30.2 三角形的内切圆 同步练习(原卷版+答案版)人教版(2024)九年级上册

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30.2 三角形的内切圆 同步练习(原卷版+答案版)人教版(2024)九年级上册

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人教版(2024)九年级上册 30.2 三角形的内切圆 同步练习
一、选择题
1.如图,△ABC中,∠A=60°,BC=6,它的周长为16.若⊙O与BC,AC,AB三边分别切于E,F,D点,则DF的长为(  )
A.2 B.3 C.4 D.6
2.已知一个三角形的内心与外心重合,若它的内切圆的半径为2,则它的外接圆的面积为 ( )
A.4π B.8π C.12π D.16π
3.如图,△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,I为△ABC的内心,ID∥AC,IE∥BC,则△IDE的周长为(  )
A.6 B.5 C.4.8 D.4
4.如图,在△ABC中,AB=AC,点D在AC边上,过△ABD的内心I作IE⊥BD于点E.若BD=14,CD=6,则BE的长为 ( )
A.8 B.9 C.10 D.11
5.如图,△ABC内接于☉O,AB是☉O的直径,∠BAC=40°,点I是△ABC的内心,BI的延长线交☉O于点D,连接AD,则∠CAD的度数为 ( )
A.35° B.30° C.25° D.20°
6.如图,在⊙O中,,BC=8,AC=4,I是△ABC的内心,则线段OI的值为(  )
A.1 B. C. D.
7.如图,点O是△ABC外接圆的圆心,点I是△ABC的内心,连接OB,IA.若∠OBC=20°,则∠CAI的度数为(  )
A.20° B.25° C.30° D.35°
8.如图,在一张Rt△ABC纸片中,∠ACB=90°,AC=8,tan∠ABC=,☉O是它的内切圆.小明用剪刀沿着☉O的切线DE剪下一块三角形ADE,则△ADE的周长为 ( )
A.9 B.12 C.15 D.18
9.如图,点I和O分别是△ABC的内心和外心,若∠AIB=125°,则∠AOB的度数为(  )
A.120° B.125° C.135° D.140°
10.如图,在△ABC中,∠ACB=80°,AC=BC,点M是AB上一点(不与点A重合),点P是△ACM的内心,则∠MPC的度数(  )
A.等于115° B.可以等于80° C.等于120° D.无法确定
11.如图,△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,则△ABC的内切圆半径r为(  )
A.2 B.4 C.1.5 D.2.5
12.刘徽(今山东滨州人)是魏晋时期我国伟大的数学家,中国古典数学理论的奠基者之一,被誉为“世界古代数学泰斗”.刘徽在注释《九章算术》时十分重视一题多解,其中最典型的是勾股容方和勾股容圆公式的推导,他给出了内切圆直径的多种表达形式.如图,Rt△ABC中,∠C=90°,AB,BC,CA的长分别为c,a,b.则可以用含c,a,b的式子表示出△ABC的内切圆直径d,下列表达式错误的是(  )
A.d=a+b﹣c B. C. D.d=|(a﹣b)(c﹣b)|
二、填空题
13.若一直角三角形外接圆的半径为2.5,内切圆的半径为1,则其面积是 __________.
14.如图,△ABC的内切圆⊙I与BC,CA,AB分别相切于点D,E,F,若⊙I的半径为r,∠A=α,则(BF+CE﹣BC)的值和∠FDE的大小分别为 __________.
15.如图,在△ABC中,点O为△ABC的内心,则∠OAC+∠OCB+∠OBA的度数为__________ .
16.如图,在△ABC中,∠BAC=50°,点I是△ABC的内心,
(1)∠BIC=__________°;
(2)若BI的延长线与△ABC的外角∠ACD的平分线交于点E,当∠ACB=__________°时,CE∥AB.
17.如图,图①中圆与正方形各边都相切,设这个圆的周长为;图②中的四个圆的半径相等,并依次外切,且与正方形的边相切,设这四个圆的周长为;图③中的九个圆的半径相等,并依次外切,且与正方形的边相切,设这九个圆的周长为;…,依次规律,当正方形边长为2时,则__________.
