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专题24.2.2直线与圆的位置关系(知识解读)-2022-2023学年九年级数学上册《同步考点解读•专题训练》(人教版)_初中数学人教版_9上-初中数学人教版_07专项讲练

  • 2026-03-27 15:36:58 2026-03-27 15:25:17

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专题24.2.2直线与圆的位置关系(知识解读)-2022-2023学年九年级数学上册《同步考点解读•专题训练》(人教版)_初中数学人教版_9上-初中数学人教版_07专项讲练
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28 页
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文档内容

专题24.2.2 直线与圆的位置关系(知识解读) 【直击考点】 【学习目标】 1. 了解直线与圆的三种位置关系; 2. 了解圆的切线的概念; 3. 掌握直线与圆位置关系的性质。 【知识点梳理】 考点1 直线与圆的位置关系 1、直线与圆相离 无交点; 2、直线与圆相切 有一个交点; 3、直线与圆相交 有两个交点; r d d=r r d考点2 切线的性质与判定定理 1、切线的判定定理:过半径外端且垂直于半径的直线是切线; 两个条件:过半径外端且垂直半径,二者缺一不可 即:∵ 且 过半径 外端 O ∴ 是⊙ 的切线 M A N 2、性质定理:切线垂直于过切点的半径(如上图) 推论1:过圆心垂直于切线的直线必过切点。 推论2:过切点垂直于切线的直线必过圆心。 以上三个定理及推论也称二推一定理: 即:①过圆心;②过切点;③垂直切线,三个条件中知道其中两个条件就能推 出最后一个。 考点3 切线长定理 切线长定理: 从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等,这点和圆心的 连线平分两条切线的夹角。 即:∵ 、 是的两条切线 B ∴ ; 平分 O P A 考点4 三角形的内切圆和内心 1、三角形的内切圆 与三角形的各边都相切的圆叫做三角形的内切圆。 2、三角形的内心 三角形的内切圆的圆心是三角形的三条内角平分线的交点,它叫做三角形的内 心。 注意:内切圆及有关计算。 (1)三角形内切圆的圆心是三个内角平分线的交点,它到三边的距离相等。a+b−c (2)△ABC中,∠C=90°,AC=b,BC=a,AB=c,则内切圆的半径r= 2 。 1 r(a+b+c) (3)S =2 ,其中a,b,c是边长,r是内切圆的半径。 A D △ABC O (4)弦切角:角的顶点在圆周上,角的一边是圆的切线,另一边是圆的弦。 B 如图,BC切⊙O于点B,AB为弦,∠ABC叫弦切角,∠ABC=∠D。 C 【典例分析】 【考点1 直线与圆的位置关系】 【例1】(2022•东明县一模)已知平面内有 O和点A,B,若 O的半径为2cm,线段 OA=3cm,OB=2cm,则直线AB与 O的位⊙置关系为( )⊙ A.相交 B.相切 ⊙ C.相交或相切 D.相离 【变式1-1】(2021秋•泗阳县期末)已知 O的半径为3,点P是直线l上的一点,OP= 3,则直线l与 O的位置关系是( )⊙ A.相离 ⊙ B.相切 C.相交 D.相切或相交 【变式1-2】(2021秋•潼南区期末)已知 O的半径为3,直线l上有一点P满足PO=3, 则直线l与 O的位置关系是( ) ⊙ A.相切 ⊙ B.相离 C.相离或相切 D.相切或相交 【变式1-3】(2021秋•海淀区期末)在△ABC中,CA=CB,点O为AB中点.