2026-2027学年九上数学第8周《圆的切线》(含解析)-苏科版(2024)

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2026-2027学年九上数学第8周《圆的切线》(含解析)-苏科版(2024)

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2026-2027学年九上数学第8周《圆的切线》
【知识梳理】
1.有公共点连半径,无公共点作垂线。这是最容易混淆的一步——先判断"有没有公共点"。
2.四大解题模型
①模型1:连半径证垂直(判定切线) 连OC → 证∠OCD=90° → CD是切线
常见辅助:用等腰、平行、角平分线凑出直角
②模型2:切线长 + 勾股 已知半径r、外点距离OP → 切线长 PA=√(OP -r )
动态最值:PA最小 OP最小(转化为点到直线距离)
③模型3:切线 + 直角三角形相似 连半径得直角 → 构造直角三角形 → 用相似或勾股求线段
("直径连直角 + 切线连半径"双辅助线)
④模型4:切线 + 面积法求半径 判定看"有没有公共点",性质记"连切点得垂直",计算靠"切线长+勾股+相似"。
3.遇切线必连半径,遇最值转距离。
【知识导航】
在△ABC 中,D 为边 BC 上一点,如果∠CAD=∠CBA,你看到了什么?
【课前热身】
1.(2018秋 江阴市期中)在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=2,BC=4,若以点C为圆心,AC为半径作圆,则AB边的中点E与⊙C的位置关系为___________ .
2.(2026秋 玄武区校级作业)如图,PA、PB是⊙O的切线,切点分别为A、B,AO、PB的延长线相交于点C,⊙O的半径为3,BC=4,求切线PA的长.
3.(2022秋 同步)如图,AB是⊙O的切线,切点为B,AO交⊙O于点C,过点C的切线交AB于点D.若AD=2BD,CD=2,求⊙O的半径.
4.(2024秋 同步)给出下列说法:
①各边相等的圆内接多边形是正多边形;
②各边相等的圆外切多边形是正多边形;
③各角相等的圆内接多边形是正多边形;
④各角相等的圆外切多边形是正多边形.
其中正确的是(  )
A.①④ B.②③ C.①②③④ D.都不正确
5.(2025秋 南京校级月考)如图,在⊙O中,AB是直径,CD与⊙O相切于点C,CD⊥AD,垂足为D.
(1)求证:∠BAC=∠CAD;
(2)若AB=6,AC=5,求AD的长.
6.(2026 鼓楼区二模)如图,正方形ABCD的边长为4,⊙O经过B,C两点,且与AD相切,则⊙O的半径为__________________ .
7.(2025秋 玄武区期末)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A,与y轴的一个交点为B.若⊙P的半径为5,点A的坐标是(3,0),则点B的坐标是(  )
A.(0,7) B.(0,8) C.(0,9) D.(0,10)
8.(2024 鼓楼区校级模拟)如图,⊙O的直径是AB=12cm,AM、BN是它的两条切线,DE与⊙O相切于点E,并与AM、BN分别相交于D、C两点,设AD=x,BC=y,则y与x的函数解析式为
9.(2024秋 建邺区校级月考)如图,已知直线PA交⊙O于A、B两点,AE是⊙O的直径,点C为⊙O上一点,且AC平分∠PAE,过C作CD⊥PA,垂足为D,且DC+DA=12,⊙O的直径为20,则AB的长等于(  )
A.8 B.12 C.16 D.18
10.(2021秋 任城区期末)如图,平面直角坐标系xOy中,点A的坐标为(8,5),⊙A与x轴相切.点P在y轴正半轴上,PB与⊙A相切于点B.若∠APB=30°,则点P的坐标为(  )
A.(0,9) B.(0,10) C.(0,11) D.(0,12)
11.(2024 湖北一模)定义:点P、点Q分别为两个图形G1、G2上任一点,如果线段PQ的长度存在最小值时,就称该最小值为图形G1和G2的“近距离”;如果线段PQ的长度存在最大值时,就称该最大值为图形G1和G2的“远距离”.线段AB和⊙O是平面直角坐标系xOy中的两个图形,其中,点A(﹣3,4),B(﹣3,﹣4),⊙O半径为1.下列关于线段AB与⊙O的“距离”说法,正确的是(  )
A.“近距离”是4 B.“近距离”是5 C.“远距离”是6 D.“远距离”是8
12.(2019秋 惠山区校级期中)如图,A(12,0),B(0,9)分别是平面直角坐标系xOy坐标轴上的点,经过点O且与AB相切的动圆与x轴、y轴分别相交于点P、Q,则线段PQ长度的最小值是(  )
