资源简介 湘教版数学九年级下册 2.5 直线与圆的位置关系同步分层训练培优题一、选择题1.(北师大版数学九年级下册第三章第七节《切线长定理》同步检测)如图,PA、PB是⊙O的两条切线,切点是A、B.如果OP=4,PA=2,那么∠AOB等于( )A.90° B.100° C.110° D.120°2.(2023九下·武汉月考)《数书九章》是我国南宋时期杰出数学家秦九韶的著作,书中提出了已知三角形三边a,b,c求面积的公式.若三角形的三边a,b,c分别为7,6,3,则这个三角形内切圆的半径是( )A. B. C. D.3.(2023九下·北碚期中)如图,在中,是边上的点,以为圆心,为半径的与相切于点,平分,,,的长是( )A. B.2 C. D.4.(2022九下·四平期中)如图,在平面直角坐标系中,点P 在第一象限,⊙P与x轴相切于点Q,与y轴交于,两点,则点P的坐标是 ( )A.(5,3) B.(3,5) C.(4,5) D.(5,4)5.(2022九下·诸暨月考)如图, 中, , ,它的周长为 若 与 , , 三边分别切于 , , 点,则 的长为( )A.2 B.3 C.4 D.56.(2023九下·姑苏开学考)如图,不等边内接于,I是其内心,,,,内切圆半径为( )A.4 B. C. D.7.(2022九下·蓬安开学考)矩形ABCD中,AB=12,BC=8,将矩形沿MN折叠,使点C恰好落在AD边的中点F处,以矩形对称中心O点为圆心的圆与FN相切于点G,则⊙O的半径为( )A.3.6 B. C.3.5 D.8.(2019九下·杭州期中)如图,⊙O的半径为4,A,B,C,D是⊙O上的四点,过点C,D的切线CH,DG相交于点M,点P在弦AB上,PE∥BC交AC于点E,PF∥AD于点F,当∠ADG=∠BCH=30°时,PE+PF的值是( )A.4 B.2 C.4 D.值不确定二、填空题9.(2023九下·秦淮月考)如图,在中,,.,与延长线、、延长线相切,切点分别为、、,则点到圆心的距离为 .10.(2023九下·杭州月考)如图,中,,为的角平分线,以点O为圆心,为半径作与边交于点D.若,,则 .11.(2023九下·靖江月考)我国古代数学家赵爽的“弦图”是由四个全等的直角三角形和一个小正方形拼成的一个大正方形(如图所示).若直角三角形的内切圆半径为3,小正方形的面积为49,则大正方形的面积为 .12.(2022九下·隆昌月考)一个边长为3cm的正它有一个外接圆⊙O,我们记为第1个圆,它的内切圆记为第2个圆;在第2个圆内作一个内接正△的内切圆,记为第3个圆;在第3个圆内作一个内接正△的内切圆,记为第4个圆,…,如此作下去,那么第2022个圆的半径是 cm13.(2023九下·义乌开学考)如图 1, 是某激光黑白 A4 纸张打印机的机身,其侧面示意图如图 2,AB⊥BC,CD⊥BC.出纸盘 EP 下方为一段以 O 为圆心的圆弧,与上部面板线段 AE 交于点 E,与 CD 相切于点 D.测得 BC=24cm, CD=18cm.进纸盘 CH 可以随调节扣 HF 向右平移,CH=18cm,HF=2cm.当 HF 向右移动 6cm 至H′F′时,点 A,D,F'在同一直线上,则 AB 的长度为 cm.若点 E 到 AB 的距离为 16cm, tanA=4,连接 PO,线段 OP 恰好过圆弧的中点.若点 P 到直线 BC 的距离为 32cm,则 PE= cm.三、解答题14.如图,AB是⊙O的直径,点F、C在⊙O上且,连接AC、AF,过点C作CD⊥AF交AF的延长线于点D.(1)求证:CD是⊙O的切线;(2)若,CD=4,求⊙O的半径.15.(2016九下·长兴开学考)平面上,矩形ABCD与直径为QP的半圆K如图1摆放,分别延长DA和QP交于点O,且∠DOQ=60°,OQ=OD=3,OP=2,OA=AB=1.让线段OD及矩形ABCD位置固定,将线段OQ连带着半圆K一起绕着点O按逆时针方向开始旋转,设旋转角为α(0°≤α≤60°).发现:如图2,当点P恰好落在BC边上时,求a的值即阴影部分的面积;拓展:如图3,当线段OQ与CB边交于点M,与BA边交于点N时,设BM=x(x>0),用含x的代数式表示BN的长,并求x的取值范围.探究:当半圆K与矩形ABCD的边相切时,直接写出sinα的值.四、综合题16.(2023九下·浙江月考) 如图1,已知外一点向作切线,点为切点,连接并延长交于点,连接并延长交于点,过点作,分别交于点,交于点,连接.(1)求证:∽;(2)如图2,当时,①求的度数;②连接,若点关于直线的对称点为,连接,请直接写出的值.17.(2023九下·黄石港月考)如图,AB为⊙O的直径,C、D为圆上两点,∠ABD=2∠BAC,CE⊥BD于点E.(1)求证:CE是⊙O的切线;(2)若BC=3,BD=7,求线段BE的长:(3)在(2)的条件下,求cos∠DCA的值.答案解析部分1.【答案】D【知识点】切线的性质【解析】【解答】解:∵△APO≌△BPO(HL),∴∠AOP=∠BOP.∵sin∠AOP=AP:OP=2:4=:2,∴∠AOP=60°.∴∠AOB=120°.故选D.【分析】由切线长定理知△APO≌△BPO,得∠AOP=∠BOP.可求得sin∠AOP=:2,所以可知∠AOP=60°,从而求得∠AOB的值.2.【答案】B【知识点】三角形的内切圆与内心【解析】【解答】解:∵三角形的三边a,b,c分别为7,6,3,∴,如图,设这个三角形内切圆的半径为,则,即,∵三角形的三边a,b,c分别为7,6,3,∴,解得:,∴这个三角形内切圆的半径为.