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第二十四章圆(高效培优单元测试·提升卷)(教师版)_人教版数学九年级上册_版本二_九年级数学上册(人教版)_同步讲义-U18_2026版

  • 2026-07-02 04:29:06 2026-07-02 04:20:33

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第二十四章圆(高效培优单元测试·提升卷)(教师版)_人教版数学九年级上册_版本二_九年级数学上册(人教版)_同步讲义-U18_2026版
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2026-07-02 04:20:33

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第二十二章 二次函数(高效培优单元测试·提升卷) (考试时间:120分钟 试卷满分:120分) 一、选择题(本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目 要求的。) 1.下列图形中的角是圆心角的是( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解答】解:A、顶点没在圆心,不是圆心角,故选项不符合题意; B、是圆心角,故选项符合题意; C、顶点没在圆心,不是圆心角,故选项不符合题意; D、顶点没在圆心,不是圆心角,故选项不符合题意; 故选:B. 2.已知 O的半径是6cm,则 O中最长的弦长是( ) A.6⊙cm B.12⊙cm C.16cm D.20cm 【答案】B 【解答】解:∵圆的直径为圆中最长的弦, ∴ O中最长的弦长为12cm. 故⊙选:B. 3.如图,AB是 O的弦,半径OC⊥AB于点D.若AB=8,OC=5,则OD的长是( ) ⊙ 5 A.3 B.2 C.6 D. 2 【答案】A【解答】解:∵半径OC⊥AB于点D, 1 1 ∴AD= AB= ×8=4, 2 2 ∵OA=OC=5, ∴OD=❑√OA2−AD2=3. 故选:A. 4.如图,AB是 O的直径,四边形ABCD内接于 O,若BC=CD=DA=4cm,则 O的周长为( ) ⊙ ⊙ ⊙ A.5 cm B.6 cm C.9 cm D.8 cm 【答案π】D π π π 【解答】解:如图,连接OD、OC. ∵AB是 O的直径,四边形ABCD内接于 O,若BC=CD=DA=4cm, ∴^AD=⊙C^D=^BC, ⊙ ∴∠AOD=∠DOC=∠BOC=60°. 又OA=OD, ∴△AOD是等边三角形, ∴OA=AD=4cm, ∴ O的周长=2×4 =8 (cm). 故⊙选:D. π π 5.如图,点B、C、D在 O上,∠ADB=30°,A是^BC的中点,若OB=3,则^BC的长是( ) ⊙2 4 A. π B. π C. D.2 3 3 π π 【答案】D 【解答】解:连接OA, 根据圆周角定理可知:∠AOB=2∠D=60°, 又∵A是^BC的中点, ∴∠BOC=2∠AOB=120°, 120π×3 120π ∴^BC的长是: = =2π, 180 60 故选:D. 6.已知:如图,E是相交两圆 M和 N的一个交点,且ME⊥NE,AB为外公切线,切点分别为A,B连 接AE,BE,则∠AEB的度数⊙为( ⊙ ) A.145° B.140° C.135° D.130° 【答案】C 【解答】解:连接AM,BN, 1 1 ∵∠BAE= ∠AME,∠ABM= ∠BNE, 2 2 1 ∴∠BAE+∠ABE= (∠AME+∠BNE), 2∵MA⊥AB,NB⊥AB, ∴MA∥NB, ∴∠AMN+∠BNM=180°. ∵∠MEN=90°, ∴∠EMN+∠ENM=90°, ∴∠AME+∠BNE=180°﹣90°=90°, 1 ∴∠BAE+∠ABE= ×90°=45°, 2 ∴∠AEB=180°﹣45°=135°. 