资源简介 2022年春北师大版九年级数学中考二轮复习《与圆有关的最值问题》专题提升训练(附答案)一.两点最值1.如图,正方形ABCD内接于⊙O,线段MN在对角线BD上运动,若⊙O的面积为2π,MN=1,则△AMN周长的最小值是( )A.3 B.4 C.5 D.62.如图,在Rt△AOB中,∠AOB=90°,OA=4,OB=6,以点O为圆心,3为半径的⊙O,与OB交于点C,过点C作CD⊥OB交AB于点D,点P是边OA上的动点,则PC+PD的最小值为 .3.如图,AB是⊙O的直径,AB=8,点M在⊙O上,∠MAB=20°,N是的中点,P是直径AB上的一动点,则PM+PN的最小值为( )A.4 B.5 C.6 D.74.如图,A、B是半圆O上的两点,MN是直径,OB⊥MN,若AB=4,OB=5,P是MN上的一动点,则PA+PB的最小值为 .5.如图,AB、CD是半径为5的⊙O的两条弦,AB=8,CD=6,MN是直径,AB⊥MN于点E,CD⊥MN于点F,P为EF上的任意一点,则PA+PC的最小值为 .6.如图,AB是半圆O的直径,AB=4,点C,D在半圆上,OC⊥AB,=2,点P是OC上的一个动点,则BP+DP的最小值为( )A.2 B.2 C.2 D.37.如图,在平面直角坐标系中,⊙O的半径为4,弦AB的长为3,过O作OC⊥AB于点C,则OC的长度是 ,⊙O内一点D的坐标为(﹣2,1),当弦AB绕O点顺时针旋转时,点D到AB的距离的最小值是 ,最大值是 .二.点线最值8.如图,已知直线y=﹣x+4与x、y轴交于A、B两点,⊙O的半径为1,P为AB上一动点,PQ切⊙O于Q点.当线段PQ长取最小值时,直线PQ交y轴于M点,a为过点M的一条直线,则点P到直线a的距离的最大值为 .9.如图,在Rt△AOB中,OB=2,∠A=30°,⊙O的半径为1,点P是AB边上的动点,过点P作⊙O的一条切线PQ(其中点Q为切点),则线段PQ长度的最小值为 .10.如图,△ABC是⊙O的内接三角形,且AB是⊙O的直径,点P为⊙O上的动点,且∠BPC=60°,⊙O的半径为6,则点P到AC距离的最大值是 .11.如图,在⊙O中,弦AB=1,点C在AB上移动,连接OC,过点C作CD⊥OC交⊙O于点D,则CD的最大值为 .12.如图,直线y=﹣与x轴、y轴分别交于点A、B;点Q是以C(0,﹣1)为圆心、1为半径的圆上一动点,过Q点的切线交线段AB于点P,则线段PQ的最小值是 .13.如图,在△ABC中,AB=10,AC=8,BC=6,经过点C且与边AB相切的动圆与CA、CB分别相交于点P、Q,则线段PQ长度的最小值是( )A.4.75 B.4.8 C.5 D.4三.点圆最值14.如图,AC是⊙O的弦,AC=5,点B是⊙O上的一个动点,且∠ABC=45°,若点M、N分别是AC、BC的中点,则MN的最大值是 .15.如图,⊙O的半径为2,定点P在⊙O上,动点A,B也在⊙O上,且满足∠APB=30°,C为PB的中点,则点A,B在圆上运动的过程中,线段AC的最大值为( )A.2+ B.1+ C.2+ D.2﹣216.如图,圆与坐标轴分别交于原点O,点A(6,0)和B(0,2),点P是圆上一个动点,点C(0,﹣3),则PC长度的最小值为( )A.4﹣ B.8﹣ C.2﹣ D.5﹣17.如图,在平面直角坐标系中,已知C(3,4),以点C为圆心的圆与y轴相切.点A、B在x轴上,且OA=OB.点P为⊙C上的动点,∠APB=90°,则AB长度的最大值为 .18.已知,如图,△ABC中,AB=10,BC=6,AC=8,半径为1的⊙O与三角形的边AB、AC都相切,点P为⊙O上一动点,点Q为BC边上一动点,则PQ的最大值与最小值的和为( )A.11 B.5+4 C.5+5 D.1219.