文档内容
专题 01 动圆问题探究(40 题)(举一反三专项训练)
【人教版】
考卷信息:
本套训练卷共40题,涉及函数与动圆问题、三角形与动圆问题、四边形与动圆问题. 题型针对性较
高,覆盖面广,选题有深度,可加强学生对动圆问题探究的理解!
【题型1 函数与动圆问题】
3
1.(2025·广东韶关·三模)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y= x+6的图象与x轴、y轴分别交于
4
A、B两点,点P在线段OA上,⊙P与x轴交于M、O两点,⊙P当与该一次函数的图象相切时,AM的
长度是( )
A.3 B.4 C.6 D.2
【答案】D
【分析】本题考查了一次函数的几何应用,切线的性质,勾股定理,由一次函数解析式可得A(−8,0),
B(0,6),即得AB=❑√OA2+OB2=10,设⊙P与直线相切于点D,连接PD、PB,可得PD⊥AB,
PD=PO=PM, 由S =S +S 可得PO=3,进而即可求解,正确作出辅助线是解题的关
△AOB △APB △PBO
键.
【详解】解:当x=0时,y=0+6=6;当y=0时,x=−8,
∴A(−8,0),B(0,6),
∴OA=8,OB=6,
∵∠AOB=90°,
∴AB=❑√OA2+OB2=❑√82+62=10,如图,设⊙P与直线相切于点D,连接PD、PB,
∴PD⊥AB,PD=PO=PM,
设PD=PO=PM=x,
∵S =S +S ,
△AOB △APB △PBO
1 1 1
∴ OA·OB= AB·PD+ PO·OB,
2 2 2
1 1 1
即 ×8×6= ×10×x+ ×x×6,
2 2 2
解得x=3,
∴PO=3,
∴OM=2PO=6,
∴AM=OA−OM=8−6=2,
故选:D.
6
2.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)如图,⊙P的半径为2,圆心P在函数y= (x>0)的图象
x
上运动,当⊙P与坐标轴相切时,点P的坐标为 .
【答案】(2,3)或(3,2)
【分析】此题考查了圆与直线的位置关系、反比例函数图象的位置关系的一道综合题,熟练运用分类讨论
的思想和准确把握动圆与坐标轴相切时点P的坐标特征是解此题的关键.分两种情况进行讨论:⊙P与x
轴相切或⊙P与y轴相切,分别求解即可.
【详解】解:∵⊙P与坐标轴相切,∴分两种情况讨论:
①当⊙P与x轴相切时,
则点P的纵坐标为2,
6
∴2=
x
∴x=3,
∴点P的坐标为(3,2).
②⊙P与y轴相切时,
则点P的横坐标为2,
6
∴y=
2
∴y=3
∴点P的坐标为(2,3),
综上,点P的坐标为:(2,3)或(3,2),
故答案为:(2,3)或(3,2).
❑√3
3.(24-25九年级上·江苏徐州·阶段练习)如图,一次函数y=− x+2❑√3的图像与x轴交于点A,与y
3
轴交于点B,以M(1,0)为圆心的⊙M与y轴相切,点M以每秒2个单位的速度从(1,0)向x轴正方向运动,
1
同时⊙M的半径以每秒 个单位的速度扩大,当M运动了 秒时,⊙M与直线AB只有一个公
2
共点.
【答案】1或7
【分析】本题考查了一次函数与相似三角形及直线与圆的位置关系,以及切线的性质的综合应用,M可能
在OA上,也可能在OA的延长线上,因而分两种情况进行讨论,作M C⊥AB于点C.则
1
△AM C∽△ABO,根据相似三角形的对应边的比相等,即可得到一个关于t的方程,求得t的值.
1❑√3
【详解】解:在y=− x+2❑√3中,令x=0,则y=2❑√3,
3
即B的坐标是(0,2❑√3),
则OB=2❑√3;
❑√3
令y=0,得− x+2❑√3=0,
3
解得x=6,
则A的坐标是(6,0),
∴OA=6,
在Rt△OAB中,AB=❑√OA2+OB2=4❑√3,
当M在线段OA上时,如图:作M C⊥AB于点C.则△AM C∽△ABO,
1 1
AM M C
∴ 1= 1 ,
AB OB
1
1+ t
即5−2t 2 ,
=
4❑√3 2❑√3
解得t=1;
当M在OA的延长线上时:如图(2)同理作M D⊥AB于点D.则△AM D∽△ABO,
2 2
AM M D
∴ 2= 2 ,
AB OB1
1+ t
即2t+1−6 2 ,
=
4❑√3 2❑√3
解得t=7.
故答案为:1或7.
4.已知⊙O是以坐标原点为圆心,半径为1,函数y=x与⊙O交于点A,点P(x,0)在x轴上运动,过点
P且与OA平行的直线与⊙O有公共点,则x的范围是 .
【答案】−❑√2≤x≤❑√2,且x≠0
【详解】考点:直线与圆的位置关系;坐标与图形性质.
分析:由题意得x有两个极值点,过点P与⊙O相切时,x取得极值,作出切线,利用切线的性质求解即
可.
解:将OA平移至P’D的位置,使P’D与圆相切,
连接OD,由题意得,OD=1,∠DOP’=45°,∠ODP’=90°,
故可得OP’=❑√2,即x的极大值为❑√2,
同理当点P在y轴左边时也有一个极值点,此时x取得极小值,x=-❑√2,
综上可得x的范围为:-❑√2≤x≤❑√2.
又∵DP’与OA平行,
∴x≠0,
故答案为-❑√2≤x≤❑√2,且x≠0
❑√3
5.如图,点P在函数y= (x>0)的图象上运动,O为坐标原点,点A为PO的中点,以点P为圆心,PA
x
为半径作⊙P,则当⊙P与坐标轴相切时,点P的坐标为 .【答案】(❑√3,1)或(1,❑√3)
【分析】本题考查了反比例函数图象上点的坐标特征、两点间的距离公式以及切线的性质,解题的关键是
分圆P与x(或y)轴相切分类讨论.本题属于基础题,难度不大,解决该题型题目时,设出点P的坐标,
根据切线的性质,找出P点坐标与半径之间的关系是关键.结合点P在反比例函数图象上,设出点P的坐
标,由两点间的距离公式求出OP的长度,由点A为OP的中点,即可找出PA的长度,再根据相切的两种不
同形式分类,结合点P的坐标以及圆的半径即可得出关于P点横坐标的一元二次方程,解方程即可得出结
论.