故选:C. 7.如图,四边形ABCD是 O的内接四边形,连接AO、OC,∠ABC=70°,AO∥CD,则∠OCD的度数为 ( ) ⊙ A.40° B.50° C.60° D.70° 【答案】A 【解答】解:∵∠ABC=70°, ∴∠AOC=2∠ABC=140°, ∵AO∥CD, ∴∠AOC+∠OCD=180°, ∴∠OCD=40°. 故选:A. 8.如图,正六边形ABCDEF中,CF是其对角线,点P是BC边上不与端点重合的动点,下面是两位同学 的操作和结论:嘉嘉 琪琪 操作:过点P作PM∥FC,交DC延长线于点M. 操作:过点 P 作 PN∥CD,分别交 CF、DE 于点 Q、N. 结论:△PMC一定是正三角形 结论:QN的长度不变 则对于这两个结论( ) A.嘉嘉和琪琪均错误 B.嘉嘉和琪琪均正确 C.嘉嘉正确,琪琪错误 D.嘉嘉错误,琪琪正确 【答案】B 【解答】解:∵正六边形ABCDEF,CF是其对角线, (6−2)×180° ∴∠BCD=∠CDN= =120°,∠BCF=∠DCF, 6 ∴∠BCF=∠DCF=60°,∠BCM=60°, ∵PM∥FC, ∴∠PMC=∠DCF=60°,∠MPC=∠PCF=60°, ∴△PMC是正三角形, 故嘉嘉正确, ∵∠CDN=120°,∠DCF=60°, ∴∠CDN+∠DCF=180°, ∴CF∥DN, 又PN∥CD, ∴四边形QCDN是平行四边形, ∴QN=CD, 即QN的长度不变, 故琪琪正确,故选:B. 9.如图, O 与 O 都经过A、B两点,且点O 在 O 上,点C是弧AO B上的一动点(点C不与点 1 2 2 1 2 A、B重⊙合),连⊙接AC并延长AC交 O 于点P,连⊙接AB,BC,BP,当点C在弧AO B上运动时,图 2 2 中大小都不变的角的个数是( )⊙ A.3个 B.4个 C.5个 D.6个 【答案】B 【解答】解:连接AO ,AO ,BO ,BO , 1 2 1 2 根据题意可知,整个图形中,点C是运动的, 1 1 ∴∠ACB= ∠1,∠APB= ∠AO B, 2 2 2 ∵∠1,∠AO B不变, 2 ∴∠ACB,∠APB保持不变, 由条件可知∠BCP=180°﹣∠ACB, ∴∠BCP也不变, ∵∠CBP+∠CPB+∠BCP=180°, ∴∠CBP=180°﹣∠CPB﹣∠BCP, ∴∠CBP也不变, 故不变的有四个角:∠ACB,∠APB,∠BCP,∠CBP, 故选:B. 10.如图,在△ABC中,AB=AC=13,BC=10,点O是△ABC的外心,点I是△ABC的内心,则OI的长 度为( )3 13 10 119 A. B. C. D. 2 8 3 24 【答案】B 【解答】解:作△ABC的外接圆,则圆心为点O,连接并延长AO交BC于点E,连接OB、OC,则OB =OA=OC, ∵AB=AC=13,BC=10, ∴^AB=^AC, ∴AE垂直平分BC, 1 ∴∠AEB=90°,BE=CE= BC=5, 2 ∴AE=❑√AB2−BE2=❑√132−52=12, ∵BE2+OE2=OB2,且OB=OA=12﹣OE, ∴52+OE2=(12﹣OE)2, 119 解得OE= , 24 连接IB、IC,作IG⊥AB于点G,IF⊥AC于点F, ∵点I是△ABC的内心, 1 1 ∴∠IBC=∠IBA= ∠ABC,∠ICB=∠ICA= ∠ACB, 2 2 ∴∠IBC=∠ICB, ∴IB=IC, ∴点I在BC的垂直平分线上,即点I在AE上, ∴IG=IF=IE, 1 1 1 1 ∵S =S +S +S = ×13IG+ ×13IF+ ×10IE= ×10×12, △ABC △AOB △AOC △BOC 2 2 2 2 1 1 1 1 ∴ ×13IE+ ×13IE+ ×10IE= ×10×12, 2 2 2 210 解得IE= , 3 119 10 13 ∴OI=OE﹣IE= − = , 24 3 8 故选:B. 11.