A. B.10 C.7.2 D.
13.如图,平面直角坐标系中,点O是坐标原点,半径为2的⊙P与y轴相切,且圆心P在反比例函数y(k>0)第一象限的图象上,点Q是⊙P上的动点,已知OQ的最小值是2,则k的值为(  )
A.4 B.4 C.8 D.8
14.(2017 无锡)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.54 C.55 D.12
15.(2025秋 秦淮区期末)如图,⊙O经过正方形ABCD的两个顶点A,B,且与边CD相切,切点为E.记正方形ABCD的周长为a,⊙O的周长为b,则a与b的大小关系是(  )
A.a>b B.a<b C.a=b D.无法确定
16.(2018 南京)如图,在矩形ABCD中,AB=5,BC=4,以CD为直径作⊙O.将矩形ABCD绕点C
旋转,使所得矩形A′B′CD′的边A′B′与⊙O相切,切点为E,边CD′与⊙O相交于点
F,则CF的长为_____ .
17.(2026 南京一模)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=3,BC=4.
(1)尺规作图:作⊙O,使得圆心O在边AB上,⊙O经过点B并且与边AC相切;(不写作法,保留痕迹)
(2)D是边AB上一点(点D不与点B重合),若以BD为直径的圆与AC边有两个公共点,则BD长的取值范围是____________________ .
【典型例题】
1.(2025秋 鼓楼区校级月考)如图,AB是⊙O的直径,AC是弦,D是的中点,CD与AB交于点E.F是AB延长线上的一点,且CF=EF.
(1)求证:CF为⊙O的切线;
(2)连接BD.若CF=4,BF=2,求BD的长.
2.(2025 南京)如图,O是 ABCD的对称中心,BC与⊙O相切于点E.
(1)求证:直线AD是⊙O的切线.
选择其中一位同学的想法,完成证明.
(2)当AB与⊙O相切时, ABCD是菱形吗?说明理由.
3.(2023 南京)如图,在△ABC中,AB=AC,⊙O是△ABC的外接圆,过点O作AC的垂线,垂足为D,分别交直线BC,于点E,F,射线AF交直线BC于点G.
(1)求证AC=CG.
(2)若点E在CB的延长线上,且EB=CG,求∠BAC的度数.
(3)当BC=6时,随着CG的长度的增大,EB的长度如何变化?请描述变化过程,并说明理由.
4.(2008 南京)如图,已知⊙O的半径为6cm,射线PM经过点O,OP=10cm,射线PN与⊙O相切于点Q.A,B两点同时从点P出发,点A以5cm/s的速度沿射线PM方向运动,点B以4cm/s的速度沿射线PN方向运动.设运动时间为ts.
(1)求PQ的长;
(2)当t为何值时,直线AB与⊙O相切?
5.(2022秋 秦淮区期中)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=2,AC=2.⊙C的半径长为1,P是△ABC边上一动点(可以与顶点重合),并且点P到⊙C的切线长为m.若满足条件的点P的位置有4个,求m的取值范围.
6.(2025秋 邗江区期中)如图,⊙O是△ABC的外接圆,AC=BC,且CD∥AB,连接AD交⊙O于点E.
(1)求证:CD是⊙O的切线;
(2)连接BE,若BE为直径,,AE=8,求⊙O的半径.
【巩固提升】
1.(2025 温州校级自主招生)如图,在矩形ABCD中,CD是⊙O直径,E是BC的中点,P是直线AE上任意一点,AB=4,BC=6,PM、PN相切于点M、N,当∠MPN最大时,PM的长为____________________ .
2.(2023 凉山州模拟)如图,△ABC中,∠C=90°,AC=6,AB=10,D为BC边的中点,以AD上一点O为圆心的⊙O和AB、BC均相切,则⊙O的半径为 ___________________ .