❑√3
【详解】解:∵点P为函数y= (x>0)的图象上的点,
x
❑√3
∴设点P的坐标为(n, )(n>0).
n
√ ❑√3 2
∴OP=❑n2+( ) .
n
∵点A为PO的中点,
1 1 √ ❑√3 2
∴PA= OP= ❑n2+( ) .
2 2 n
⊙P与坐标轴相切分两种情况:
1 √ ❑√3 2 ❑√3
①⊙P与x轴相切,此时有 ❑n2+( ) = ,
2 n n
9
整理得:n2= ,解得:n2=3,或n2=−3(舍去),
n2
解n2=3,得:n =❑√3,n =−❑√3(舍去),
1 2
此时点P的坐标为(❑√3,1);1 √ ❑√3 2
②⊙P与y轴相切,此时有 ❑n2+( ) =n,
2 n
1
整理得:n2= ,解得:n2=1,或n2=−1(舍去),
n2
解n2=1,得:n =1,n =−1(舍去),
3 4
此时点P的坐标为(1,❑√3).
综上可知:点P的坐标为(❑√3,1)或(1,❑√3).
故答案为:(❑√3,1)或(1,❑√3).
6.如图所示,一次函数y=x−3的图象与x轴、y轴分别交于点M,N,⊙O的半径为1,将⊙O以每秒1
个单位的速度沿x轴向右作平移运动,当移动 秒时,直线MN恰好与⊙O相切.
【答案】3±❑√2
【分析】作EF平行于MN与⊙O相切,交x轴于点E,交y轴于点F,设直线EF的解析式为y=x+b,由
⊙O与EF相切结合三角形的面积即可得出关于b的含绝对值符号的方程,从而得出点E的坐标,根据运
动的相对性即可得出结论.
【详解】作EF平行于MN与⊙O相切,交x轴于点E,交y轴于点F,如图所示,
设直线EF的解析式为y=x+b,
即x−y+b=0,
∵ EF与⊙O相切,且⊙O的半径为1,
1 1
∴ b2= ×1×❑√2|b),
2 2
解得b=±❑√2,
∴直线EF的解析式为y=x+❑√2或y=x−❑√2,
∴点E的坐标为(❑√2,0)或(−❑√2,0),
令y=x−3中y=0,则x=3,
∴ M(3,0),∵根据运动的相对性,且⊙O以每秒1个单位的速度沿x轴向右作平移运动,
∴移动的时间为3−❑√2或3+❑√2,
故答案为:3±❑√2.
【点睛】本题考查了直线与圆的位置关系,一次函数图像上点的坐标特征以及平移的性质,解题的关键是
求出E、M的坐标,巧妙的利用运动的相对性变移圆为移直线.
7.如图,点A在第一象限上运动,始终保持∠AOB=90°,点B(2m,0)在x轴正半轴上,点C(0,−m)
在y轴的负半轴上,则CA的最大值为 (用含m的式子表示).
【答案】(❑√2+1)m也可以写作❑√2m+m
【分析】本题考查了坐标系中的动点问题(不含函数),用勾股定理解三角形,点与圆上一点的最值问
题,解题关键是掌握上述知识点并能运用求解.
先得出点A在以OB为直径的圆上运动,且点A在第一象限,OB=2m,从而可得当D为OB的中点时,
CA最大,再求得此时CD=❑√2m,从而可求得CA的最大值.
【详解】解:AC交x轴于点D,∵点A在第一象限,始终保持∠AOB=90°,点B(2m,0)在x轴正半轴上,
∴点A在以OB为直径的圆上运动,且点A在第一象限,OB=2m,
∴当D为OB的中点时,CA最大,
∵点B(2m,0),
∴D(m,0),
∵点C(0,−m),
∴此时CD=❑√2m,
∴CA=CD+AD=❑√2m+m=(❑√2+1)m
故答案为:(❑√2+1)m.
16
8.如图,已知一次函数y=kx+b的图像与反比例函数y=− 的图像交于点D(2,m),且与x轴交于点B,第
x
16
二象限内点A在反比例函数y=− 的图像上,且以点A为圆心的圆与x,y轴分别相切于点B,C,则一次函数
x
解析式为 .
4 16
【答案】y=− x−
3 3
【分析】本题考查反比例函数图像与性质,待定系数法求一次函数解析式,相切性质,正确求出A,C点坐标是
解题的关键.
16
将点D代入y=− 中求出m的值,再利用切线的性质结合正方形的判定与性质得出点A,C坐标,进而利用待
x
定系数法求而出一次函数解析式.
16
【详解】解:∵点D(2,m)在反比例函数y=− 的图像上,
x
16
∴将D(2,m)代入y=− 中得:m=−8,
x∴D的坐标为D(2,−8),
∵以点A为圆心的圆与x,y轴分别相切于点B,C,
∴四边形ABOC是正方形,AB=AC,
16
∵第二象限内点A在反比例函数y=− 的图像上,
x
∴设A(a,−a),a<0,
∴−a2=−16,即a=−4,
∴点B的坐标为B(−4,0),
∵一次函数y=kx+b的图像过D(2,−8),且与x轴交于点B,
∴将B(−4,0)和D(2,m)代入y=kx+b中得:
4
{ k=− )
{−4k+b=0) 3
,解得 ,
2k+b=−8 16
b=−
3
4 16
∴一次函数解析式为:y=− x− .
3 3
9.如图,在平面直角坐标系中,直线y=x−2与x轴、y轴分别交于点B、C,半径为1的⊙P的圆心P从
点A(4,m)(点A在直线y=x−2上)出发以每秒❑√2个单位长度的速度沿射线AC运动,设点P运动的时
间为t秒,则当t= 时,⊙P与坐标轴相切.
【答案】1或3或5
【分析】设⊙P与坐标轴的切点为D,根据已知条件得到A(4,2),B(2,0),C(0,−2),求得AB=2❑√2
,AC=2❑√2,OB=OC=2,证明出ΔOBC是等腰直角三角形,∠OBC=45°,然后分三种情况进行讨
论:①当⊙P与x轴相切时,②如图,⊙P与x轴和y轴都相切时,③当点P只与y轴相切时.