如图,半径为5的 M圆心M的坐标为(9,12),点P是 M上任意一点,PA,PB与x轴分别交于 A,B两点,且PA⊥P⊙B,若点A,点B关于原点O对称,则AB⊙的最大值为( ) A.60 B.40 C.34 D.20 【答案】B 【解答】解:连接OP, ∵AO=BO,∠APB=90°, ∴AB=2PO, ∴当PO取最大值时,AB的值最大,当P在OM的延长线时,PO最大, ∵M的坐标是(9,12), ∴OM=❑√92+122=15, ∵圆的半径是5, ∴PM=5, ∴PO=OM+PM=15+5=20, ∴AB=2PO=40, ∴AB的最大值是40. 故选:B.12.如图,PA、PB是 O的切线,切点分别为A、B,BC是 O的直径,PO交 O于E、G两点,CE交 PB于F,连接AB,⊙下列结论:①AE=CG ②AC∥PG ③P⊙F=EF ④E为△AB⊙P的内心,其中正确的是 ( ) A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.②④ 【答案】C 【解答】 解:连接AE、CG、OA、OC,作OH⊥AC,CM⊥PG, ∵BC是直径, ∴∠BAC=90°,即AB⊥AC, ∵PA、PB是 O的切线, ∴PG⊥AB,⊙ 故可得AC∥PG,即可得②正确; ∵OA=OC, ∴点H是线段AC的中点, 由题意得,AN=CM,EN=OE﹣ON,MG=OG﹣OM,∴EN=MG, ∴AE=❑√AN2+EN2,CG=❑√CM2+MG2,AE=CG, 即①正确; 由题意得,∠FPE=∠ABC,∠FEP=∠CEO=∠ECO, 而^EB≠^AC,故不能得出∠FPE=∠FEP, 也即得出PF≠EF,即③错误; ∵PA、PB是 O的切线, ∴∠PAE=∠A⊙BE, 又∵^AE=^EB, ∴∠EAB=∠ABE, ∴∠PAE=∠EAB,即可得点E是△PAB角平分线的交点,点E为△ABP的内心, 故可得④正确. 综上可得①②④正确. 故选:C. 二、填空题(本题共6小题,每小题2分,共12分.) 13.若扇形的半径为6,圆心角为120°,则此扇形的弧长是 4 . 【答案】见试题解答内容 π 120π×6 【解答】解:此扇形的弧长= = 4 , 180 π 故答案为:4 . 14.为改善市区π人民生活环境,市建设污水管网工程,截面如图.若管内污水的面宽 AB=40cm,污水的 最大深度为10cm,则圆柱形水管的直径为 5 0 cm. 【答案】见试题解答内容 【解答】解:连接OA,过点O作OE⊥AB,交 O于F, ∵管内污水的面宽AB=40cm,污水的最大深度⊙为10cm, ∴AE=20cm,EF=10cm, 设AO=x cm,则EO=(x﹣10)cm,在Rt△AOE中, AO2=EO2+AE2, 则x2=(x﹣10)2+202, 解得:x=25, 故圆柱形水管的直径为50cm. 故答案为:50. 15.已知 O与△ABC的三边AB、BC、AC分别相切于点D、E、F,如果BC边的长为10cm,AD的长为 4cm,那⊙么△ABC的周长为 2 8 cm. 【答案】见试题解答内容 【解答】解: ∵ O与△ABC的三边AB、BC、AC分别相切于点D、E、F,BC=10cm,AD=4cm, ∴A⊙D=AF=4cm,BE=BD,CF=CE, 即BD+CF=BE+CE=BC=10cm, ∴△ABC的周长是AB+BC+AC=AD+BD+BC+CF+AF=4cm+10cm+10cm+4cm=28cm, 故答案为:28cm. 16.如图,在正方形纸片ABCD中,AB=8,在正方形中剪下一个扇形BCE和一个圆形,点E在BD上, 若以剪下的扇形为侧面,剪下的圆形为底面,恰好可以围成一个圆锥,则纸片剩下部分(阴影部分)的 面积为 64﹣ 9 .