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第 06 讲 直线与圆的位置关系(1)
课程标准 学习目标
①直线与圆的位置关系 1. 掌握直线与圆的位置关系并能够数量的判断直线与圆的位置关系。
②切线的判定 2. 掌握切线的性质与判定方法,并能在题目中熟练的对切线进行判定
③切线的性质 以及对切线的性质进行应用。
知识点01 直线与圆的位置关系
1. 直线与圆的位置关系:
设⊙O的半径为r,圆心O到直线的距离OP为d。如图
(1)d<r 直线与圆 相交 ,有 2 个交点,直线叫圆的 割线 。
(2)d = r 直线与圆相切,与圆只有 1 个交点,此时直线叫做圆的 切线 ,交点叫
做直线与圆的 切点 。
(3)d>r 直线与圆 相离 ,与圆 没有 公共点。【即学即练1】
1. O的半径为7,圆心O到直线l的距离为6,则直线l与 O的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.无法确定
⊙ ⊙
【分析】若d<r,则直线与圆相交;若d=r,则直线于圆相切;若d>r,则直线与圆相离.
【解答】解:根据圆心到直线的距离6小于圆的半径7,则直线和圆相交,
故选:A.
【即学即练2】
2.如图,已知Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,如果以点C为圆心的圆与斜边AB有公共点,那
么 C的半径r的取值范围是( )
⊙
A.0≤r≤ B. ≤r≤3 C. ≤r≤4 D.3≤r≤4
【分析】根据直线与圆的位置关系得出相切时有一交点,再结合图形得出另一种有一个交点的情况,即
可得出答案.
【解答】解:过点C作CD⊥AB于点D,
∵AC=3,BC=4.如果以点C为圆心,r为半径的圆与斜边AB只有一个公共点,
∴AB=5,
当直线与圆相切时,d=r,圆与斜边AB只有一个公共点,圆与斜边AB只有一个公共点,
∴CD×AB=AC×BC,∴CD=r= ,
当直线与圆如图所示也可以有交点,
∴ ≤r≤4.
故选:C.
知识点02 切线的判定
1. 切线的判定定理:
经过半径的 外端点 且与这条半径 垂直 的直线叫做圆的切线。
2. 切线的判定的方法:
(1)直线与圆有公共点,连半径,证明垂直。
证明垂直的方法:①利用勾股定理证明垂直。
②利用特殊角或一般角之间的转换证明垂直。
③利用三角形的全等转换证明垂直。
④利用平行线转换证明垂直。
(2)直线与圆无公共点:作垂直,证半径。
【即学即练1】
3.如图,O为正方形ABCD对角线AC上一点,以O为圆心,OA长为半径的 O与BC相切于点M.
求证:CD与 O相切.
⊙
⊙
【分析】利用正方形的性质得出AC平分角∠BCD,再利用角平分线的性质得出OM=ON,即可得出答
案.
【解答】证明:如图所示,连接OM,过点O作ON⊥CD于点N,
∵ O与BC相切于点M,
∴OM⊥BC,
⊙
又∵ON⊥CD,O为正方形ABCD对角线AC上一点,
∴OM=ON,
∴ON为 O的半径,
∴CD与 O相切.
⊙
⊙【即学即练2】
4.已知:如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,以AC为直径的半圆O交AB于F,E是BC的中点.
求证:直线EF是半圆O的切线.
【分析】连接OF,CF,利用等边对等角即可证得OF⊥EF,从而证得EF是圆的切线.
【解答】证明:连接OF,CF.
∵AC是直径,
∴∠AFC=90°,
∴∠BFC=90°,
又∵E是BC的中点,
∴EF=EC,
∴∠EFC=∠ECF,
∵OC=OF,
∴∠OFC=∠FCO,
∵∠ACB=∠FCO+∠ECF=90°,
∴∠EFC+∠OFC=90°,即∠EFO=90°,
∴OF⊥EF,
∴EF是 O的切线.
⊙知识点03 切线的性质
1. 切线的性质:
(1)圆的切线 垂直于 经过 切点 的半径。
(2)经过圆心且垂直于切线的直线必经过 切点 。
(3)经过切点且垂直于切线的直线必经过 圆心 。
【即学即练1】
5.如图,已知AB与 O相切于点A,AC是 O的直径,连接BC交 O于点D,E为 O上一点,当
∠CED=58°时,∠B的度数是( )
⊙ ⊙ ⊙ ⊙
A.32° B.64° C.29° D.58°
【分析】由切线的性质及圆周角定理可得出答案.
【解答】解:连接AD,
∵AB与 O相切于点A,
∴CA⊥AB,
⊙
∴∠CAB=90°,
∵∠CED=∠CAD=58°,
∴∠DAB=90°﹣∠CAD=32°,
∵AC是 O的直径,
∴∠ADC=90°,
⊙
∴∠B=90°﹣∠DAB=58°,
故选:D.
【即学即练2】
6.如图,AB是 O的直径,延长AB至C,CD切 O于点D,过点D作DE∥AB交 O于点E,连接
BE.若AB=12,∠ABE=15°,则BC的长为( )
⊙ ⊙ ⊙A.3 B.4 C.6 D.4 ﹣6
【分析】连接OD,利用平行线的性质和圆周角定理得到∠DOC=30°,利用切线的性质定理得到
OD⊥BC,在Rt△ODC中,利用直角三角形的边角关系定理求得OC,则BC=OC﹣OB.
【解答】解:连接OD,如图,
∵DE∥AB,
∴∠E=∠ABE=15°,
∴∠DOC=2∠E=30°.
∵CD切 O于点D,
∴OD⊥CD.
⊙
∵AB=12,AB是 O的直径,
⊙
∴OD=OB= AB=6,
设BC为x,则OC=6+x,DC=
在Rt△ODC中,
即:
解得
∴BC=4 ﹣6.
故选:D.
题型01 确定直线与圆的位置关系
【典例1】 O的半径为2,圆心O到直线l的距离为4,则直线l和 O的位置关系是( )
A.相切 B.相交 C.相离 D.不能确定
⊙ ⊙
【分析】因为圆心到直线的距离大于半径,所以直线l与圆相离.【解答】解:(1)∵4>2,
∴d>r,
∴直线l与 O相离,
故选:C.