三、解答题
18.如图,点O是△ABC的内心,AO的延长线和△ABC的外接圆相交于点D,连结CD.求证:OD=CD.
19.如图,点I是△ABC的内心,AI的延长线交边BC于点D,交△ABC的外接圆于点E.
(1)求证:IE=BE;
(2)若DE=1,AD=3,求EI的长.
20.如图,AB是☉O的直径,△ABC内接于☉O,点I为△ABC的内心,连接CI并延长交☉O于点D,E是\overset{ }{BC}上任意一点,连接AD,BD,BE,CE.
(1)若∠ABC=25°,求∠CEB的度数;
(2)找出图中所有与DI相等的线段,并证明;
(3)若CI=2,DI=,求△ABC的周长.
21.如图,在中,,,,点E为边上一点,过点E作交的角平分线于点P.以点P为圆心,长为半径画圆.

(1) 求证:与相切;
(2) 若,求的半径.
22.已知:如图,⊙O是△ABC的内切圆,切点分别是D、E、F,AB=AC.连接AD,交⊙O于H;直线HF交BC的延长线于G.
(1)求证:圆心O在AD上;
(2)求证:CD=CG;
(3)若AH:AF=3:4,CG=10,且AC2=AD2+CD2,求DH的长.
人教版(2024)九年级上册 30.2 三角形的内切圆 同步练习(参考答案)
一、选择题
1.如图,△ABC中,∠A=60°,BC=6,它的周长为16.若⊙O与BC,AC,AB三边分别切于E,F,D点,则DF的长为(  )
A.2 B.3 C.4 D.6
【答案】A
【解析】解:∵⊙O与BC,AC,AB三边分别切于E,F,D点,
∴AD=AF,BE=BD,CE=CF,
∵BC=BE+CE=6,
∴BD+CF=6,
∵AD=AF,∠A=60°,
∴△ADF是等边三角形,
∴AD=AF=DF,
∵AB+AC+BC=16,BC=6,
∴AB+AC=10,
∵BD+CF=6,
∴AD+AF=4,
∵AD=AF=DF,
∴DF=AF=AD=×4=2,
故选:A.
2.已知一个三角形的内心与外心重合,若它的内切圆的半径为2,则它的外接圆的面积为 ( )
A.4π B.8π C.12π D.16π
【答案】D
【解析】∵一个三角形的内心与外心重合,
∴该三角形是等边三角形,
根据题意,如图,△ABC是等边三角形,其内心、外心均为点O,连接OB,过点O作OD⊥BC于点D,则OD=2,
∵∠ABC=60°,OB平分∠ABC,
∴∠OBD=∠ABC=30°,
在Rt△OBD中,
OB=2OD=4,
∴△ABC的外接圆半径为4,
∴它的外接圆的面积为π×42=16π.
3.如图,△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,I为△ABC的内心,ID∥AC,IE∥BC,则△IDE的周长为(  )
A.6 B.5 C.4.8 D.4
【答案】B
【解析】解:∵∠C=90°,AC=4,BC=3,∴AB==5,
连接IA、IB,如图,
∵I为△ABC的内心,
∴AI平分∠CAB,
即∠1=∠2,
∵ID∥AC,
∴∠1=∠3,
∴∠2=∠3,
∴DA=DI,
同理可得EI=EB,
∴△IDE的周长=ID+DE+IE=DA+DE+EB=AB=5.
4.如图,在△ABC中,AB=AC,点D在AC边上,过△ABD的内心I作IE⊥BD于点E.若BD=14,CD=6,则BE的长为 ( )
A.8 B.9 C.10 D.11
【答案】C
【解析】如图,过点I作IG⊥AB,IF⊥AC,垂足分别为G,F,
∵点I为△ABD的内心,
∴以IE为半径的圆I是△ABD的内切圆,
∴AG=AF,BG=BE,DE=DF,
设AG=AF=a,DE=DF=b,
∵BD=14,
∴BE=BG=14-b,
∴AB=AG+BG=a+14-b,AC=AD+DC=a+b+6,
∵AB=AC,
∴a+14-b=a+b+6,
解得b=4,
∴BE=14-b=10.
