中考数学总复习圆压轴题专题练习(pdf,含解析)

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中考数学总复习圆压轴题专题练习(pdf,含解析)

2020 年中考数学总复习圆压轴题专题练习 1.如图,点 O 为 Rt△ABC 斜边 AB 上的一点,∠C=90°,以 OA 为半径的 ⊙O 与 BC 交于点 D,与 AC 交于点 E,连接 AD 且 AD 平分∠BAC. (1)求证:BC 是⊙O 的切线; (2)若∠BAC=60°,OA=2,求阴影部分的面积(结果保留π) (1)证明:连接 OD, ∵AD 平分∠BAC, ∴∠BAD=∠DAC, ∵AO=DO, ∴∠BAD=∠ADO, ∴∠CAD=∠ADO, ∴AC∥OD, ∵∠ACD=90°, ∴OD⊥BC, ∴BC 与 ⊙O 相切; (2)解:连接 OE,ED, ∵∠BAC=60°,OE=OA, ∴△OAE 为等边三角形, ∴∠AOE=60°, ∴∠ADE=30°, 又∵∠OAD= ∠BAC=30°, ∴∠ADE=∠OAD, ∴ED∥AO, ∴四边形 OAED 是菱形, ∴OE⊥AD,且 AM=DM,EM=OM, ∴ S△AED= S△AOD, ∴阴影部分的面积=S 扇形 ODE= = π. 2.如图,已知 AB 是⊙O 的直径,AC 是⊙O 的弦,点 E 在⊙O 外,连接 CE, ∠ACB 的平分线交⊙O 于点 D. (1)若∠BCE=∠BAC,求证:CE 是⊙O 的切线; (2)若 AD=4,BC=3,求弦 AC 的长. (1)证明:连接 OC, ∵AB 是⊙O 的直径, ∴∠ACB=90°, ∴∠ACO+∠BCO=90°, ∵OA=OC, ∴∠OAC=∠OCA, ∵∠BAC=∠BCE, ∴∠ACO=∠BCE, ∴∠BCE+∠BCO=90°, ∴∠OCE=90°, ∴CE 是⊙O 的切线; (2)解:连接 BD, ∵∠ACB 的平分线交⊙O 于点 D, ∴∠ACD=∠BCD, ∴ = , ∴AD=BD, ∵AB 是⊙O 的直径, ∴∠ADB= 90°, ∴△ADB 是等腰直角三角形, ∴AB= AD=4 , ∵BC=3, ∴AC= = = . 3.如图,AB 是⊙O 的直径,AE 平分∠BAF,交⊙O 于点 E,过点 E 作直线 ED ⊥AF,交 AF 的延长线于点 D,交 AB 的延长线于点 C. (1)求证:CD 是⊙O 的切线; (2)∠C=45°,⊙O 的半径为 2,求阴影部分面积. (1)证明:连接 OE. ∵OA=OE, ∴∠OAE=∠OEA, 又∵∠DAE=∠OAE, ∴∠OEA=∠DAE, ∴OE∥AD, ∴∠ADC=∠OEC, ∵AD⊥CD, ∴∠ADC=90°, 故∠OEC=90°. ∴OE⊥CD, ∴CD 是⊙O 的切线; (2)解:∵∠C=45°, ∴△OCE 是等腰直角三角形, ∴CE=OE=2,∠COE=45°, ∴阴影部分面积=S△OCE﹣S 扇形 OBE= 2×2﹣ =2﹣ . 4.如图①,BC 是⊙O 的直径,点 A 在⊙O 上,AD⊥BC 垂足为 D,弧 AE= 弧 AB,BE 分别交 AD、AC 于点 F、G. (1)判断△FAG 的形状,并说明理由; (2)如图②若点 E 与点 A 在直径 BC 的两侧,BE、AC 的延长线交于点 G, AD 的延长线交 BE 于点 F,其余条件不变(1)中的结论还成立吗?请说明理 由. (3)在(2)的条件下,若 BG=26,DF=5,求⊙O 的直径 BC. 