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1、
滾動小專題(七) 與圓有關的計算與證明
類型1 與圓的基本性質有關的計算與證明
1.如圖,⊙O是△ABC的外接圓,AB是⊙O的直徑,D為⊙O上一點,OD⊥AC,垂足為E,連接BD.
(1)求證:BD平分∠ABC;
(2)當∠ODB=30°時,求證:BC=OD.
證明:(1)∵OD⊥AC,OD為半徑,
∴=.
∴∠CBD=∠ABD.
∴BD平分∠ABC.
(2)∵OB=OD,
∴∠OBD=∠ODB=30°.
∴∠AOD=∠OBD+∠ODB=30°+30°=60°.
又∵OD⊥AC于E,∴∠OEA=90°.
∴∠A=180°-∠OEA-∠AOD=30°.
又∵A
2、B為⊙O的直徑,∴∠ACB=90°.
∴在Rt△ACB中,BC=AB.
又∵OD=AB,
∴BC=OD.
2.(2018·溫州)如圖,D是△ABC的BC邊上一點,連接AD,作△ABD的外接圓,將△ADC沿直線AD折疊,點C的對應點E落在⊙O上.
(1)求證:AE=AB;
(2)若∠CAB=90°,cos∠ADB=,BE=2,求BC的長.
解:(1)證明:由題意,得△ADE≌△ADC,
∴∠AED=∠ACD,AE=AC.
∵∠ABD=∠AED,
∴∠ABD=∠ACD.
∴AB=AC,∴AE=AB.
(2)過點A作AH⊥BE于點H.
∵AB=AE,BE=2.
∴
3、BH=EH=1.
∵∠ABE=∠AEB=∠ADB,cos∠ADB=,
∴cos∠ABE=cos∠ADB=.
∴=.
∴AC=AB=3.
∵∠BAC=90°,AC=AB,
∴BC=3.
3.(2018·包頭)如圖,在Rt△ACB中,∠ACB=90°,以點A為圓心,AC長為半徑的圓交AB于點D,BA的延長線交⊙A于點E,連接CD,CE,F是⊙A上一點,點F與點C位于BE兩側,且∠FAB=∠ABC,連接BF.
(1)求證:∠BCD=∠BEC;
(2)若BC=2,BD=1,求CE的長及sin∠ABF的值.
解:(1)證明:∵∠ACB=90°,
∴∠BCD+∠ACD=90°
4、.
∵DE是⊙A的直徑,
∴∠DCE=90°.
∴∠BEC+∠CDE=90°.
∵AD=AC,
∴∠CDE=∠ACD.∴∠BCD=∠BEC.
(2)∵∠BCD=∠BEC,∠CBD=∠EBC,
∴△BDC∽△BCE.∴==.
∵BC=2,BD=1,∴BE=4,EC=2CD.
∴DE=BE-BD=3.
在Rt△DCE中,DE2=CD2+CE2=9.
∴CD=.∴CE=.
過點F作FM⊥AB于點M,
∵∠FAB=∠ABC,∠FMA=∠ACB=90°,
∴△AFM∽△BAC.∴=.
∵DE=3,∴AD=AF=AC=,AB=.
∴FM=.
過點F作FN⊥BC于點N,
5、∴∠FNC=90°.
∵∠FAB=∠ABC,∴FA∥BC.
∴∠FAC=∠ACB=90°.∴四邊形FNCA是矩形.
∴FN=AC=,NC=AF=,∴BN=.
在Rt△FBN中,BF==,
∴在Rt△FBM中,sin∠ABF==.
類型2 與圓的切線有關的計算與證明
4.(2018·濱州)如圖,AB為⊙O的直徑,點C在⊙O上,AD⊥CD于點D,且AC平分∠DAB.求證:
(1)直線DC是⊙O的切線;
(2)AC2=2AD·AO.
證明:(1)連接OC.
∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA.
∵AC平分∠DAB,
∴∠OAC=∠DAC.