如图,已知⊙A的半径为1,圆心的坐标为(4,3).点P(m,n)是⊙A上的一个动点,则m2+n2的最大值为 .20.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,BC=3,点D是AB的中点,点E是以点B为圆心,BD长为半径的圆上的一动点,连接AE,点F为AE的中点,则CF长度的最大值是 .21.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=8,BC=6,点D是以点A为圆心4为半径的圆上一点,连接BD,点M为BD中点,线段CM长度的最大值为 .22.如图,抛物线y=x2﹣4与x轴交于A、B两点,P是以点C(0,3)为圆心,2为半径的圆上的动点,Q是线段PA的中点,连接OQ,则线段OQ的最大值是( )A.3 B. C. D.4四.面积最值23.如图,已知A、B两点的坐标分别为(﹣2,0)、(0,1),⊙C的圆心坐标为(0,﹣1),半径为1.若D是⊙C上的一个动点,射线AD与y轴交于点E,则△ABE面积的最大值是( )A.3 B. C. D.424.如图,已知直线y=,与x轴、y轴分别交于A、B两点,P是以C(0,1)为圆心,1为半径的圆上一动点,连接PA、PB,则△PAB面积的最小值是( )A.6 B.5.5 C.5 D.4.525.已知:AB是⊙O的直径,AD,BC是⊙O的切线,P是⊙O上一动点,若AD=10,OA=4,BC=16,则△PCD的面积的最小值是( )A.36 B.32 C.24 D.10.426.如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=8,O为矩形ABCD的中心,以D为圆心,2为半径作⊙D,P为⊙D上的一个动点,则△AOP面积的最大值为( )A.16 B.17 C. D.27.AB是⊙O直径,在AB的异侧分别有定点C和动点P,如图所示,点P在半圆弧AB上运动(不与A、B重合),过C作CP的垂线CD,交PB的延长线于D,已知AB=5,BC:CA=4:3.(1)求证:AC CD=PC BC;(2)当点P运动到AB弧的中点时,求CD的长;(3)当点P运动到什么位置时,△PCD的面积最大?请直接写出这个最大面积.五.其他最值问题28.如图,∠BAC=60°,∠ABC=45°,AB=4,D是线段BC上的一个动点,以AD为直径画⊙O分别交AB,AC于E,F,连接EF,则线段EF长度的最小值为 .29.如图,△ABC中,∠BAC=60°,∠ABC=45°,AB=2,D是线段BC上的一个动点,以AD为直径画⊙O分别交AB、AC于E、F,连接EF,则线段EF长度的最小值为 .30.如图,已知AB是圆O的直径,F是圆O上一点,∠BAF的平分线交⊙O于点E,交⊙O的切线BC于点C,过点E作ED⊥AF,交AF的延长线于点D.(1)求证:DE是⊙O的切线;(2)若DE=3,CE=2,①求的值;②若点G为AE上一点,求OG+EG最小值.31.如图,在Rt△ABC中,∠A=30°,AC=8,以C为圆心,4为半径作⊙C.(1)试判断⊙C与AB的位置关系,并说明理由;(2)点F是⊙C上一动点,点D在AC上且CD=2,试说明△FCD∽△ACF;(3)点E是AB边上任意一点,在(2)的情况下,试求出EF+FA的最小值.参考答案一.两点最值1.解:⊙O的面积为2π,则圆的半径为,则BD=2=AC,由正方形的性质,知点C是点A关于BD的对称点,过点C作CA′∥BD,且使CA′=1,连接AA′交BD于点N,取NM=1,连接AM、CM,则点M、N为所求点,理由:∵A′C∥MN,且A′C=MN,则四边形MCA′N为平行四边形,则A′N=CM=AM,故△AMN的周长=AM+AN+MN=AA′+1为最小,则A′A==3,则△AMN的周长的最小值为3+1=4,故选:B.2.