以点C为 圆心,CO长为半径作 C,则 C与AB的位置关系是( ) ⊙ ⊙ A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定 【例2】(2021秋•平罗县期末)在平面直角坐标系中,以点(﹣2,3)为圆心,半径为3 的圆一定( ) A.与x轴相切,与y轴相切 B.与x轴相切,与y轴相交C.与x轴相交,与y轴相切 D.与x轴相交,与y轴相交 【变式2-1】(2022•越秀区校级模拟)平面直角坐标系中, P的圆心坐标为(﹣4,﹣ 5),半径为5,那么 P与y轴的位置关系是( ) ⊙ A.相交 ⊙B.相离 C.相切 D.以上都不是 【变式2-2】(2021秋•惠州期末)已知 O的半径为6cm,点O到直线l的距离为5cm, 则直线l与 O( ) ⊙ A.相交 ⊙ B.相离 C.相切 D.相切或相交 【考点2切线的性质与判定定理】 【例3】(2022•泰安一模)如图,AB是 O的直径,D为 O上一点,过 上一点T作 ⊙ ⊙ O的切线TC,且TC⊥AD于点C.若∠DAB=58°,求∠ATC的度数是( ) ⊙ A.51° B.58° C.61° D.58° 【变式3-1】(2022春•东台市期中)如图,点A是 O上一点,AB切 O于点A,连接 OB交 O于点C,若∠B=36°,则∠ACO的度数为⊙( ) ⊙ ⊙ A.63° B.54° C.60° D.126° 【变式3-2】(2022•农安县校级模拟)如图, ABCD中,以边BC为直径的 O与边AD 相切于点A,则∠B的大小为( ) ▱ ⊙A.60° B.55° C.45° D.30° 【变式3-3】(2022春•渝中区校级月考)如图,在 O中,AB与 O相切于点A,连接 OB交 O于点C,过点A作AD∥OB交 O于点⊙D,连接CD.若⊙∠B=40°,则∠OCD 为( ⊙ ) ⊙ A.20° B.25° C.30° D.40° 【例4】(2022•东明县一模)已知,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,以AB为直径的 O与 BC相交于点E,在AC上取一点D,使得DE=AD, ⊙ (1)求证:DE是 O的切线. (2)当BC=10,A⊙D=4时,求 O的半径. ⊙ 【变式4-1】(2021秋•长乐区期末)如图,在△ABC中,∠C=90°,∠BAC的平分线交 BC于点D,点O在AB上,以点O为圆心,OA为半径的圆恰好经过点D.求证:直线 BC是 O的切线. ⊙【变式4-2】(2021秋•吉林期末)已知:如图,△ABC中,AB=AC,以AB为直径的 O 交BC于点P,PD⊥AC于点D. ⊙ (1)求证:PD是 O的切线; (2)若∠CAB=12⊙0°,AB=6,求BC的值. 【变式4-3】(2021秋•天津期末)如图,已知AB是 O的直径,AC是弦,∠BAC的角平 分线交 O于点D,DE⊥AC ⊙ 于E.⊙ (1)求证:DE是 O的切线; (2)若AB=10,A⊙C=6,求ED的长. 【考点3 切线长定理】 【例5】(2021秋•上思县期末)如图,P为 O外一点,PA、PB分别切 O于A、B,CD ⊙ ⊙切 O于点E,分别交PA、PB于点C、D,若PA=5,则△PCD的周长为( ) ⊙ A.5 B.7 C.8 D.10 【变式5-1】(2021秋•雨花区校级月考)如图,P为圆O外一点,PA,PB分别切圆O于 A,B两点,若PA=5,则PB=( ) A.2 B.3 C.4 D.5 【变式5-2】(2021•永定区模拟)如图,PA、PB切 O于点A、B,直线FG切 O于点 E,交PA于F,交PB于点G,若PA=8cm,则△P⊙FG的周长是( ) ⊙ A.8cm B.12cm C.16cm D.20cm 【变式5-3】(2021秋•新兴县期末)如图,四边形ABCD是 O的外切四边形,且AB= 10,CD=15,则四边形ABCD的周长为 . ⊙【考点4 三角形的内切圆与内心】 【例6】(2022•石家庄模拟)如图,已知△ABC的周长是20,点O为三角形内心,连接 