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1、一、圆的综合 真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1四边形 ABCD 的对角线交于点 E,且 AEEC,BEED,以 AD 为直径的半圆过点 E,圆心 为 O(1)如图,求证:四边形 ABCD 为菱形;(2)如图,若 BC 的延长线与半圆相切于点 F,且直径 AD6,求弧AE 的长【答案】(1)见解析;(2)【解析】试题分析:(1)先判断出四边形ABCD是平行四边形,再判断出ACBD即可得出结论;(2)先判断出AD=DC且DEAC,ADE=CDE,进而得出CDA=30,最后用弧长公式即可得出结论试题解析:证明:(1)四边形ABCD的对角线交于点E,且AE=EC,BE=ED,四边形ABCD是平行四
2、边形以AD为直径的半圆过点E,AED=90,即有ACBD,四边形ABCD 是菱形;(2)由(1)知,四边形ABCD 是菱形,ADC为等腰三角形,AD=DC且DEAC,ADE=CDE如图2,过点C作CGAD,垂足为G,连接FOBF切圆O于点F,OFAD,且,易知,四边形CGOF为矩形,CG=OF=3在RtCDG中,CD=AD=6,sinADC=,CDA=30,ADE=15连接OE,则AOE=2ADE=30,点睛:本题主要考查菱形的判定即矩形的判定与性质、切线的性质,熟练掌握其判定与性质并结合题意加以灵活运用是解题的关键2如图,CD为O的直径,点B在O上,连接BC、BD,过点B的切线AE与CD的延
3、长线交于点A,OE交BC于点F.(1)求证:OEBD;(2)当O的半径为5,时,求EF的长.【答案】(1)证明见解析;(2)EF的长为【解析】试题分析:(1)连接OB,利用已知条件和切线的性质证明;(2)根据锐角三角函数和相似三角形的性质,直接求解即可.试题解析:(1)连接OB, CD为O的直径 , .AE是O的切线, . .OB、OC是O的半径,OB=OC. . .,. OEBD.(2)由(1)可得sinC= DBA= ,在Rt中, sinC =,OC=5,CBDEBO. .OEBD,CO=OD,CF=FB.3如图,已知平行四边形OABC的三个顶点A、B、C在以O为圆心的半圆上,过点C作CD
4、AB,分别交AB、AO的延长线于点D、E,AE交半圆O于点F,连接CF(1)判断直线DE与半圆O的位置关系,并说明理由;(2)若半圆O的半径为6,求的长【答案】(1)直线CE与半圆O相切(2)【解析】试题分析:(1)结论:DE是O的切线首先证明ABO,BCO都是等边三角形,再证明四边形BDCG是矩形,即可解决问题;(2)只要证明OCF是等边三角形即可解决问题,求AC即可解决问题试题解析:(1)直线CE与半圆O相切,理由如下:四边形OABC是平行四边形,ABOC.D=90,OCE=D=90,即OCDE,直线CE与半圆O相切(2)由(1)可知:COF=60,OC=OF,OCF是等边三角形,AOC=
5、120的长为=4.4如图,AD是ABC的角平分线,以AD为弦的O交AB、AC于E、F,已知EFBC(1)求证:BC是O的切线;(2)若已知AE=9,CF=4,求DE长;(3)在(2)的条件下,若BAC=60,求tanAFE的值及GD长【答案】(1)证明见解析(2)DE=6(3) 【解析】试题分析:(1)连接OD,由角平分线的定义得到1=2,得到,根据垂径定理得到ODEF,根据平行线的性质得到ODBC,于是得到结论;(2)连接DE,由,得到DE=DF,根据平行线的性质得到3=4,等量代换得到1=4,根据相似三角形的性质即可得到结论;(3)过F作FHBC于H,由已知条件得到1=2=3=4=30,解