⊙
【变式1】一个圆的半径是9cm.如果圆心与直线上一点之间的距离是 9cm,那么这条直线和这个圆的位
置关系是( )
A.相切 B.相交
C.相交或相切 D.相离
【分析】根据题意画出相应的图形,根据图形结合直线与圆的位置关系进行判断即可.
【解答】解:如图,
直线l 上的点A到圆心O的距离为9cm,等于半径9cm,此时l 与 O相交,
1 1
直线l
2
上的点B到圆心O的距离为9cm,等于半径9cm,此时l
2
与 ⊙O相切,
因此,一个圆的半径是9cm.如果圆心与直线上一点之间的距离是9cm,那么这条直线和这个圆的位置
⊙
关系可能相交,也可能相切,
故选:C.
【变式2】如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,BC=4cm,以点C为圆心,以2cm的长为半径作
圆,则 C与AB的位置关系是( )
⊙
A.相交 B.相切
C.相离 D.相切或相离
【分析】作CD⊥AB于点D.根据三角函数求CD的长,与圆的半径比较,作出判断.
【解答】解:作CD⊥AB于点D.
∵∠B=30°,BC=4cm,
∴CD= BC=2cm,
即CD等于圆的半径.
∵CD⊥AB,∴AB与 C相切.
故答案为:B.
⊙
【变式3】已知 O的半径是一元二次方程x2﹣3x﹣4=0的一个根,圆心O到直线l的距离d=6,则直线l
与 O的位置关系是( )
⊙
A.相切 B.相离
⊙
C.相交 D.相切或相交
【分析】设 O的半径为r,解一元一次方程x2﹣3x﹣4=0得x =4,x =﹣1,则r=4,所以d>r,可
1 2
知直线l与 O相离,于是得到问题的答案.
⊙
【解答】解:设 O的半径为r,
⊙
解一元一次方程x2﹣3x﹣4=0得x =4,x =﹣1,
⊙ 1 2
∵ O的半径是一元二次方程x2﹣3x﹣4=0的一个根,
∴r=4,
⊙
∵圆心O到直线l的距离d=6,
∴d>r,
∴直线l与 O相离,
故选:B.
⊙
【变式4】如图,在平行四边形ABCD中,BC=5,S =10 ,以顶点C为圆心,BC为半径作圆,
ABCD
则AD边所在直线与 C的位置关系是( ) ▱
⊙
A.相交 B.相切
C.相离 D.以上三种都有可能
【分析】如图,作CH⊥DA交DA的延长线于H.求出CH的值即可判断.
【解答】解:如图,作CH⊥DA交DA的延长线于H.
∵S平行四边形ABCD =BC•CH,∴CH= =2 ,
∵2 <5,
∴直线AD与 C相交,
故选:A.
⊙
题型02 根据直线与圆的位置关系求值
【典例1】设 O的半径为R,圆心O到直线的距离为d,若d、R是方程x2﹣6x+m=0的两根,则直线Z
与 O相切时,m的值为 9 .
⊙
【分析】先根据切线的性质得出方程有且只有一个根,再根据Δ=0即可求出m的值.
⊙
【解答】解:∵d、R是方程x2﹣6x+m=0的两个根,且直线Z与 O相切,
∴d=R,
⊙
∴方程有两个相等的实根,
∴Δ=36﹣4m=0,
解得m=9.
故答案为:9.
【变式1】Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,如果以点C为圆心,r为半径,且 C与斜边AB仅
有一个公共点,那么半径r的取值范围是 r = 4. 8 或 6 < r ≤ 8 .
⊙
【分析】因为要使圆与斜边只有一个公共点,所以该圆和斜边相切或和斜边相交,但只有一个交点在斜
边上.
若d<r,则直线与圆相交;若d=r,则直线于圆相切;若d>r,则直线与圆相离.
【解答】解:根据勾股定理求得直角三角形的斜边AB= =10,
当圆和斜边相切时,则半径即是斜边上的高,等于 ;
当圆和斜边相交,且只有一个交点在斜边上时,可以让圆的半径大于短直角边而小于长直角边,则6<
r≤8.
故半径r的取值范围是r=4.8或6<r≤8.
故答案为:r=4.8或6<r≤8.
【变式2】以点P(1,2)为圆心,r为半径画圆,与坐标轴有四个交点,则 r的取值范围是 r > 2 且 r ≠
.【分析】作PA⊥x轴,连接OP,根据勾股定理计算出OP=2,然后根据直线与圆的位置关系即可得到
满足条件的r的取值范围为r>2且r≠ .
【解答】解:作PA⊥x轴,连接OP,如图,
∵点P的坐标为(1,2),
∴OA=1,PA=2,
∴OP= ,
∴当以点P为圆心,r为半径的圆P与坐标轴有四个交点时,r的取值范围为r>2且r≠ .
故答案为:r>2且r≠ .
【变式3】已知直线y=kx(k≠0)经过点(12,﹣5),将直线向上平移m(m>0)个单位,若平移后得
到的直线与半径为6的 O相交(点O为坐标原点),则m的取值范围为 0 < m < .
【分析】利用待定系数法得出直线解析式,再得出平移后得到的直线,求与坐标轴交点的坐标,转化为
⊙
直角三角形中的问题,再由直线与圆的位置关系的判定解答.
【解答】解:把点(12,﹣5)代入直线y=kx得,
﹣5=12k,
∴k=﹣ ;
由y=﹣ x平移m(m>0)个单位后得到的直线l所对应的函数关系式为y=﹣ x+m(m>0),
设直线l与x轴、y轴分别交于点A、B,(如图所示)
当x=0时,y=m;当y=0时,x= m,∴A( m,0),B(0,m),
即OA= m,OB=m;
在Rt△OAB中,
AB= ,
过点O作OD⊥AB于D,
∵S△ABO = OD•AB= OA•OB,
∴ OD• m= × m×m,
∵m>0,解得OD= m
由直线与圆的位置关系可知 <6,解得0<m< .
故答案为:0<m< .