∴∠DAC=∠O
6、CA.
∴OC∥AD.
又∵AD⊥CD,
∴OC⊥DC.
∵OC為⊙O的半徑,
∴DC是⊙O的切線.
(2)連接BC.
∵AB為⊙O的直徑,
∴AB=2AO,∠ACB=90°.
∵AD⊥DC,
∴∠ADC=∠ACB=90°.
又∵∠DAC=∠CAB,
∴△DAC∽△CAB.
∴=,即AC2=AB·AD.
∴AC2=2AD·AO.
5.(2017·金華)如圖,已知:AB是⊙O的直徑,點C在⊙O上,CD是⊙O的切線,AD⊥CD于點D,E是AB延長線上一點,CE交⊙O于點F,連接OC,AC.
(1)求證:AC平分∠DAO;
(2)若∠DAO=105°,∠E=
7、30°.
①求∠OCE的度數;
②若⊙O的半徑為2,求線段EF的長.
解:(1)證明:∵直線CD與⊙O相切,∴OC⊥CD.
又∵AD⊥CD,∴AD∥OC.
∴∠DAC=∠OCA.
又∵OC=OA,
∴∠OAC=∠OCA.
∴∠DAC=∠OAC.
∴AC平分∠DAO.
(2)①∵AD∥OC,∴∠EOC=∠DAO=105°,
∵∠E=30°,∴∠OCE=45°.
②過點O作OG⊥CE于點G,可得FG=CG.
∵OC=2,∠OCE=45°,∴OG=CG=2.
∴FG=2.
∵在Rt△OGE中,∠E=30°,∴GE=2.
∴EF=GE-FG=2-2.
6.
8、(2018·蘇州)如圖,AB是⊙O的直徑,點C在⊙O上,AD垂直于過點C的切線,垂足為D,CE垂直AB,垂足為E,延長DA交⊙O于點F,連接FC,FC與AB相交于點G,連接OC.
(1)求證:CD=CE;
(2)若AE=GE,求證:△CEO是等腰直角三角形.
證明:(1)連接AC.
∵CD為⊙O的切線,
∴OC⊥CD.
又∵AD⊥CD,
∴∠DCO=∠D=90°.
∴AD∥OC,∴∠DAC=∠ACO.
又∵OC=OA,∴∠CAO=∠ACO.
∴∠DAC=∠CAO.
又∵CE⊥AB,∴∠CEA=90°.
在△CDA和△CEA中,
∴△CDA≌△CEA(AAS).
9、∴CD=CE.
(2)證法一:連接BC.
∵△CDA≌△CEA,∴∠DCA=∠ECA.
∵CE⊥AG,AE=EG,∴CA=CG.
∴∠ECA=∠ECG.
∵AB是⊙O的直徑,∴∠ACB=90°.
又∵CE⊥AB,
∴∠ACE=∠B.
又∵∠B=∠F,
∴∠F=∠ACE=∠DCA=∠ECG.
又∵∠D=90°,
∴∠DCF+∠F=90°.
∴∠F=∠DCA=∠ACE=∠ECG=22.5°.
∴∠AOC=2∠F=45°.
∴△CEO是等腰直角三角形.
證法二:設∠F=x°,
則∠AOC=2∠F=2x°.
∵AD∥OC,∴∠OAF=∠AOC=2x°.
∴∠CGA=
10、∠OAF+∠F=3x°.
∵CE⊥AG,AE=EG,
∴CA=CG.∴∠EAC=∠CGA.
∴∠DAC=∠EAC=∠CGA=3x°.
又∵∠DAC+∠EAC+∠OAF=180°,
∴3x°+3x°+2x°=180°.
∴x=22.5.
∴∠AOC=2x°=45°.
∴△CEO是等腰直角三角形.
7.(2017·孝感)如圖,⊙O的直徑AB=10,弦AC=6,∠ACB的平分線交⊙O于D,過點D作DE∥AB交CA的延長線于點E,連接AD,BD.