6、直角三角形得到FH=DF=6=3,DH=3,CH=,根据三角函数的定义得到tanAFE=tanC=;根据相似三角形到现在即可得到结论试题解析:(1)连接OD,AD是ABC的角平分线,1=2,ODEF,EFBC,ODBC,BC是O的切线;(2)连接DE,DE=DF,EFBC,3=4,1=3,1=4,DFC=AED,AEDDFC,即,DE2=36,DE=6;(3)过F作FHBC于H,BAC=60,1=2=3=4=30,FH=DF=3,DH=3,CH=,EFBC,C=AFE,tanAFE=tanC=;4=2C=C,ADCDFC,5=5,3=2,ADFFDG,即,DG=点睛:本题考查了切线的判定、圆周
7、角定理、相似三角形的判定与性质、解直角三角形、平行线的性质,正确作出辅助线是解题的关键.5如图,O的直径AB26,P是AB上(不与点A、B重合)的任一点,点C、D为O上的两点,若APDBPC,则称CPD为直径AB的“回旋角”(1)若BPCDPC60,则CPD是直径AB的“回旋角”吗?并说明理由;(2)若的长为,求“回旋角”CPD的度数;(3)若直径AB的“回旋角”为120,且PCD的周长为24+13,直接写出AP的长【答案】(1)CPD是直径AB的“回旋角”,理由见解析;(2)“回旋角”CPD的度数为45;(3)满足条件的AP的长为3或23【解析】【分析】(1)由CPD、BPC得到APD,得到
8、BPCAPD,所以CPD是直径AB的“回旋角”;(2)利用CD弧长公式求出COD45,作CEAB交O于E,连接PE,利用CPD为直径AB的“回旋角”,得到APDBPC,OPEAPD,得到OPE+CPD+BPC180,即点D,P,E三点共线,CEDCOD22.5,得到OPE9022.567.5,则APDBPC67.5,所以CPD45;(3)分出情况P在OA上或者OB上的情况,在OA上时,同理(2)的方法得到点D,P,F在同一条直线上,得到PCF是等边三角形,连接OC,OD,过点O作OGCD于G,利用sinDOG,求得CD,利用周长求得DF,过O作OHDF于H,利用勾股定理求得OP,进而得到AP;
9、在OB上时,同理OA计算方法即可【详解】CPD是直径AB的“回旋角”,理由:CPDBPC60,APD180CPDBPC180606060,BPCAPD,CPD是直径AB的“回旋角”;(2)如图1,AB26,OCODOA13,设CODn,的长为,n45,COD45,作CEAB交O于E,连接PE,BPCOPE,CPD为直径AB的“回旋角”,APDBPC,OPEAPD,APD+CPD+BPC180,OPE+CPD+BPC180,点D,P,E三点共线,CEDCOD22.5,OPE9022.567.5,APDBPC67.5,CPD45,即:“回旋角”CPD的度数为45,(3)当点P在半径OA上时,如图2
10、,过点C作CFAB交O于F,连接PF,PFPC,同(2)的方法得,点D,P,F在同一条直线上,直径AB的“回旋角”为120,APDBPC30,CPF60,PCF是等边三角形,CFD60,连接OC,OD, COD120,过点O作OGCD于G,CD2DG,DOGCOD60,DGODsinDOG13sin60CD,PCD的周长为24+13,PD+PC24,PCPF,PD+PFDF24,过O作OHDF于H,DHDF12,在RtOHD中,OH在RtOHP中,OPH30,OP10,APOAOP3;当点P在半径OB上时,同的方法得,BP3,APABBP23,即:满足条件的AP的长为3或23【点睛】本题是新定