解:延长CO交⊙O于点E,连接ED,交AO于点P,则PC+PD的值最小,最小值为线段DE的长.∵CD⊥OB,∴∠DCB=90°,∵∠AOB=90°,∴∠DCB=∠AOB,∴CD∥AO,∴=,∴=,∴CD=2,在Rt△CDE中,DE===2,∴PC+PD的最小值为2.故答案为:2.3.解:作N点关于AB的对称点N′,连接MN′交AB于P′,如图,则P′N=P′N′,∴P′M+P′N=P′M+P′N′=MN′,∴此时P′M+P′N的值最小,∵∠MAB=20°,∴∠MOB=40°,∵N是弧MB的中点,∴∠NOB=20°,∵N点关于AB的对称点N′,∴∠N′OB=20°,∴∠MON′=60°,∴△OMN′为等边三角形,∴MN′=OM=4,∴P′M+P′N=4,即PM+PN的最小值为4.故选:A.4.解:延长BO交⊙O于B′,连接AB′交MN于P,连接PB.∵BB′⊥MN,OB=OB′,∴PB=PB′,∴PA+PB=PA+PB′=AB′,此时PA+PB的值最小,∵BB′是直径,∴∠BAB′=90°,∵BB′=10,AB=4,∴PA+PB=PA+PB′=AB′===2,故答案为25.解:连接OB,OC,作CH垂直AB于H.根据垂径定理,得到BE=AB=4,CF=CD=3,∴OE===3,OF===4,∴CH=OE+OF=3+4=7,BH=BE+EH=BE+CF=4+3=7,在直角△BCH中根据勾股定理得到BC=7,则PA+PC的最小值为.故答案为:6.解:如图,连接AD,PA,PD,OD.∵OC⊥AB,OA=OB,∴PA=PB,∠COB=90°,∵=2,∴∠DOB=×90°=60°,∵OD=OB,∴△OBD是等边三角形,∴∠ABD=60°∵AB是直径,∴∠ADB=90°,∴AD=AB sin∠ABD=2,∵PB+PD=PA+PD≥AD,∴PD+PB≥2,∴PD+PB的最小值为2,故选:A.7.解:连接OB,∵OC⊥AB,∴BC=AB=,由勾股定理得,OC==,由勾股定理得,OD==,当点D在直线OC上时,点D到AB的距离的最小或最大,∴点D到AB的距离的最小值为﹣,点D到AB的距离的最大值为+,故答案为:;﹣;+.二.点线最值8.解:如图,在直线y=﹣x+4上,x=0时,y=4,当y=0时,x=,∴OB=4,OA=,∴tan∠OBA==,∴∠OBA=30°,由PQ切⊙O于Q点可知:OQ⊥PQ,∴PQ=,由于OQ=1,因此当OP最小时PQ长取最小值,此时OP⊥AB,∴OP=OB=2,此时PQ==,BP==2,∴OQ=OP,即∠OPQ=30°,若使点P到直线a的距离最大,则最大值为PM,且M位于x轴下方,过点P作PE⊥y轴于点E,∴EP=BP=,∴BE==3,∴OE=4﹣3=1,∵OE=OP,∴∠OPE=30°,∴∠EPM=30°+30°=60°,即∠EMP=30°,∴PM=2EP=2.故答案为:2.9.解:连接OP、OQ,作OP′⊥AB于P′,∵PQ是⊙O的切线,∴OQ⊥PQ,∴PQ==,当OP最小时,线段PQ的长度最小,当OP⊥AB时,OP最小,在Rt△AOB中,∠A=30°,∴OA==6,在Rt△AOP′中,∠A=30°,∴OP′=OA=3,∴线段PQ长度的最小值==2,故答案为:2.10.解:过O作OM⊥AC于M,延长MO交⊙O于P,则此时,点P到AC的距离最大,且点P到AC距离的最大值=PM,∵OM⊥AC,∠A=∠BPC=60°,⊙O的半径为6,∴OP=OA=6,∴OM=OA=×6=3,∴PM=OP+OM=6+3,∴则点P到AC距离的最大值是6+3,故答案为:6+3.11.