OB、OC,OD⊥BC于点D,且OD=3,则△ABC的面积是( ) A.20 B.25 C.30 D.35 【变式6-1】(2021秋•雄县期末)如图,△ABC中,内切圆Ⅰ和边BC、AC、AB分别相切 于点D、E、F,若∠B=55°,∠C=75°,则∠EDF的度数是( ) A.55° B.60° C.65° D.70° 【变式6-2】(2021秋•南开区期末)图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°, O是△ABC的 内切圆,三个切点分别为D、E、F,若BF=2,AF=3,则△ABC的面积⊙是 . 【变式6-3】(2021秋•肇源县期末)如图,△ABC的内切圆 O与AB,BC,CA分别相切 于点D,E,F,且AD=2,△ABC的周长为14,则BC的⊙长为 .专题24.2.2 直线与圆的位置关系(知识解读) 【直击考点】【学习目标】 4. 了解直线与圆的三种位置关系; 5. 了解圆的切线的概念; 6. 掌握直线与圆位置关系的性质。 【知识点梳理】 考点1 直线与圆的位置关系 1、直线与圆相离 无交点; 2、直线与圆相切 有一个交点; 3、直线与圆相交 有两个交点; r d d=r r d考点2 切线的性质与判定定理 1、切线的判定定理:过半径外端且垂直于半径的直线是切线; 两个条件:过半径外端且垂直半径,二者缺一不可 即:∵ 且 过半径 外端 O ∴ 是⊙ 的切线 M A N 2、性质定理:切线垂直于过切点的半径(如上图) 推论1:过圆心垂直于切线的直线必过切点。 推论2:过切点垂直于切线的直线必过圆心。 以上三个定理及推论也称二推一定理: 即:①过圆心;②过切点;③垂直切线,三个条件中知道其中两个条件就能推 出最后一个。 考点3 切线长定理 切线长定理: 从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等,这点和圆心的 连线平分两条切线的夹角。 即:∵ 、 是的两条切线 B ∴ ; 平分 O P A 考点4 三角形的内切圆和内心 1、三角形的内切圆 与三角形的各边都相切的圆叫做三角形的内切圆。 2、三角形的内心 三角形的内切圆的圆心是三角形的三条内角平分线的交点,它叫做三角形的内 心。 注意:内切圆及有关计算。 (1)三角形内切圆的圆心是三个内角平分线的交点,它到三边的距离相等。 a+b−c (2)△ABC中,∠C=90°,AC=b,BC=a,AB=c,则内切圆的半径r= 2。 1 r(a+b+c) (3)S =2 ,其中a,b,c是边长,r是内切圆的半径。 A D △ABC O (4)弦切角:角的顶点在圆周上,角的一边是圆的切线,另一边是圆的弦。 B 如图,BC切⊙O于点B,AB为弦,∠ABC叫弦切角,∠ABC=∠D。 C 【典例分析】 【考点1 直线与圆的位置关系】 【例1】(2022•东明县一模)已知平面内有 O和点A,B,若 O的半径为2cm,线段 OA=3cm,OB=2cm,则直线AB与 O的位⊙置关系为( )⊙ A.相交 B.相切 ⊙ C.相交或相切 D.相离 【答案】C 【解答】解: O的半径为2cm,线段OA=3cm,OB=2cm, 即点A到圆心⊙O的距离大于圆的半径,点B到圆心O的距离等于圆的半径, ∴点A在 O外,点B在 O上, ∴直线AB⊙与 O的位置关⊙系为相交或相切, 故选:C. ⊙ 【变式1-1】(2021秋•泗阳县期末)已知 O的半径为3,点P是直线l上的一点,OP= 3,则直线l与 O的位置关系是( )⊙ A.相离 ⊙ B.相切 C.相交 D.相切或相交 【答案】D 【解答】解:分为两种情况:①如图1,当OP⊥直线l时,此时直线l与 O的位置关 系是相切; ⊙ ②如图2,当OP和直线l不垂直时,此时直线l与 O相交; ⊙所以直线l与 O的位置关系是相切或相交, 故选:D. ⊙ 【变式1-2】(2021秋•潼南区期末)已知 O的半径为3,直线l上有一点P满足PO=3, 则直线l与 O的位置关系是( ) ⊙ A.