5.如图,△ABC内接于☉O,AB是☉O的直径,∠BAC=40°,点I是△ABC的内心,BI的延长线交☉O于点D,连接AD,则∠CAD的度数为 ( )
A.35° B.30° C.25° D.20°
【答案】C
【解析】∵点I是△ABC的内心,
∴∠ABD=∠CBD,
∵AB是☉O的直径,
∴∠C=90°,
∵∠BAC=40°,
∴∠ABC=180°-90°-40°=50°,
∴∠ABD=∠CBD=∠ABC=25°,
∴∠CAD=∠CBD=25°.
6.如图,在⊙O中,,BC=8,AC=4,I是△ABC的内心,则线段OI的值为(  )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【解析】解:如图,连接AO,延长AO交BC于H,连接OB.
∵,∴AB=AC,AH⊥BC,∴BH=CH=4,
∴AH===8,
设OA=OB=x,
在Rt△BOH中,
∵OB2=OH2+BH2,
∴x2=(8﹣x)2+42,
∴x=5,
∴OH=AH﹣AO=8﹣5=3,
∵S△ABC= BC AH= (AB+AC+BC) IH,
∴IH==2﹣1,
∴OI=OH﹣IH=4﹣(2﹣1)=5﹣2,
故选:D.
7.如图,点O是△ABC外接圆的圆心,点I是△ABC的内心,连接OB,IA.若∠OBC=20°,则∠CAI的度数为(  )
A.20° B.25° C.30° D.35°
【答案】D
【解析】解:连接OC,则OC=OB,
∵∠OBC=20°,
∴∠OCB=∠OBC=20°,
∴∠BOC=180°﹣∠OCB﹣∠OBC=140°,
∴∠BAC=∠BOC=70°,
∵点I是△ABC的内心,
∴∠CAI=∠BAI=∠BAC=35°,
故选:D.
8.如图,在一张Rt△ABC纸片中,∠ACB=90°,AC=8,tan∠ABC=,☉O是它的内切圆.小明用剪刀沿着☉O的切线DE剪下一块三角形ADE,则△ADE的周长为 ( )
A.9 B.12 C.15 D.18
【答案】B
【解析】如图,设DE与☉O的切点为M,△ABC的内切圆切三边于点F,H,G,连接OF,OH,OG,
由切线长定理可知AF=AG,
∵DE是☉O的切线,
∴MD=DF,EM=EG,
∵∠ACB=90°,AC=8,tan∠ABC=,
∴,
解得BC=6,
∴AB==10,
∵☉O是△ABC的内切圆,H,G为切点,
∴OH⊥BC,OG⊥AC,
∵∠ACB=90°,
∴四边形OHCG是矩形,
∵OH=OG,
∴四边形OHCG是正方形,
设内切圆的半径为x,
∴CH=CG=x,
∴BH=6-x=BF,AG=8-x=AF,
∴6-x+8-x=10,
解得x=2,
∴AF=AG=6,
∴△ADE的周长为AD+DE+AE=AD+DF+EG+AE=AF+AG=6+6=12.
9.如图,点I和O分别是△ABC的内心和外心,若∠AIB=125°,则∠AOB的度数为(  )
A.120° B.125° C.135° D.140°
【答案】D
【解析】解:∵点O是△ABC的外心,
∴∠AOB=2∠C,
∴∠C=∠AOB,
∵点I是△ABC的内心,
∴∠IAB=∠CAB,∠IBA=∠CBA,
∴∠AIB=180°﹣(∠IAB+∠IBA)
=180°﹣(∠CAB+∠CBA),
=180°﹣(180°﹣∠C)
=90°+∠C,
∴2∠AIB=180°+∠C,
∵∠AOB=2∠C,
∴∠AIB=90°+∠AOB,
∴4∠AIB﹣∠AOB=360°.
∵∠AIB=125°,
∴∠AOB=140°.
故选:D.