3.(2015 南京)如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=5,AD,AB,BC分别与⊙O相切于E,F,G三点,过点D作⊙O的切线交BC于点M,切点为N,则DM的长为(  )
A. B. C. D.2
4.(2024 南京)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,AD,CD分别与扇形BAF相切于点A,E.若AB=15,BC=17,则AD的长为(  )
A.8 B.8.5 C.5 D.9
5.(2026 建邺区二模)如图,PA,PB是⊙O的切线,A,B为切点,点C在⊙O上.若∠ACB=72°,则∠P为_______ °.
6.(2012 玄武区一模)如图,△ABC内接于⊙O,∠DAB=∠ACB.
(1)判断直线AD与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若∠DAB=30°,AB=1,求弦AB所对的弧长;
(3)在(2)的条件下,点C在优弧AB上运动,是否存在点C,使点O到弦BC的距离为?若有,请直接写出AC的长;若没有,请说明理由.
∵AB、CD是⊙O的切线,
∴DB=DC=2,OB⊥AB,CD⊥OA,
∴∠ABO=∠ACD=90°,
∵AD=2BD,
∴AD=4,AB=AD+BD=6,
在RtACD中,∵CD=2,AD=4,
∴∠A=30°,
在Rt△AOB中,
∵AB=6,∠A=30°,
∴OBAB=2,
即⊙O的半径为2.
4.(2024秋 同步)给出下列说法:
①各边相等的圆内接多边形是正多边形;
②各边相等的圆外切多边形是正多边形;
③各角相等的圆内接多边形是正多边形;
④各角相等的圆外切多边形是正多边形.
其中正确的是(  )
A.①④ B.②③ C.①②③④ D.都不正确
【解答】解:①各边相等的圆内接多边形是正多边形;故符合题意;
②各边相等的圆外切多边形不是正多边形;故不符合题意;
③各角相等的圆内接多边形不是正多边形;故不符合题意;
④各角相等的圆外切多边形是正多边形;故符合题意;
故选:A.
5.(2025秋 南京校级月考)如图,在⊙O中,AB是直径,CD与⊙O相切于点C,CD⊥AD,垂足为D.
(1)求证:∠BAC=∠CAD;
(2)若AB=6,AC=5,求AD的长.
【解答】(1)证明:在⊙O中,AB是直径,CD与⊙O相切于点C,CD⊥AD,如图,连接OC.
∵CD是⊙O的切线,
∴OC⊥CD.
∵CD⊥AD,
∴OC∥AD,
∴∠OCA=∠CAD.
∵OC=OA,
∴∠OCA=∠BAC,
∴∠BAC=∠CAD.
(2)解:∵AB是直径,
∴∠ACB=90°.
由(1)知∠BAC=∠CAD,且∠ACB=∠ADC=90°,
∴△ABC∽△ACD,
∴,即,解得.
6.(2026 鼓楼区二模)如图,正方形ABCD的边长为4,⊙O经过B,C两点,且与AD相切,则⊙O的半径为   .
【解答】解:如图,设⊙O与AD相切于点F,连接OF,作OE⊥BC于点E,
则OF⊥AD,BE=EC=2,
∵AD∥BC,
∴点E、O、F在同一条直线上,
∴EF=4,
设⊙O的半径为r,则OE=4﹣r,
在Rt△OBE中,OB2=OE2+BE2,即r2=(4﹣r)2+22,
解得:r,
故答案为:.
7.(2025秋 玄武区期末)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A,与y轴的一个交点为B.若⊙P的半径为5,点A的坐标是(3,0),则点B的坐标是(  )
A.(0,7) B.(0,8) C.(0,9) D.(0,10)
【解答】解:如图,过点P作PD⊥OB于点D,连接PA、PB,
∵⊙P与x轴相切于点A,
∴PA⊥x轴,
则四边形DOAP为矩形,
∴PD=OA=3,OD=PA=3,
在Rt△BDP中,PD=3,PB=5,
由勾股定理得:BD4,
∴OB=OD+BD=5+4=9,
∴点B的坐标为(0,9),
故选:C.
8.(2024 鼓楼区校级模拟)如图,⊙O的直径是AB=12cm,AM、BN是它的两条切线,DE与⊙O相切于点E,并与AM、BN分别相交于D、C两点,设AD=x,BC=y,则y与x的函数解析式为 y(x>0)  .