(结果保留 ) π π【答案】64﹣9 . π 45π×82 【解答】解:剪下的扇形是面积为 =8 , 360 π 设围成圆锥的底面圆的半径为r, 45π×8 则2 r= , 180 π 解得r=1, 所以纸片剩下部分(阴影部分)的面积为82﹣8 ﹣ ×12=64﹣9 . 故答案为:64﹣9 . π π π 17.如图,四边形AπBCD是正方形,以B为圆心,作半径为3的半圆,交AB于点E.将半圆B绕点E逆时 9 针旋转,记旋转角为30°,半圆B正好与边CD相切,则正方形的边长为 . 2 9 【答案】 . 2 【解答】解:设半圆B与边CD相切的切点为F,旋转后的圆心B的对应点为O, 连接FO并延长交AB于H, ∵CD与 O相切, ⊙∴FH⊥CD, ∵四边形ABCD是正方形, ∴∠DCB=∠ABC=90°, ∴四边形BCFH是矩形, ∴FH=BC,∠BHF=∠EHO=90°, ∵将半圆B绕点E逆时针旋转,记旋转角为30°, ∴OE=EB=OF=3,∠BEO=30°, 1 3 ∴OH= OE= , 2 2 ∴BC=FH=OF+OH=OE+OH, 3 9 即正方形的边长为3+ = , 2 2 9 故答案为: . 2 18.如图,四边形ABCD是正方形,AB=1.执行下面操作:第一次操作以点 A为圆心,以AD为半径顺 时针作弧DE交BA的延长线于点E,得到扇形DAE;第二次操作以点B为圆心,以BE为半径顺时针作 弧EF交CB的延长线于点F,得到扇形EBF;第三次操作以点C为圆心,以CF为半径顺时针作弧FG 交DC的延长线于点G,得到扇形FCG,依此类推进行操作,其中^DE,^EF,^FG,G^H,…的圆心 依次按A,B,C,D循环,所得曲线DEFGH…叫做“正方形的渐开线”,则经过四次操作后所得到的 15 四个扇形的面积和为 .(结果保留 ) 2 π π 15 【答案】 . 2 π 【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,AB=1, ∴第一次操作(扇形DAE), 以点A为圆心,以AD为半径, ∵AD=1,圆心角n=90°,90π×12 1 ∴S = = , 1 360 4 π 第二次操作(扇形EBF), 以点B为圆心,以BE为半径, ∵BE=2,圆心角n=90°, 90π×22 ∴S = = , 2 360 π 第三次操作(扇形FCG), 点C为圆心,以CF为半径, ∵CF=3,圆心角n=90°, 90π×32 9 ∴S = = π, 3 360 4 第四次操作(扇形GDH), 点D为圆心,以DG为半径, ∵DG=4,圆心角n=90°, 90π×42 ∴S = =4 , 4 360 π 1 9 15 ∴S +S +S +S = + + +4 = . 1 2 3 4 4 4 2 π π π π π 15 故答案为: . 2 π 三、解答题(本题共8小题,共72分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.) 19.(8分)如图,AB是 O的直径,弦CD⊥AB于点E,连接OC,若BE=2,CD=8. (1)求CE的长度; ⊙ (2)求OC的长度. 【答案】(1)4; (2)5.【解答】解:(1)∵直径AB⊥CD, 1 1 ∴CE= CD= ×8=4, 2 2 即CE的长度为4; (2)∵CD⊥AB, ∴∠OEC=90°, 设OC=R, ∵BE=2, ∴OE=R﹣2, 在Rt△OEC中,CE2+OE2=OC2, ∴42+(R﹣2)2=R2, 解得R=5, ∴OC=5, 即OC的长度为5. 20.(8分)如图,AB是 O的直径,C、D两点在 O上,∠BCD=45°. (1)求证:AD=BD;⊙ ⊙ (2)若C为弧AB上的三等分点,BC=3,求CD的长. 【答案】(1)见解析; 3❑√2+3❑√6 (2) . 