10.如图,在△ABC中,∠ACB=80°,AC=BC,点M是AB上一点(不与点A重合),点P是△ACM的内心,则∠MPC的度数(  )
A.等于115° B.可以等于80° C.等于120° D.无法确定
【答案】A
【解析】解:∵∠ACB=80°,AC=BC,
∴∠B=∠A=50°,
设∠BCM=x°,
则∠MCA=80°﹣x,
∴∠AMC=50°+x,
∵点P是ACM的内心,
∴CP平分∠MCA,MP平分∠AMC,
∴∠MCP=∠ACP=MCA=(80°﹣x),∠CMP=∠AMP=AMC=(50°+x),
∴∠MPC=180°﹣∠MCP﹣∠CMP=180°﹣(80°﹣x)﹣(50°+x°)=115°.
故选:A.
11.如图,△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,则△ABC的内切圆半径r为(  )
A.2 B.4 C.1.5 D.2.5
【答案】A
【解析】解:设⊙O与AB、BC、AC分别相切于点E、D、F,连接OE,则OE=OD=OF=r,
∵∠ACB=90°,AC=6,BC=8,
∴AB===10,
连接OA、OB、OD,
∵AB⊥OE,BC⊥OD,AC⊥OF,
∴S△AOB+S△BOC+S△AOC=S△ABC,AB⊥OE,BC⊥OD,AC⊥OF,
∴×10r+8r+×6r=×6×8,
解得r=2,
故选:A.
12.刘徽(今山东滨州人)是魏晋时期我国伟大的数学家,中国古典数学理论的奠基者之一,被誉为“世界古代数学泰斗”.刘徽在注释《九章算术》时十分重视一题多解,其中最典型的是勾股容方和勾股容圆公式的推导,他给出了内切圆直径的多种表达形式.如图,Rt△ABC中,∠C=90°,AB,BC,CA的长分别为c,a,b.则可以用含c,a,b的式子表示出△ABC的内切圆直径d,下列表达式错误的是(  )
A.d=a+b﹣c B. C. D.d=|(a﹣b)(c﹣b)|
【答案】D
【解析】方法一:本题作为选择题,用特殊值法则可快速定位答案.
∵三角形ABC为直角三角形,∴令a=3,b=4,c=5.
选项A:d=a+b﹣c=2,
选项B:d==2,
选项C:d==2,
选项D:d=|(a﹣b)(c﹣b)|=1,
很明显,只有D选项跟其他选项不一致,所以表达式错误的应是D选项.
故答案选:D.
方法二:如图,作OE⊥AC于点E,OD⊥BC于点D,OF⊥AB于点F.
易证四边形OECD是正方形,设OE=OD=OF=r,
则EC=CD=r,
∴AE=AF=a﹣r,BD=BF=b﹣r,
∵AF+BF=AB,
∴a﹣r+b﹣r=c,
∴r=,
∴d=a+b﹣c.故选项A正确.
∵S△ABC=S△AOC+S△BOC+S△AOB,
∴ab=ar+br+cr,
∴ab=r(a+b+c),
∴r=,即d=.故选项B正确.
∵由前面可知d=a+b﹣c,
∴d2=(a+b﹣c)2=(a+b)2﹣2c(a+b)+c2=a2+2ab+b2﹣2ac﹣2bc+c2,
∵a2+b2=c2,
∴上述式子=2c2+2ab﹣2ac﹣2bc=2(c2+ab﹣ac﹣bc)=2[(c2﹣ac)+b(a﹣c)]=2(c﹣a)(c﹣b),
∴d=,故选项C正确.
排除法可知选项D错误.
故答案选:D.
二、填空题
13.若一直角三角形外接圆的半径为2.5,内切圆的半径为1,则其面积是 __________.
【答案】6
【解析】⊙I切AB于E,切BC于F,切AC于D,连接IE,IF,ID,
则∠CDI=∠C=∠CFI=90°,ID=IF=1,
∴四边形CDIF是正方形,
∴CD=CF=1,
由切线长定理得:AD=AE,BE=BF,CF=CD,
∵直角三角形的外接圆半径为2.5,内切圆半径为1,
∴AB=5=AE+BE=BF+AD,
即△ABC的周长是AC+BC+AB=AD+CD+CF+BF+AB=5+1+1+5=12,
∴S△ABC=(AB+AC+BC)·IE=.