11、义问题,同时涉及到三角函数、勾股定理、等边三角形性质等知识点,综合程度比较高,前两问解题关键在于看懂题目给到的定义,第三问关键在于P点的分类讨论6如图,ABC中,ACBC10,cosC,点P是AC边上一动点(不与点A、C重合),以PA长为半径的P与边AB的另一个交点为D,过点D作DECB于点E(1)当P与边BC相切时,求P的半径(2)连接BP交DE于点F,设AP的长为x,PF的长为y,求y关于x的函数解析式,并直接写出x的取值范围(3)在(2)的条件下,当以PE长为直径的Q与P相交于AC边上的点G时,求相交所得的公共弦的长.【答案】(1);(2);(3).【解析】【分析】(1)设P与边BC相切
12、的切点为H,圆的半径为R,连接HP,则HPBC,cosC,则sinC,sinC,即可求解;(2)首先证明PDBE,则,即:,即可求解;(3)证明四边形PDBE为平行四边形,则AGEPBD,即:ABDB+ADAG+AD4,即可求解【详解】(1)设P与边BC相切的切点为H,圆的半径为R,连接HP,则HPBC,cosC,则sinC,sinC,解得:R;(2)在ABC中,ACBC10,cosC,设APPDx,AABC,过点B作BHAC,则BHACsinC8,同理可得:CH6,HA4,AB4,则:tanCAB2,BP,DAx,则BD4x,如下图所示,PAPD,PADCABCBA,tan2,则cos,si
13、n,EBBDcos(4x)4x,PDBE,即:,整理得:y;(3)以EP为直径作圆Q如下图所示,两个圆交于点G,则PGPQ,即两个圆的半径相等,则两圆另外一个交点为D,GD为相交所得的公共弦,点Q是弧GD的中点,DGEP,AG是圆P的直径,GDA90,EPBD,由(2)知,PDBC,四边形PDBE为平行四边形,AGEPBD,ABDB+ADAG+AD4,设圆的半径为r,在ADG中,AD2rcos,DG,AG2r,+2r4,解得:2r,则:DG5010,相交所得的公共弦的长为5010【点睛】本题考查的是圆知识的综合运用,涉及到解直角三角形、勾股定理等知识,其中(3),要关键是根据题意正确画图,此题
14、用大量的解直角三角形的内容,综合难度很大7如图,已知中,点是边上一点(不与重合),以为直径作,过作切于,交于.(1)若的半径为2,求线段的长;(2)若,求的半径;(3)如图,若,点关于的对称点为点,试求、两点之间的距离.【答案】(1);(2)的半径为3;(3)、两点之间的距离为.【解析】【分析】(1)根据切线的性质得出OEC=90,然后根据勾股定理即可求得;(2)由勾股定理求得BC,然后通过证得OECBCA,得到=,即,解得即可;(3)证得D和M重合,E和F重合后,通过证得GBEABC,即,解得即可【详解】(1)如图,连结.切于,.,半径为2,.;(2)设半径为.在中,. ,.切于,.,.,解
15、得.的半径为3;(3)连结、,设交于点,由对称性可知,.又,.切于,.又,.又,.点与点重合.、三点在同一条直线上. 连结、,是直径,即.又,.,、三点在同一条直线上. 、两点重合.,.,即.故、两点之间的距离为.【点睛】本题考查了切线的判定,轴的性质,勾股定理的应用以及三角形相似的判定和性质,证得G、D、E三点共线以及A、E、B三点在同一条直线上是解题的关键.8如图,直角坐标系中,直线分别交x,y轴于点A(-8,0),B(0,6),C(m,0)是射线AO上一动点,P过B,O,C三点,交直线AB于点D(B,D不重合).(1)求直线AB的函数表达式.(2)若点D在第一象限,且tanODC=,求点
16、D的坐标. 【答案】(1);(2)D(,).【解析】【分析】(1)把A、B两点坐标代入y=kx+b求出k、b的值即可;(2)连结BC,作DEOC于点E,根据圆周角定理可得OBC=ODC,由tanODC=可求出OC的长,进而可得AC的长,利用DAC的三角函数值可求出DE的长,即可得D点纵坐标,代入直线AB解析式求出D点横坐标即可得答案.【详解】(1)A(-8,0)、B(0,6)在y=kx+b上,解得,直线AB的函数表达式为y=x+6.(2)连结BC,作DEOC于点E,BOC=90,BC为P的直径,ADC=90,OBC=ODC,tanODC=,OB=6,OA=8,OC=10,AC=18,AB=10