解:连接OD,如图,∵CD⊥OC,∴∠DCO=90°,∴CD==,当OC的值最小时,CD的值最大,而OC⊥AB时,OC最小,此时D、B两点重合,∴CD=CB=AB=×1=,即CD的最大值为,故答案为:.12.解:过点C作CP⊥直线AB于点P,过点P作⊙C的切线PQ,切点为Q,此时PQ最小,连接CQ,如图所示.当x=0时,y=3,∴点B的坐标为(0,3);当y=0时,x=4,∴点A的坐标为(4,0).∴OA=4,OB=3,∴AB==5,∴sinB==.∵C(0,﹣1),∴BC=3﹣(﹣1)=4,∴CP=BC sinB=.∵PQ为⊙C的切线,∴在Rt△CQP中,CQ=1,∠CQP=90°,∴PQ==.故答案为:.13.解:如图,设QP的中点为F,圆F与AB的切点为D,连接FD、CF、CD,则FD⊥AB.∵AB=10,AC=8,BC=6,∴∠ACB=90°,FC+FD=PQ,∴FC+FD>CD,∵当点F在直角三角形ABC的斜边AB的高CD上时,PQ=CD有最小值,∴CD=BC AC÷AB=4.8.故选:B.三.点圆最值14.解:∵点M,N分别是BC,AC的中点,∴MN=AB,∴当AB取得最大值时,MN就取得最大值,当AB是直径时,AB最大,连接AO并延长交⊙O于点B′,连接CB′,∵AB′是⊙O的直径,∴∠ACB′=90°.∵∠ABC=45°,AC=5,∴∠AB′C=45°,∴AB′===5,∴MN最大=.故答案为:.15.解:如图,连接OA,OP,OB,延长BA到H,使得AH=BA,连接PH.∵BA=AH,BC=CP,∴AC=PH,∴当PH的值最大时,AC的值最大,∵∠AOB=2∠APB=60°,OA=OB,∴△AOB是等边三角形,∴AO=AH=AB,∴∠HOB=90°,∴OH=OB=2,∵PH≤OH+OP,∴PH≤2+2,∴PH的最大值为2+2,∴AC的最大值为+1.故选:B.16.解:连接AB,取AB的中点T,连接CT,PT.∵A(6,0),B(0,2),∴OA=6,OB=2,∴AB==2,∴TB=AT=PT=,∴T(3,1),∵C(0,﹣3),∴CT==5,∴PC≥CT﹣PT=5﹣,∴PC的最小值为5﹣.故选:D.17.解:连接OC并延长,交⊙C上一点P,以O为圆心,以OP为半径作⊙O,交x轴于A、B,此时AB的长度最大,∵C(3,4),∴OC==5,∵以点C为圆心的圆与y轴相切.∴⊙C的半径为3,∴OP=OA=OB=8,∵AB是直径,∴∠APB=90°,∴AB长度的最大值为16,故答案为16.18.解:∵△ABC中,AB=10,BC=6,AC=8,∴AB2=AC2+BC2,∴∠ACB=90°,设⊙O与AC相切于点D,与AB相切于点E,连接OD,OE,过点O,作OP1⊥BC垂足为Q1交⊙O于P1,连接AO,延长AO与BC相交于点F,过F作FG⊥AB于点G,如图1,此时垂线段OQ1最短,P1Q1最小值为OQ1﹣OP1,则四边形ODCQ2为矩形,AO平分∠BAC,∴CF=FG,设CF=FG=x,则BF=6﹣x,AC=AG=8,BG=AB﹣AG=10﹣8=2,由勾股定理得,(6﹣x)2﹣x2=22,解得,x=,∴GF=,∵OE∥GF,∴△AOE∽△AFG,∴,即,∴AE=3,∴AF=AE=3,∴OQ1=CD=8﹣3=5,∴P1Q1=OQ1﹣OP1=5﹣1=4,如图2,当Q2与B重合时,连接BO延长BO与⊙O交于点P2,此时P2Q2为最大值P2Q2=OQ2+OP2,∴PQ的最大值与最小值的和为:P1Q1+P2Q2=4+5+1=5+5.故选:C.19.