【详解】解:设⊙P与坐标轴的切点为D,
∵直线y=x−2与x轴、y轴分别交于点B、C,点A(4,m),
∴x=0时,y=−2,y=0时,x=2,
x=4时,y=2,
∴A(4,2),B(2,0),C(0,−2),
根据勾股定理:AB=2❑√2,AC=4❑√2,OB=OC=2,
∴ΔOBC是等腰直角三角形,∠OBC=45°,
①当⊙P与x轴相切时,
∵点D是切点,⊙P的半径是1,
∴PD⊥x轴,PD=1,
∴ΔBDP是等腰直角三角形,
∴BD=PD=1,PB=❑√2,
∴AP=AB−PB=❑√2,
∵点P的速度为每秒❑√2个单位长度,
∴t=1;
②如图,⊙P与x轴和y轴都相切时,
∵PB=❑√2,
∴AP=AB+PB=3❑√2,
∵点P的速度为每秒❑√2个单位长度,∴t=3;
③当点P只与y轴相切时,
∵PC=❑√2,
∴AP=AC+PC=5❑√2,
∵点P的速度为每秒❑√2个单位长度,
∴t=5.
综上所述,则当t=1或3或5秒时,⊙P与坐标轴相切,
故答案为:1或3或5.
【点睛】本题考查了切线的判定,等腰直角三角形的判定和性质、勾股定理,解题的关键是掌握切线的判
定及性质,利用分类讨论的思想求解.
10.(2025·江苏常州·一模)在平面直角坐标系xOy中,点T的坐标为(0,−1),点P、Q是平面中的任意两
个点,连接PT、QT、PQ得到△PQT,如果△PQT是等腰直角三角形,且∠PTQ=90°,那么我们称
点P、Q关于点T关联,把其中一个点叫做另一个点的关联点.
(1)已知点P(1,0),在点B(−1,0)、C(−1,−1)、D(1,−2)中,点P的关联点是______(填字母);
(2)点P、Q分别在一次函数y=−2x+1、y=x+1的图像上运动,若点P、Q关于点T关联,求点Q的坐
标.(3)已知点M的坐标为(t,0),以点M为圆心,1为半径作⊙M,若存在⊙M上的点P和直线y=x+1上的
点Q关于点T关联,请直接写出t的取值范围.
【答案】(1)B、D
(2)(−2,−1)或(−6,−5)
(3)−3−❑√2≤t≤❑√2−3或1−❑√2≤t≤❑√2+1
【分析】(1)可证明△BOT,△POT都是等腰直角三角形,则有
∠OBT=∠OTB=∠OPT=∠OTP=45°,据此可证明△BOT是等腰直角三角形,则点B(−1,0)是点
P的关联点;由∠PTC>∠PTB=90°,可知点C不是点P的关联点;证明△BPD是等腰直角三角形,
得到∠PBD=∠PDB=45°,则可证明B、P、D三点共线,进而可证明△PTD是等腰直角三角形,则
点D是点P的关联点;
(2)分别过点P和点Q 作y轴的垂线,垂足分别为H、G,设P(p,−2p+1),证明
1
△HPT≌△>Q (AAS),通过全等三角形的性质得到对应线段的长,进而可得Q (2p−2,p−1),再由
1 1
Q (2p−2,p−1)在直线y=x+1上,得到2p−2+1=p−1,解方程即可得到答案;同理可求出Q 的坐
1 2
标;
(3)如图3-1所示,△QTN,△QTK都是以T为直角顶点的等腰直角三角形,设Q(q,q+1),仿照
(2)通过一线三垂直模型,表示出点N和点K的坐标,进而得到点N和点K的轨迹都是一条直线,再分
别求出⊙M与这两条直线相切时t的值即可得到答案.
【详解】(1)解:∵T(0,−1),P(1,0),B(−1,0),
∴OT=OB=OP=1,
又∵∠BOT=∠POT=90°,
∴△BOT,△POT都是等腰直角三角形,
∴∠OBT=∠OTB=∠OPT=∠OTP=45°,
∴∠BTP=∠OTB+∠OTP=90°,
∴△BOT是等腰直角三角形,
∴点B(−1,0)是点P的关联点;
如图所示,∵∠PTC>∠PTB=90°,
∴点C不是点P的关联点;
∵B(−1,0),P(1,0),T(1,−2),
∴BP=PT=2,且BP⊥PD,
∴△BPD是等腰直角三角形,
∴∠PBD=∠PDB=45°,∴∠PBT=∠PBD,即B、P、D三点共线,
∵∠TPD=∠DPB−∠BPT=45°,
∴∠PTD=180°−45°−45°=90°,
∴△PTD是等腰直角三角形,
∴点D是点P的关联点;
(2)解:如图所示,分别过点P和点Q 作y轴的垂线,垂足分别为H、G,设P(p,−2p+1),
1
∴∠PHT=∠TGQ =90°,
1
∵△PTQ 是等腰直角三角形,且∠PTQ =90°,
1 1
∴PT=TQ❑❑,∠HTP+∠HPT=∠HTP+∠>Q =90°,
1 1
∴∠HPT=∠>Q ,
1
∴△HPT≌△>Q (AAS),
1
∴TG=PH=−p,Q G=HT=−2p+1−(−1)=−2p+2,
1
∴OG=OT+TG=1−p,
∴Q (2p−2,p−1),
1
∵Q (2p−2,p−1)在直线y=x+1上,
1
∴2p−2+1=p−1,
∴p=0,
∴2p−2=−2,p−1=−1,
∴Q (−2,−1);
1同理可得Q (2−2p,−1−p),
2
∵Q (2−2p,−1−p)在直线y=x+1上,
2
∴2−2p+1=−1−p,
∴p=4,
∴2−2p=−6,−1−p=−5,
∴Q (−6,−5);
2
综上所述,点Q的坐标为(−2,−1)或(−6,−5);
(3)解:如图3-1所示,△QTN,△QTK都是以T为直角顶点的等腰直角三角形,设Q(q,q+1),
过点N和点Q分别作y轴的垂线,垂足分别为R、S,
同理可证明△NRT≌△TSQ(AAS),
∴TR=QS=−q,NR=TS=−1−q−1=−2−q,
∴¿=TR−OT=−q−1,
∴N(2+q,−q−1),
∴点N在直线y=−x+1上运动,
同理可得K(−2−q,q−1),
∴点K在直线y=−x−3上运动;
设直线y=−x−3与x轴交于V,与y轴交于U,则V(−3,0),U(0,−3),
∴OV =OU=3,
∴△OUV是等腰直角三角形,
∴∠OVU=45°;
如图3-2所示,当⊙M与直线刚好相切于点A 时,连接A M,
1 1
∴∠M A V =90°,∠A VM=∠OVU=45°,
1 1
AM
∴MV = =❑√2,
sin∠A VM
1∴OM=OV +MV =3+❑√2,
∴t=−3−❑√2;
如图3-3所示,当⊙M与直线y=−x−3刚好相切时,同理可得此时MV =❑√2,
∴OM=PV −MV =3−❑√2,
∴t=❑√2−3;
∴当−3−❑√2≤t≤❑√2−3时,⊙M与直线y=−x−3有交点,即此时⊙M上一定存在点P是点Q的关联
点;
设直线y=−x+1与x轴交于Z,与y轴交于W,则Z(1,0),W(0,1),
∴OZ=OW=1,
∴△OWZ是等腰直角三角形,
∴∠OZW=45°;
如图3-4所示,当⊙M与直线y=−x+1刚好相切时,同理可得此时MZ=❑√2,
∴OM=MZ−OZ=❑√2−1,
∴t=1−❑√2;如图3-5所示,当⊙M与直线y=−x+1刚好相切时,同理可得此时MZ=❑√2,
∴OM=MZ+OZ=❑√2+1,
∴t=❑√2+1;
∴当1−❑√2≤t≤❑√2+1时,⊙M与直线y=−x+1有交点,即此时⊙M上一定存在点P是点Q的关联
点;
综上所述,−3−❑√2≤t≤❑√2−3或1−❑√2≤t≤❑√2+1.