17、,cosDAC=,sinDAC=,,,D点在直线AB上,解得:,D(,)【点睛】本题考查待定系数法求一次函数解析式、圆周角定理及锐角三角函数的定义,熟练掌握直径所对的圆周角等于90及正切、正弦、余弦等三角函数的定义是解题关键.9如图1,D是O的直径BC上的一点,过D作DEBC交O于E、N,F是O上的一点,过F的直线分别与CB、DE的延长线相交于A、P,连结CF交PD于M,CP(1)求证:PA是O的切线;(2)若A30,O的半径为4,DM1,求PM的长;(3)如图2,在(2)的条件下,连结BF、BM;在线段DN上有一点H,并且以H、D、C为顶点的三角形与BFM相似,求DH的长度【答案】(1)证明
18、见解析;(2)PM42;(3)满足条件的DH的值为 或【解析】【分析】(1)如图1中,作PHFM于H想办法证明PFH=PMH,C=OFC,再根据等角的余角相等即可解决问题;(2)解直角三角形求出AD,PD即可解决问题;(3)分两种情形当CDHBFM时,当CDHMFB时,分别构建方程即可解决问题;【详解】(1)证明:如图1中,作PHFM于H PDAC,PHMCDM90,PMHDMC,CMPH,CFPM,HPFHPM,HFP+HPF90,HMP+HPM90,PFHPMH,OFOC,COFC,C+CMDC+PMFC+PFH90,OFC+PFC90,OFP90,直线PA是O的切线 (2)解:如图1中,
19、A30,AFO90,AOF60,AOFOFC+OCF,OFCOCF,C30,O的半径为4,DM1,OA2OF8,CDDM ,ODOCCD4 ,ADOA+OD8+4 12 ,在RtADP中,DPADtan30(12 ) 4 1,PMPDDM4 2(3)如图2中,由(2)可知:BFBC4,FMBF4 ,CM2DM2,CD ,FMFCCM42,当CDHBFM时, , ,DH 当CDHMFB时, ,DH ,DN ,DHDN,符合题意,综上所述,满足条件的DH的值为 或【点睛】本题考查圆综合题、切线的判定、解直角三角形、相似三角形的判定和性质等知识,解题的关键是熟练掌握基本知识,学会用分类讨论的思想思考
20、问题.10如图,AB是O的直径,ACB的平分线交AB于点D,交O于点E,过点C作O的切线CP交BA的延长线于点P,连接AE(1)求证:PC=PD;(2)若AC=5cm,BC=12cm,求线段AE,CE的长【答案】(1)见解析 (2) EC= AE=【解析】试题分析:(1)如图1中,连接OC、OE利用等角的余角相等,证明PCD=PDC即可;(2)如图2中作EHBC于H,EFCA于F首先证明RtAEFRtBEH,推出AF=BH,设AF=BH=x,再证明四边形CFEH是正方形,推出CF=CH,可得5+x=12x,推出x=,延长即可解决问题;试题解析:(1)证明:如图1中,连接OC、OEAB 直径,A
21、CB=90,CE平分ACB,ECA=ECB=45,=,OEAB,DOE=90PC是切线,OCPC,PCO=90OC=OE,OCE=OECPCD+OCE=90,ODE+OEC=90,PDC=ODE,PCD=PDC,PC=PD(2)如图2中作EHBC于H,EFCA于FCE平分ACB,EHBC于H,EFCA于F,EH=EF,EFA=EHB=90=,AE=BE,RtAEFRtBEH,AF=BH,设AF=BH=xF=FCH=CHE=90,四边形CFEH是矩形EH=EF,四边形CFEH是正方形,CF=CH,5+x=12x,x=,CF=FE=,EC=CF=,AE=点睛:本题考查了切线的性质、圆周角定理、勾股定理、垂径定理、正方形的判定和性质、全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题