【解答】解:如图,过点D作DF⊥BC于点F;
∵AD、BC分别是⊙O的切线,
∴∠OAD=∠OBF=90°,
又∵DF⊥BC,
∴四边形ABFD为矩形,
∴DF=AB=12cm,BF=AD;
∵AD、BC、DC分别为⊙O的切线,
∴DE=DA=x,CE=CB=y,CF=y﹣x;
∴DC=x+y;
由勾股定理得:DC2=DF2+CF2,
即(x+y)2=(y﹣x)2+122,
整理得:xy=36,
∴y,
∴y关于x的函数解析式y(x>0),
故答案为y(x>0).
9.(2024秋 建邺区校级月考)如图,已知直线PA交⊙O于A、B两点,AE是⊙O的直径,点C为⊙O上一点,且AC平分∠PAE,过C作CD⊥PA,垂足为D,且DC+DA=12,⊙O的直径为20,则AB的长等于(  )
A.8 B.12 C.16 D.18
【解答】解:连接OC,过O作OF⊥AB,垂足为F,
∵OA=OC,
∴∠OCA=∠OAC,
∵AC平分∠PAE,
∴∠DAC=∠CAO,
∴∠DAC=∠OCA,
∴PB∥OC,
∵CD⊥PA,
∴∠OCD=∠CDA=∠OFD=90°,
∴四边形DCOF为矩形,
∴OC=FD,OF=CD.
∵DC+DA=12,
设AD=x,则OF=CD=12﹣x,
∵⊙O的直径为20,
∴DF=OC=10,
∴AF=10﹣x,
在Rt△AOF中,由勾股定理得AF2+OF2=OA2.
即(10﹣x)2+(12﹣x)2=102,
解得x1=4,x2=18.
∵CD=12﹣x大于0,故x=18舍去,
∴x=4,
∴AD=4,AF=10﹣4=6,
∵OF⊥AB,由垂径定理知,F为AB的中点,
∴AB=2AF=12.
故选:B.
10.(2021秋 任城区期末)如图,平面直角坐标系xOy中,点A的坐标为(8,5),⊙A与x轴相切.点P在y轴正半轴上,PB与⊙A相切于点B.若∠APB=30°,则点P的坐标为(  )
A.(0,9) B.(0,10) C.(0,11) D.(0,12)
【解答】解:如图,过点A分别作AC⊥x轴于点C、AD⊥y轴于点D,连接AB,
∵AD⊥y轴,AC⊥x轴,
∴四边形ADOC为矩形.
∴AC=OD,OC=AD.
∵⊙A与x轴相切,
∴AC为⊙A的半径.
∵点A坐标为(8,5),
∴AC=OD=5,OC=AD=8,
∵PB是切线,
∴AB⊥PB.
∵∠APB=30°,
∴PA=2AB=10.
在Rt△PAD中,根据勾股定理,得PD6,
∴OP=PD+DO=11.
∵点P在y轴的正半轴上,
∴点P坐标为(0,11).
故选:C.
11.(2024 湖北一模)定义:点P、点Q分别为两个图形G1、G2上任一点,如果线段PQ的长度存在最小值时,就称该最小值为图形G1和G2的“近距离”;如果线段PQ的长度存在最大值时,就称该最大值为图形G1和G2的“远距离”.线段AB和⊙O是平面直角坐标系xOy中的两个图形,其中,点A(﹣3,4),B(﹣3,﹣4),⊙O半径为1.下列关于线段AB与⊙O的“距离”说法,正确的是(  )
A.“近距离”是4 B.“近距离”是5
C.“远距离”是6 D.“远距离”是8
【解答】解:如图所示,
E点距离线段AB最近,EH为⊙O与线段AB的近距离,E(﹣1,0),H(﹣3,0),
∴EH=﹣1﹣(﹣3)=2
F点距离线段AB最远,AF为⊙O与线段AB的远距离,A(﹣3,4),H(﹣3,0),O(0,0)
∴AH=4,OH=3
∴
∴AF=AO+OF=5+1=6.
故选:C.
12.(2019秋 惠山区校级期中)如图,A(12,0),B(0,9)分别是平面直角坐标系xOy坐标轴上的点,经过点O且与AB相切的动圆与x轴、y轴分别相交于点P、Q,则线段PQ长度的最小值是(  )
A. B.10 C.7.2 D.
【解答】解:如图,设QP的中点为F,圆F与AB的切点为D,连接FD、OF、OD,则FD⊥AB.