【点睛】本题主要考查了切线的性质,解直角三角形,一次函数与几何综合,等腰直角三角形的性质与判
定等待,利用分类讨论的思想求解是解题的关键.
【题型2 四边形与动圆问题】
1.如图,∠MON=45°,点A、B分别在射线OM、射线ON上运动,四边形ABCD是矩形,且AB=2
,AD=1,则OD的最大值为( )A.❑√2+❑√5 B.2❑√2+1 C.❑√2+❑√3 D.无最大值
【答案】A
【分析】首先判断出点O在经过点A,B的圆E上,求出圆的半径,过E作EG⊥AB于G并延长,与CD
交于点F,利用矩形的判定和性质和勾股定理求出DE,分析得出当O,E,D三点共线时,OD最大,求
出OE+DE即可.
【详解】解:∵∠MON=45°,AB=2,
∴点O在经过点A,B的圆E上,且∠AEB=90°,
AB
∴AE=BE=OE= =❑√2,即圆E的半径为❑√2,
❑√2
过E作EG⊥AB于G并延长,与CD交于点F,
1 1
∴AG=BG= AB=1,EG= AB=1,
2 2
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠DAG=∠ADC=∠AGF=90°,
∴四边形ADFG是矩形,
∴AG=DF=1,AD=FG=1,∠EFD=90°,
∴EF=EG+GF=2,
∴DE=❑√DF2+EF2=❑√5,
当O,E,D三点共线时,OD最大,且最大值为OE+DE=❑√5+❑√2,
故选A.【点睛】本题考查了矩形的判定和性质,圆周角定理,等腰直角三角形的判定和性质,勾股定理,最短路
径,本题属于运动型问题,解题时要用动态的眼光审题,动中有静,学会构造圆,利用圆的性质分析题
意.
2.如图,四边形ABCD是正方形,动点E、F分别从D、C两点同时出 发,以相同的速度分别在边DC、CB
上移动,当点E运动到点C时都停止运动,DF与AE相交于点P,若AD=8,则点P运动的路径长为
( )
A.8❑√2 B.4❑√2 C.4π D.2π
【答案】D
【分析】如图,连接AC、BD交于点O.首先证明∠DPE=∠APD=90°,即可推出点P的运动轨迹是以AD为
直径的圆上的弧OD,由此即可解决问题.
【详解】解:如图,连接AC、BD交于点O.
∵DE=CF,AD=DC,∠ADE=∠DCF,
∴△ADE≌△DCF,
∴∠DAE=∠CDF,∵∠DAE+∠AED=90°,
∴∠CDF+∠DEP=90°,
∴∠DPE=∠APD=90°,
∴点P的运动轨迹是以AD为直径的圆上的弧OD,
1
∴点P运动的路径长为 •2π•4=2π,
4
故选D
【点睛】本题考查正方形的性质、弧长公式、全等三角形的判定和性质等知识,解题关键是正确寻找全等
三角形,判断出∠APD=90°这个突破点,属于中考常考题型.
3.(2025·河南南阳·二模)如图,在平面直角坐标系中,已知点A(1,0),B(2,0),以点O为圆心,OA的长
为半径作圆,C是⊙O上一动点,连接BC,以点B为旋转中心,将BC顺时针旋转90°得BD,连接CD.
π
若点C从点A出发,按照逆时针方向以每秒 个单位长度运动,则第33秒时,点D的坐标是( )
2
A.(2,4) B.(3,2) C.(1,2) D.(2,1)
【答案】B
【分析】本题主要考查了全等三角形的性质与判定,圆的基本知识,坐标与图形,点的坐标规律探索,根
据点A坐标可得⊙O的半径为1,则⊙O的周长为2π,故每4秒点C走一圈,则第33秒时,点C走了
1
8 圈,此时点C的坐标为(0,1),过点D作DE⊥x轴于E,证明△OCB≌△EBD(AAS),得到
4
BE=OC=1,DE=OB=2,则OE=OB+BE=3,可得D(3,2).
【详解】解:∵A(1,0),
∴OA=1,
∴⊙O的半径为1,
∴⊙O的周长为2π,
π
∵点C从点A出发,按照逆时针方向以每秒 个单位长度运动,
2∴每4秒点C走一圈,
∵33÷4=8…1,
1
∴第33秒时,点C走了8 圈,
4
∴第33秒时,点C的坐标为(0,1),
∵点C的坐标为(0,1),B(2,0),
∴OB=2,OC=1,
如图所示,过点D作DE⊥x轴于E,
由旋转的性质可得BC=BD,∠CBD=90°,
又∵∠BOC=∠DEB=90°,
∴∠OBC+∠OCB=∠OBC+∠EBD=90°,
∴∠OCB=∠EBD,
∴△OCB≌△EBD(AAS),
∴BE=OC=1,DE=OB=2,
∴OE=OB+BE=3,
∴D(3,2),
故选:B.