解:(1)△FAG 等腰三角形; 理由:∵BC 为直径, ∴∠BAC=90°, ∴∠ABE+∠AGB=90°, ∵AD⊥BC, ∴∠ADC=90°, ∴∠ACD+∠DAC=90°, ∵弧 AE=弧 AB, ∴∠ABE=∠ACD, ∴∠DAC=∠AGB, ∴FA=FG, ∴△FAG 是等腰三角形; (2)成立; ∵BC 为直径, ∴∠BAC=90° ∴∠ABE+∠AGB=90° ∵AD⊥BC, ∴∠ADC=90°, ∴∠ACD+∠DAC=90°, ∵弧 AE=弧 AB, ∴∠ABE=∠ACD, ∴∠DAC=∠AGB, ∴FA=FG, ∴△FAG 是等腰三角形; (3)由(2)知∠DAC=∠AGB, 且∠BAD+∠DAC=90°,∠ABG+∠AGB=90°, ∴∠BAD=∠ABG, ∴AF=BF, 又∵AF=FG, ∴F 为 BG 的中点 ∵△BAG 为直角三角形, ∴AF=BF= BG=13, ∵DF=5, ∴AD=AF﹣DF=13﹣5=8, ∴在 Rt△BDF 中,BD= =12, ∴在 Rt△BDA 中,AB= =4 , ∵∠ABC=∠DBA,∠BAC=∠ADB=90° ∴△ABC∽△DBA, ∴ = , ∴ = , ∴BC= , ∴⊙O 的直径 BC= . 5.如图,已知矩形 ABCD 的边 AB=6,BC=4,点 P、Q 分别是 AB、BC 边 上的动点. (1)连接 AQ、PQ,以 PQ 为直径的⊙O 交 AQ 于点 E. ①若点 E 恰好是 AQ 的中点,则∠QPB 与∠AQP 的数量关系是 ∠QPB=2 ∠AQP ; ②若 BE=BQ=3,求 BP 的长; (2)已知 AP=3,BQ=1,⊙O 是以 PQ 为弦的圆. ①若圆心 O 恰好在 CB 边的延长线上,求⊙O 的半径; ②若⊙O 与矩形 ABCD 的一边相切,求⊙O 的半径. 解:(1)①∵点 E 恰好是 AQ 的中点,∠ABQ=90°, ∴BE=AE=EQ, ∴∠EAB=∠EBA, ∴∠QEB=2∠EBP, ∵以 PQ 为直径的⊙O 交 AQ 于点 E, ∴∠QPB=∠QEB,∠PBE=∠PQA, ∴∠QPB=2∠AQP, 故答案为:∠QPB=2∠AQP; ②∵BE=BQ, ∴∠BEQ=∠BQE,且∠BPQ=∠BEQ, ∴∠BPQ=∠BQE, ∴tan∠BPQ=tan∠BPQ, ∴ , ∴ , ∴BP= (2)①如图 1,过点 O 作 OE⊥PQ, ∵AP=3,AB=6, ∴BP=3, ∴PQ= = = , ∵OE⊥PQ, ∴QE=PE= , ∵cos∠PQB= = , ∴ = ∴OQ=5, ∴⊙O 的半径为 5; ②如图 2,若⊙O 与 BC 相切于点 Q,连接 OQ,过点 O 作 OE⊥PQ 于 E, ∴EQ=PE= , ∵BC 是⊙O 切线, ∴OQ⊥BC,且 AB⊥BC, ∴OQ∥AB, ∴∠OQP=∠BPQ, ∴cos∠OQP=cos∠BPQ, ∴ , ∴ ∴OQ= ; 如图 3,若⊙O 与 AB 相切于点 P,连接 OP,过点 O 作 OE⊥PQ 于 E, ∴EQ=PE= , ∵AB 是⊙O 切线, ∴OP⊥AB,且 AB⊥BC, ∴OP∥BC, ∴∠OPQ=∠PQB, ∴cos∠OPQ=cos∠PQB, ∴ ∴ , ∴OP=5; 如图 4,若⊙O 与 AD 相切于点 M,连接 OM,OQ,OP,延长 MO 交 BC 于 F,作 OH⊥AB 于 H 点, ∴ OM⊥AD,且 BC∥AD, ∴OF⊥BC, ∵∠A=∠B=∠AMO=∠OFB=∠OHB=90°, ∴四边形 