题型03 利用切线的性质进行计算
【典例1】如图,点A、C是 O上两点,连接AC并延长交切线BD于点D,连接OB、OC、BC、AB,若
∠CBD=40°,则∠BOC=( )
⊙
A.40° B.55° C.70° D.80°
【分析】由切线的性质得∠OBD=90°,求出∠OBC=50°,再由等边对等角得出∠OBC=∠OCB=
50°,最后再由三角形内角和定理计算即可得出答案.
【解答】解:∵BD切 O于D,
∴∠OBD=90°,
⊙
∵∠CBD=40°,
∴∠OBC=∠OBD﹣∠CBD=90°﹣40°=50°,
∵OC=OB,
∴∠OBC=∠OCB,
∴∠BOC=180°﹣∠OBC﹣∠OCB=80°,
故选:D.【变式1】如图,PA、PB分别与 O相切于A、B两点,点C为 O上一点,连接AC、BC,若∠P=
80°,则∠ACB的度数为( )
⊙ ⊙
A.80° B.40° C.50° D.70°
【分析】连接OA,OB,根据切线的性质得∠OAP=∠OBP=90°,得出∠AOB=100°,再利用圆周角定
理可得答案.
【解答】解:连接OA,OB,
∵PA、PB分别与 O相切于A、B两点,
∴∠OAP=∠OBP=90°,
⊙
∵∠P=80°,
∴∠AOB=100°,
∴∠ACB= ∠AOB= ×100°=50°,
故选:C.
【变式2】如图,AB是 O的直径,PA与 O相切于点A,∠ABC=20°,OC的延长线交PA于点P,则
∠P的度数是( )
⊙ ⊙
A.20° B.40° C.50° D.60°
【分析】由切线的性质得到∠OAP=90°,由等腰三角形的性质得到∠OCB=∠B=20°,由三角形外角
的性质求出∠AOP的度数,由直角三角形的性质即可求出∠P的度数.
【解答】解:∵PA与 O相切于点A,
∴半径OA⊥PA,
⊙
∴∠OAP=90°,
∵OB=OC,
∴∠OCB=∠B=20°,∴∠AOP=∠B+∠OCB=20°+20°=40°,
∵∠P+∠AOP=90°,
∴∠P=90°﹣∠AOP=50°.
故选:C.
【变式3】如图,AB是 O的直径,AP是 O的切线,PB交 O于点C,点D在 O上,若∠ADC=
40°,则∠P的度数是( )
⊙ ⊙ ⊙ ⊙
A.35° B.40° C.45° D.50°
【分析】连接AC,根据AB是 O的直径,可得∠ACB=90°,根据圆周角定理可得∠AOC=80°,进而
可以解决问题.
⊙
【解答】解:如图,连接AC,
∵AB是 O的直径,
∴∠ACB=90°,
⊙
∵∠ADC=40°,
∴∠AOC=80°,
∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA=(180°﹣80°)÷2=50°,
∵AP是 O的切线,
∴∠BAP=90°,
⊙
∴∠CAP=∠BAP﹣∠BAC=90°﹣50°=40°,
∴∠P=∠ACB﹣∠CAP=90°﹣40°=50°,
【典例1】如图,AB是 O的直径,点D在 O上,过点D作 O的切线DC交AB的延长线于点C.若
⊙ ⊙ ⊙BC=4,CD=8,则 O的半径为( )
⊙
A.5 B.6 C.8 D.9
【分析】连接OD,由切线的性质得出∠ODC=90°,设OD=OB=x,由勾股定理得出x2+82=(x+4)
2,则可得出答案.
【解答】解:连接OD,
∵DC是 O的切线,
∴OD⊥DC,
⊙
∴∠ODC=90°,
∴OD2+DC2=OC2,
设OD=OB=x,
∵BC=4,CD=8,
∴x2+82=(x+4)2,
∴x=6,
∴OD=6,
即 O的半径为6.
故选:B.
⊙
【变式1】如图,AB是 O的直径,AC是 O的切线,连接OC交 O于点D,连接BD,∠C=30°,OA
=2,则BD的长为( )
⊙ ⊙ ⊙
A.2 B.2 C.3 D.3
【分析】根据切线的性质得到OA⊥AC,根据三角形的内角和定理得到∠AOC=90°﹣30°=60°,求得∠OAD=60°,连接AD,根据圆周角定理得到∠ADB=90°,根据三角函数的定义即可得到结论.
【解答】解:∵AC是 O的切线,
∴OA⊥AC,
⊙
∴∠OAC=90°,
∵∠C=30°,
∴∠AOC=90°﹣30°=60°,
∴∠AOC=60°,
∵OA=OD,
∴∠OAD=60°,
连接AD,
∵AB是 O的直径,
∴∠ADB=90°,∠ABD=30°
⊙
∵OA=2,
∴AB=4,
∴AD=2
∴BD= =2 ,
故选:B.
【变式2】如图,DE与 O相切于点D,交直径AB的延长线于点E,C为圆上一点,∠ACD=60°.若
DE的长度为3,则BE的长度为( )
⊙
A. B. C. D.2
【分析】连接OD、BD,如图,先根据切线的性质得到∠ODE=90°,再根据圆周角定理得到∠DBA=
60°,则可判断△ODB为等边三角形,所以∠DOB=60°,接着利用含30度角的直角三角形三边的关系
计算出OD、OE,然后计算OE﹣OB即可.
【解答】解:连接OD、BD,如图,
∵DE与 O相切于点D,
⊙∴OD⊥DE,
∴∠ODE=90°,
∵∠DBA=∠ACD=60°,OD=OB,
∴△ODB为等边三角形,
∴∠DOB=60°,
在Rt△ODE中,∵∠DOE=60°,
∴OD= DE= ×3= ,
∴OE=2OD=2 ,
∴BE=OE﹣OB=2 ﹣ = .
故选:B.
【变式3】如图,AB是 O的切线,切点为点H,连接OA、OB分别与圆相交于点D、E,点C为圆上一
点且∠DCE=52.5°,若 O的半径长为2,且∠A=30°,则AB的长为( )
⊙
⊙
A.6 B. C. D.