4.(2025九年级下·江苏南京·专题练习)如图,在平面直角坐标系中, A(2,0),B(−1,0),以点A为圆
心,OA长为半径作圆,交x轴正半轴于点C,点D为⊙A上一动点,连接BD,以BD为边,在直线BD
π
的上方作正方形BDEF,若点D从点O出发,按顺时针方向以每秒 个单位长度的速度在⊙A上运动,
2
则第2022秒结束时,点F的坐标为( )(3 ) (3 )
A.(1,3) B.(1,❑√3) C. ,3 D. ,❑√3
2 2
【答案】A
【分析】先根据点D的运动速度求出第2022秒结束时点D的位置,再证明△ADB≌△GBF,利用全
等三角形的性质求出FG,OG的长度,即可求解.
【详解】解:∵A(2,0),B(−1,0),
∴OA=2,OB=1,
∴⊙A的周长为4π.
π
∵4π÷ =8,2022÷8=252⋯⋯6,
2
∴第2022秒结束时和第6秒结束时,点D的位置相同,正方形BDEF的位置相同.
π
∵ ×6=3π,
2
∴点D在x轴下方的圆弧上,且O´D的长为π.
连接AD,过点F作x轴的垂线,垂足为G,如下图所示.
nπ×2
设∠OAD=n°,则 =π,
180
∴ n=90.
即∠OAD=90°.
∵ ∠FBD=90°,∴ ∠DBA+∠FBG=90°.
又∵∠DBA+∠BDA=90°,
∴∠BDA=∠FBG.
又∵BD=FB,
∴ △ADB≌△GBF.
∴BG=DA=2,FG=BA=OB+OA=3.
∴OG=BG−OB=2−1=1,
∴点F的坐标为(1,3),
故选:A.
【点睛】本题考查点的运动规律、正方形的性质、弧长的计算、全等三角形的判定和性质等知识,解题的
关键是根据点D的运动速度求出第2022秒结束时点D的位置.
5.如图,⊙O 的半径为1,正方形ABCD的边长为6,点O 为正方形ABCD的中心,O O 垂直AB于P点,
1 2 1 2
O O =8.若将⊙O 绕点P按顺时针方向旋转360°,在旋转过程中,⊙O 与正方形ABCD的边只有一个公共
1 2 1 1
点的情况一共出现( )
A.3次 B.5次 C.6次 D.7次
【答案】B
【详解】解:如图,∵⊙O 的半径为1,正方形ABCD的边长为6,点O 为正方形ABCD的中心,O O 垂直AB于P点,
1 2 1 2
设O O 交圆O 于M,
1 2 1
∴PM=8-3-1=4,
圆O 与以P为圆心,以4为半径的圆相外切,
1
∴根据图形得出有5次.
故选B.
6.(24-25九年级上·浙江杭州·期中)如图,在正方形ABCD中,AB=4,点E,F分别在CD,AD上,
CE=DF,BE,CF相交于点G,连结DG.当点E从点C运动到点D的过程中,DG的最小值为
.
【答案】2❑√5−2
【分析】此题考查了正方形的性质、全等三角形的判定和性质、勾股定理、圆周角定理等知识.求出点G
的运动轨迹是以BC为直径的⊙O,当O,G,D共线时,DG的值最小,再进一步求解即可.
【详解】解:如图,以BC为直径作⊙O,连接OG,∵四边形ABCD是正方形,
∴BC=CD,∠BCE=∠CDF=90°,
∵CE=DF,
∴△BCE≌△CDF(SAS),
∴∠EBC=∠FCD,
∵∠FCD+∠BCG=90°,
∴∠CBE+∠BCG=90°,
∴∠CGB=90°,
∴点G的运动轨迹是以BC为直径的⊙O,当O,G,D共线时,DG的值最小,
在正方形ABCD中,AB=4,
∴OC=2,CD=AB=4,
∴OD=❑√CD2+OC2=❑√42+22=2❑√5,
∴DG=OD−OG=2❑√5−2,
即DG的最小值为2❑√5−2,
故答案为:2❑√5−2.
7.(2025·江苏宿迁·一模)如图,在矩形ABCD中,AB=10,AD=8,点E在边AB上运动,以AE为直
径作圆与DE交于点F,连接BF,则线段BF的最小值为 .
【答案】2❑√29−4
【分析】本题考查了圆周角定理的推论,勾股定理等知识,连接AF,取AD中点O,连接OF,判断点F
在以AD为直径的圆上运动,则当O、F、B三点共线,且F在线段BO上时,BF最小,最小值为BO−OF,然后在Rt△ABO中根据勾股定理求出BO,即可求解.
【详解】解:连接AF,取AD中点O,连接OF,BO
∵以AE为直径作圆与DE交于点F,
∴∠AFE=90°,
∴∠AFD=90°,
∴点F在以AD为直径的圆上运动,
∴当O、F、B三点共线,且F在线段BO上时,BF最小,最小值为BO−OF,
在矩形ABCD中,AB=10,AD=8,
1
∴OF=AO= AD=4,∠BAD=90°,
2
∴BO=❑√AO2+AB2=2❑√29,
∴BF的最小值为2❑√29−4,
故答案为:2❑√29−4.
8.(2025·河南南阳·二模)在矩形ABCD中,AB=4,BC=6,动点P在BC上运动(点P不与B,C点
重合),点E在线段AP上,且∠ADE=∠BAP.
(1)连结BE,则BE的最小值是 ;
(2)当∠PBE最小时,BP的长为 .
16
【答案】 2
3
【分析】本题考查了矩形的性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理等知
识,灵活运用这些性质解决问题是解题的关键.
(1)由余角的性质可得∠AED=90°,则点E在以AD为直径的圆上运动,则当点E在BO上时,BE有最小值,由勾股定理可求解;
(2)当BE与⊙O相切时,∠PBE最小,由HL可证Rt△ABO≌Rt△EBO,BA=BE,
12 AH AB
∠ABO=∠EBO,由三角形的面积可求AH= ,通过证明△ABH ∽△APB,可得 = ,即
5 BH BP
可求解.