故答案为:B.【分析】设这个三角形内切圆的半径为,由题意把a、b、c的值代入公式计算求得S的值,然后根据三角形的面积S△ABC=S△OAB+S△OAC+S△OBC可求解.3.【答案】A【知识点】含30°角的直角三角形;切线的性质;解直角三角形;角平分线的概念【解析】【解答】解:∵AC是圆O的切线,∴OD⊥AC,∴∠ADO=90°,∵,∴∠A=30°,∴∠AOD=90°-30°=60°;∵OD=OB,∴∠OBD=∠ODB,∵∠AOD=∠OBD+∠ODB=60°,解之:∠OBD=30°,∵BD平分∠ABC,∴∠ABC=2∠OBD=2×30°=60°,∴∠C=180°-∠A-∠ABC=180°-30°-60°=90°,在Rt△ABC中即,解之:,设OD=x,则AO=12-x,∴12-x=2x,解之:x=4,∴OD=4∴,∴.故答案为:A【分析】利用切线的性质可证得∠ADO=90°,利用锐角三角函数的定义和特殊角的三角函数值,可求出∠A=30°,∠AOD=60°,利用三角形的外角的性质和角平分线的定义求出∠ABC的度数,可证得∠C=90°;再利用解直角三角形求出AC的长,利用30°角所对的直角边等于斜边的一半,可求出OD的长,即可得到AD的长.4.【答案】C【知识点】点的坐标;切线的性质【解析】【解答】过点P作PD⊥MN于D,连接PQ.∵⊙P与x轴相切于点Q,与y轴交于M(0,2),N(0,8)两点,∴OM=2,NO=8,∴NM=6,∵PD⊥NM,∴DM=3∴OD=5,∴OQ2=OM ON=2×8=16,OQ=4.∴PD=4,PQ=OD=3+2=5.即点P的坐标是(4,5).故答案为:C.【分析】过点P作PD⊥MN于D,连接PQ,根据OQ2=OM ON=2×8=16,OQ=4,求出PD=4,PQ=OD=3+2=5,即可得到点P的坐标。5.【答案】A【知识点】等边三角形的判定与性质;切线长定理【解析】【解答】解: 与 , , 三边分别切于 , , 点,, , ,,,, ,是等边三角形,,, ,,,,,,故答案为:A.【分析】根据切线长定理可得AD=AF,BE=BD,CE=CF,根据BC=6可得BD+CF=6,推出△ADF是等边三角形,得到AD=AF=DF,根据周长可得AB+AC=10,则AD+AF=4,据此计算.6.【答案】A【知识点】三角形的面积;勾股定理;圆周角定理;三角形的内切圆与内心;三角形全等的判定-AAS【解析】【解答】解:延长 交 于点 ,连接 , 交 于点 ,则: ,∵I是 内心,∴ ,∴ ,∴ ,即: ,∴ ,∵ ,∴ ,∴ ,∵ ,∴ ,∴ ,过点 作 ,则: ,又∵ , ,∴ ,∴ ,∴ ,∵I是 内心,∴ ,∴ ,如图2:过点 作 ,连接 ,设 ,则: ,则: ,即: ,解得: ,∴ ;∴设 的半径为则:∴ ,即: ,解得: ;故答案为:A.【分析】延长BI交⊙O于点D,连接OB、OD、AI,OD交AC于点E,由圆周角定理可得∠DAC=∠DBC,由内心的概念可得∠ABD=∠DBC,∠CAI=∠BAI,则∠DAC=∠DBA,根据角的和差关系可得∠DAI=∠AID,推出AD=DI,由等腰三角形的性质可得DI=BI,则AD=BI,过点I作IG⊥BC,IM⊥AC,IN⊥AB,利用AAS证明△AED≌△BGI,得到BG=AE=7,则CG=BC-BG=6,由内心的概念可得CM=CG=6,BN=BG=7,AN=AM=8,AB=AN+BN=15,过点C作CH⊥AB,连接IC,设AH=x,则BH=15-x,由勾股定理可得x的值,然后求出CH,设半径为r,则IG=IM=IN=r,然后根据三角形的面积公式进行计算.7.【答案】A【知识点】勾股定理;矩形的性质;切线的性质;翻折变换(折叠问题);中心对称及中心对称图形【解析】【解答】解:如图,连接OF、OG、ON,过点O作OH⊥DC于点H,∵O点为矩形对称中心,AB=12,BC=8,F为AD中点,∴OF=DH=HC=DC=6,OH=FD=AD=4,∵圆O与FN相切于点G,∴OG⊥FN,由折叠性质可得:FN=NC,设FN=NC=a,则DN=12-a在直角三角形FDN中,FN2=FD2+DN2,即a2=42+(12-a)2,解得,a=,∴DN=,∴NH=DH-DN=6-=,在直角三角形OHN中,由勾股定理得:ON2=NH2+OH2=+16,设FG=b,则GN=-b,在直角三角形OGF和直角三角形OGN中,由勾股定理得:OF2-FG2=OG2=ON2-GN2,∴62-b2=+16-(-b)2,解得b=,∴OG2=36-()2,解得OG=3.6,即半径为3.6.故答案为:A.【分析】如图,连接OF、OG、ON,过点O作OH⊥DC于点H,根据O点为矩形对称中心,AB=12,BC=8,F为AD中点,可得OF=DH=HC=DC=6,OH=FD=AD=4;由圆O与FN相切于点G,得OG⊥FN,再由折叠性质可得:FN=NC,设FN=NC=a,则DN=12-a,直角三角形FDN中,由勾股定理得,FN2=FD2+DN2,即a2=42+(12-a)2,解得,a=,进而得DN=,NH=,再在直角三角形OHN中,由勾股定理求得ON2;再设FG=b,则GN=-b,在直角三角形OGF和直角三角形OGN中,由勾股定理得:OG2=OF2-FG2=ON2-GN2,即:62-b2=+16-(-b)2,解得b=,再求出OG即可解决问题.8.