第二講圓(二)
【典型例題1】
已知:如圖1,在△abc中,ab = ac,點d是邊bc的中點.以bd為直徑作圓o,交邊ab於點p,聯結pc,交ad於點e.
(1)求證:ad是圓o的切線;
(2)當時,求證:;
(3)如圖2,當pc是圓o的切線,bc = 8,求ad的長.
(1)證明:∵ab = ac,點d是邊bc的中點,∴ad⊥bd.
又∵bd是圓o直徑,∴ad是圓o的切線.
(2)證明:聯結op.
ab = ac,∴
ob = op,∴,即得.
又由ad⊥bd,得.
ed // po. ∴
∵點d是邊bc的中點,點o是bd的中點,∴cd = 2do.
∴. (3)解:聯結op,oe.
由bc = 8,得cd = 4,oc = 6,op = 2.
∵pc是圓o的切線,o為圓心,∴.
於是,利用勾股定理,得.
∵,,∴△dce∽△pco.
∴,即得.
∵pe、de是圓o的切線,
∴∠ope=∠ode=900,又op=od,oe=oe
∴rt△ope≌rt△ode ∴∠poe=∠doe
∵ob=op , ∠b=∠opb
∵∠poe+∠doe=∠b+∠opb
∴.∴oe // ab.
∴ ∴.
【知識點】
切線、切線的判定定理、切線的性質定理
如果一條直線和圓有且只有乙個公共點時,這條直線叫做圓的切線。
切線的判定定理:經過半徑的外端且垂直於這條半徑的直線是圓的切線。
切線的性質定理:圓的切線垂直於過切點的半徑。
【基本習題限時訓練】
1.已知⊙o的半徑為3cm,點p是直線l上一點,op長為5cm,則直線l與⊙o的位置關係為( ) d
a. 相交b. 相切
c. 相離d. 相交、相切、相離都有可能
2.如圖,p為⊙o外一點,pa切⊙o於點a,且op=5,pa=4,則sin∠apo等於( )b
abcd、
3.如圖,ab與⊙o切於點b,ao=6㎝,ab=4㎝,則⊙o的半徑為( )b
a.4㎝ b.2㎝ c.2㎝ d.㎝
4.直線ab、cd相交於點,,半徑為1cm的⊙p的圓心在射線上,且與點的距離為6cm.如果⊙p以1cm/s的速度沿由向的方向移動,那麼( a )秒後⊙p與直線相切.
a.4 b.8 c.4或64或8
5已知⊙o的直徑ab與弦ac的夾角為35°,過c點的切線pc與ab的延長線交於點p,則∠p等於b
a、15° b、20c、25d、30°
【壓軸題1】
已知, ,取含角的直角三角尺,將的頂點放在bc中點o處,並繞點o處順時針旋轉三角尺,當角的兩邊分別與ab、ac交於點e、f 是,如圖13,設.
(1)求與的函式解析式,並寫出的範圍;
(2) 三角尺繞點o旋轉過程中,能否成為等腰三角形.如果能,求出相應的值;如果不能,請說明理由;
(3)如果以o為圓心的圓與ab相切,**三角尺繞點o旋轉的過程中,ef與圓o的位置關係.
解:(1) 在中
又在中在和中且∽
在中整理得(2) 當時即, 代入得時
在和中,,
是等腰三角形
當點e與a重合時即
在中且ao是的平分線
是等腰三角形
當點f與a重合時即同理可得是等腰三角形
∴當,或時,是等腰三角形。
(3)由(1)知∽
又 且∽eo是的平分線點o到ef和be的距離相等
當以為圓心的圓ab與相切時也與ef相切
【典型例題2】
已知⊙和⊙只有乙個公共點, cm,⊙的半徑為4cm,
求⊙的半徑。
解: 設⊙和⊙半徑分別為和。
(1)如圖(1)當⊙和⊙外切時,(cm)
∴(cm)
(2)如圖(2),當⊙和⊙內切時,(cm)
∴(cm)
點評:兩圓只有乙個公共點,即相切,有外切與內切兩種情況。
【知識點】
圓與圓的位置關係
如果兩圓的半徑分別為和,圓心距為,那麼兩圓的位置關係可用、和之間的數量關係表達如下:
兩圓外離d>+
兩圓外切d=+
兩圓相交︱-︱<d<+
兩圓內切0<d=︱-︱
兩圓內含0≤d<︱-︱
定理:相交兩圓的連心線垂直平分兩圓的公共弦。
定理:相切兩圓的連心線經過切點
…【基本習題限時訓練】
1. 若兩圓的半徑分別是2cm和3cm,圓心距為5cm,則這兩圓的位置關係是( )c
a.內切 b.相交 c.外切 d.外離
2.如圖,是北京奧運會自行車比賽專案標誌,則圖中兩輪所在圓的位置關係是( )d
a.內含 b.相交 c.相切 d.外離
3.已知兩圓的半徑分別為6和8,圓心距為7,則兩圓的位置關係是 ( ) c
a.外離b.外切c.相交d.內切
4.若兩圓的半徑分別是1cm和5cm,圓心距為3cm,則這兩圓的位置關係是( )a
a.內含 b.相交 c.外切 d.外離
【壓軸題2】
已知:如圖,在△abc中,∠a=90,bc=4,⊙a與⊙b內切,⊙a與⊙c外切於點d,⊙b、⊙c的半徑均為1.