【详解】解:(1)∵四边形ABCD是矩形,
∴∠BAD=90°,AD=BC=6,
∴∠BAP+∠DAP=90°,
∵∠ADE=∠BAP,
∴∠DAP+∠ADE=90°,
∴∠AED=90°,
∴点E在以AD为直径的圆上运动,
如图,取AD的中点O,连接BO,交圆O于点E,此时BE有最小值,
∵ AD
点O是 的中点,
∴AO=3,
∴BO=❑√AB2+AO2=5,
∴BE=BO−OE=2,
故答案为:2;
(2)当BE与⊙O相切时,∠PBE最小,
连接OE,连接OB交AP于H,由(1)可知:AB=4,AO=3,OB=5,
∵BE是⊙O的切线,
∴OE⊥BE,
∵AO=OE,OB=OB,
∴Rt△ABO≌Rt△EBO(HL),
∴BA=BE,∠ABO=∠EBO,
∴BH⊥AP,AH=EH,
1 1
∴S = AO⋅AB= BO⋅AH,
△ABO 2 2
12
∴AH= ,
5
16
∴BH=❑√AB2−AH2=
,
5
∵∠BAP=∠BAH,∠ABC=∠AHB=90°,
∴△ABH ∽△APB,
AH AB
∴ = ,
BH BP
12
5 4
∴ = ,
16 BP
5
16
∴BP= ,
3
16
故答案为: .
3
9.(24-25九年级上·江苏宿迁·期中)已知正方形ABCD边长为2,点E是正方形AB边上的动点,点F在
边BC上,且BF=AE,线段AF、DE相交于点M,连接CM,则点E从点A运动到点B的过程中,线段
FM扫过的面积是 .5 π
【答案】 −
2 4
【分析】本题考查正方形的性质、全等三角形的判定与性质、圆周角定理、点的运动轨迹问题的求解等知
识与方法,正确地作出所需要的辅助线,得到点M的运动轨迹是解题的关键.先证明
△ADE≌△BAF(SAS)得到∠ADE=∠BAF,进而证得∠AMD=90°,利用圆周角定理得到点M在
以AD为直径的圆上运动,如图,设圆心为N,连接AC、BD相交于O,连接ON,利用正方形的性质和
圆周角定理得到点O在圆N上,根据图形结合已知得到在点E从点A运动到点B的过程中,点M在劣弧
OA上运动,点F在BC上运动,由线段FM扫过的面积S=S +S −S 求解即可.
△ABC △ANO 扇形ANO
【详解】解:如图,∵四边形ABCD是边长为2的正方形,
∴∠ABC=∠DAB=90°,AB=BC=AD=CD=2,
在△ADE和△BAF中,
{
AD=AB
)
∠DAE=∠ABF
AE=BF
∴△ADE≌△BAF(SAS),
∴∠ADE=∠BAF,
∴∠ADE+∠DAF=∠BAF+∠DAF=∠DAE=90°,
∴∠AMD=90°,即AF⊥DE,
∴点M在以AD为直径的圆上运动,如图,设圆心为N,连接AC、BD相交于O,连接ON,
1
则AN=DN= AD=1,BD⊥AC,∠ADB=45°,
2
∴∠AOD=90°,即点O在圆N上,∴∠ANO=2∠ADB=90°,ON=AN=1,
∵BF=AE,AF⊥DE,
∴当点E在点A处时,点F在点B处,这时点M在点A处,当点E在点B处时,点F在点C处,这时点M
在点O处,
∴在点E从点A运动到点B的过程中,点M在劣弧OA上运动,点F在BC上运动,
1 1 1 5 π
∴线段FM扫过的面积是S=S +S −S = ×2×2+ ×1×1− π×12 = − ,
△ABC △ANO 扇形ANO 2 2 4 2 4
5 π
故答案为: − .
2 4
10.(24-25九年级上·浙江宁波·阶段练习)如图,∠MON=45°,点A、B分别在射线OM、射线ON上
运动,四边形ABCD是矩形,且AB=2,AD=1,则OD的最大值为 .
【答案】❑√5+❑√2/❑√2+❑√5
【分析】以AB为斜边作等腰直角三角形ABE,则可得点O在以点E为圆心,AE的长为半径的圆上运
AB
动,则AE=BE=OE= =❑√2;过E作EG⊥AB于G,并延长与CD交于点F,则
❑√2
1
AG=BG=EG= AB=1,再证明四边形ADFG是矩形, 得到AG=DF=1,AD=FG=1,
2
∠EFD=90°,可由勾股定理得到DE=❑√DF2+EF2=❑√5,则根据OD≤OE+DE,可知当O,E,D三
点共线时,OD最大,且最大值为OE+DE=❑√5+❑√2.
【详解】解:如图所示,以AB为斜边作等腰直角三角形ABE,
∴AE=BE,∠AEB=90°,
1
∵∠MON=45°= ∠AEB,
2
∴点O在以点E为圆心,AE的长为半径的圆上运动,
AB
∴AE=BE=OE= =❑√2,
❑√2如图所示,过E作EG⊥AB于G,并延长与CD交于点F,
1 1
∴AG=BG= AB=1,EG= AB=1,
2 2
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠DAG=∠ADC=∠AGF=90°,
∴四边形ADFG是矩形,
∴AG=DF=1,AD=FG=1,∠EFD=90°,
∴EF=EG+GF=2,
∴DE=❑√DF2+EF2=❑√5,
∵OD≤OE+DE,
当O,E,D三点共线时,OD最大,且最大值为OE+DE=❑√5+❑√2,
故答案为:❑√5+❑√2.
【点睛】本题考查了矩形的判定和性质,圆周角定理,等腰直角三角形的判定和性质,勾股定理,最短路
径,本题属于运动型问题,解题时要用动态的眼光审题,动中有静,学会构造圆,利用圆的性质分析题
意.