14.如图,△ABC的内切圆⊙I与BC,CA,AB分别相切于点D,E,F,若⊙I的半径为r,∠A=α,则(BF+CE﹣BC)的值和∠FDE的大小分别为 __________.
【答案】0,90°﹣α
【解析】解:连接IE、IF,
∵⊙I与BC,CA,AB分别相切于点D,E,F,
∴BF=BD,CE=CD,AC⊥IE,AB⊥IF,
∴BF+CE=BD+CD=BC,∠AEI=∠AFI=90°,
∴BF+CE﹣BC=0;
∵∠FDE=∠FIE,且∠FIE=360°﹣∠AEI﹣∠AFI﹣∠A=180°﹣α,
∴∠FDE=(180°﹣α)=90°﹣α,
故答案为:0,90°﹣α.
15.如图,在△ABC中,点O为△ABC的内心,则∠OAC+∠OCB+∠OBA的度数为__________ .
【答案】90°
【解析】∵在△ABC中,点O为△ABC的内心,
∴∠ABO=∠CBO,∠BAO=∠CAO,∠BCO=∠ACO,
则∠OAC+∠OCB+∠OBA=(∠BAC+∠ACB+∠ABC)=×180°=90°.
16.如图,在△ABC中,∠BAC=50°,点I是△ABC的内心,
(1)∠BIC=__________°;
(2)若BI的延长线与△ABC的外角∠ACD的平分线交于点E,当∠ACB=__________°时,CE∥AB.
【答案】(1)115 (2)80
【解析】解:(1)∵在△ABC中,∠BAC=50°,
∴∠ABC+∠ACB=180°﹣∠A=130°,
∵点I是△ABC的内心,
∴BI、CI分别平分∠ABC、∠ACB,
∴,,
∴∠BIC=180°﹣(∠CBI+∠BCI)
=
=
=115°;
故答案为:115;
(2)∵∠ACD是△ABC的外角,
∴∠ACD=∠ABC+∠A,
∵CE平分∠ACD,
∴,
∵∠DCE=∠E+∠CBE,
∴,
∵,
∴,
∵当∠ABE=∠E=25°时,CE∥AB,
∴此时∠ABC=2∠ABE=50°,
∴∠ACB=180°﹣∠ABC﹣∠A=80°.
故答案为:80.
17.如图,图①中圆与正方形各边都相切,设这个圆的周长为;图②中的四个圆的半径相等,并依次外切,且与正方形的边相切,设这四个圆的周长为;图③中的九个圆的半径相等,并依次外切,且与正方形的边相切,设这九个圆的周长为;…,依次规律,当正方形边长为2时,则__________.
【答案】1010
【解析】C1=2π××2=2π=2π×1;
C2=2π×××2×4=4π=2π×2;
C3=2π×××2×9=6π=2π×3;
C4=2π×××2×16=8π=2π×4;
…
C100=2π×100=200π,
∴C1+C2+C3+…+C99+C100
=2π×1+2π×2+2π×3+2π×4+…+2π×99+2π×100
=2π(1+2+3+4+…+99+100)
=10100π.
故答案为:1010.
三、解答题
18.如图,点O是△ABC的内心,AO的延长线和△ABC的外接圆相交于点D,连结CD.求证:OD=CD.
【答案】证明:如图,连接OC,
∵点O是△ABC的内心,
∴∠CAD=∠BAD,∠OCA=∠OCB,
∵∠BAD=∠BCD,
∴∠COD=∠CAD+∠OCA=∠BAD+∠OCB,
∠DCO=∠BCD+∠OCB,
∴∠COD=∠DCO,
∴△DCO是等腰三角形,
∴OD=CD.
19.如图,点I是△ABC的内心,AI的延长线交边BC于点D,交△ABC的外接圆于点E.
(1)求证:IE=BE;
(2)若DE=1,AD=3,求EI的长.
【答案】(1)证明 如图,连接BI,
∵点I是△ABC的内心,
∴∠BAE=∠CAE,∠ABI=∠CBI,
∵∠CBE=∠CAE,
∴∠BAE=∠CBE,
∴∠BIE=∠ABI+∠BAE,∠IBE=∠CBI+∠CBE,
∴∠BIE=∠IBE,
∴IE=BE.