(1)由AB,BD,圍成的曲邊三角形的面積是+;
(2)求證:DE是⊙O的切線;
(3)求線段DE的長.
解:(2)證
11、明:連接OD.
∵CD平分∠ACB,
∴∠ACD=∠BCD.
∴AD=DB.
又∵AB為直徑,∴AD⊥DB,∴∠ADB=90°.
∴OD⊥AB.
∵DE∥AB,
∴OD⊥DE.
又∵OD為⊙O的半徑,
∴DE是⊙O的切線.
(3)∵AB=10,AC=6,
∴BC==8.
過點A作AF⊥DE于點F,則四邊形AODF是正方形,
∴AF=OD=FD=5,∠BAF=90°.
∵∠EAF+∠CAB=90°,∠ABC+∠CAB=90°,
∴∠EAF=∠ABC.
∴tan∠EAF=tan∠ABC.
∴=,即=.
∴EF=.
∴DE=DF+EF=5+=.
8.(2018
12、·株洲)如圖,已知AB為⊙O的直徑,AB=8,點C和點D是⊙O上關于直線AB對稱的兩個點,連接OC,AC,且∠BOC<90°,直線BC和直線AD相交于點E,過點C作直線CG與線段AB的延長線相交于點F,與直線AD相交于點G,且∠GAF=∠GCE.
(1)求證:直線CG為⊙O的切線;
(2)若點H為線段OB上一點,連接CH,滿足CB=CH.
①求證:△CBH∽△OBC;
②求OH+HC的最大值.
解:(1)證明:∵C,D關于AB對稱,
∴∠GAF=∠CAF.
∵∠GAF=∠GCE,
∴∠GCE=∠CAF.
∵OA=OC,
∴∠CAF=∠ACO.∴∠GCE=∠ACO.
13、∵AB為直徑,
∴∠ACO+∠OCB=90°.
∴∠GCE+∠OCB=90°,即∠OCG=90°.
又∵OC為⊙O的半徑,
∴CG為⊙O的切線.
(2)①證明:∵OC=OB,CH=BC,
∴∠OCB=∠OBC,∠CHB=∠CBH,∠CBH=∠OBC=∠OCB=∠CHB.
∴△CBH∽△OBC.
②∵△CBH∽△OBC,∴=.∴BH=.
設BC=x,則CH=x,BH=.
∴OH+HC=-x2+x+4=-(x-2)2+5.
∴當x=2時,OH+HC的最大值為5.
9.(2018·婁底)如圖,C,D是以AB為直徑的⊙O上的點,=,弦CD交AB于點E.
(1)當PB是⊙O
14、的切線時,求證:∠PBD=∠DAB;
(2)求證:BC2-CE2=CE·DE;
(3)已知OA=4,E是半徑OA的中點,求線段DE的長.
解:(1)證明:∵AB是⊙O的直徑,
∴∠ADB=90°,即∠DAB+∠ABD=90°.
∵PB是⊙O的切線,
∴∠ABP=90°,即∠PBD+∠ABD=90°.
∴∠DAB=∠PBD.
(2)證明:∵∠A=∠C,∠AED=∠CEB,
∴△ADE∽△CBE.
∴=,即DE·CE=AE·BE.
連接OC.
設圓的半徑為r,則OA=OB=OC=r,
則DE·CE=AE·BE=(OA-OE)(OB+OE)=r2-OE2.
∵=,
∴∠AOC=∠BOC=90°.
∴CE2=OE2+OC2=OE2+r2,BC2=BO2+CO2=2r2,則BC2-CE2=2r2-(OE2+r2)=r2-OE2.
∴BC2-CE2=DE·CE.
(3)∵OA=4,
∴OB=OC=OA=4.
∴BC==4.
又∵E是半徑OA的中點,
∴AE=OE=2.
則CE===2.
∵BC2-CE2=DE·CE,
∴(4)2-(2)2=DE·2.
∴DE=.
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