∵A(12,0)、B(0,9),
∴AO=12,BO=9,
∴AB=15,
∴∠AOB=90°,FO+FD=PQ,
∴FO+FD≥OD,
当点F、O、D共线时,PQ有最小值,此时PQ=OD,
∴OD7.2.
故选:C.
13.如图,平面直角坐标系中,点O是坐标原点,半径为2的⊙P与y轴相切,且圆心P在反比例函数y(k>0)第一象限的图象上,点Q是⊙P上的动点,已知OQ的最小值是2,则k的值为(  )
A.4 B.4 C.8 D.8
【解答】解:连接OP交⊙P于Q,此时OQ的值最小,设⊙P与y轴相切于点E,连接PE.
∵OE是切线,
∴PE⊥OE于E,
由题意:OQ=PQ=PE=2,
在Rt△OPE中,OE2,
∴P(2,2),
∴k=4,
故选:B.
14.(2017 无锡)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(  )
正方形ABCD的周长为a,⊙O的周长为b,则a与b的大小关系是(  )
A.a>b B.a<b C.a=b D.无法确定
【解答】解:连接OE、OA,EO的延长线交AB于F点,如图,
∵⊙O与边CD相切于E点,
∴OE⊥CD,
∵四边形ABCD为正方形,
∴AB∥CD,∠B=∠C=90°,
∴EF⊥AB,
∴AF=BF,
∵∠B=∠C=∠BFE=∠CEF=90°,
∴四边形BCEF为矩形,
∴EF=BC,
设⊙O的半径为r,正方形ABCD的边长为2x,则AF=x,OA=r,OF=EF﹣OE=BC﹣OE=2x﹣r,
在Rt△OAF中,(2x﹣r)2+x2=r2,
解得xr,
∵a=8xr,b=2πr,
∴a>b.
故选:A.
16.(2018 南京)如图,在矩形ABCD中,AB=5,BC=4,以CD为直径作⊙O.将矩形ABCD绕点C
旋转,使所得矩形A′B′CD′的边A′B′与⊙O相切,切点为E,边CD′与⊙O相交于点
F,则CF的长为 4  .
【解答】解:连接OE,延长EO交CD'于点G,作OH⊥B′C于点H,
则∠OEB′=∠OHB′=90°,
∵矩形ABCD绕点C旋转所得矩形为A′B′C′D′,
∴∠B′=∠B′CD′=90°,AB=CD=5、BC=B′C=4,
∴四边形OEB′H和四边形EB′CG都是矩形,OE=OD=OC=2.5,
∴B′H=OE=2.5,
∴CH=B′C﹣B′H=1.5,
∴CG=B′E=OH2,
∵四边形EB′CG是矩形,
∴∠OGC=90°,即OG⊥CD′,
∴CF=2CG=4,
故答案为:4.
17.(2026 南京一模)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=3,BC=4.
(1)尺规作图:作⊙O,使得圆心O在边AB上,⊙O经过点B并且与边AC相切;(不写作法,保留痕迹)
(2)D是边AB上一点(点D不与点B重合),若以BD为直径的圆与AC边有两个公共点,则BD长的取值范围是   .
【解答】解:(1)如图,作∠ABC的角平分线,交AC于点E,过点E作AC的垂线交AB于O,以O为圆心,OB为半径画圆,则⊙O即为所求.
∵点O是BE垂直平分线与AB的交点,
∴OB=OE,点E在⊙O上,
∴∠OBE=OEB,
∵∠OBE=∠CBE,
∴∠OEB=∠CBE,
∴OE∥BC,
∴∠AEO=∠C=90°,
∴AC是⊙O的切线.
(2)如图所示:
当⊙O1与AC相切时,⊙O1与AC有一个交点,
∵AC=3,BC=4,∠ACB=90°,
∴,
设O1B=O1D=x,则BD=2x,
由(1)可知,O1E∥BC,
∴△AEO1∽△ACB,
∴,即,
解得,
∴,
当点D与点A重合时,
∵∠C=90°,AB为直径,
∴点C在⊙O2上,⊙O2与AC有两个交点,符合题意,
∴BD长的取值范围是,
故答案为:.
18.(2025秋 鼓楼区校级月考)如图,AB是⊙O的直径,AC是弦,D是的中点,CD与AB交于点E.F是AB延长线上的一点,且CF=EF.
(1)求证:CF为⊙O的切线;
(2)连接BD.若CF=4,BF=2,求BD的长.