【分析】连接OH、DE,根据切线的性质,得到∠AHO=∠BHO=90°,再根据30度角所对的直角边等
于斜边一半和三角形内角和定理,得到 ,∠AOH=60°,利用勾股定理求出 ,然后利
用圆周角定理得到∠DOE=105°,从而得到∠BOH=45°,推出BH=OH=2,即可求出AB的长.
【解答】解:连接OH、DE,
∵AB是 O的切线,切点为点H,
∴OH⊥AB,
⊙
∴∠AHO=∠BHO=90°,
∵∠A=30°,
∴ ,∠AOH=60°,∵OH=2,
∴OA=4,
在Rt△AHO中, ,
∵∠DCE=52.5°,
∴∠DOE=2∠DCE=105°,
∴∠BOH=∠DOE﹣∠AOH=105°﹣60°=45°,
∵∠BHO=90°,
∴BH=OH=2,
∴ ,
故选B.
题型04 切线的判定与性质
【典例1】如图,AB为 O的直径,过圆上一点D作 O的切线CD交BA的延长线于点C,过点O作
OE∥AD,OE交CD于点E,连接BE.
⊙ ⊙
(1)求证:直线BE与 O相切;
(2)若CA=2,CD=4,求DE的长.
⊙
【分析】(1)连接OD,由切线的性质可得∠ODE=90°,然后利用平行线和等腰三角形的性质可得OE
平分∠DOB,从而可得∠DOE=∠EOB,进而可证△DOE≌△BOE,最后利用全等三角形的性质即可解
答;
(2)设 O的半径为r,先在Rt△ODC中,利用勾股定理求出r的长,再利用(1)的结论可得DE=
BE,最后在Rt△BCE中,利用勾股定理进行计算即可解答.
⊙
【解答】(1)证明:连接OD,∵CD与 O相切于点D,
∴∠ODE=90°,
⊙
∵AD//OE,
∴∠ADO=∠DOE,∠DAO=∠EOB,
∵OD=OA,
∴∠ADO=∠DAO,
∴∠DOE=∠EOB,
∵OD=OB,OE=OE,
∴△DOE≌△BOE(SAS),
∴∠OBE=∠ODE=90°,
∵OB是 O的半径,
∴直线BE与 O相切;
⊙
(2)解:设 O的半径为r,
⊙
在Rt△ODC中,OD2+DC2=OC2,
⊙
∴r2+42=(r+2)2,
∴r=3,
∴AB=2r=6,
∴BC=AC+AB=2+6=8,
由(1)得:△DOE≌△BOE,
∴DE=BE,
在Rt△BCE中,BC2+BE2=CE2,
∴82+BE2=(4+DE)2,
∴64+DE2=(4+DE)2,
∴DE=6,
∴DE的长为6.
【变式1】在Rt△ABC中,∠ACB=90°,BE平分∠ABC,D是边AB上一点,以BD为直径的 O经过点
E,且交BC于点F.
⊙
(1)求证:AC是 O的切线;
(2)若BF=6, O的半径为5,求CE的长.
⊙
⊙【分析】(1)连接OE,证明∠OEA=90°即可;
(2)连接OF,过点O作OH⊥BF交BF于H,由题意可知四边形OECH为矩形,利用垂径定理和勾股
定理计算出OH的长,进而求出CE的长.
【解答】(1)证明:连接OE.
∵OE=OB,
∴∠OBE=∠OEB,
∵BE平分∠ABC,
∴∠OBE=∠EBC,
∴∠EBC=∠OEB,
∴OE∥BC,
∴∠OEA=∠C,
∵∠ACB=90°,
∴∠OEA=90°
∴AC是 O的切线;
(2)解:连接OE、OF,过点O作OH⊥BF交BF于H,
⊙
由题意可知四边形OECH为矩形,
∴OH=CE,
∵BF=6,
∴BH=3,
在Rt△BHO中,OB=5,
∴OH= =4,
∴CE=4.
【变式2】如图,点D是以AB为直径的 O上的一点,过点B作 O的切线,交AD的延长线于点C,点
E是BC的中点,连接DE并延长与AB的延长线交于点F.
⊙ ⊙
(1)求证:DF是 O的切线;
(2)若OB=BF,EF=8,求AD的长.
⊙【分析】(1)连接OD,由AB为 O的直径得∠BDC=90°,根据BE=EC知∠1=∠3、由OD=OB知
∠2=∠4,根据BC是 O的切线得∠3+∠4=90°,即∠1+∠2=90°得证;
⊙
⊙
(2)根据直角三角形的性质得到∠F=30°,BE= EF=4,求得DE=BE=4,得到DF=12,根据三
角形的内角和得到OD=OA,求得∠A=∠ADO= BOD=30°,根据等腰三角形的性质即可得到结
论.
【解答】(1)证明:如图,连接OD,BD,
∵AB为 O的直径,
∴∠ADB=∠BDC=90°,
⊙
在Rt△BDC中,
∵BE=EC,
∴DE=EC=BE,
∴∠1=∠3,
∵BC是 O的切线,
∴∠3+∠4=90°,
⊙
∴∠1+∠4=90°,
∵∠2=∠4,
∴∠1+∠2=90°,
即∠ODF=90°,
∴半径OD⊥DF,
∴DF为 O的切线;
(2)解:∵OB=BF,
⊙
∴OF=2OD,
∴∠F=30°,
∵∠FBE=90°,
∴BE= EF=4,∴DE=BE=4,
∴DF=12,
∵∠F=30°,∠ODF=90°,
∴∠FOD=60°,
∵OD=OA,
∴∠A=∠ADO= BOD=30°,
∴∠A=∠F,
∴AD=DF=12.
【变式3】如图,△ACB内接于圆O,AB为直径,CD⊥AB与点D,E为圆外一点,EO⊥AB,与BC交于
点G,与圆O交于点F,连接EC,且EG=EC.
(1)求证:EC是圆O的切线;
(2)当∠ABC=22.5°时,连接CF,
①求证:AC=CF;
②若AD=1,求线段FG的长.
【分析】(1)连接OC,证得OC⊥CE,即可证得结论;
(2)①通过证得∠AOC=45°=∠COF=45°,得出 = ,即可证得AC=CF;
②作CM⊥OE于M,首先证得CF=CG,得出CM垂直平分FG,然后通过三角形平分线的性质证得
CM=CD,即可证得Rt△ACD≌Rt△FCM,从而证得FM=AD=1,即可证得FG=2FM=2.