【答案】A【知识点】圆周角定理;切线的性质;相似三角形的判定与性质【解析】【解答】解:当∠ADG=∠BCH=30°时,PE+PF是定值,理由如下:连结OA、OB、OC、OD,如图:∵DG与 ⊙O 相切,∴∠GDA=∠ABD,∵∠ADG=30°,∴∠ABD=30°,∴∠AOD=2∠ABD=60°,∵OA=OD,∴△AOD为等边三角形,∴AD=OA=4,同理可得:BC=4,∵PE∥BC,PF∥AD,∴△AEP∽△ACB,△BFP∽△BDA,∴,,∴=1,∴=1,∴PE+PF=4,∴当∠ADG=∠BCH=30°时,PE+PF=4.故答案为:A.【分析】当∠ADG=∠BCH=30°时,PE+PF是定值,理由如下:连结OA、OB、OC、OD,由切线性质得∠GDA=∠ABD=30°,由圆周角定理得∠AOD=2∠ABD=60°,根据等边三角形判定得△AOD为等边三角形,根据相似三角形判定和性质得,,由比例性质得=1,即=1,从而可得PE+PF.9.【答案】【知识点】三角形的面积;勾股定理;切线的性质;切线长定理【解析】【解答】解:作于H,连接、、,如图,设的半径为r,设,则,在中,,在中,,∴,,(负值舍去)∴,∵与边及的延长线分别相切于点,∴,∵,∴,解得.即的半径为.又,且∴,∵,∴,在中,,故答案为:.【分析】作CH⊥AB于H,连接OD、OE、OF、AO、OB、OC,设半径为r,AH=x,CH=y,则BH=8-x,在Rt△ACH、Rt△BCH中,根据勾股定理可得x、y的值,利用三角形的面积公式可得S△ABC,根据切线的性质可得OD⊥AB,OE⊥BC,OF⊥AC,则S△ABC+S△OCA=S△AOC+S△AOB,结合三角形的面积公式可得r的值,根据切线长定理以及AB、AC、BC的值可得AD=AF=10,接下来在Rt△AOD中,利用勾股定理进行计算.10.【答案】2【知识点】角平分线的性质;勾股定理;切线的判定;锐角三角函数的定义【解析】【解答】解:过O作于H,∵,∴,∵为的角平分线,,∴,即为的半径,∵,∴为的切线;设的半径为,则,在中,∵,∴=,∴=,∴,∴,∵,∴,∴,∴,∴,,∴,在中,∵,∴,∴.故答案为:2.【分析】过O作OH⊥AB于H,根据角平分线的性质可得OH=OC,推出AB为⊙O的切线,设半径为3x,则OH=OD=OC=3x,根据三角函数的概念可得AH=4x,由勾股定理可得AO=5x,则AO=OD+AD=3x=2,据此可得x的值,然后求出OA、OH、AC的值,再根据三角函数的概念进行计算.11.【答案】289【知识点】勾股定理;正方形的性质;三角形的内切圆与内心【解析】【解答】解:设四个全等的直角三角形的三边分别为,较长的直角边为较短的直角边为为斜边,直角三角形的内切圆半径为3,小正方形的面积为49,,①,②,,③,,解得或(舍去),大正方形的面积为.故答案为:289.【分析】设四个全等的直角三角形的三边分别为a、b、c,较长的直角边为a,较短的直角边为b,c为斜边,根据题意可得,(a-b)2=49,表示出a、b,结合勾股定理可得c的值,进而可得大正方形的面积.12.【答案】【知识点】等边三角形的性质;三角形的内切圆与内心;锐角三角函数的定义;探索图形规律;三角形的中位线定理【解析】【解答】解:如图,设第二个三角形为DEF,正三角形ABC中心为O,连接OB,OF,∵正三角形的中心与内切圆的圆心重合,∴点D、E、F为边AB、AC、BC的中点,由三角形的中位线可得:DE=DF=EF=BC,同理可得:下一个正三角形的边长是上一个正三角形边长的一半;∴第2022个正三角形的边长为:3×cm,由图可得cos∠OBF==cos30°=,OB=BF=BC,∴第2022个正三角形的外接圆半径为:×3×=cm,故答案为:.【分析】对图形进行点标注,设第二个三角形为△DEF,正△ABC的中心为O,连接OB,OF,则点D、E、F为边AB、AC、BC的中点,由三角形的中位线可得:DE=DF=EF=BC,同理可得:下一个正三角形的边长是上一个正三角形边长的一半,推出第2022个正三角形的边长为3×cm,根据三角函数的概念可得OB的值,据此计算.13.【答案】34;【知识点】矩形的判定与性质;垂径定理;切线的性质;相似三角形的判定与性质;锐角三角函数的定义【解析】【解答】解:(1)如图,过点F′作F′M⊥AB,垂足为M,交CD于点N,由题意得,BM=CN=HF=H′F′=2cm,F′M=24+18+6=48(cm),F′N=18+6=24(cm),DN=18 2=16(cm),∵AB∥CD,∴△F′AM∽△F′DN,∴DN∶AM=F′N∶F′M=24∶48=,∴AM=2DN=2×16=32(cm),∴AB=AM+MB=32+2=34(cm),故答案为:34;(2)如图3,过点E作BC的平行线交AB于点K,交过点P作AB的平行线与点Q,连接OE,OD,OD的延长线交PT于点G,∴四边形KESB、四边形EQTS、四边形KQTB均是矩形,在Rt△AEK中,EK=16cm,tanA=4,AK=14EK=4cm,∴KB=QT=AB AK=34 4=30(cm),由(1)可得:DC=16+2=18(cm),∴QG=QT GT=30 18=12(cm),SC=BC BS=24 16=8(cm),PQ=PT QT=PT KB=32 30=2(cm),PG=PQ+QG=2+12=14(cm),设DG=CT=a cm,则ST=EQ=SC+CT=(a+8)cm,∵线段OP恰好过弧ED的中点,∴OP是DE的垂直平分线,EP=PD,在Rt△PEQ,Rt△PDG中由勾股定理可得,EQ2+PQ2=DG2+PG2=PE2,即(a+8)2+22=a2+142,解得a=8,即:EQ=a+8=16(cm),∴(cm).