(2)解 ∵∠BAD=∠CAE=∠CBE,∠E=∠E,
∴△ABE∽△BDE,
∴,
∵DE=1,AD=3,
∴AE=1+3=4,
∴,
∴BE=2,
∵EI=BE,
∴EI=2.
20.如图,AB是☉O的直径,△ABC内接于☉O,点I为△ABC的内心,连接CI并延长交☉O于点D,E是\overset{ }{BC}上任意一点,连接AD,BD,BE,CE.
(1)若∠ABC=25°,求∠CEB的度数;
(2)找出图中所有与DI相等的线段,并证明;
(3)若CI=2,DI=,求△ABC的周长.
【答案】解 (1)∵AB是☉O的直径,∴∠ADB=∠ACB=90°.
又∵∠ABC=25°,∴∠CAB=90°-∠ABC=90°-25°=65°.
∵四边形ABEC是☉O内接四边形,∴∠CEB+∠CAB=180°.
∴∠CEB=180°-∠CAB=115°.
(2)DI=AD=BD.
如图,连接AI.
∵点I为△ABC的内心,
∴∠CAI=∠BAI,∠ACI=∠BCI=∠ACB=45°,
∴\overset{ }{AD} \mathrm{=} \overset{ }{BD},∴AD=BD.
∵∠DAI=∠DAB+∠BAI,∠DIA=∠ACI+∠CAI,∠DAB=∠ACI,
∴∠DAI=∠DIA,∴DI=AD=BD.
(3)如图,过I分别作IQ⊥AB,IF⊥AC,IP⊥BC,垂足分别为Q,F,P.
∵点I为△ABC的内心,即为△ABC的内切圆的圆心,
∴Q,F,P分别为该内切圆与△ABC三边的切点.
在Rt△AFI和Rt△AQI中,
∴Rt△AFIRt△AQI(HL),
∴AQ=AF,同理,CF=CP,BQ=BP,
∵CI=2,∠IFC=90°,∠ACI=∠ABD=45°,
∴CF=CI·cos∠ACI=CI·cos 45°=2=CP.
∵DI=AD=BD,DI=,∠ADB=90°,
∴AB=×=13.
∴△ABC的周长为AB+AC+BC
=AB+AF+CF+CP+BP=2AB+2CF
=2×13+2×2=30.
21.如图,在中,,,,点E为边上一点,过点E作交的角平分线于点P.以点P为圆心,长为半径画圆.

(1) 求证:与相切;
(2) 若,求的半径.
【答案】(1) 证明:过点P作交于点F,∵平分,,
∴
∵为的半径
∴为的半径,
∴与相切;
(2) 解:如图,连接,
在中,,
∴.
∵,
∴.
∵
∴,
∴,
由(1)知,
∴,
∴.
22.已知:如图,⊙O是△ABC的内切圆,切点分别是D、E、F,AB=AC.连接AD,交⊙O于H;直线HF交BC的延长线于G.
(1)求证:圆心O在AD上;
(2)求证:CD=CG;
(3)若AH:AF=3:4,CG=10,且AC2=AD2+CD2,求DH的长.
【答案】(1)证明:∵⊙O是△ABC的内切圆,切点分别是D、E、F,
∴AF=AE,
∵AB=AC,
∴CF=BE,
∵CF=CD,BD=BE,
∴CD=BD,
∴AD平分∠CAB,
∴圆心O在AD上;
(2)连接DF,
由(1)知,DH是⊙O的直径,
∴∠DFH=90°,
∴∠FDH+∠FHD=90°,
∵∠G+∠FHD=90°,
∴∠FDH=∠G,
∵AC与⊙O相切,
∴∠AFH=∠GFC=∠FDH,
∴∠GFC=∠G,
∴CG=CF=CD;
(3)设AF=3x,AD=4x,
∵CG=10,
∴CF=CD=10,
∴AC=3x+10,
∵AC2=AD2+CD2,
∴(3x+10)2=(4x)2+102,
∴x=,
∴AF=,AD=,
∴AH=AF=,
∴DH=AD﹣AH=,

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