2 【解答】(1)证明:∵弧BC=弧BC, ∴∠BAD=∠BCD=45°, ∵AB是直径, ∴∠ADB=90°, ∴△ABD是等腰直角三角形, ∴AD=BD; (2)解:如图,连接OC,作BE⊥CD于点E,∴∠CEB=∠DEB=90°. ∵C为弧AB上的三等分点, ∴∠COB=60°, ∴∠CDB=30°, ∵∠BCD=45°, ∴∠CBE=90°﹣∠BCD=45°, √BC2 √32 3❑√2 ∴CE=BE=❑ =❑ = , 2 2 2 3❑√2 2 3❑√6 ∴DE= = , ❑√3 2 3 3❑√2 3❑√6 3❑√2+3❑√6 ∴CD=CE+DE= + = . 2 2 2 21.(8分)如图,四边形ABCD是 O的内接四边形,直径DE平分∠BDC. (1)求证:BD=CD; ⊙ (2)过点A向圆外作∠DAF=∠ACB,且AF=CD,求证:四边形ABDF为平行四边形. 【答案】(1)证明见解析过程; (2)证明见解析过程. 【解答】证明:(1)∵DE为 O直径, ∴^EBD=^ECD, ⊙ ∵直径DE平分∠BDC, ∴∠BDE=∠CDE,∴^BE=C^E, ∴^EBD−^BE=^ECD−C^E, ∴^BD=C^D, ∴BD=CD; (2)∵∠DAF=∠ACB,∠ACB=∠ADB, ∴∠ADB=∠DAF, ∴AF∥BD, ∵AF=CD,BD=CD, ∴AF=BD, ∴四边形ABDF为平行四边形. 22.(8分)如图,BE是 O的直径,点A和点D是 O上的两点,过点A作 O的切线交BE延长线于 点C. ⊙ ⊙ ⊙ (1)若∠C=40°,求∠ADE的度数; (2)若AC=2❑√3,CE=2,求阴影部分的面积. 【答案】(1)∠ADE=25°; 2 (2)阴影部分的面积为2❑√3− π. 3 【解答】解:(1)如图,连接OA, ∵OA是 O的半径,AC是 O的切线, ∴OA⊥A⊙C, ⊙ ∴∠OAC=90°,∵∠C=40°, ∴∠AOE=2∠ADE=50°, ∴∠ADE=25°; (2)设OA=OE=r, 在Rt△OAC中,由勾股定理得:OA2+AC2=OC2, 即r2+(2❑√3) 2=(r+2) 2, 解得:r=2, ∴OC=OE+CE=2+2=4,OA=2, 1 ∴OA= OC, 2 OA 1 ∴sin∠C= = , OC 2 ∴∠C=30°, ∴∠AOC=60°, 1 ∵S = ×2×2❑√3=2❑√3, △AOC 2 60⋅π⋅22 2 ∴阴影面积为:S −S =2❑√3− =2❑√3− π. △AOC 扇 形AOE 360 3 2 ∴若AC=2❑√3,CE=2,阴影部分的面积是2❑√3− π. 3 23.(10分)如图,正方形ABCD内接于 O,M为弧AD中点,连接BM,CM. (1)求证:△MBC是等腰三角形; ⊙ (2)若AB=2,求点M到BC的距离. 【答案】(1)见解答; (2)❑√2+1. 【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,∴AB=CD(正方形的四条边相等), ∴^AB=C^D(等弦所对的弧相等), ∵M为弧AD的中点, ∴^AM=^DM, ∴^BM=C^M, ∴BM=CM, ∴△MBC是等腰三角形; (2)解:连接OB,OC,连接MO并延长交BC于点F, ∵BM=CM,OB=OC, ∴MF是线段BC的垂直平分线, ∵四边形ABCD是正方形, ∴BC=AB=2,∠BOC=90°, ∵OB=OC, 1 ∴BC=❑√OB2+OC2=❑√2OB,OF= BC, 2 ∴2=❑√2OB, 则OB=❑√2, 1 ∴OF= BC=1, 2 ∴OM=OB=OC=❑√2, ∴MF=OM+OF=❑√2+1, 即点M到BC的距离为❑√2+1. 24.