相切 ⊙ B.相离 C.相离或相切 D.相切或相交 【答案】D 【解答】解:∵ O的半径为3,PO=3, ∴ O与直线l有⊙公共点P, ∴⊙直线l与 O相切或相交. 故选:D.⊙ 【变式1-3】(2021秋•海淀区期末)在△ABC中,CA=CB,点O为AB中点.以点C为 圆心,CO长为半径作 C,则 C与AB的位置关系是( ) ⊙ ⊙ A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定 【答案】B 【解答】解:连接CO, ∵CA=CB,点O为AB中点, ∴OC⊥AB, ∵以点C为圆心,CO长为半径作 C, ∴点C到AB的距离等于 C的半径⊙, ∴ C与AB的位置关系是⊙相切, 故⊙选:B.【例2】(2021秋•平罗县期末)在平面直角坐标系中,以点(﹣2,3)为圆心,半径为3 的圆一定( ) A.与x轴相切,与y轴相切 B.与x轴相切,与y轴相交 C.与x轴相交,与y轴相切 D.与x轴相交,与y轴相交 【答案】B 【解答】解:∵点(﹣2,3)到x轴的距离是3,等于半径, 到y轴的距离是2,小于半径, ∴圆与y轴相交,与x轴相切. 故选:B. 【变式2-1】(2022•越秀区校级模拟)平面直角坐标系中, P的圆心坐标为(﹣4,﹣ 5),半径为5,那么 P与y轴的位置关系是( ) ⊙ A.相交 ⊙B.相离 C.相切 D.以上都不是 【答案】A 【解答】解:∵ P的圆心坐标为(﹣4,﹣5), ∴ P到y轴的距⊙离d为4 ∵⊙d=4<r=5 ∴y轴与 P相交 故选:A.⊙ 【变式2-2】(2021秋•惠州期末)已知 O的半径为6cm,点O到直线l的距离为5cm, 则直线l与 O( ) ⊙ A.相交 ⊙ B.相离 C.相切 D.相切或相交 【答案】A 【解答】解:设圆的半径为r,点O到直线l的距离为d, ∵d=5cm,r=6cm, ∴d<r, ∴直线l与圆相交. 故选:A.【考点2切线的性质与判定定理】 【例3】(2022•泰安一模)如图,AB是 O的直径,D为 O上一点,过 上一点T作 ⊙ ⊙ O的切线TC,且TC⊥AD于点C.若∠DAB=58°,求∠ATC的度数是( ) ⊙ A.51° B.58° C.61° D.58° 【答案】C 【解答】解:如图,连接OT, ∵CT为 O的切线, ∴OT⊥C⊙T, ∵TC⊥AC, ∴OT∥AC, ∴∠DAT=∠OTA, ∵OA=OT, ∴∠OAT=∠OTA, ∴∠DAT=∠OAT= DAB=29°, ∵TC⊥AC, ∴∠ACT=90°, ∴∠ATC=90°﹣29°=61°, 故选C. 【变式3-1】(2022春•东台市期中)如图,点A是 O上一点,AB切 O于点A,连接 OB交 O于点C,若∠B=36°,则∠ACO的度数为⊙( ) ⊙ ⊙A.63° B.54° C.60° D.126° 【答案】A 【解答】解:∵AB切 O于点A, ∴OA⊥AB, ⊙ ∵∠B=36°, ∴∠AOC=90°﹣∠B=54°, ∵OA=OC, ∴∠OAC=∠OCA= = =63°, 故选:A. 【变式3-2】(2022•农安县校级模拟)如图, ABCD中,以边BC为直径的 O与边AD 相切于点A,则∠B的大小为( ) ▱ ⊙ A.60° B.55° C.45° D.30° 【答案】C 【解答】解:连接OA, ∵AD相切于 O于点A, ∴OA⊥AD,⊙ 在平行四边形ABCD中,AD∥BC, ∴OA⊥BC, ∴∠AOB=90°,∴∠B+∠BAO=90°, ∵BC为 O的直径, ∴OA=O⊙B, ∴∠B=∠BAO= ×90°=45°, 故选:C. 【变式3-3】(2022春•渝中区校级月考)如图,在 O中,AB与 O相切于点A,连接 OB交 O于点C,过点A作AD∥OB交 O于点⊙D,连接CD.