求:(1)⊙a的半徑;
(2)的值.
解:(1)設⊙a的半徑為r,
∵⊙a與⊙b內切,⊙a與⊙c外切於點d,⊙b、⊙c的半徑均為1,
∴ab=r1,ac=r+1.
∵∠a=90,bc=4,∴,
∴解得r=(負值捨去).∴⊙a的半徑為.
(2)∵⊙a與⊙c外切於點d,∴點d在ac上.
在rt△adc中,∵ad=,ab=,
∴.【典型例題3】
如圖,梯形abcd中,ad//bc,cd⊥bc,已知ab=5,bc=6,cosb=.點o為bc邊上的動點,聯結od,以o為圓心,bo為半徑的⊙o分別交邊ab於點p,交線段od於點m,交射線bc於點n,聯結mn.
(1) 當bo=ad時,求bp的長;
(2) 點o運動的過程中,是否存在bp=mn的情況?若存在,請求出當bo為多長時bp=mn;若不存在,請說明理由;
(3) 在點o運動的過程中,以點c為圓心,cn為半徑作⊙c,請直接寫出當⊙c存在時,⊙o與⊙c的位置關係,以及相應的⊙c半徑cn的取值範圍。
解:(1)過點a作ae⊥bc,在rt△abe中,由ab=5,cosb=得be=3
∵cd⊥bc,ad//bc,bc=6,∴ad=ec=bc-be=3
當bo=ad=3時, 在⊙o中,過點o作oh⊥ab,則bh=hp
bh= ∴bp=
(2)不存在bp=mn的情況
假設bp=mn成立,∵bp和mn為⊙o的弦,則必有∠bop=∠doc
過p作pq⊥bc,過點o作oh⊥ab,∵cd⊥bc,則有△pqo∽△doc
設bo=x,則po=x,由,得bh=,
∴bp=2bh= ∴bq=bp×cosb=,
pq=,∴oq=
∵△pqo∽△doc,∴即,得
當時,bp==>5=ab,與點p應在邊ab上不符,
∴不存在bp=mn的情況
(3)情況一:⊙o與⊙c相外切,此時,0<cn<6;
情況二:⊙o與⊙c相內切,此時,0<cn≤
【知識點】
圓的基本性質、圓與圓相切
垂徑定理:如果圓的一條直徑垂直於一條弦,那麼這條直徑也平分這條弦,並平分這條弦所對的弧
圓與圓相切:外切時圓心距等於半徑之和,內切時圓心距等於半徑之差的絕對值。
【基本習題限時訓練】
1.已知⊙o 1與⊙o2的半徑分別為5cm和3cm,圓心距o1o2=7cm,則兩圓的位置關係為(c )
a.外離 b.外切 c.相交 d.內切
2.兩圓的圓心距為1,兩圓的半徑分別是方程的兩個根,則兩圓的位置關係是( )c
a.相交 b.外離 c.內含 d.外切
3.⊙o1和⊙o2的半徑分別為5和2,o1o2=3,則⊙o1和⊙o2的位置關係是( )b
a.內含 b. 內切 c.相交 d.外切
4.兩圓的半徑分別為2和3,圓心距為5,則兩圓的位置關係為( )b
a.外離 b.外切 c.相交 d.內切
【壓軸題3】
在直角座標平面內,為原點,點的座標為(1,0),點的座標為(0,4),直線∥軸(如圖所示).點與點關於原點對稱,直線(為常數)經過點,且與直線相交於點,聯結.
(1)求的值和點的座標;
(2)設點在軸的正半軸上,若是
等腰三角形,求點的座標;
(3)在(2)的條件下,如果以為半徑的
圓與圓外切,求圓的半徑.
解:(1)∵點a的座標為(1,0),點與點關於原點對稱,
∴點b的座標為(-1,0),
∵直線經過點b,∴,得.
∵點c的座標為(0,4),直線cm∥軸,∴設點d的座標為(,4)
∵直線與直線cm相交於點d,∴,∴d的座標為(3,4)
(2)∵d的座標為(3,4),∴.
當時,點的座標為;
當時,點的座標為;
當時,設點的座標為(),
∴,得,∴點的座標為
綜上所述,所求點的座標是,,.
(3)當以為半徑的圓與圓外切時,
若點的座標為(6,0),則圓的半徑,圓心距,所以圓的半徑.
若點的座標為,則圓的半徑,圓心距,
∴圓的半徑.
綜上所述,所求圓的半徑等於1或.
【典型例題4】
如圖,中,,,點在邊上,且,以
點為頂點作,分別交邊於點,交射線於點.
(1)當時,求的長
(2)當以點為圓心長為半徑的⊙和以點為圓心長為半徑的⊙相切時,
求的長(3)當以邊為直徑的⊙與線段相切時,求的長.
解:(1)∵,
∴∽∴,即∴,∴
(2)分外切和內切兩種情況考慮:
當⊙和⊙外切時,點**段上,且
∵,∴即,∴當⊙和⊙內切時,點**段延長線上,且
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