AHOM,OHBF 是矩形, ∴OM=AH,OH=BF, ∵OQ2=OF2+FQ2,OP2=OH2+PH2, ∴OQ2=(6﹣OQ)2+(BF﹣1)2,OQ2=BF2+(OQ﹣3)2, ∴OQ=5﹣ 若图 5,若⊙O 与 CD 相切于点 N,连接 ON,OQ,OP,延长 NO 交 BC 于 E,作 OH⊥BC 于 H 点, 同理可得:OP2=PE2+OE2,OQ2=OH2+QH2, ∴OQ2=(3﹣OH)2+(4﹣OQ)2,OQ2=OH2+(4﹣OQ﹣1)2, ∴OQ=35﹣6 . 6.如图,在矩形 ABCD 中,E 是 BC 上一点,连接 AE,将矩形沿 AE 翻折,使 点 B 落在 CD 边 F 处,连接 AF,在 AF 上取一点 O,以点 O 为圆心,OF 为 半径作⊙O 与 AD 相切于点 P.AB=6,BC= , (1)求证:F 是 DC 的中点. (2)求证:AE=4CE. (3)求图中阴影部分的面积. (1)证明:由折叠的性质可知,AF=AB=6, 在 Rt△ADF 中,DF= = =3, ∴CF=DC﹣DF=3, ∴DF=FC,即 F 是 CD 的中点; (2)证明:在 Rt△ADF 中,DF=3,AF=6, ∴∠DAF=30◦, ∴∠BAF=60◦, 由折叠的性质可知,∠EAF=∠EAB,∠AFE=∠B=90°, ∴∠EAF=∠EAB=30°, ∴AE=2EF, ∠EFC=180°﹣∠AFD﹣∠AFE=30◦, ∴EF=2CE, ∴AE=4CE; (3)解:连接 OP、OH、PH, ∵⊙O 与 AD 相切于点 P, ∴OP⊥AD, ∴OP∥DF, ∵∠DAF=30°, ∴∠AOP=90°﹣∠DAF=60°,OF=OP= OA, ∴∠OFH=∠AOP=60°,OP=OF=2, ∴AP= =2 , ∴DP=AD﹣AP= , ∵∠OFH=60°,OH=OF, ∴△OHF 为等边三角形, ∴∠FOH=∠OHF=60°,HF=OF=2, ∴DH=DF﹣HF=1, ∵OP∥DF, ∴∠POH=∠OHF=60°, ∴∠POH=∠HOF, ∴ = , ∴阴影部分的面积=△PDH 的面积= ×DH×DP= . 7.如图,Rt△ABC 中,∠ABC=90°,以 AB 为直径作⊙O 交 AC 于点 D,连 接 BD. (1)求证:∠A=∠CBD. (2)若 AB=10,AD=6,M 为线段 BC 上一点,请写出一个 BM 的值,使 得直线 DM 与⊙O 相切,并说明理由. (1)证明:∵AB 为⊙O 直径, ∴∠ADB=90°, ∴∠A+∠ABD=90°. ∵∠ABC=90°, ∴∠CBD+∠ABD=90°, ∴∠A=∠CBD; (2)BM= . 理由如下: 如图,连接 OD,DM, ∵∠ADB=90°,AB=10,AD=6, ∴BD= =8,OA=5, ∵∠A=∠CBD, ∵Rt△CBD∽Rt△BAD, ∴ = ,即 = ,解得 BC= 取 BC 的中点 M,连接 DM、OD,如图, ∵DM 为 Rt△BCD 斜边 BC 的中线, ∴DM=BM, ∵∠2=∠4, ∵OB=OD, ∴∠1=∠3, ∴∠1+∠2=∠3+∠4=90°,即∠ODM=90°, ∴OD⊥DM, ∴DM 为⊙O 的切线, 此时 BM= BC= . 8.如图,AB 是⊙O 的直径,直线 MC 与⊙O 相切于点 C.