11.(24-25九年级上·江苏常州·期中)如图, 四边形ABCD为矩形,AB=12,BC=8,点E在边DC
上,从点D运动到点C,运动速度为每秒2个单位,点F从点A开始沿射线AD方向运动,运动速度为每
秒3个单位,当点E停止时,点F也随之停止.连接AE和BF交于点G,直线CG交直线AD于点 M,则
DM的最小值为 .7
【答案】
2
DE 2 AD
【分析】如图1,设运动时间为t秒,则DE=2t,AF=3t,由 = = ,∠ADE=∠BAF=90°
AF 3 AB
,证明△ADE∽△BAF,可求∠AGB=180°−(∠ABF+∠BAG)=90°,如图1,记AB的中点为O
,则G在以AB为直径的⊙O上运动,由题意知,AD、BC均为⊙O的切线,如图1,作⊙O的切线CH
,交AD于M′,切点为H,由题意知,DM的最小值为DM′,由切线长定理可知,CH=CB=8,
M′H=M′ A,设DM′=x,则M′H=M′ A=8−x,CM′=8−x+8=16−x,由勾股定理得,
CM′2−DM′2=CD2,即(16−x) 2−x2=122,计算求解即可.
【详解】解:如图1,
∵矩形ABCD,
∴∠DAB=∠ADC=90°,AD=BC=8,CD=AB=12,
设运动时间为t秒,则DE=2t,AF=3t,
DE 2 AD
∵ = = ,∠ADE=∠BAF=90°,
AF 3 AB
∴△ADE∽△BAF,
∴∠DAE=∠ABF,
∴∠DAB=∠DAE+∠BAG=∠ABF+∠BAG=90°,
∴∠AGB=180°−(∠ABF+∠BAG)=90°,
如图1,记AB的中点为O,
∴G在以AB为直径的⊙O上运动,
由题意知,AD、BC均为⊙O的切线,
如图1,作⊙O的切线CH,交AD于M′,切点为H,由题意知,DM的最小值为DM′,
由切线长定理可知,CH=CB=8,M′H=M′ A,
设DM′=x,则M′H=M′ A=8−x,CM′=8−x+8=16−x,
由勾股定理得,CM′2−DM′2=CD2,即(16−x) 2−x2=122,
7
解得,x= ,
2
7
故答案为: .
2
【点睛】本题考查了矩形的性质,相似三角形的判定与性质,90°的圆周角所对的弦为直径,切线长定
理,勾股定理等知识.明确线段最小值的情况是解题的关键.
12.如图,在四边形ABCD中,∠ABC=∠BAD=90°,AB=12,AD=10,AD0),点P在以D(3,4)为圆心,1为半径的圆上运动,且始终满足∠BPC=90°,则a的
最大值是 .
【答案】2❑√5+1
【分析】本题考查了直角三角形的性质,勾股定理的应用,点和圆的位置关系;
首先求出AB=AC=a,根据条件可知PA=AB=AC=a,然后求出⊙D上到点A的最大距离即可.
【详解】解:∵A(1,0),B(1−a,0),C(1+a,0)(a>0),
∴AB=1−(1−a)=a,CA=a+1−1=a,
∴AB=AC,
∵∠BPC=90°,
∴PA=AB=AC=a,
如图,延长AD交⊙D于M,当点P与M重合时,AP最大,即a最大,∵A(1,0),D(3,4),
∴AD=❑√(3−1) 2+42=2❑√5,
∴AM=2❑√5+1,
∴a的最大值为2❑√5+1.
故答案为:2❑√5+1.
5.(24-25九年级上·广东中山·期末)如图, 在平面直角坐标系中, 已知点A(1−m,0),B(1+m,0),
D(1,0),点C在以E(5,3)为圆心, 1为半径的⊙E上运动, 且始终满足∠ACB=90°, 则m的取值范
围是 .
【答案】4≤m≤6
【分析】本题考查了圆的性质,直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,两点间的距离,连接CD,DE
分别交⊙E于点G、F,由A(1−m,0),B(1+m,0),D(1,0),则D为AB中点,直角三角形斜边上的中
1
线等于斜边的一半可求出CD= AB=m,从而转化为转化为以D为圆心,m为半径的圆与⊙E有公共点
2
时求m的取值范围,即C与G重合时有最小值,C与F重合时有最大值,即有DE−1≤m≤DE+1,再求出
DE=5,代入即可,掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】解:如图,连接CD,DE分别交⊙E于点G、F,∵A(1−m,0),B(1+m,0),D(1,0),
∴D为AB中点,
∵∠ACB=90°,
1
∴CD= AB=m,
2
∴转化为以D为圆心,m为半径的圆与⊙E有公共点时求m的取值范围,即C与G重合时有最小值,C与F
重合时有最大值,
∴DE−1≤m≤DE+1,
∵E(5,3),
∴DE=❑√(5−1) 2+32=5,
∴5−1≤m≤5+1,
∴4≤m≤6,
∴m的取值范围是4≤m≤6,
故答案为:4≤m≤6.
6.如图,点A在第一象限上运动,始终保持∠AOB=90°,点B(2m,0)在x轴正半轴上,点C(0,−m)
在y轴的负半轴上,则CA的最大值为 (用含m的式子表示).
【答案】(❑√2+1)m也可以写作❑√2m+m
【分析】本题考查了坐标系中的动点问题(不含函数),用勾股定理解三角形,点与圆上一点的最值问
题,解题关键是掌握上述知识点并能运用求解.
先得出点A在以OB为直径的圆上运动,且点A在第一象限,OB=2m,从而可得当D为OB的中点时,CA最大,再求得此时CD=❑√2m,从而可求得CA的最大值.
【详解】解:AC交x轴于点D,
∵点A在第一象限,始终保持∠AOB=90°,点B(2m,0)在x轴正半轴上,
∴点A在以OB为直径的圆上运动,且点A在第一象限,OB=2m,
∴当D为OB的中点时,CA最大,
∵点B(2m,0),
∴D(m,0),
∵点C(0,−m),
∴此时CD=❑√2m,
∴CA=CD+AD=❑√2m+m=(❑√2+1)m
故答案为:(❑√2+1)m.
7.(2025·安徽淮北·一模)如图,在△ABC中,∠BAC=30°,∠ACB=45°,AB=2,点P从点A出
发沿AB方向运动,到点B时停止运动,连接CP,点A关于直线CP的对称点A ,连接A C,A P.
1 1 1
(1)线段A C的长为 ;
1
(2)在运动的过程中,点A 到直线AB距离的最大值是 .
