线段PD′,射线PD′与

设P,C两点间的距离为xcm,P,D两点间的距离为y1cm,P,Q两点间的距离为y2cm.

小石根据学习函数的经验,分别对函数y1,y2随自变量x的变化而变化的规律进行了探究,下面是小石的探究过程,请补充完整:

(1)按照下表中自变量x的值进行取点、画图、测量,分别得到了y1,y2与x的几组对应值:

x/cm y1/cm y2/cm

0 4.29 0.88

1 3.33 2.84

2 3.57

3 1.65 4.04

4 1.22 4.17

5 1.50 3.20

6 2.24 0.98

(2)在同一平面直角坐标系xOy中,描出补全后的表中各组数据所对应的点(x,y1),(x,y2),并画出函数y1,y2的图象;

(3)结合函数图象,解决问题:连接DQ,当△DPQ为等腰三角形时,PC的长度约为 1.3或5.7 cm.(结果保留一位小数) 解:(1)观察图象发现规律可知: 表格数据为:2.44; (2)如图所示:

即为两个函数y1,y2的图象;

(3)观察图象可知:

两个图象的交点的横坐标即为△DPQ为等腰三角形时,PC的长度, 两个交点的横坐标为1.3和5.7. 故答案为:1.3或5.7.

10.如图(1),某数学活动小组经探究发现:在⊙O中,直径AB与弦CD相交于点P,此时

PA•PB=PC•PD

(1)如图(2),若AB与CD相交于圆外一点P,上面的结论是否成立?请说明理由. (2)如图(3),将PD绕点P逆时针旋转至与⊙O相切于点C,直接写出PA、PB、PC之间的数量关系.

(3)如图(3),直接利用(2)的结论,求当PC=

,PA=1时,阴影部分的面

积.

解:(1)成立.理由如下:

如图(2),连接AD、BC, 则∠B=∠D ∵∠P=∠P ∴△PAD∽△PCB ∴

∴PA•PB=PC•PD; (2)PC2=PA•PB 理由如下:

如图(3),连接BC,OC, ∵PC与⊙O相切于点C, ∴∠PCO=90°, ∵AB是直径, ∴∠ACB=90° ∴∠PCA=∠OCB ∵OC=OB ∴∠OCB=∠OBC ∴∠PCA=∠OBC ∵∠P=∠P ∴△PCA∽△PBC ∴PC:PB=PA:PC ∴PC=PA•PB.

(3)如图(3),连接OC, ∵PC2=PA•PB,PC=∴PB=3,AO=CO=1 ∴PO=2

,PA=1

2

∵PC与⊙O相切于点C, ∴△PCO是直角三角形 ∴sin∠CPO=

∴∠CPO=30°,∠COP=60° ∴△AOC为等边三角形 ∴S△AOC=

S扇形AOC==

∴S阴影=S扇形AOC﹣S△AOC =

11.在平面直角坐标系xOy中,已知点A(0,2),点B在x轴上,以AB为直径作⊙C,点P在y轴上,且在点A上方,过点P作⊙C的切线PQ,Q为切点,如果点Q在第一象限,则称Q为点P的离点.例如,图1中的Q为点P的一个离点.

(1)已知点P(0,3),Q为P的离点.

①如图2,若B(0,0),则圆心C的坐标为 (0,1) ,线段PQ的长为 ②若B(2,0),求线段PQ的长;

(2)已知1≤PA≤2,直线l: y=kx+k+3(k≠0).

①当k=1时,若直线l上存在P的离点Q,则点Q纵坐标t的最大值为 6 ; ②记直线l:y=kx+k+3(k≠0)在﹣1≤x≤1的部分为图形G,如果图形G上存在P的离点,直接写出k的取值范围. 解:(1)①如图可知:C(0,1), 在Rt△PQC中,CQ=1,PC=2, ∴PQ=

故答案为(0,1);;

②如图,过C作CM⊥y轴于点M,连接CP,CQ. ∵A(0,2),B(2,0), ∴C(1,1). ∴M(0,1).

在Rt△ACM中,由勾股定理可得CA=∴CQ=

∵P(0,3),M(0,1), ∴PM=2.

在Rt△PCM中,由勾股定理可得PC=在Rt△PCQ中,由勾股定理可得PQ=(2)①如图1:当k=1时,y=x+4, ∴Q(t﹣2,t), ∴CQ=

当t=2时,CQ最大, 在Rt△CDQ中,CD=∴Q(2,6), 故答案为6; ②∵﹣1≤x≤1,

,CQ最大则DQ最大,

Q点的在端点(﹣1,3)和(1,2k+4)之间运动,

当Q在(1,2k+4),P(0,4)时, 直线PQ的解析式y=(2k﹣1)x+4, 点C(1,1)到直线PQ的距离为∴0<k<4.

时,可得k=0或k=4,

12.已知AB为⊙O的直径. (1)如图a,点D为(2)如图b,点D为(3)如图c,点D为

的中点,当弦BD=AC时,求∠A.