【解答】(1)证明:连接OC,
∵OC=OB,
∴∠OCB=∠B,
∵EO⊥AB,
∴∠OGB+∠B=90°,
∵EG=EC,
∴∠ECG=∠EGC,
∵∠EGC=∠OGB,
∴∠OCB+∠ECG=∠B+∠OGB=90°,∴OC⊥CE,
∴EC是圆O的切线;
(2)①证明:∵∠ABC=22.5°,∠OCB=∠B,
∴∠AOC=45°,
∵EO⊥AB,
∴∠COF=45°,
∴ = ,
∴AC=CF;
②解:作CM⊥OE于M,
∵AB为直径,
∴∠ACB=90°
∵∠ABC=22.5°,∠GOB=90°,
∴∠A=∠OGB=∠67.5°,
∴∠FGC=67.5°,
∵∠COF=45°,OC=OF,
∴∠OFC=∠OCF=67.5°,
∴∠GFC=∠FGC,
∴CF=CG,
∴FM=GM,
∵∠AOC=∠COF,CD⊥OA,CM⊥OF,
∴CD=CM,
在Rt△ACD和Rt△FCM中
∴Rt△ACD≌Rt△FCM(HL),
∴FM=AD=1,
∴FG=2FM=2.1.如果一个圆的直径是8cm,圆心到一条直线的距离也是 8cm,那么这条直线和这个圆的位置关系是(
)
A.相离 B.相交 C.相切 D.不能确定
【分析】欲求直线和圆的位置关系,关键是求出圆心到直线的距离 d,再与半径r进行比较.若d<r,
则直线与圆相交;若d=r,则直线于圆相切;若d>r,则直线与圆相离.
【解答】解:∵圆的直径为8cm,
∴圆的半径为4cm,
∵圆心到直线的距离8cm,
∴圆的半径<圆心到直线的距离,
∴直线与圆相离,
故选:A.
2.半径为5的四个圆按如图所示位置摆放,若其中有一个圆的圆心到直线l的距离为4,则这个圆可以是
( )
A. O B. O C. O D. O
1 2 3 4
【分析】根据直线与圆的位置关系解答即可.
⊙ ⊙ ⊙ ⊙
【解答】解:∵ O 、 O 、 O 、 O 是四个半径为5的等圆,
1 2 3 4
∴圆心到直线l的 ⊙ 距离为 ⊙4是 ⊙O 3 , ⊙
故选:C.
⊙
3.在平面直角坐标系中,以点(﹣3,4)为圆心,3为半径的圆( )
A.与x轴相离,与y轴相切
B.与x轴相离,与y轴相交
C.与x轴相切,与y轴相交
D.与x轴相切,与y轴相离
【分析】由已知点(﹣3,4)可求该点到x轴,y轴的距离,再与半径比较,确定圆与坐标轴的位置关系.设d为直线与圆的距离,r为圆的半径,则有若d<r,则直线与圆相交;若d=r,则直线于圆相切;
若d>r,则直线与圆相离.
【解答】解:点(﹣3,4)到x轴为4,大于半径3,
点(﹣3,4)到y轴的距离为3,等于半径3,
故该圆与x轴相离,与y轴相切,
故选:A.
4.如图,AB是 O的直径,BC交 O于点D,DE⊥AC于点E,要使DE是 O的切线,还需补充一个条
件嘉嘉说:“这个条件可以是AB=AC”;淇淇说:“满足条件AC∥OD也可以判定DE是 O的切
⊙ ⊙ ⊙
线”;对于他们的说法,下列判断正确的是( )
⊙
A.嘉嘉正确,淇淇错误 B.嘉嘉错误,淇淇正确
C.他们都正确 D.他们都错误
【分析】根据AB=AC,连接AD,利用圆周角定理以及等腰三角形的性质可以得到点D是BC的中点,
OD是△ABC的中位线,AC∥OD,然后由DE⊥AC,得到∠ODE=90°,可以证明DE是 O的切线.
根据AC∥OD,AC⊥DE,得到∠EDO=90°,可以证明DE是 O的切线.
⊙
【解答】解:当AB=AC时,如图:连接AD,
⊙
∵AB是 O的直径,
∴AD⊥BC,
⊙
∴CD=BD,
∵AO=BO,
∴OD是△ABC的中位线,∴AC∥OD,
∵DE⊥AC,
∴DE⊥OD,
∴DE是 O的切线.
当AC∥OD时,
⊙
∵DE⊥AC,
∴DE⊥OD.
∴DE是 O的切线.
故选:C.
⊙
5.如图, O与△OAB的边AB相切干点B,将△OAB绕点B顺时针方向旋转得到△O′A′B,使得点
O′落在 O上,边A′B交线段AO于点C,若∠A'=25°,则∠OCB的度数为( )
⊙
⊙
A.75° B.80° C.85° D.90°
【分析】连接OO′,先证△BOO′为等边三角形,求出∠AOB=∠OBO′=60°,由 O与△OAB的边
AB相切,可求∠CBO=90°﹣∠OBO′=30°,利用三角形内角和公式即可求解.
⊙
【解答】解:连接OO′,
∵将△OAB绕点B按顺时针方向旋转得到△O'A'B',
∴BO′=BO=OO′,
∴△BOO′为等边三角形,
∴∠OBO′=60°,
∵ O与△OAB的边AB相切,
∴∠OBA=∠O′BA′=90°,
⊙
∴∠CBO=90°﹣∠OBO′=90°﹣60°=30°,
∵∠A′=25°,
∴∠A′O′B=90°﹣∠A′=90°﹣25°=65°,
∴∠AOB=∠A′O′B=65°,
∴∠OCB=180°﹣∠COB﹣∠OBC=180°﹣65°﹣30°=85°.
故选:C.6.以坐标原点O为圆心,作半径为2的圆,若直线y=﹣x+b与 O相交,则b的取值范围是( )
A.0≤b<2 B.﹣2 C.﹣2 ⊙2 D.﹣2 <b<2
【分析】求出直线y=﹣x+b与圆相切,且函数图象经过一、二、四象限,和当直线y=﹣x+b与圆相切,
且函数图象经过二、三、四象限时b的值,则相交时b的值在相切时的两个b的值之间.