故答案为:【分析】根据题意构造相似三角形,利用相似三角形的对应边成比例,求出AM,进而求出AB的值;利用垂径定理可得OP是DE的垂直平分线,得到PE=PD,在Rt△AEK中利用锐角三角函数可求出AK,进而求出KB的长,通过作平行线构造直角三角形和矩形,设DG=CT=a cm,则ST=EQ=SC+CT=(a+8)cm,在Rt△PEQ,Rt△PDG中由勾股定理列方程求出a的值即可解答.14.【答案】(1)证明:连结OC,如图,∵,∴∠FAC=∠BAC,∵OA=OC,∴∠OAC=∠OCA,∴∠FAC=∠OCA,∴OC∥AF,∵CD⊥AF,∴OC⊥CD,∴CD是⊙O的切线;(2)解:连结BC,如图,∵AB为直径,∴∠ACB=90°,∵=,∴∠BOC=×180°=60°,∴∠BAC=30°,∴∠DAC=30°,在Rt△ADC中,CD=4,∴AC=2CD=8,在Rt△ACB中,BC2+AC2=AB2,即82+(AB)2=AB2,∴AB=,∴⊙O的半径为. 【知识点】切线的性质【解析】【分析】(1)连结OC,由F,C,B三等分半圆,根据圆周角定理得∠FAC=∠BAC,而∠OAC=∠OCA,则∠FAC=∠OCA,可判断OC∥AF,由于CD⊥AF,所以OC⊥CD,然后根据切线的判定定理得到CD是⊙O的切线;(2)连结BC,由AB为直径得∠ACB=90°,由F,C,B三等分半圆得∠BOC=60°,则∠BAC=30°,所以∠DAC=30°,在Rt△ADC中,利用含30度的直角三角形三边的关系得AC=2CD=8,在Rt△ACB中,根据勾股定理求得AB,进而求得⊙O的半径.15.【答案】解:发现:如图2,设半圆K与PC交点为R,连接RK,过点P作PH⊥AD于点H,过点R作RE⊥KQ于点E,在Rt△OPH中,PH=AB=1,OP=2,∴∠POH=30°,∴α=60°﹣30°=30°,∵AD∥BC,∴∠RPO=∠POH=30°,∴∠RKQ=2×30°=60°,∴S扇形KRQ= = ,在Rt△RKE中,RE=RK sin60°= ,∴S△PRK= RE= ,∴S阴影= + ;拓展:如图5, ∵∠OAN=∠MBN=90°,∠ANO=∠BNM,∴△AON∽△BMN,∴ ,即 ,∴BN= ,如图4,当点Q落在BC上时,x取最大值,作QF⊥AD于点F,BQ=AF= ﹣AO=2 ﹣1,∴x的取值范围是0<x≤2 ﹣1;探究:半圆K与矩形ABCD的边相切,分三种情况;①如图5,半圆K与BC相切于点T,设直线KT与AD,OQ的初始位置所在的直线分别交于点S,O′,则∠KSO=∠KTB=90°,作KG⊥OO′于G,在Rt△OSK中,OS= =2,在Rt△OSO′中,SO′=OS tan60°=2 ,KO′=2 ﹣ ,在Rt△KGO′中,∠O′=30°,∴KG= KO′= ﹣ ,∴在Rt△OGK中,sinα= = = ,②当半圆K与AD相切于T,如图6,同理可得sinα= = = = ;③当半圆K与CD切线时,点Q与点D重合,且为切点,∴α=60°,∴sinα=sin60°= ;综上所述sinα的值为: 或 或【知识点】含30°角的直角三角形;勾股定理的应用;圆周角定理;切线的性质;相似三角形的判定与性质【解析】【分析】首先设半圆K与PC交点为R,连接RK,过点P作PH⊥AD于点H,过点R作RE⊥KQ于点E,根据直角三角形的直角边与斜边的关系得出∠POH=30° ;进而求得α的度数,根据平行线的性质及圆周角定理得出∠RKQ的度数,然后利用S阴影=S扇形KRQ+S△PRK求得答案;拓展:如图5,由∠OAN=∠MBN=90°,∠ANO=∠BNM,得到△AON∽△BMN,根据相似三角形对应边成比例即可求得BN,如图4,当点Q落在BC上时,x取最大值,作QF⊥AD于点F,根据勾股定理求出BQ=AF的值,则可求出x的取值范围;探究:半圆K与矩形ABCD的边相切,分三种情况:①半圆K与BC相切于点T,②当半圆K与AD相切于T,③当半圆K与CD切线时,点Q与点D重合,且为切点;分别求解即可求得答案.16.【答案】(1)证明:如图1,切于点,是的直径,,,,,,,(2)解:解:如图2,连接,,,是等边三角形,,,,,;②【知识点】等边三角形的判定与性质;圆周角定理;切线的性质;相似三角形的判定与性质;求特殊角的三角函数值【解析】【解答】解:(2)存在.如图2,过点作交于,连接,,,由得:,,,,,,,,,,,,,,,,四边形是平行四边形,,四边形是菱形,,.【分析】(1)根据切线的性质及圆周角定理可得 =90°, 由平行线的性质可得 , 据此可证∽;(2)① 连接, 可证△OAD为等边三角形,可得∠OAD=60°, 由平行线的性质可得 , 再利用三角形内角和即可求解;②过点作交于,连接,,,由,,证明,可得,再证四边形是菱形,可得,求可转化为求即可.17.【答案】(1)解:如图,连接,,,,,,,是 的切线.(2)解:如图,作,设,,,,,,,,,,四边形是矩形,,,,,,(舍去),,.(3)解:由(2)得,,,,,,,.【知识点】垂径定理的实际应用;圆周角定理;切线的判定;解直角三角形的其他实际应用【解析】【分析】(1)本题考查的是切线的判定,先利用圆周角定理得到OC与BD平行,再证得OC垂直于CE.(2)本题考查了垂径定理、矩形的判定与性质,灵活利用线段之间的关系用勾股定理求解是解题关键.设,通过表示出CE的长,再利用矩形的性质表示出的边长,然后通过勾股定理计算出BE的值.(3)本题考查的是解直角三角形的应用,先利用圆周角定理找到具有与相等的角的直角三角形,再求三角函数.1 / 1湘教版数学九年级下册 2.5 直线与圆的位置关系同步分层训练培优题一、选择题1.