过点 A 作 MC 的 垂线,垂足为 D,线段 AD 与⊙O 相交于点 E. (1)求证:AC 是∠DAB 的平分线; (2)若 AB=10,AC=4 ,求 AE 的长. (1)证明:连接 OC, ∵直线 MC 与⊙O 相切于点 C, ∴∠OCM=90°, ∵AD⊥CD, ∴∠ADM=90°, ∴∠OCM=∠ADM, ∴OC∥AD, ∴∠DAC=∠ACO, ∵OA=OC, ∴∠ACO=∠CAO, ∴∠DAC=∠CAB,即 AC 是∠DAB 的平分线; (2)解:连接 BC,连接 BE 交 OC 于点 F, ∵AB 是⊙O 的直径, ∴∠ACB=∠AEB=90°, ∵AB=10,AC=4 , ∴BC= = =2 , ∵OC∥AD, ∴∠BFO=∠AEB=90°, ∴∠CFB=90°,F 为线段 BE 中点, ∵∠CBE=∠EAC=∠CAB,∠CFB=∠ACB, ∴△CFB∽△BCA. ∴ = ,即 = , 解得,CF=2, ∴OF=OC﹣CF=3. ∵O 为直径 AB 中点,F 为线段 BE 中点, ∴AE=2OF=6. 9.如图,AB 是⊙O 的直径,点 C 是圆上一点,点 D 是半圆的中点,连接 CD 交 OB 于点 E,点 F 是 AB 延长线上一点,CF=EF. (1)求证:FC 是⊙O 的切线; (2)若 CF=5,tanA= ,求⊙O 半径的长. (1)证明:如图,连接 OD. ∵点 D 是半圆的中点, ∴∠AOD=∠BOD=90°, ∴∠ODC+∠OED=90°, ∵OD=OC, ∴∠ODC=∠OCD. 又∵CF=EF, ∴∠FCE=∠FEC. ∵∠FEC=∠OED, ∴∠FCE=∠OED. ∴∠FCE+∠OCD=∠OED+∠ODC=90°, 即 FC⊥OC, ∴FC 是⊙O 的切线; (2)解:∵tanA= , ∴在 Rt△ABC 中, = , ∵∠ACB=∠OCF=90°, ∴∠ACO=∠BCF=∠A, ∵△ACF∽△CBF, ∴ = = = . ∴AF=10, ∴CF2=BF•AF. ∴BF= . ∴AO= = . 10.如图,AB 是⊙O 的直径,弦 DE 垂直半径 OA,C 为垂足,DE=6,连接 DB,∠B=30°,过点 E 作 EM∥BD,交 BA 的延长线于点 M. (1)求的半径; (2)求证:EM 是⊙O 的切线; (3)若弦 DF 与直径 AB 相交于点 P,当∠APD=45°时,求图中阴影部分 的面积. 解:(1)连结 OE, ∵DE 垂直 OA,∠B=30°, ∴CE= DE=3, , ∴∠AOE=2∠B=60°, ∴∠CEO=30°,OC= OE, 由勾股定理得 OE=2 ; (2)∵EM∥BD, ∴∠M=∠B=30°,∠M+∠AOE=90°, ∴∠OEM=90°,即 OE⊥ME, ∴EM 是⊙O 的切线; (3)再连结 OF, 当∠APD=45°时,∠EDF=45°, ∴∠EOF=90°, S 阴影= π(2 )2﹣ (2 )2=3π﹣6. 11.如图,Rt△ABC 中,∠C=90°.BE 平分∠ABC 交 AC 于点 D,交△ABC 的外接圆于点 E,过点 E 作 EF⊥BC 交 BC 的延长线于点 F.请补全图形后完 成下面的问题: (1)求证:EF 是△ABC 外接圆的切线; (2)若 BC=5,sin∠ABC= ,求 EF 的长. (1)证明:补全图形如图所示, ∵△ABC 是直角三角形, ∴△ABC 的外接圆圆心 O 是斜边 AB 的中点. 连接 OE, ∴OE=OB. ∴∠2=∠3, ∵BE 平分∠ABC, ∴∠1=∠2, ∴∠1=∠3. ∴OE∥BF. ∵EF⊥BF, ∴EF⊥OE, ∴EF 是△ABC 外接圆的切线; (2)解:在 Rt△ABC 中,BC=5,sin∠ABC= , ∴ = . ∵AC2+BC2=AB2, ∴AC=12. ∵∠ACF=∠CFE=∠FEH=90°, ∴四边形 C FEH 是矩形. ∴EF=HC,∠EHC=90°. ∴EF=HC= AC=6. 