【解答】解:当直线y=﹣x+b与圆相切,且函数图象经过一、二、四象限时,如图.
在y=﹣x+b中,令x=0时,y=b,则与y轴的交点是(0,b),
当y=0时,x=b,则A的交点是(b,0),
则OA=OB,即△OAB是等腰直角三角形.
连接圆心O和切点C.则OC=2.
则OB= OC=2 .即b=2 ;
同理,当直线y=﹣x+b与圆相切,且函数图象经过二、三、四象限时,b=﹣2 .
则若直线y=﹣x+b与 O相交,则b的取值范围是﹣2 <b<2 .
故选:D.
⊙
7.如图,在平面直角坐标系中,过格点 A,B,C作一圆弧,点B与下列格点的连线中,能够与该圆弧相
切的是( )
A.点(0,3) B.点(1,3) C.点(6,0) D.点(6,1)
【分析】根据垂径定理的性质得出圆心所在位置,再根据切线的性质得出,∠OBD+∠EBF=90°时F点
的位置即可.
【解答】解:∵过格点A,B,C作一圆弧,
∴三点组成的圆的圆心为:O′(2,0),∵只有∠O′BD+∠EBF=90°时,BF与圆相切,
∴当△BO′D≌△FBE时,
∴EF=BD=2,
∴F点的坐标为:(5,1),
∴点B与下列格点的连线中,能够与该圆弧相切的是:(5,1)和(1,3).
故选:B.
8.如图,直线AB、CD相交于点O,∠AOD=30°,半径为2cm的 P的圆心在直线AB上,且位于点O
左侧的距离10cm处.如果 P以2cm/s的速度沿由A向B的方向移动,那么( )秒钟后 P与直线
⊙
CD相切.
⊙ ⊙
A.3 B.7 C.3或7 D.6或14
【分析】根据题意CD与 P相切分 P在直线CD左侧时 P在直线CD右侧时,求出 P运动的路程,
即可根据速度求得时间.
⊙ ⊙ ⊙ ⊙
【解答】解:①由题意可知CD与 P 相切于点E,
1
∴P
1
E⊥CD,
⊙
∵ P半径为2cm,
∴P E=2cm,
⊙1
∵∠AOD=30°,P E⊥CD,
1
∴P O=4cm,
1
∴PP =PO﹣P O=10﹣4=6(cm),
1 1
∴t=3秒.
②当圆心P在直线CD的右侧时,PP =PO+P O=10+4=14(cm),
2 2
则需要运动的时间为7秒.
综上所述, P与直线CD相切时经过的时间为3或7秒钟,
故选:C.
⊙
9.如图,等边三角形ABC的边长为4, C的半径为 ,P为AB边上一动点,过点P作 C的切线
PQ,切点为Q,则PQ的最小值为( )
⊙ ⊙A. B. C.2 D.3
【分析】连接CQ、CP,过点C作CH⊥AB于H,根据切线的性质得到CQ⊥PQ,根据勾股定理求出
PQ,根据等边三角形的性质求出CH,根据垂线段最短解答即可.
【解答】解:连接CQ、CP,过点C作CH⊥AB于H,
∵PQ是 C的切线,
∴CQ⊥PQ,
⊙
∴PQ= = ,
当CP⊥AB时,CP最小,PQ取最小值,
∵△ABC为等边三角形,
∴∠B=60°,
∴CH=BC•sinB=2 ,
∴PQ的最小值为: =3,
故选:D.
10.如图, O是△ABC的外接圆,P是BC延长线上一点,连接OA,OC,PA,且∠PCA=∠PAB,点D
是AC中点,OD的延长线交AP于点Q,则下列结论:①∠B=∠AOD;②OQ垂直平分AC;③直线
⊙
PA和CQ都是 O的切线;④CQ∥AO.其中正确的结论是( )
⊙
A.①④ B.②③ C.①②③ D.①②③④
【分析】由OA=OC,点D是AC中点,根据等腰三角形的“三线合一”可证明OQ垂直平分AC,可判断②正确;因为∠AOD=∠COD= ∠AOC,∠B= AOC,所以∠B=∠AOD,可判断①正确;由
∠PCA=∠PAB,得∠PAC=180°﹣∠P﹣∠PAC=180°﹣∠P﹣∠PAB=∠B=∠AOD,则∠PAO=
∠PAC+∠OAC=∠AOD+∠OAC=90°,再证明∠OCA=∠OAC,∠QCA=∠QAC,则∠QCO=∠QAO
=90°,可证明直线PA和CQ都是 O的切线,可判断③正确;假设CQ∥AO正确,∠AQC=∠QAO=
⊙
∠QCO=90°,可推导出∠AOC=90°,则∠B= ∠AOC=45°,与已知条件不符,所以CQ∥AO不正确,
可判断④错误,于是得到问题的答案.
【解答】解:∵点D是AC中点,
∴AD=CD,
∵OA=OC,
∴OQ⊥AC,
∴OQ垂直平分AC,
故②正确;
∴∠AOD=∠COD= ∠AOC,
∵∠B= AOC,
∴∠B=∠AOD,
故①正确;
∵∠PCA=∠PAB,
∴∠PAC=180°﹣∠P﹣∠PAC=180°﹣∠P﹣∠PAB=∠B,
∵∠B=∠AOD,
∴∠PAC=∠AOD,
∵∠ADO=90°,
∴∠PAO=∠PAC+∠OAC=∠AOD+∠OAC=90°,
∵OC=OA,QC=QA,
∴∠OCA=∠OAC,∠QCA=∠QAC,
∴∠QCO=∠OCA+∠QCA=∠OAC+∠QAC=∠QAO=90°,
∵OA、OC都是 O的半径,PA⊥OA,CQ⊥OC,
∴直线PA和CQ都是 O的切线,
⊙
故③正确;
⊙
假设CQ∥AO正确,则∠AQC=180°﹣∠QAO=90°,
∴∠AQC=∠QAO=∠QCO=90°,
∴∠AOC=360﹣∠AQC﹣∠QAO﹣∠QCO=90°,
∴∠B= ∠AOC=45°,显然与已知条件不符,∴CQ∥AO不正确,
故④错误,
故选:C.