若⊙∠B=40°,则∠OCD 为( ⊙ ) ⊙ A.20° B.25° C.30° D.40° 【答案】B 【解答】解:如图,∵AB与 O相切于点A, ∴AB⊥OA, ⊙ ∴∠OAB=90°, ∵∠B=40°, ∴∠AOB=90°﹣∠B=50°, 即∠AOC=50°, ∴∠D= ∠AOC=25°, ∵AD∥OB, ∴∠OCD=∠D=25°, 故选:B. 【例4】(2022•东明县一模)已知,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,以AB为直径的 O与 BC相交于点E,在AC上取一点D,使得DE=AD, ⊙ (1)求证:DE是 O的切线. (2)当BC=10,A⊙D=4时,求 O的半径. ⊙【答案】(1) 略(2)3 【解答】(1)证明:连接OE、OD, 在△AOD和△EOD中, , ∴△AOD≌△EOD(SSS), ∴∠OED=∠BAC=90°, ∴DE是 O的切线; (2)解:⊙∵△AOD≌△EOD, ∴∠AOD=∠EOD, ∵OB=OE, ∴∠B=∠OEB, ∵∠AOE=∠B+∠OEB, ∴∠BEO=∠EOD, ∴OD∥BC,又AO=BO, ∴OD= BC=5, 由勾股定理得,AO= =3, 则 O的半径为3. ⊙ 【变式4-1】(2021秋•长乐区期末)如图,在△ABC中,∠C=90°,∠BAC的平分线交BC于点D,点O在AB上,以点O为圆心,OA为半径的圆恰好经过点D.求证:直线 BC是 O的切线. ⊙ 【答案】略 【解答】证明:连接OD, ∵OA=OD, ∴∠ODA=∠OAD, ∵AD平分∠CAB, ∴∠CAD=∠OAD, ∴∠CAD=∠ODA, ∴OD∥AC, ∴∠ODB=∠C, ∵∠C=90°, ∴∠ODB=90°, 即OD⊥BC, ∵OD过圆心O, ∴直线BC是 O的切线. 【变式4-2】(2⊙021秋•吉林期末)已知:如图,△ABC中,AB=AC,以AB为直径的 O 交BC于点P,PD⊥AC于点D. ⊙ (1)求证:PD是 O的切线; (2)若∠CAB=12⊙0°,AB=6,求BC的值.【答案】(1)略 (2)6 . 【解答】(1)证明:∵AB=AC, ∴∠B=∠C, ∵OP=OB, ∴∠B=∠OPB, ∴∠OPB=∠C, ∴OP∥AC, ∵PD⊥AC, ∴OP⊥PD, ∴PD是 O的切线; (2)解:⊙连接AP,如图, ∵AB为直径, ∴∠APB=90°, ∴BP=CP, ∵∠CAB=120°, ∴∠BAP=60°, 在Rt△BAP中,AB=6,∠B=30°, ∴AP= AB=3, ∴BP= AP=3 , ∴BC=2BP=6 . 【变式4-3】(2021秋•天津期末)如图,已知AB是 O的直径,AC是弦,∠BAC的角平 分线交 O于点D,DE⊥AC ⊙ 于E.⊙(1)求证:DE是 O的切线; (2)若AB=10,A⊙C=6,求ED的长. 【答案】(1略 (2)4 【解答】(1)证明:连接OD, ∵DE⊥AE, ∴∠AED=90°, ∵AD平分∠BAE, ∴∠CAD=∠DAB, ∵OA=OD, ∴∠ADO=∠DAB, ∴∠CAD=∠ADO, ∴AC∥DO, ∴∠EDO=180°﹣∠E=90°, ∵OD是 O的半径, ∴DE是⊙O的切线; (2)解:⊙连接BC,∵AB是 O的直径, ∴∠ACB⊙=90°, ∴∠ECB=180°﹣∠ACB=90°, ∵∠E=∠EDO=90°, ∴四边形ECFD是矩形, ∴DE=CF,∠CFD=90°, ∵AB=10,AC=6, ∴BC= = =8, ∵OD⊥BC, ∴CF= BC=4, ∴DE=CF=4, ∴ED的长为4. 【考点3 切线长定理】 【例5】(2021秋•上思县期末)如图,P为 O外一点,PA、PB分别切 O于A、B,CD 切 O于点E,分别交PA、PB于点C、D⊙,若PA=5,则△PCD的周长⊙为( ) ⊙ A.5 B.7 C.8 D.10 【答案】D 【解答】解:∵PA、PB为圆的两条相交切线, ∴PA=PB,同理可得:CA=CE,DE=DB. ∵△PCD的周长=PC+CE+ED+PD, ∴△PCD的周长=PC+CA+BD+PD=PA+PB=2PA, ∴△PCD的周长=10, 故选:D. 