1
❑√3+1
【答案】 ❑√3+1
2
【分析】本题考查了解直角三角形、含30度角的直角三角形的性质、圆的性质、轴对称的性质,较难的是
题(2),正确找出点A 的运动轨迹是解题关键.
1
(1)过点B作BH⊥AC于点H,先根据含30度角的直角三角形的性质可得BH=1,解直角三角形可得AH=❑√3,再解直角三角形可得CH=1,从而可得AC的长,然后根据轴对称的性质可得A C=AC,由
1
此即可得;
(2)先确定点A 在以点C为圆心、A C长为半径的圆的一段圆弧上,再根据圆的性质可得当A C⊥AB
1 1 1
时,点A 到直线AB的距离最大,然后根据含30度角的直角三角形的性质可得CK的长,再求出A K的
1 1
长,由此即可得.
【详解】解:(1)如图,过点B作BH⊥AC于点H,
∵∠BAC=30°,AB=2,
1
∴BH= AB=1,AH=AB⋅cos∠BAC=❑√3,
2
∵∠ACB=45°,
BH
∴CH= =1,
tan∠ACB
∴AC=AH+CH=❑√3+1,
由轴对称的性质得:A C=AC=❑√3+1,
1
故答案为:❑√3+1.
(2)由轴对称的性质得:A C=AC=❑√3+1,
1
∴如图,点A 在以点C为圆心、A C长为半径的圆的一段圆弧上,
1 1
由圆的性质可知,当A C⊥AB时,点A 到直线AB的距离最大,
1 1
如图,A C⊥AB,交于AB延长线于点K,则A K即为所求,
1 1
∵在Rt△ACK中,∠BAC=30°,
1 ❑√3+1
∴CK= AC= ,
2 2
❑√3+1
∴A K=A C−CK= ,
1 1 2❑√3+1
即在运动的过程中,点A 到直线AB距离的最大值是 ,
1 2
❑√3+1
故答案为: .
2
8.(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=4,点D为
边AB上一动点,连接CD,以CD为斜边在CD右侧作Rt△CED,∠CED=90°,∠CDE=30°,连接
BE,随着点D的运动,BE的最小值为 .
【答案】❑√6
【分析】本题主要考查了圆周角定理、勾股定理、直角三角形的性质、四点共圆等知识点,正确作出辅助
线、发现点E的轨迹是解题的关键.
如图:过C作CH⊥AB于H,由勾股定理、直角三角形的性质、等腰三角形的性质可得AB=4❑√2、
CH=AH=BH=2❑√2、CH⊥AB,即△ACH,△BCH为等腰直角三角形;如图:取CD的中点O,连
接OE,OH,易证点C、D、H、E四点共圆,根据圆周角定理可得∠CHE=∠CDE=30°,进而得到点
E在过H且与CH夹角为30°的直线上,记该直线为l以及∠BHE=∠BHC−∠CHE=60°,最后根据
垂线段最短以及勾股定理即可解答.
【详解】解:如图:过C作CH⊥AB于H,
∵∠ACB=90°,AC=BC=4,
1
∴AB=❑√AC2+BC2=4❑√2,CH=AH=BH= AB=2❑√2,CH⊥AB,
2
∴△ACH,△BCH为等腰直角三角形,如图:取CD的中点O,连接OE,OH,
1 1
∴OE= CD=OC,OH= CD=OD=OC,
2 2
∴点C、D、H、E四点共圆,
⌢ ⌢
∵ CE=CE ,
∴∠CHE=∠CDE=30°,
∴点E在过H且与CH夹角为30°的直线上,记该直线为l,
∴∠BHE=∠BHC−∠CHE=60°
当BE⊥l时,BE取最小值,则∠HBE=90°−∠BHE=30°,
1
∴HE= HB=❑√2,
2
∴BE=❑√HB2−H E2=❑√6.
故答案为:❑√6.
9.(24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习)如图,在等腰Rt△ABC中,斜边AB=8cm,点P在以AC为直
径的半圆上,M为PB的中点,当点P沿半圆从点A运动至点C时,点M运动的路径长是 cm.
【答案】❑√2π
【分析】本题考查了中位线的性质,求弧长,勾股定理,圆周角定理;连接PA、PC,取AB、BC的中点
E、F,连接EF、EM、FM.首先证明∠EMF=90°,推出点M的轨迹是半圆E´F,由此即可解决问
题.
【详解】解:如图,连接PA、PC,取AB、BC的中点E、F,连接EF、EM、FM.
∵AC
是直径,∴∠APC=90°,
∵BE=EA,BM=MP,
∴ EM∥PA,同理FM∥PC,
∴∠BME=∠BPA,∠BMF=∠BPC,
∴∠BME+∠BMF=∠BPA+∠BPC=90°,
∴∠EMF=90°,
∴点M的轨迹是半圆E´F
∵BC=AC,∠ACB=90°,AB=8,
1
∴AC=4❑√2,EF= AC=2❑√2,
2
1
∴点M运动的路径长是l = π×2❑√2=❑√2π
E´F 2
故答案为:❑√2π.
10.(24-25九年级上·浙江金华·期中)如图,在平面直角坐标系中,已知点A(2−m,0)、B(2+m,0)、
D(2,0),点C在以E(10,6)为圆心,2为半径的⊙E上运动,且始终满足∠ACB=90°,则m的取值范围
是 .
【答案】8≤m≤12
【分析】本题考查坐标与图形的性质,连接CD,连接DE交⊙E于点G,延长DE交⊙E于点F.由点
D、A、B的坐标可知点D是AB的中点,根据“在直角三角形中,斜边上的中线等于斜边的一半”得
CD=m;当点C运动到点G时,CD的值最小,当点C运动到点F时,CD的值最大;利用平面坐标系中
两点间的距离公式求出DE,根据圆E的半径求出CD的最小值与最大值,从而求出m的最小值和最大值即
可.
【详解】解:如图,连接CD,CE,连接DE交⊙E于点G,延长DE交⊙E于点F.∵D(2,0),A(2−m,0),B(2+m,0),
∴AB=2+m−(2−m)=2m,DA=DB=m,
∴点D是AB的中点,
∵∠ACB=90°,
1
∴CD= AB=m,
2
∵E(10,6),
∴DE=❑√(10−2) 2+62=10,
∵△CDE中,DE−CE