12.我们定义:如果圆的两条弦互相垂直,那么这两条弦互为“十字弦”,也把 其中的一条弦叫做另一条弦的“十字弦”.如:如图,已知⊙O 的两条弦 AB ⊥CD,则 AB、CD 互为“十字弦”,AB 是 CD 的“十字弦”,CD 也是 AB 的“十字弦”. (1)若⊙O 的半径为 5,一条弦 AB=8,则弦 AB 的“十字弦”CD 的最大 值为 10 ,最小值为 6 . (2)如图 1,若⊙O 的弦 CD 恰好是⊙O 的直径,弦 AB 与 CD 相交于 H, 连接 AC,若 AC=12,DH=7,CH=9,求证:AB、CD 互为“十字弦”; (3)如图 2,若⊙O 的半径为 5,一条弦 AB=8,弦 CD 是 AB 的“十字弦”, 连接 AD,若∠ADC=60°,求弦 CD 的长. 解:(1)如图 a,当 CD 是直径时,CD 的长最大,则 CD 的最大值为 10; 如图 b,当点 D 与点 A 重合时,CD 有最小值, 过点 O 作 OE⊥CD 于 E,OF⊥AB 于 F, ∴AF=BF=4,DE=CE, ∴OF= = =3, ∵OE⊥CD,OF⊥AB,∠CDB=90°, ∴四边形 CEOF 是矩形, ∴CE=OF=3, ∴CD=6, ∴CD 最小值为 6, 故答案为:10,6; (2)如图 1,连接 AD, ∵DH=7,CH=9, ∴CD=16, ∵CD 是直径, ∴∠CAD=90°, ∴AD= = =4 , ∵ , = , ∴ ,∠ADH=∠ADC, ∴△ADH∽△CDA, ∴∠AHD=∠CAD=90°, ∴AB⊥CD, ∴AB、CD 互为“十 字弦”; (3)如图 2,过点 O 作 OE⊥CD 于 E,过点 O 作 OF⊥AB 于点 F,连接 AO, CO,过点 O 作 ON⊥AC 于 N, ∵∠ADC=60°,AB⊥CD, ∴AF= DF, ∵OE⊥CD,OF⊥AB,AB⊥CD, ∴四边形 OEHF 是矩形,AF=BF=4,CE=ED, ∴OF=EH, ∵OF= = =3, ∴EH=3, ∴ED=CE=3+DH, ∴CF=3+2DH, ∵∠AOC=2∠ADC=120°,且 AO=CO=5,ON⊥AC, ∴∠CAO=30°,AN=CN, ∴NO= ,AN= , ∴AC=5 , ∵AH2+CH2=AC2, ∴75=3DH2+(3+2DH)2, ∴DH=2 ﹣ , ∴CD=2CE=2(3+2 ﹣ )= . 13.如图,AB 是⊙O 的弦,AB=4,点 P 在 上运动(点 P 不与点 A、B 重 合),且∠APB=30°,设图中阴影部分的面积为 y. (1)⊙O 的半径为 4 ; (2)若点 P 到直线 AB 的距离为 x,求 y 关于 x 的函数表达式,并直接写出 自变量 x 的取值范围. 解:(1)∵∠AOB=2∠APB=2×30°=60°, 而 OA=OB, ∴△OAB 为等边三角形, ∴OA=AB=4, 即⊙O 的半径为 4; 故答案为 4; (2)过点 O 作 OH⊥AB,垂足为 H,如图, 则∠OHA=∠OHB=90° ∵∠APB=30° ∴∠AOB=2∠APB=60°, ∵OA=OB,OH⊥AB, ∴AH=BH= AB=2, 在 Rt△AHO 中,∠AHO=90°,AO=4,AH=2, ∴OH= =2 , ∴y= ﹣ ×4×2 + ×4×x =2x+ π﹣4 (0<x≤2 +4). 