(10分)如图,AB是 O的直径,点E是△ABC的内心,CE的延长线交 O于点D,连接AD, AE. ⊙ ⊙ (1)求证:AD=ED; BC (2)连接OE,若∠AOE=135°,求 的值. ABBC 1 【答案】 的值为 . AB 2 【解答】(1)证明:∵点E是△ABC的内心, ∴∠ACD=∠BCD,∠CAE=∠BAE, ∴^AD=^BD, ∴∠ACD=∠BAD, ∴∠ACD+∠CAE=∠BAD+∠BAE, ∵∠AED=∠ACD+∠CAE,∠EAD=∠BAD+∠BAE, ∴∠AED=∠EAD, ∴AD=ED. (2)解:作△ABC的内切圆 E与AB、BC分别相切于点F、I,连接EF、EI, ∵AB是 O的直径, ⊙ ∴∠ACB⊙=90°, 1 ∴∠ECI=∠ACD= ∠ACB=45°, 2 ∵∠AOE=135°, ∴∠EOF=180°﹣∠AOE=45°, ∴∠ECI=∠EOF ∵BC⊥EI,AB⊥EF, ∴∠EIC=∠EFO=90°, ∵EI=EF, ∴△ECI≌△EOF(AAS), ∴CI=OF, ∵BI=BF, ∴CI+BI=OF+BF, 1 ∴BC=OB= AB, 2BC 1 ∴ = , AB 2 BC 1 ∴ 的值为 . AB 2 25.(10分)如图,AB是 O的直径,点C,D在 O上,且∠CAD=∠BAD过点D作AC的垂线,交 AC的延长线于点E,交⊙AB的延长线于点F,G为⊙AB下方的半圆弧的中点,DG交AB于点H,连接 DB,GB. (1)求证:EF是 O的切线; (2)求证:∠DG⊙B=∠BDF; (3)已知AO=10,BH=6,求GH的长. 【答案】(1)(2)见解答 【解答】(1)证明:如图1,连接OD, ∵OA=OD, ∴∠OAD=∠ODA,∵∠CAD=∠BAD, ∴∠ODA=∠CAD, ∴OD∥AE, 又∵EF⊥AE, ∴OD⊥EF, ∴EF是 O的切线; (2)证⊙明:∵AB是 O的直径, ∴∠ADB=90°, ⊙ ∴∠DAB+∠OBD=90°, 由(1)可知EF是 O的切线, ∴∠ODF=90°, ⊙ ∴∠BDF+∠ODB=90°, ∵OD=OB, ∴∠ODB=∠OBD, ∴∠DAB=∠BDF, 又∵∠DAB=∠DGB, ∴∠DGB=∠BDF; (3)解:如图2,连接OG, ∵G是半圆弧的中点, ∴∠BOG=90°, 在Rt△OHG中,OG=10,OH=OB﹣BH=10﹣6=4, ∴GH=❑√OH2+OG2=2❑√29. 26.(10分)千姿百态的桥 问题:景区计划在半径为1km的人工湖 O上修建景观桥,为容纳更多游客赏景休闲,需要景观桥长度 ⊙最大.现有以下三种设计方案,分别求出每种设计方案中桥长的最大值,景观桥的宽度忽略不计. “X型” (1)如图①,若点A,B,C,D在 O上,则AC+BD的最大值为 4 km; “L型” ⊙ (2)如图②,若点A,B,C在 O上,且AB⊥BC.求AB+BC的最大值; “T型” ⊙ (3)如图③,若点A,B,C在 O上,且AC⊥BD,垂足为D,则AC+BD的最大值为 (❑√5+ 1 ) km. ⊙ 【答案】(1)4;(2)2❑√2km;(3)(❑√5+1). 【解答】解:(1)如图①, ∵圆内最大弦为圆的直径, ∴当AC和BD均为直径时AC+BD的最大, ∵圆的半径为1km, ∴最大值为4km,故答案为:4; (2)如图② 设BC=a km,AB=b km,在Rt△ABC中, ∵AC=2km, ∴a2+b2=4, ∵a2+b2=(a+b)2﹣2ab, ∴(a+b)2=a2+b2+2ab=2ab+4, ∴当ab最大时,a+b最大, 1 ∵S = ab, △ABC 2 ∴ab=2S, ∴当S最大时,ab最大, 当△ABC以AC为底时,点B位于^AC中点处时,S最大, 此时△ABC为等腰直角三角形, ∴AB=BC=2cos45°=❑√2(km), ∴AB+BC的最大值为2❑√2km; (3)如图③, 连接OA, ∵BD⊥AC, ∴AD=CD, 设AD=CD=x,AC+OD=m ∴OD=m﹣2x, 在Rt△OAD中, ∵OA=1km, ∴OD2+AD2=OA2,即x2+(m﹣2x)2=12, ∴5x2﹣4mx+m2﹣1=0 ∵Δ=(﹣4m)2﹣4×5(m2﹣1)≥0, ∴−❑√5≤m≤❑√5,∴0≤m≤❑√5, ∴m的最大值为❑√5, ∵OB=1km, ∴AC+BD的最大值为(❑√5+1)km. 故答案为:(❑√5+1).