(北师大版数学九年级下册第三章第七节《切线长定理》同步检测)如图,PA、PB是⊙O的两条切线,切点是A、B.如果OP=4,PA=2,那么∠AOB等于( )A.90° B.100° C.110° D.120°【答案】D【知识点】切线的性质【解析】【解答】解:∵△APO≌△BPO(HL),∴∠AOP=∠BOP.∵sin∠AOP=AP:OP=2:4=:2,∴∠AOP=60°.∴∠AOB=120°.故选D.【分析】由切线长定理知△APO≌△BPO,得∠AOP=∠BOP.可求得sin∠AOP=:2,所以可知∠AOP=60°,从而求得∠AOB的值.2.(2023九下·武汉月考)《数书九章》是我国南宋时期杰出数学家秦九韶的著作,书中提出了已知三角形三边a,b,c求面积的公式.若三角形的三边a,b,c分别为7,6,3,则这个三角形内切圆的半径是( )A. B. C. D.【答案】B【知识点】三角形的内切圆与内心【解析】【解答】解:∵三角形的三边a,b,c分别为7,6,3,∴,如图,设这个三角形内切圆的半径为,则,即,∵三角形的三边a,b,c分别为7,6,3,∴,解得:,∴这个三角形内切圆的半径为.故答案为:B.【分析】设这个三角形内切圆的半径为,由题意把a、b、c的值代入公式计算求得S的值,然后根据三角形的面积S△ABC=S△OAB+S△OAC+S△OBC可求解.3.(2023九下·北碚期中)如图,在中,是边上的点,以为圆心,为半径的与相切于点,平分,,,的长是( )A. B.2 C. D.【答案】A【知识点】含30°角的直角三角形;切线的性质;解直角三角形;角平分线的概念【解析】【解答】解:∵AC是圆O的切线,∴OD⊥AC,∴∠ADO=90°,∵,∴∠A=30°,∴∠AOD=90°-30°=60°;∵OD=OB,∴∠OBD=∠ODB,∵∠AOD=∠OBD+∠ODB=60°,解之:∠OBD=30°,∵BD平分∠ABC,∴∠ABC=2∠OBD=2×30°=60°,∴∠C=180°-∠A-∠ABC=180°-30°-60°=90°,在Rt△ABC中即,解之:,设OD=x,则AO=12-x,∴12-x=2x,解之:x=4,∴OD=4∴,∴.故答案为:A【分析】利用切线的性质可证得∠ADO=90°,利用锐角三角函数的定义和特殊角的三角函数值,可求出∠A=30°,∠AOD=60°,利用三角形的外角的性质和角平分线的定义求出∠ABC的度数,可证得∠C=90°;再利用解直角三角形求出AC的长,利用30°角所对的直角边等于斜边的一半,可求出OD的长,即可得到AD的长.4.(2022九下·四平期中)如图,在平面直角坐标系中,点P 在第一象限,⊙P与x轴相切于点Q,与y轴交于,两点,则点P的坐标是 ( )A.(5,3) B.(3,5) C.(4,5) D.(5,4)【答案】C【知识点】点的坐标;切线的性质【解析】【解答】过点P作PD⊥MN于D,连接PQ.∵⊙P与x轴相切于点Q,与y轴交于M(0,2),N(0,8)两点,∴OM=2,NO=8,∴NM=6,∵PD⊥NM,∴DM=3∴OD=5,∴OQ2=OM ON=2×8=16,OQ=4.∴PD=4,PQ=OD=3+2=5.即点P的坐标是(4,5).故答案为:C.【分析】过点P作PD⊥MN于D,连接PQ,根据OQ2=OM ON=2×8=16,OQ=4,求出PD=4,PQ=OD=3+2=5,即可得到点P的坐标。5.(2022九下·诸暨月考)如图, 中, , ,它的周长为 若 与 , , 三边分别切于 , , 点,则 的长为( )A.2 B.3 C.4 D.5【答案】A【知识点】等边三角形的判定与性质;切线长定理【解析】【解答】解: 与 , , 三边分别切于 , , 点,, , ,,,, ,是等边三角形,,, ,,,,,,故答案为:A.【分析】根据切线长定理可得AD=AF,BE=BD,CE=CF,根据BC=6可得BD+CF=6,推出△ADF是等边三角形,得到AD=AF=DF,根据周长可得AB+AC=10,则AD+AF=4,据此计算.6.(2023九下·姑苏开学考)如图,不等边内接于,I是其内心,,,,内切圆半径为( )A.4 B. C. D.【答案】A【知识点】三角形的面积;勾股定理;圆周角定理;三角形的内切圆与内心;三角形全等的判定-AAS【解析】【解答】解:延长 交 于点 ,连接 , 交 于点 ,则: ,∵I是 内心,∴ ,∴ ,∴ ,即: ,∴ ,∵ ,∴ ,∴ ,∵ ,∴ ,∴ ,过点 作 ,则: ,又∵ , ,∴ ,∴ ,∴ ,∵I是 内心,∴ ,∴ ,如图2:过点 作 ,连接 ,设 ,则: ,则: ,即: ,解得: ,∴ ;∴设 的半径为则:∴ ,即: ,解得: ;故答案为:A.【分析】延长BI交⊙O于点D,连接OB、OD、AI,OD交AC于点E,由圆周角定理可得∠DAC=∠DBC,由内心的概念可得∠ABD=∠DBC,∠CAI=∠BAI,则∠DAC=∠DBA,根据角的和差关系可得∠DAI=∠AID,推出AD=DI,由等腰三角形的性质可得DI=BI,则AD=BI,过点I作IG⊥BC,IM⊥AC,IN⊥AB,利用AAS证明△AED≌△BGI,得到BG=AE=7,则CG=BC-BG=6,由内心的概念可得CM=CG=6,BN=BG=7,AN=AM=8,AB=AN+BN=15,过点C作CH⊥AB,连接IC,设AH=x,则BH=15-x,由勾股定理可得x的值,然后求出CH,设半径为r,则IG=IM=IN=r,然后根据三角形的面积公式进行计算.7.