解:作射线OA交⊙O于P′点,如图,∵圆心A的坐标为(4,3),点P的坐标为(m,n),∴OA==5,OP=,∴m2+n2是点P点圆点的距离的平方,∴当点P运动到P′处,点P离圆点最远,即m2+n2有最大值,此时OP=OA+AP′=5+1=6,则m2+n2=36.故答案为:36.20.解:如图,延长AC到T,使得CT=AC,连接BT,TE,BE.∵AC=CT,BC⊥AT,∴BA=BT,∵∠ACB=90°,∠ABC=30°,BC=3,∴∠BAT=60°,AC=BC tan30°=3,∴AB=2AC=6,∴△ABT是等边三角形,∴BT=AB=6,∵AD=BD=BE,∴BE=3,∵ET≤BT+BE,∴ET≤9,∴ET的最大值为9,∵AC=CT,AF=FE,∴CF=ET,∴CF的最大值为.故答案为:.21.解:作AB的中点E,连接EM、CE.在直角△ABC中,AB===10,∵E是直角△ABC斜边AB上的中点,∴CE=AB=5.∵M是BD的中点,E是AB的中点,∴ME=AD=2.∵5﹣2≤CM≤5+2,即3≤CM≤7.∴最大值为7,故答案为:7.22.解:连接BP,如图,当y=0时,x2﹣4=0,解得x1=4,x2=﹣4,则A(﹣4,0),B(4,0),∵Q是线段PA的中点,∴OQ为△ABP的中位线,∴OQ=BP,当BP最大时,OQ最大,而BP过圆心C时,PB最大,如图,点P运动到P′位置时,BP最大,∵BC==5,∴BP′=5+2=7,∴线段OQ的最大值是.故选:C.四.面积最值23.解:当射线AD与⊙C相切时,△ABE面积最大.连接AC,∵∠AOC=∠ADC=90°,AC=AC,OC=CD,∴Rt△AOC≌Rt△ADC,∴AD=AO=2,连接CD,设EF=x,∵CF=1,∴DE==,∵∠DEC=∠AEO,∠EDC=∠EOA=90°,∴△CDE∽△AOE,∴=,即=,解得x=,S△ABE===.故选:B.24.解:过C作CM⊥AB于M,连接AC,MC的延长线交⊙C于N,则由三角形面积公式得,×AB×CM=×OA×BC,∴5×CM=16,∴CM=,∴圆C上点到直线y=x﹣3的最小距离是 ﹣1=,∴△PAB面积的最小值是 ×5×=,故选:B.25.解:如图,过D作DE⊥BC,交BC于点E,∵AD=10,OA=4,BC=16,∴CE=6,又DE=AB=8,∴CD=10,当点P到CD的距离最小时,△PCD面积有最小值,过P作⊙O的切线,交AD、BC于点M、N,当MN∥CD时,过N作NF⊥CD,可知此时P到CD的距离最小,∵AD、BC为⊙O的切线,∴AD∥BC,∴四边形CDMN为平行四边形,∴CN=MD,MN=CD=10,设DM=CN=x,则AM=10﹣x,∵MN为⊙O的切线,∴MP=AM=10﹣x,∴PN=BN=x,∴BC=2x,∴x=8,即CN=8,在△DEC和△NFC中∵∠DEC=∠NFC,∠C=∠C,∴△DEC∽△NFC,∴=,即=,解得NF=,此时S△PCD的面积最小,∴S△PCD=PQ CD=××10=32.故选:B.26.解:当P点移动到过点P的直线平行于OA且与⊙D相切时,△AOP面积的最大,如图,∵过P的直线是⊙D的切线,∴DP垂直于切线,延长PD交AC于M,则DM⊥AC,∵在矩形ABCD中,AB=6,BC=8,∴AC=10,∴OA=5,∵∠AMD=∠ADC=90°,∠DAM=∠CAD,∴△ADM∽△ACD,∴=,∵AD=8,CD=6,AC=10,∴DM=,∴PM=PD+DM=2+=,∴△AOP的最大面积=OA PM=×5×=17,故选:B.27.