【解答】(1)如图,连接OC,OD,
∵OC=OD,
∴∠OCD=∠ODC,
∵CF=EF,
∴∠FCE=∠FEC,
∵∠OED=∠FEC,
∴∠OED=∠FCE,
∵AB是直径,D是的中点,
∴∠DOE=90°,
∴∠OED+∠ODC=90°,
∴∠FCE+∠OCD=90°,即∠OCF=90°,
∵OC是半径,
∴CF是⊙O的切线.
(2)设OA=OD=OC=OB=r,则OF=r+2,
在Rt△COF中,OC2+CF2=OF2
∴42+r2=(r+2)2,
解得r=3,
∴OB=OD=3,
∵∠DOB=90°,
∴BD2=OD2+OB2,
∴.
19.(2025 南京)如图,O是 ABCD的对称中心,BC与⊙O相切于点E.
(1)求证:直线AD是⊙O的切线.
选择其中一位同学的想法,完成证明.
(2)当AB与⊙O相切时, ABCD是菱形吗?说明理由.
【解答】(1)证明:如图,连接BD,OE,延长EO交AD于F,
∵O是 ABCD的中心,
∴BD过点O,OB=OD,
∵AD∥BC,
∴∠ODF=∠OBE,∠DFO=∠BEO,
∴△DOF≌△BOE(AAS),
∴OF=OE,
∵BC与⊙O相切于点E,
∴OE⊥BC,
∴OF⊥AD,
∴直线AD是⊙O的切线.
(2)解:如图, ABCD是菱形,理由如下:
设AB与⊙O相切于H,连接OH,OE,BD,
∵点O是 ABCD的中心,
∴BD过点O,
∵BC与⊙O相切于E,
∴OH⊥AB,OE⊥BC,
∵OH=OE,
∴BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠CBD,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠CBD=∠ADB,
∴∠ABD=∠ADB,
∴AB=AD,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴ ABCD是菱形.
20.(2023 南京)如图,在△ABC中,AB=AC,⊙O是△ABC的外接圆,过点O作AC的垂线,垂足为D,分别交直线BC,于点E,F,射线AF交直线BC于点G.
(1)求证AC=CG.
(2)若点E在CB的延长线上,且EB=CG,求∠BAC的度数.
(3)当BC=6时,随着CG的长度的增大,EB的长度如何变化?请描述变化过程,并说明理由.
【解答】(1)证明:过A作直径AM,
∵AB=AC,
∴AM⊥BC,
∴∠E+∠EOM=90°,
∵AC⊥EF,
∴∠OAD+∠AOD=90°,
∴∠E=∠OAD,
∵OA=OF,
∴∠OAD+∠DAF=∠AFO=∠E+∠G,
∴∠DAF=∠G,
AC=CG;
(2)解:∵AB=AC,AM⊥BC,
∴∠BAM=∠CAM,
设∠BAM=∠CAM=2α,
∴∠ABC=∠ACB(180°﹣∠BAC)=90°﹣2α,
∵AC=CG,
∴∠CAG=∠CGA=45°﹣α,
∴∠BAG=2α+2α+45°﹣α=45°+3α,
如图:过A作直径AM,交BC于点H,连接AE,
∵EF⊥AC,又EF过圆心,
∴EF垂直平分AC,
∴EC=AE,
∵BH=HC,又EB=CG,
∴HE=HG,
∴AM垂直平分EG,
∴AE=AG,
∴EC=AG,
∵EB=CG,
∴EB+BC=BC+CG,
∴EC=BG,
∴AG=BG,
∴∠BAG=∠ABG,
∴45°+3α=90°﹣2α,
∴α=9°,
∴∠BAC=4α=36°;
(3)答:当CG=6,BE=0;
当CG≥6时,BE随CG的增大而增大;
当3<CG<6时,BE随CG的增大而减小.
说明:①当BE=0时,即点E与B重合,
在△BOH和△AOD中,
,
∴△BOH≌△AOD(AAS),
∴AD=BH=3,
∴AC=2AD=6,
∴AB=AC=BC=6,
∴△ABC为等边三角形,
∴∠BAC=∠ACB=60°,
∴∠CAG=30°,∠CAG+∠G=60°,
∴∠G=30°=∠CAG,
∴CA=CG=6;
②当CG≥6时,如图:
∵∠E=∠CAH,∠EDC=∠AHC=90°,
∴△ACH∽△ECD,
∴,
∴,
∴,
∴BECG2﹣6,
∴BE随CG的增大而增大.