(2022九下·蓬安开学考)矩形ABCD中,AB=12,BC=8,将矩形沿MN折叠,使点C恰好落在AD边的中点F处,以矩形对称中心O点为圆心的圆与FN相切于点G,则⊙O的半径为( )A.3.6 B. C.3.5 D.【答案】A【知识点】勾股定理;矩形的性质;切线的性质;翻折变换(折叠问题);中心对称及中心对称图形【解析】【解答】解:如图,连接OF、OG、ON,过点O作OH⊥DC于点H,∵O点为矩形对称中心,AB=12,BC=8,F为AD中点,∴OF=DH=HC=DC=6,OH=FD=AD=4,∵圆O与FN相切于点G,∴OG⊥FN,由折叠性质可得:FN=NC,设FN=NC=a,则DN=12-a在直角三角形FDN中,FN2=FD2+DN2,即a2=42+(12-a)2,解得,a=,∴DN=,∴NH=DH-DN=6-=,在直角三角形OHN中,由勾股定理得:ON2=NH2+OH2=+16,设FG=b,则GN=-b,在直角三角形OGF和直角三角形OGN中,由勾股定理得:OF2-FG2=OG2=ON2-GN2,∴62-b2=+16-(-b)2,解得b=,∴OG2=36-()2,解得OG=3.6,即半径为3.6.故答案为:A.【分析】如图,连接OF、OG、ON,过点O作OH⊥DC于点H,根据O点为矩形对称中心,AB=12,BC=8,F为AD中点,可得OF=DH=HC=DC=6,OH=FD=AD=4;由圆O与FN相切于点G,得OG⊥FN,再由折叠性质可得:FN=NC,设FN=NC=a,则DN=12-a,直角三角形FDN中,由勾股定理得,FN2=FD2+DN2,即a2=42+(12-a)2,解得,a=,进而得DN=,NH=,再在直角三角形OHN中,由勾股定理求得ON2;再设FG=b,则GN=-b,在直角三角形OGF和直角三角形OGN中,由勾股定理得:OG2=OF2-FG2=ON2-GN2,即:62-b2=+16-(-b)2,解得b=,再求出OG即可解决问题.8.(2019九下·杭州期中)如图,⊙O的半径为4,A,B,C,D是⊙O上的四点,过点C,D的切线CH,DG相交于点M,点P在弦AB上,PE∥BC交AC于点E,PF∥AD于点F,当∠ADG=∠BCH=30°时,PE+PF的值是( )A.4 B.2 C.4 D.值不确定【答案】A【知识点】圆周角定理;切线的性质;相似三角形的判定与性质【解析】【解答】解:当∠ADG=∠BCH=30°时,PE+PF是定值,理由如下:连结OA、OB、OC、OD,如图:∵DG与 ⊙O 相切,∴∠GDA=∠ABD,∵∠ADG=30°,∴∠ABD=30°,∴∠AOD=2∠ABD=60°,∵OA=OD,∴△AOD为等边三角形,∴AD=OA=4,同理可得:BC=4,∵PE∥BC,PF∥AD,∴△AEP∽△ACB,△BFP∽△BDA,∴,,∴=1,∴=1,∴PE+PF=4,∴当∠ADG=∠BCH=30°时,PE+PF=4.故答案为:A.【分析】当∠ADG=∠BCH=30°时,PE+PF是定值,理由如下:连结OA、OB、OC、OD,由切线性质得∠GDA=∠ABD=30°,由圆周角定理得∠AOD=2∠ABD=60°,根据等边三角形判定得△AOD为等边三角形,根据相似三角形判定和性质得,,由比例性质得=1,即=1,从而可得PE+PF.二、填空题9.(2023九下·秦淮月考)如图,在中,,.,与延长线、、延长线相切,切点分别为、、,则点到圆心的距离为 .【答案】【知识点】三角形的面积;勾股定理;切线的性质;切线长定理【解析】【解答】解:作于H,连接、、,如图,设的半径为r,设,则,在中,,在中,,∴,,(负值舍去)∴,∵与边及的延长线分别相切于点,∴,∵,∴,解得.即的半径为.又,且∴,∵,∴,在中,,故答案为:.【分析】作CH⊥AB于H,连接OD、OE、OF、AO、OB、OC,设半径为r,AH=x,CH=y,则BH=8-x,在Rt△ACH、Rt△BCH中,根据勾股定理可得x、y的值,利用三角形的面积公式可得S△ABC,根据切线的性质可得OD⊥AB,OE⊥BC,OF⊥AC,则S△ABC+S△OCA=S△AOC+S△AOB,结合三角形的面积公式可得r的值,根据切线长定理以及AB、AC、BC的值可得AD=AF=10,接下来在Rt△AOD中,利用勾股定理进行计算.10.(2023九下·杭州月考)如图,中,,为的角平分线,以点O为圆心,为半径作与边交于点D.若,,则 .【答案】2【知识点】角平分线的性质;勾股定理;切线的判定;锐角三角函数的定义【解析】【解答】解:过O作于H,∵,∴,∵为的角平分线,,∴,即为的半径,∵,∴为的切线;设的半径为,则,在中,∵,∴=,∴=,∴,∴,∵,∴,∴,∴,∴,,∴,在中,∵,∴,∴.故答案为:2.【分析】过O作OH⊥AB于H,根据角平分线的性质可得OH=OC,推出AB为⊙O的切线,设半径为3x,则OH=OD=OC=3x,根据三角函数的概念可得AH=4x,由勾股定理可得AO=5x,则AO=OD+AD=3x=2,据此可得x的值,然后求出OA、OH、AC的值,再根据三角函数的概念进行计算.11.(2023九下·靖江月考)我国古代数学家赵爽的“弦图”是由四个全等的直角三角形和一个小正方形拼成的一个大正方形(如图所示).若直角三角形的内切圆半径为3,小正方形的面积为49,则大正方形的面积为 .【答案】289【知识点】勾股定理;正方形的性质;三角形的内切圆与内心【解析】【解答】解:设四个全等的直角三角形的三边分别为,较长的直角边为较短的直角边为为斜边,直角三角形的内切圆半径为3,小正方形的面积为49,,①,②,,③,,解得或(舍去),大正方形的面积为.故答案为:289.