证明:(1)∵AB为直径,∴∠ACB=90°∵PC⊥CD,∴∠PCD=90°∴∠PCD=∠ACB,且∠CAB=∠CPB∴△ABC∽△PDC,∴∴AC CD=PC BC(2)∵AB=5,BC:CA=4:3,∠ACB=90°∴BC=4,AC=3,当点P运动到的中点时,过点B作BE⊥PC于点E∵点P是的中点,∴∠PCB=45°,且BC=4∴CE=BE=BC=2∵∠CAB=∠CPB∴tan∠CAB==tan∠CPB=∴PE=∴PC=PE+CE=+2=∵AC CD=PC BC∴3×CD=×4∴CD=方法二、设AB与CP交于点M,∵点P是的中点,∴,∴AP=BP=,∠PAM=∠ACP,∴△AMP∽△CAP,同理可证:△BMP∽△CBP,设AM=x,则BM=5﹣x,∴=,∴x=,∴∴CP=,∴CD=;(3)当点P在上运动时,S△PCD=×PC×CD,由(1)可得:CD=PC∴S△PCD==PC2,∴当PC最大时,△PCD的面积最大,∴当PC为⊙O直径时,△PCD的最大面积=×52=五.其他最值问题28.解:由垂线段的性质可知,当AD为△ABC的边BC上的高时,直径AD最短,如图,连接OE,OF,过O点作OH⊥EF,垂足为H,∵在Rt△ADB中,∠ABC=45°,AB=4∴AD=BD=4,即此时圆的直径为4,由圆周角定理可知∠EOH=∠EOF=∠BAC=60°,∴在Rt△EOH中,EH=OE sin∠EOH=2×=,由垂径定理可知EF=2EH=2,故答案为:2.29.解:连接OE、OF,作OM⊥EF于M,作AN⊥BC于N,如图,∵∠EOF=2∠BAC=2×60°=120°,而OE=OF,OM⊥EF,∴∠OEM=30°,EM=FM,在Rt△OEM中,OM=OE,EM=OE,∴EF=2EM=OE,当OE最小时,EF的长度最小,此时圆的直径的长最小,即AD的长最小,∵AD的长度最小值为AN的长,而AN=AB=,∴OE的最小值为,∴EF长度的最小值为×=.故答案为.30.(1)证明:连接OE∵OA=OE∴∠OAE=∠OEA∵AE平分∠BAF∴∠OAE=∠EAF∴∠OEA=∠EAF∴OE∥AD∵ED⊥AF∴∠D=90°∴∠OED=180°﹣∠D=90°∴OE⊥DE∴DE是⊙O的切线(2)解:①连接BE∵AB是⊙O直径∴∠AEB=90°∴∠BEA=∠D=90°,∠BAE+∠ABE=90°∵BC是⊙O的切线∴∠ABC=∠ABE+∠CBE=90°∴∠BAE=∠CBE∵∠DAE=∠BAE∴∠DAE=∠CBE∴△ADE∽△BEC∴∵DE=3,CE=2∴②过点E作EH⊥AB于H,过点G作GP∥AB交EH于P,过点P作PQ∥OG交AB于Q∴EP⊥PG,四边形OGPQ是平行四边形∴∠EPG=90°,PQ=OG∵∴设BC=2x,AE=3x∴AC=AE+CE=3x+2∵∠BEC=∠ABC=90°,∠C=∠C∴△BEC∽△ABC∴∴BC2=AC CE 即(2x)2=2(3x+2)解得:x1=2,x2=﹣(舍去)∴BC=4,AE=6,AC=8∴sin∠BAC=,∴∠BAC=30°∴∠EGP=∠BAC=30°∴PE=EG∴OG+EG=PQ+PE∴当E、P、Q在同一直线上(即H、Q重合)时,PQ+PE=EH最短∵EH=AE=3∴OG+EG的最小值为331.(1)解:结论:相切.理由:作CM⊥AB于M.在Rt△ACM中,∵∠AMC=90°,∠CAM=30°,AC=8,∴CM=AC=4,∵⊙O的半径为4,∴CM=r,∴AB是⊙C的切线.(2)证明:∵CF=4,CD=2,CA=8,∴CF2=CD CA,∴=,∵∠FCD=∠ACF,∴△FCD∽△ACF.(3)解:作DE′⊥AB于E′,交⊙C于F′.∵△FCD∽△ACF,∴==,∴DF=AC,∴EF+AF=EF+DF,∴欲求EF+AF的最小值,就是要求EF+DF的最小值,当E与E′,F与F′重合时,EF+DF的值最小,最小值=DE′=AD=3. 展开更多...... 收起↑ 资源预览