③当3<CG<6时,如图,
∵∠ACM=∠DCE,∠EDC=∠AMC=90°,
∴△AMC∽△EDC,
∴,
∴,
∴,
∴BECG2+6,
∴BE随CG的增大而减小.
综上所述:
当CG≥6时,BE随CG的增大而增大;
当3<CG<6时,BE随CG的增大而减小.
21.(2008 南京)如图,已知⊙O的半径为6cm,射线PM经过点O,OP=10cm,射线PN与⊙O相切于点Q.A,B两点同时从点P出发,点A以5cm/s的速度沿射线PM方向运动,点B以4cm/s的速度沿射线PN方向运动.设运动时间为ts.
(1)求PQ的长;
(2)当t为何值时,直线AB与⊙O相切?
【解答】解:(1)连接OQ,
∵PN与⊙O相切于点Q,
∴OQ⊥PN,
即∠OQP=90°,(2分)
∵OP=10,OQ=6,
∴PQ8(cm).(3分)
(2)过点O作OC⊥AB,垂足为C,
∵点A的运动速度为5cm/s,点B的运动速度为4cm/s,运动时间为ts,
∴PA=5t,PB=4t,
∵PO=10,PQ=8,
∴,
∵∠P=∠P,
∴△PAB∽△POQ,
∴∠PBA=∠PQO=90°,(4分)
∵∠BQO=∠CBQ=∠OCB=90°,
∴四边形OCBQ为矩形.
∴BQ=OC.
∵⊙O的半径为6,
∴BQ=OC=6时,直线AB与⊙O相切.
①当AB运动到如图1所示的位置,
BQ=PQ﹣PB=8﹣4t,
∵BQ=6,
∴8﹣4t=6,
∴t=0.5(s).(6分)
②当AB运动到如图2所示的位置,
BQ=PB﹣PQ=4t﹣8,
∵BQ=6,
∴4t﹣8=6,
∴t=3.5(s).
∴当t为0.5s或3.5s时直线AB与⊙O相切.(8分)
22.(2025 温州校级自主招生)如图,在矩形ABCD中,CD是⊙O直径,E是BC的中点,P是直线AE上任意一点,AB=4,BC=6,PM、PN相切于点M、N,当∠MPN最大时,PM的长为   .
【解答】解:如图1,∵四边形ABCD是矩形,
∴CD=AB=4,
连接OP,OM,
∵PM,PN是⊙O的切线,
∴∠OPM∠MPN,
要∠MPN最大,则∠OPM最大,
∵PM是⊙O的切线,
∴∠OMP=90°,
在Rt△PMO中,OM=ODCD=2,
∴sin∠OPM,
∴要∠OPM最大,则OP最短,
即OP⊥AE,
如图2,延长DC交直线AE于G,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠B=90°=∠ECG,AB∥CD,
∴∠BAE=∠G,
∵点E是BC的中点,
∴BEBC=3,
∴△ABE≌△GCE(AAS),
∴CG=AB=4,
∵CD是⊙O的直径,
∴OCCD=2,
∴OG=OC+CE=6,
在Rt△ABE中,AB=4,BE=3,
∴AE=5,
∵∠OPG=90°=∠B,∠G=∠BAE,
∴△ABE∽△GPO,
∴,
∴,
∴OP,
在Rt△PMO中,PM,
故答案为:.
23.(2023 凉山州模拟)如图,△ABC中,∠C=90°,AC=6,AB=10,D为BC边的中点,以AD上一点O为圆心的⊙O和AB、BC均相切,则⊙O的半径为    .
【解答】解:过点O作OE⊥AB于点E,OF⊥BC于点F.
∵AB、BC是⊙O的切线,
∴点E、F是切点,
∴OE、OF是⊙O的半径;
∴OE=OF;
在△ABC中,∠C=90°,AC=6,AB=10,
∴由勾股定理,得BC=8;
又∵D是BC边的中点,
∴S△ABD=S△ACD,
又∵S△ABD=S△ABO+S△BOD,
∴AB OEBD OFCD AC,即10×OE+4×OE=4×6,
解得OE,
∴⊙O的半径是,
故答案为.