【分析】设四个全等的直角三角形的三边分别为a、b、c,较长的直角边为a,较短的直角边为b,c为斜边,根据题意可得,(a-b)2=49,表示出a、b,结合勾股定理可得c的值,进而可得大正方形的面积.12.(2022九下·隆昌月考)一个边长为3cm的正它有一个外接圆⊙O,我们记为第1个圆,它的内切圆记为第2个圆;在第2个圆内作一个内接正△的内切圆,记为第3个圆;在第3个圆内作一个内接正△的内切圆,记为第4个圆,…,如此作下去,那么第2022个圆的半径是 cm【答案】【知识点】等边三角形的性质;三角形的内切圆与内心;锐角三角函数的定义;探索图形规律;三角形的中位线定理【解析】【解答】解:如图,设第二个三角形为DEF,正三角形ABC中心为O,连接OB,OF,∵正三角形的中心与内切圆的圆心重合,∴点D、E、F为边AB、AC、BC的中点,由三角形的中位线可得:DE=DF=EF=BC,同理可得:下一个正三角形的边长是上一个正三角形边长的一半;∴第2022个正三角形的边长为:3×cm,由图可得cos∠OBF==cos30°=,OB=BF=BC,∴第2022个正三角形的外接圆半径为:×3×=cm,故答案为:.【分析】对图形进行点标注,设第二个三角形为△DEF,正△ABC的中心为O,连接OB,OF,则点D、E、F为边AB、AC、BC的中点,由三角形的中位线可得:DE=DF=EF=BC,同理可得:下一个正三角形的边长是上一个正三角形边长的一半,推出第2022个正三角形的边长为3×cm,根据三角函数的概念可得OB的值,据此计算.13.(2023九下·义乌开学考)如图 1, 是某激光黑白 A4 纸张打印机的机身,其侧面示意图如图 2,AB⊥BC,CD⊥BC.出纸盘 EP 下方为一段以 O 为圆心的圆弧,与上部面板线段 AE 交于点 E,与 CD 相切于点 D.测得 BC=24cm, CD=18cm.进纸盘 CH 可以随调节扣 HF 向右平移,CH=18cm,HF=2cm.当 HF 向右移动 6cm 至H′F′时,点 A,D,F'在同一直线上,则 AB 的长度为 cm.若点 E 到 AB 的距离为 16cm, tanA=4,连接 PO,线段 OP 恰好过圆弧的中点.若点 P 到直线 BC 的距离为 32cm,则 PE= cm.【答案】34;【知识点】矩形的判定与性质;垂径定理;切线的性质;相似三角形的判定与性质;锐角三角函数的定义【解析】【解答】解:(1)如图,过点F′作F′M⊥AB,垂足为M,交CD于点N,由题意得,BM=CN=HF=H′F′=2cm,F′M=24+18+6=48(cm),F′N=18+6=24(cm),DN=18 2=16(cm),∵AB∥CD,∴△F′AM∽△F′DN,∴DN∶AM=F′N∶F′M=24∶48=,∴AM=2DN=2×16=32(cm),∴AB=AM+MB=32+2=34(cm),故答案为:34;(2)如图3,过点E作BC的平行线交AB于点K,交过点P作AB的平行线与点Q,连接OE,OD,OD的延长线交PT于点G,∴四边形KESB、四边形EQTS、四边形KQTB均是矩形,在Rt△AEK中,EK=16cm,tanA=4,AK=14EK=4cm,∴KB=QT=AB AK=34 4=30(cm),由(1)可得:DC=16+2=18(cm),∴QG=QT GT=30 18=12(cm),SC=BC BS=24 16=8(cm),PQ=PT QT=PT KB=32 30=2(cm),PG=PQ+QG=2+12=14(cm),设DG=CT=a cm,则ST=EQ=SC+CT=(a+8)cm,∵线段OP恰好过弧ED的中点,∴OP是DE的垂直平分线,EP=PD,在Rt△PEQ,Rt△PDG中由勾股定理可得,EQ2+PQ2=DG2+PG2=PE2,即(a+8)2+22=a2+142,解得a=8,即:EQ=a+8=16(cm),∴(cm).故答案为:【分析】根据题意构造相似三角形,利用相似三角形的对应边成比例,求出AM,进而求出AB的值;利用垂径定理可得OP是DE的垂直平分线,得到PE=PD,在Rt△AEK中利用锐角三角函数可求出AK,进而求出KB的长,通过作平行线构造直角三角形和矩形,设DG=CT=a cm,则ST=EQ=SC+CT=(a+8)cm,在Rt△PEQ,Rt△PDG中由勾股定理列方程求出a的值即可解答.三、解答题14.如图,AB是⊙O的直径,点F、C在⊙O上且,连接AC、AF,过点C作CD⊥AF交AF的延长线于点D.(1)求证:CD是⊙O的切线;(2)若,CD=4,求⊙O的半径.【答案】(1)证明:连结OC,如图,∵,∴∠FAC=∠BAC,∵OA=OC,∴∠OAC=∠OCA,∴∠FAC=∠OCA,∴OC∥AF,∵CD⊥AF,∴OC⊥CD,∴CD是⊙O的切线;(2)解:连结BC,如图,∵AB为直径,∴∠ACB=90°,∵=,∴∠BOC=×180°=60°,∴∠BAC=30°,∴∠DAC=30°,在Rt△ADC中,CD=4,∴AC=2CD=8,在Rt△ACB中,BC2+AC2=AB2,即82+(AB)2=AB2,∴AB=,∴⊙O的半径为. 【知识点】切线的性质【解析】【分析】(1)连结OC,由F,C,B三等分半圆,根据圆周角定理得∠FAC=∠BAC,而∠OAC=∠OCA,则∠FAC=∠OCA,可判断OC∥AF,由于CD⊥AF,所以OC⊥CD,然后根据切线的判定定理得到CD是⊙O的切线;(2)连结BC,由AB为直径得∠ACB=90°,由F,C,B三等分半圆得∠BOC=60°,则∠BAC=30°,所以∠DAC=30°,在Rt△ADC中,利用含30度的直角三角形三边的关系得AC=2CD=8,在Rt△ACB中,根据勾股定理求得AB,进而求得⊙O的半径.15.