14.如图,四边形 ABCD 内接于⊙O,AC 为⊙O 的直径,D 为 的中点,过 点 D 作 DE∥AC,交 BC 的延长线于点 E. (1)判断 DE 与⊙O 的位置关系,并说明理由; (2)若 CE= ,AB=6,求⊙O 的半径. (1)解:结论:DE 与⊙O 相切 证:连接 OD 在⊙O 中,∵D 为 的中点, ∴ = , ∴AD=DC, ∵AD=DC,点 O 是 AC 的中点, ∴OD⊥AC, ∴∠DOA=∠DOC=90°, ∵DE∥AC, ∴∠DOA=∠ODE=90°, ∵∠ODE=90°, ∴OD⊥DE, ∵OD⊥DE,DE 经过半径 OD 的外端点 D, ∴DE 与⊙O 相切. (2)解:连接 BD. ∵四边形 ABCD 是⊙O 的内接四边形, ∴∠DAB+∠DCB=180°, 又∵∠DCE+∠DCB=180°, ∴∠DAB=∠DCE, ∵AC 为⊙O 的直径,点 D、B 在⊙O 上, ∴∠ADC=∠ABC=90°, ∵ = , ∴∠ABD=∠CBD=45°, ∵AD=DC,∠ADC=90°, ∴∠DAC=∠DCA=45°, ∵DE∥AC, ∴∠DCA=∠CDE=45°, 在△ABD 和△CDE 中, ∵∠DAB=∠DCE,∠ABD=∠CDE=45°, ∴△ABD∽△CDE, ∴ = , ∴ = , ∴AD=DC=4 , 在 Rt△ADC 中,∠ADC=90°,AD=DC=4 , ∴AC= = =8, ∴⊙O 的半径为 4. 15.(1)如图①,点 A,B,C 在⊙O 上,点 D 在⊙O 外,比较∠A 与∠BDC 的大小,并说明理由; (2)如图②,点 A,B,C 在⊙O 上,点 D 在⊙O 内,比较∠A 与∠BDC 的大小,并说明理由; (3)利用上述两题解答获得的经验,解决如下问题: 在平面直角坐标系中,如图③,已知点 M(1,0),N(4,0),点 P 在 y 轴 上,试求当∠MPN 度数最大时点 P 的坐标. 解:(1)∠A>∠BDC,理由如下: 设 CD 交⊙O 于 E,连接 BE,如图 1 所示: ∠BEC=∠BDC+∠DBE, ∴∠BEC>∠BDC, ∵∠A=∠BEC, ∴∠A>∠BDC; (2)∠A<∠BDC,理由如下: 延长 CD 交⊙O 于点 F,连接 BF,如图 2 所示: ∵∠BDC=∠BFC+∠FBD, ∴∠BDC>∠BFC, 又∵∠A=∠BFC, ∴∠A<∠BDC; (3)由(1)、(2)可得:当点 P 是经过 M、N 两点的圆和 y 轴相切的切点时, ∠MPN 度数最大, ①当点 P 在 y 轴的正半轴上时,如图 3 所示: 设⊙O′为点 P 是经过 M、N 两点的圆和 y 轴相切的切点的圆, 连接 O′P、O′M、O′N,作 O′H⊥MN 于 H,则四边形 OPO′H 是矩 形,MH=HN, ∴OP=O′H,O′P=OH=O′M, ∵M(1,0),N(4,0), ∴OM=1,MN=3, ∴MH=HN= MN= , 设 O′P=OH=O′M=x, MH=OH﹣OM=x﹣1, ∴x﹣1= , ∴x= , ∴O′H= = =2, ∴OP=2, ∴点 P 的坐标为(0,2); ②当点 P 在 y 轴的负半轴上时,如图 4 所示: 同理可得 O′H=OP=2, ∴点 P 的坐标为(0,﹣2); 综上所述, 当∠MPN 度数最大时点 P 的坐标为(0,2)或(0,﹣2).
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