11.“海上生明月,天涯共此时”,如图是记录的日出美景,图中太阳与海天交界处可看成圆与直线,它
们的位置关系是 相交 .
【分析】根据直线与圆的位置关系即可得到结论.
【解答】解:由题可知,太阳与海天交接所看成的圆和直线有两个公共点,
所以太阳和海天交界处所看出看成的直线位置关系是相交.
故答案为:相交.
12.如图,AB是 O的直径,C,D是 O上的两点,∠CDB=25°,过点C作 O的切线交AB延长线于
点E,则∠E的度数为 40 ° .
⊙ ⊙ ⊙
【分析】连接OC,根据同弧所对的圆周角相等推出∠CAB=∠CDB=25°,得出∠COE的度数,再根据
切线的性质结合直角三角形量锐角互余即可推出结果.
【解答】解:如图,连接OC,
∵ ,
∴∠CAB=∠CDB=25°,
∴OC=OA,
∴∠OAC=OCA=25°,
∴∠COE=50°,
∵CE是 O的切线,
∴OC⊥CE,
⊙
∴∠OCE=90°,
∴∠E=90°﹣∠COE=40°,
故答案为:40°.13.如图, O内有一Rt△ABC,∠C=90°,∠B=53°,点B在圆上,边AC经过圆心O.△DEF是
△ABC平移后的图象,点A,B的对应点D,E在 O上,点C的对应点F在 O外,若DF与 O相切,
⊙
连接OE,则∠COE= 1 6 °.
⊙ ⊙ ⊙
【分析】如图:连接OD,即∠ODF=90°,由平移的性质可得∠F=∠C=90°,∠DEF=∠B=90°,
AC∥DF,再根据平行的判定与性质可得∠ODE=∠DEF=53°、∠COD=∠ODF=90°,再根据等腰三
角形的性质可得∠DOE=180°﹣2∠DEF=74°,最后根据角的和差即可解答.
【解答】解:如图:连接OD,即∠ODF=90°,
∵△DEF是△ABC平移后的图形,
∴∠F=∠C=90°,∠DEF=∠B=90°,AC∥DF,
∴∠ODE=∠DEF=53°,∠COD=∠ODF=90°,
∵OE=OD,
∴∠DEO=∠DEF=53°,
∴∠DOE=180°﹣2∠DEF=74°,
∴∠COE=∠COD﹣∠DOE=16°.
故答案为:16.
14.如图,菱形ABCD的边长为4,∠ABC=120°,P是AB边上的一动点,以P为圆心,线段PB的长为
半径画圆,当 P与△ADC边所在的直线相切时, P的半径为 或 或 .
⊙ ⊙【分析】分三种情况讨论:当 P与直线AC相切时;当 P与直线AD相切时,当 P与直线CD相切
时,分别解答即可.
⊙ ⊙ ⊙
【解答】解:∵菱形ABCD,∠ABC=120°,
∴∠DAB=60°, ,
如图1,当 P与直线AC相切时,切点为E,连接PE,则∠PEA=90°,
⊙
设PE=PB=x,则AP=4﹣x,
∵∠PAE=30°,
∴AP=2PE,
∴4﹣x=2x,
解得 ;
如图2,当 P与直线AD相切时,切点为F,连接PF,则∠PFA=90°,
⊙
设PF=PB=x,则AP=4﹣x,
∵∠PAF=60°,
∴ ,
∴ ,解得 ;
如图3,当 P与直线CD相切时,切点为G,连接PG,作DH⊥AB于点H,则∠PGD=90°,四边形
PGDH是矩形,
⊙
设PG=PB=x,则DH=x,
∵∠DAH=60°,
∴ ,
∴ ,
解得 ;
综上, P的半径为 或 或 .
⊙
故答案为: 或 或 .
15.若点P(m,n)在二次函数y=x2+2x+2的图象上,以P为圆心,2为半径的圆与y轴相交,则n的取
值范围是 1 ≤ n < 1 0 .
【分析】由题意可知﹣2<m<2,根据m的范围即可确定n的范围.
【解答】解:∵y=x2+2x+2=(x+1)2+1,
∴二次函数y=x2+2x+2的图象开口向上,顶点为(﹣1,1),对称轴是直线x=﹣1,
∵P(m,n)到y轴的距离小于2,
∴﹣2<m<2,
而﹣1﹣(﹣2)<2﹣(﹣1),
当m=2,n=(2+1)2+1=10,
当m=﹣1时,n=1,
∴n的取值范围是1≤n<10,
故答案为:1≤n<10.
16.在平面直角坐标系xOy中,点A、B分别在x轴负半轴、y轴正半轴上(OA>OB),C(a,﹣a)(a
为常数),以C为圆心、适当的长度为半径作 C,使点A、B在 C上.
(1)请用无刻度的直尺和圆规作出 C.(保留作图痕迹,不写作法);
⊙ ⊙
⊙(2)若OA=8,OB=6,直线y=x+b与 C有且只有一个公共点,则b= 4 或 2 4 .
⊙
【分析】(1)由点C的坐标知,改点在直线y=﹣x上,由圆的定义知,点C在AB的中垂线上,故上
述两条直线的交点,即为点C为位置,即可求解;
(2)求出点T(﹣ , ),由CT=AC=CB,即可求解.
【解答】解:(1)由点C的坐标知,该点在直线y=﹣x上,由圆的定义知,点C在AB的中垂线上,
故上述两条直线的交点,即为点C为位置,由此画出 C如下图所示.
⊙
(2)如下图所示,设直线y=x+b与 C有且只有一个公共点为点T,
⊙则CT和直线y=x+b垂直,且CT=AC=CB,
∵点C在直线y=﹣x,
∴点T是直线y=﹣x和直线y=x+b的交点,
则点(﹣ , ),
由CT=AC=CB得: ,
解得b=4或24.
故答案为:4或24.
17.如图, O是△ABC的外接圆,AE切 O于点A,AE与直径BD的延长线相交于点E.
