当前位置:首页>文档>第06讲直线与圆的位置关系(1)(3个知识点+4类热点题型讲练+习题巩固)(教师版)_初中数学_九年级数学上册(人教版)_同步讲义-U18_2025版

第06讲直线与圆的位置关系(1)(3个知识点+4类热点题型讲练+习题巩固)(教师版)_初中数学_九年级数学上册(人教版)_同步讲义-U18_2025版

  • 2026-03-28 01:30:07 2026-03-27 23:42:02

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第06讲直线与圆的位置关系(1)(3个知识点+4类热点题型讲练+习题巩固)(教师版)_初中数学_九年级数学上册(人教版)_同步讲义-U18_2025版
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文档格式
docx
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2.822 MB
文档页数
40 页
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2026-03-27 23:42:02

文档内容

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.