24.(2022秋 秦淮区期中)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=2,AC=2.⊙C的半径长为1,P是△ABC边上一动点(可以与顶点重合),并且点P到⊙C的切线长为m.若满足条件的点P的位置有4个,则m的取值范围是  m  .
【解答】解:作CE⊥AB于点E,作EF切⊙C于点F,连接CF,则CF=1,
∵∠ACB=90°,BC=2,AC=2,
∴AB4,
∴4CE2×2S△ABC,
∴CE,
∵EF⊥OF,
∴∠CFE=90°,
∴EF;
作BD切⊙C于点D,连接BD,则CD=1,
∵BD⊥CD,
∴∠CDB=90°,
∴BD,
观察图形可知,点P的位置有4个需要满足的条件是EF<m<BD,
∴m的取值范围是m,
故答案为:m.
25.(2025秋 邗江区期中)如图,⊙O是△ABC的外接圆,AC=BC,且CD∥AB,连接AD交⊙O于点E.
(1)求证:CD是⊙O的切线;
(2)连接BE,若BE为直径,,AE=8,求⊙O的半径.
【解答】(1)证明:如图1,连接OA、OB、OC,
∵AC=BC,OA=OB,
∴OC是AB的垂直平分线,
∴OC⊥AB,
∵CD∥AB,
∴OC⊥CD,
又∵OC是⊙O的半径,
∴CD是⊙O的切线;
(2)解:如图2,连接BE,延长CO交AB于点F,
∵BE是直径,
∴∠BAE=90°,
由(1)得,OC是AB的垂直平分线,
∴AF=BF,∠BFC=90°,
又∵OB=OE,
∴OF是△ABE的中位线,
∴,
设OB=OC=r,
在Rt△BCF和Rt△BOF中,由勾股定理得:
BF2=BC2﹣CF2,即,
BF2=OB2﹣OF2,即BF2=r2﹣42,
∴,
90﹣r2﹣8r﹣16=r2﹣16,
2r2+8r﹣90=0,
r2+4r﹣45=0,
解得r=5或﹣9(舍),
∴⊙O的半径为5.
26.(2012 玄武区一模)如图,△ABC内接于⊙O,∠DAB=∠ACB.
(1)判断直线AD与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若∠DAB=30°,AB=1,求弦AB所对的弧长;
(3)在(2)的条件下,点C在优弧AB上运动,是否存在点C,使点O到弦BC的距离为?若有,请直接写出AC的长;若没有,请说明理由.
【解答】解:(1)直线AD与⊙O相切.理由如下:
如图1,延长AO交⊙O于点M,连接BM.
∵AM是⊙O直径,
∴∠ABM=90°(直径所对的圆周角是直角),
∴∠AMB+∠MAB=90°(直角三角形的两个锐角互余).
在⊙O中,∵∠DAB=∠ACB,且∠ACB=∠AMB(同弧所对的圆周角相等),
∴∠DAB+∠MAB=90°,即AO⊥AD;
又∵直线AD经过半径OA的外端点A,
∴直线AD与⊙O相切.
(2)连接AO、BO.
在⊙O中,∵∠DAB=∠ACB=30°,∴∠AOB=60°(同弧所对的圆周角是所对的圆心角的一半).
∵AO=BO,∴△ABO为等边三角形,∴AO=BO=AB=1
的长,或者的长;
(3)2或1.
作直径AC,则∠ABC=90°,
又∵OM⊥BC,
∴AB∥OM.
∴OMAB,
则当AC是直径时满足条件,此时AC=2;
过点O作OM2⊥BC.当BC∥AD时,垂径定理可知OM2OCAB.则△AOC是等边三角形.
则AC=OC=1.
27.(2015 南京)如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=5,AD,AB,BC分别与⊙O相切于E,F,G三点,过点D作⊙O的切线交BC于点M,切点为N,则DM的长为(  )
A. B. C. D.2
【解答】解:连接OE,OF,ON,OG,
在矩形ABCD中,
∵∠A=∠B=90°,CD=AB=4,
∵AD,AB,BC分别与⊙O相切于E,F,G三点,
∴∠AEO=∠AFO=∠OFB=∠BGO=90°,
∴四边形AFOE,FBGO是正方形,
∴AF=BF=AE=BG=2,
∴DE=3,
∵DM是⊙O的切线,
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