(Ⅰ)如图①,若∠C=71°,求∠E的大小;
⊙ ⊙
(Ⅱ)如图②,当AE=AB,DE=2时,求∠E的大小和 O的半径.
⊙
【分析】(Ⅰ)连接 OA,先由切线的性质得∠OAE 的度数,求出∠AOB=2∠C=142°,进而得
∠AOE,则可求出答案;
(Ⅱ)连接OA,由等腰三角形的性质求出∠E=30°,根据含30°解的直角三角形的性质求解即可.
【解答】解:(Ⅰ)连接OA.
∵AE切 O于点A,
∴OA⊥AE,
⊙
∴∠OAE=90°,
∵∠C=71°,
∴∠AOB=2∠C=2×71°=142°,
又∵∠AOB+∠AOE=180°,∴∠AOE=38°,
∵∠AOE+∠E=90°,
∴∠E=90°﹣38°=52°.
(Ⅱ)连接OA,
设∠E=x.
∵AB=AE,
∴∠ABE=∠E=x,
∵OA=OB,
∴∠OAB=∠ABO=x,
∴∠AOE=∠ABO+∠BAO=2x.
∵AE是 O的切线,
∴OA⊥AE,即∠OAE=90°,
⊙
在△OAE中,∠AOE+∠E=90°,
即2x+x=90°,
解得x=30°,
∴∠E=30°.
在Rt△OAE中,OA= OE,
∵OA=OD,
∴OA=OD=DE,
∵DE=2,
∴OA=2,即 O的半径为2.
18.如图,AB是⊙ O的直径,AC是弦,D是 的中点,CD与AB交于点E.F是AB延长线上的一点,
且CF=EF.
⊙
(1)求证:CF为 O的切线;
(2)连接BD.若CF=4,BF=2,求BD的长.
⊙【分析】(1)如图,连接OC,OD.证明∠OCF=90°即可;
(2)设OA=OD=OC=OB=r,则OF=r+2,在Rt△COF中,42+r2=(r+2)2,可得r=3,再根据勾
股定理可解决问题.
【解答】(1)如图,连接OC,OD,
∵OC=OD,
∴∠OCD=∠ODC,
∵CF=EF,
∴∠FCE=∠FEC,
∵∠OED=∠FEC,
∴∠OED=∠FCE,
∵AB是直径,D是 的中点,
∴∠DOE=90°,
∴∠OED+∠ODC=90°,
∴∠FCE+∠OCD=90°,即∠OCF=90°,
∵OC是半径,
∴CF是 O的切线.
(2)设OA=OD=OC=OB=r,则OF=r+2,
⊙
在Rt△COF中,OC2+CF2=OF2
∴42+r2=(r+2)2,
解得r=3,
∴OB=OD=3,
∵∠DOB=90°,
∴BD2=OD2+OB2,
∴ .19.在△ABC中,∠C=90°,以边AB上一点O为圆心,OA为半径的圆与BC相切于点D,分别交AB,
AC于点E,F.
(1)如图①,连接AD,若∠CAD=25°,求∠B的大小;
(2)如图②,若点F为 的中点, O的半径为2,求AB的长.
⊙
【分析】(1)连接OD,由在△ABC中,∠C=90°,BC是切线,易得OD∥AC,即可求得∠CAD=
∠BAD,继而求得答案;
(2)首先连接OF,OD,由(1)得:OD∥AC,由点F为 的中点,易得△AOF是等边三角形,继而
求得答案.
【解答】解:(1)连接OD,
∵OA为半径的圆与BC相切于点D,
∴OD⊥BC,
∴∠ODB=90°,
∵在△ABC中,∠C=90°,
∴∠ODB=∠C,
∴OD∥AC,
∴∠CAD=∠ADO=25°,
∵OA=OD,
∴∠OAD=∠ODA=25°,
∴∠BOD=2∠OAD=50°,
∴∠B=90°﹣∠BOD=40°;
(2)连接OF,OD,
由(1)得:OD∥AC,
∴∠AFO=∠FOD,∵OA=OF,点F为 的中点,
∴∠A=∠AFO,∠AOF=∠FOD,
∴∠A=∠AFO=∠AOF=60°,
∴∠B=90°﹣∠A=30°,
∵OA=OD=2,
∴OB=2OD=4,
∴AB=OA+OB=6.
20.如图,直角△ACB,∠ACB=90°,∠A=60°,以AC为直径作 O,点G为AB的中点,连接CG交
O为E点;
⊙
(1)求证:点E为CG的中点;
⊙
(2)过E点作ED⊥AB,D为垂足,延长DE交CB于点F,求证:DE是 O的切线;
(3)在(2)的条件下,若CF=2,求BC的长.
⊙
【分析】(1)连接OE,利用直角三角形斜边上的中线性质得到AG=CG,则△ACG为等边三角形,
再判断△OCE是等边三角形得到∠AGC=∠OEC=60°,所以OE∥AB,锐角利用O为AC中点得到E
为CG的中点;
(2)利用(1)中OE∥AG得到OE⊥ED,然后根据切线的判定定理得到结论;
(3)作GM∥FD交BC于M,如图,先证明CM=2CF,MC=MG,再利用△MGB为30°角的直角三角
形得到BM=2MG=2CM=4CF,然后利用BC=6CF进行计算即可.
【解答】(1)证明:连接OE,∵G为Rt△ABC斜边的中点.
∴AG=CG,
又∵∠A=60°,
∴△ACG为等边三角形,
∴∠C=∠AGC=60°,
又∵CO=OE,∴△OCE是等边三角形,
∴∠AGC=∠OEC=60°.
∴OE∥AB,
∵O为AC中点,
∴E为CG的中点;
(2)证明:由(1)得OE∥AG,
∵ED⊥AG,
∴OE⊥ED,
∴DE是 O的切线;
(3)解:作GM∥FD交BC于M,如图,
⊙
∵E为CG的中点,
∴EF为△CMG的中位线,
∴EF= MG,
∵CF、FE是 O的切线.
∴CF=EF,
⊙
∴MC=MG,
∵△MGB为30°角的直角三角形,
∴BM=2MG=2CM=4CF,
∴BC=6CF=6×2=12.