的中点,当AB=6,点E为BD的中点时,求OE的长. 上任意一点(不与A、C重合),若点C为的中点,探求BD、AD、

CD之间的数量关系,直接写出你探求的结论,不要求证明.

解:(1)如图1,连结OC,

点D为∴

的中点, ═

∵弦BD=AC, ∴∴∴

=═=

, =═

,即点C为

的中点.

∠A=∠COB=××180°=30°. (2)如图2,连结OD,BC,OD交AC于点F,

AB为⊙O的直径,

∴∠C=90o 点D为

的中点,半径OD所在的直线为⊙O的对称轴,

则点A的对应点为C,

∴OD⊥AC,OD平分AC,即:AF=CF, 在△DEF和△BEC中,

∴△DEF≌△BEC (AAS), ∴CE=EF,BC=DF, ∵AO=BO,AF=CF,

∴OF=BC=DF,又AB=6, ∴OD=3

∴OF=1,BC=DF=2. 在Rt△ABC中,AB=6,BC=2, ∴AC=

=4

∵点F为AC的中点,点E为FC的中点 ∴EF=

,OF=1, =

在Rt△OFE中,EF=∴OE=

(3)BD、AD、CD之间的关系为:BD﹣AD=如图3,连接BC,OC,

CD,

∵AB为⊙O的直径,点C为∴∠ACB=90°,AC=BC, ∴∠BAC=∠BDC=45°,

的中点,

过点C作CF⊥CD交BD 于点F, ∴△DCF是等腰直角三角形, ∴

∵∠ACD=∠BCF=90°﹣∠ACF, 又∵AC=BC,CD=CF ∴△ACD≌△BCF(SAS), ∴AD=BF, ∵BD=BF+DF, ∴BD=AD+即BD﹣AD=

CD, CD.

13.如图,在△ABC中,AB=AC,∠A=30°,AB=10,以AB为直径的⊙O交BC于点D,交

AC于点E,连接DE,过点B作BP平行于DE,交⊙O于点P,连接CP、OP.

(1)求证:点D为BC的中点; (2)求AP的长度;

(3)求证:CP是⊙O的切线.

解:(1)BD=DC.理由如下: 如图1,连接AD,

∵AB是直径, ∴∠ADB=90°, ∴AD⊥BC.

(2)如图1,连接AP.

∵AD是等腰△ABC底边上的中线, ∴∠BAD=∠CAD, ∴

∴BD=DE. ∴BD=DE=DC, ∴∠DEC=∠DCE,

△ABC中,AB=AC,∠A=30°,

∴∠DCE=∠ABC=(180°﹣30°)=75°, ∴∠DEC=75°,

∴∠EDC=180°﹣75°﹣75°=30°, ∵BP∥DE,

∴∠PBC=∠EDC=30°,

∴∠ABP=∠ABC﹣∠PBC=75°﹣30°=45°, ∵OB=OP,

∴∠OBP=∠OPB=45°, ∴∠BOP=90°.

∴△AOP是等腰直角三角形. ∵AO=AB=5. ∴AP=

(3)解法一:设OP交AC于点G,如图1,则∠AOG=∠BOP=90°, 在Rt△AOG中,∠OAG=30°, ∴又∵∴∴

=, ===

=, , .

AO=5;

又∵∠AGO=∠CGP, ∴△AOG∽△CPG, ∴∠GPC=∠AOG=90°, ∴OP⊥PC, ∴CP是⊙O的切线;

解法二:如图2,作CM⊥AB于M, ∵∠BOP=90°, ∴CM∥OP, ∵OP=AB, 在Rt△AME中, ∵∠BAC=30°,可 ∴CM=AC,

∴CM=AB, ∴CM=OP,

∴四边形OPCM是矩形, ∴∠CPO=90°, ∴CP是圆O的切线.

14.如图,⊙O的半径为,AB是⊙O的直径,F是⊙O上一点,连接FO、FB.C为劣弧

的中点,过点C作CD⊥AB,垂足为D,CD交FB于点E,CG∥FB,交AB的延长线于点G.

(1)求证:CG是⊙O的切线; (2)连接BC,若BC∥OF,如图2. ①求CE的长;

②图中阴影部分的面积等于 2π . (1)证明:如图1,连接CO. ∵C是

的中点,

∴∠BOC=∠FOC. 又∵OF=OB, ∴OC⊥BF. ∵CG∥FB, ∴OC⊥CG. ∴CG是⊙O的切线.

(2)①∵OF∥CB,

∴∠AOF=∠OBC,∠COF=∠OCB. ∵OC=OB, ∴∠OCB=∠OBC.

∴∠AOF=∠COF=∠BOC=60°. ∴△OBC是等边三角形. ∵CD⊥OB,OC⊥BF, ∴点E是△OBC的重心. ∴CE=2ED=CD. 又∵⊙O的半径为

×

=3,DE=1,

∴可求得:CD=OC•sin60°=2∴CE=2; ②

故答案是:2π.

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