【变式5-1】(2021秋•雨花区校级月考)如图,P为圆O外一点,PA,PB分别切圆O于 A,B两点,若PA=5,则PB=( ) A.2 B.3 C.4 D.5 【答案】D 【解答】解:∵PA,PB均为 O切线, ∴PB=PA=5, ⊙ 故选:D. 【变式5-2】(2021•永定区模拟)如图,PA、PB切 O于点A、B,直线FG切 O于点 E,交PA于F,交PB于点G,若PA=8cm,则△P⊙FG的周长是( ) ⊙ A.8cm B.12cm C.16cm D.20cm 【答案】C 【解答】解:根据切线长定理可得:PA=PB,FA=FE,GE=GB; 所以△PFG的周长=PF+FG+PG, =PF+FE+EG+PG, =PF+FA+GB+PG, =PA+PB =16cm,故选:C. 【变式5-3】(2021秋•新兴县期末)如图,四边形ABCD是 O的外切四边形,且AB= 10,CD=15,则四边形ABCD的周长为 . ⊙ 【答案】50 【解答】解:∵四边形ABCD是 O的外切四边形, ∴AE=AH,BE=BF,CF=CG,⊙DH=DG, ∴AD+BC=AB+CD=25, ∴四边形ABCD的周长=AD+BC+AB+CD=25+25=50, 故答案为:50. 【考点4 三角形的内切圆与内心】 【例6】(2022•石家庄模拟)如图,已知△ABC的周长是20,点O为三角形内心,连接 OB、OC,OD⊥BC于点D,且OD=3,则△ABC的面积是( ) A.20 B.25 C.30 D.35 【答案】C 【解答】解:如图,连接OA,过点O作OE⊥AB于点E,OF⊥AC于点F,∵点O为三角形内心,OD⊥BC, ∴OD=OE=OF=3, ∴S△ABC =S△AOB +S△AOC +S△BOC = AB•OE+ AC•OF+ BC•OD = ×OD(AB+AC+BC) = 3×20 =30. 故选:C. 【变式6-1】(2021秋•雄县期末)如图,△ABC中,内切圆Ⅰ和边BC、AC、AB分别相切 于点D、E、F,若∠B=55°,∠C=75°,则∠EDF的度数是( ) A.55° B.60° C.65° D.70° 【答案】C 【解答】解:连接IE、IF,如图, ∵内切圆I和边AC、AB分别相切于点E、F, ∴OE⊥AC,OF⊥AB, ∴∠AEI=∠AFI=90°, ∴∠A=180°﹣∠EIF, ∵∠EDF= ∠EIF,∴∠EDF=90°﹣ ∠A, ∵∠B=55°,∠C=75°, ∴∠A=180°﹣∠B﹣∠C=180°﹣55°﹣75°=50°, ∴∠EDF=90°﹣ ×50°=65°. 故选:C. 【变式6-2】(2021秋•南开区期末)图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°, O是△ABC的 内切圆,三个切点分别为D、E、F,若BF=2,AF=3,则△ABC的面积⊙是 . 【答案】6 【解答】解:连接DO,EO, ∵ O是△ABC的内切圆,切点分别为D,E,F, ∴⊙OE⊥AC,OD⊥BC,CD=CE,BD=BF=2,AF=AE=3, 又∵∠C=90°, ∴四边形OECD是矩形, 又∵EO=DO, ∴矩形OECD是正方形, 设EO=x, 则EC=CD=x, 在Rt△ABC中 BC2+AC2=AB2, 故(x+2)2+(x+3)2=52,解得:x=1, ∴BC=3,AC=4, ∴S△ABC = ×3×4=6, 故答案为:6. 【变式6-3】(2021秋•肇源县期末)如图,△ABC的内切圆 O与AB,BC,CA分别相切 于点D,E,F,且AD=2,△ABC的周长为14,则BC的⊙长为 . 【答案】5 【解答】解:∵ O与AB,BC,CA分别相切于点D,E,F ∴AF=AD=2,⊙BD=BE,CE=CF, ∵△ABC的周长为14, ∴AD+AF+BE+BD+CE+CF=14, ∴2(BE+CE)=10, ∴BC=5. 故答案为:5.