(2016九下·长兴开学考)平面上,矩形ABCD与直径为QP的半圆K如图1摆放,分别延长DA和QP交于点O,且∠DOQ=60°,OQ=OD=3,OP=2,OA=AB=1.让线段OD及矩形ABCD位置固定,将线段OQ连带着半圆K一起绕着点O按逆时针方向开始旋转,设旋转角为α(0°≤α≤60°).发现:如图2,当点P恰好落在BC边上时,求a的值即阴影部分的面积;拓展:如图3,当线段OQ与CB边交于点M,与BA边交于点N时,设BM=x(x>0),用含x的代数式表示BN的长,并求x的取值范围.探究:当半圆K与矩形ABCD的边相切时,直接写出sinα的值.【答案】解:发现:如图2,设半圆K与PC交点为R,连接RK,过点P作PH⊥AD于点H,过点R作RE⊥KQ于点E,在Rt△OPH中,PH=AB=1,OP=2,∴∠POH=30°,∴α=60°﹣30°=30°,∵AD∥BC,∴∠RPO=∠POH=30°,∴∠RKQ=2×30°=60°,∴S扇形KRQ= = ,在Rt△RKE中,RE=RK sin60°= ,∴S△PRK= RE= ,∴S阴影= + ;拓展:如图5, ∵∠OAN=∠MBN=90°,∠ANO=∠BNM,∴△AON∽△BMN,∴ ,即 ,∴BN= ,如图4,当点Q落在BC上时,x取最大值,作QF⊥AD于点F,BQ=AF= ﹣AO=2 ﹣1,∴x的取值范围是0<x≤2 ﹣1;探究:半圆K与矩形ABCD的边相切,分三种情况;①如图5,半圆K与BC相切于点T,设直线KT与AD,OQ的初始位置所在的直线分别交于点S,O′,则∠KSO=∠KTB=90°,作KG⊥OO′于G,在Rt△OSK中,OS= =2,在Rt△OSO′中,SO′=OS tan60°=2 ,KO′=2 ﹣ ,在Rt△KGO′中,∠O′=30°,∴KG= KO′= ﹣ ,∴在Rt△OGK中,sinα= = = ,②当半圆K与AD相切于T,如图6,同理可得sinα= = = = ;③当半圆K与CD切线时,点Q与点D重合,且为切点,∴α=60°,∴sinα=sin60°= ;综上所述sinα的值为: 或 或【知识点】含30°角的直角三角形;勾股定理的应用;圆周角定理;切线的性质;相似三角形的判定与性质【解析】【分析】首先设半圆K与PC交点为R,连接RK,过点P作PH⊥AD于点H,过点R作RE⊥KQ于点E,根据直角三角形的直角边与斜边的关系得出∠POH=30° ;进而求得α的度数,根据平行线的性质及圆周角定理得出∠RKQ的度数,然后利用S阴影=S扇形KRQ+S△PRK求得答案;拓展:如图5,由∠OAN=∠MBN=90°,∠ANO=∠BNM,得到△AON∽△BMN,根据相似三角形对应边成比例即可求得BN,如图4,当点Q落在BC上时,x取最大值,作QF⊥AD于点F,根据勾股定理求出BQ=AF的值,则可求出x的取值范围;探究:半圆K与矩形ABCD的边相切,分三种情况:①半圆K与BC相切于点T,②当半圆K与AD相切于T,③当半圆K与CD切线时,点Q与点D重合,且为切点;分别求解即可求得答案.四、综合题16.(2023九下·浙江月考) 如图1,已知外一点向作切线,点为切点,连接并延长交于点,连接并延长交于点,过点作,分别交于点,交于点,连接.(1)求证:∽;(2)如图2,当时,①求的度数;②连接,若点关于直线的对称点为,连接,请直接写出的值.【答案】(1)证明:如图1,切于点,是的直径,,,,,,,(2)解:解:如图2,连接,,,是等边三角形,,,,,;②【知识点】等边三角形的判定与性质;圆周角定理;切线的性质;相似三角形的判定与性质;求特殊角的三角函数值【解析】【解答】解:(2)存在.如图2,过点作交于,连接,,,由得:,,,,,,,,,,,,,,,,四边形是平行四边形,,四边形是菱形,,.【分析】(1)根据切线的性质及圆周角定理可得 =90°, 由平行线的性质可得 , 据此可证∽;(2)① 连接, 可证△OAD为等边三角形,可得∠OAD=60°, 由平行线的性质可得 , 再利用三角形内角和即可求解;②过点作交于,连接,,,由,,证明,可得,再证四边形是菱形,可得,求可转化为求即可.17.(2023九下·黄石港月考)如图,AB为⊙O的直径,C、D为圆上两点,∠ABD=2∠BAC,CE⊥BD于点E.(1)求证:CE是⊙O的切线;(2)若BC=3,BD=7,求线段BE的长:(3)在(2)的条件下,求cos∠DCA的值.【答案】(1)解:如图,连接,,,,,,,是 的切线.(2)解:如图,作,设,,,,,,,,,,四边形是矩形,,,,,,(舍去),,.(3)解:由(2)得,,,,,,,.【知识点】垂径定理的实际应用;圆周角定理;切线的判定;解直角三角形的其他实际应用【解析】【分析】(1)本题考查的是切线的判定,先利用圆周角定理得到OC与BD平行,再证得OC垂直于CE.(2)本题考查了垂径定理、矩形的判定与性质,灵活利用线段之间的关系用勾股定理求解是解题关键.设,通过表示出CE的长,再利用矩形的性质表示出的边长,然后通过勾股定理计算出BE的值.(3)本题考查的是解直角三角形的应用,先利用圆周角定理找到具有与相等的角的直角三角形,再求三角函数.1 / 1 展开更多...... 收起↑ 资源列表 湘教版数学九年级下册 2.5 直线与圆的位置关系同步分层训练培优题(学生版).docx 湘教版数学九年级下册 2.5 直线与圆的位置关系同步分层训练培优题(教师版).docx