- 直线与圆的位置关系
- 共2291题
如图,AB是⊙O的直径,弦CD与AB垂直,并与AB相交于点E,点F为弦CD上异于点E的任意一点,连接BF、AF并延长交⊙O于点M、N.
(1)求证:B、E、F、N四点共圆;
(2)求证:AC2+BF•BM=AB2.
正确答案
证明:(1)连结BN,则AN⊥BN,
又CD⊥AB,
则∠BEF=∠BNF=90°,即∠BEF+∠BNF=180°,
则B、E、F、N四点共圆.…(5分)
(2)由直角三角形的射影原理可知AC2=AE•AB,
由Rt△BEF与Rt△BMA相似可知:,
∴BF•BM=BA•BE=BA•(BA-EA),
∴BF•BM=AB2-AB•AE,
∴BF•BM=AB2-AC2,即AC2+BF•BM=AB2.…(10分)
解析
证明:(1)连结BN,则AN⊥BN,
又CD⊥AB,
则∠BEF=∠BNF=90°,即∠BEF+∠BNF=180°,
则B、E、F、N四点共圆.…(5分)
(2)由直角三角形的射影原理可知AC2=AE•AB,
由Rt△BEF与Rt△BMA相似可知:,
∴BF•BM=BA•BE=BA•(BA-EA),
∴BF•BM=AB2-AB•AE,
∴BF•BM=AB2-AC2,即AC2+BF•BM=AB2.…(10分)
如图,PC是圆O的切线,切点为C,直线PA与圆O交于A、B两点,∠APC的平分线分别交弦CA,CB于D,E两点,已知PC=3,PB=2,则
的值为______.
正确答案
解析
解:作直线CF,连结BF,∴CF⊥PC,
∴∠PCB+∠BCF=90°,
∵CF是直径,∴∠BCF+∠F=90°,
∴∠PCB=∠F,∵∠F=∠A,∴∠PCB=∠A,
∴△PCB∽△PAC,
∴,
∵∠PCE=∠PCB=∠A,∠CPE=∠APD,
∴△PCE∽△PAD,
∴=
.
故答案为:.
(几何证明选讲选做题)如图,过点D做圆的切线与圆切于B点,作割线交圆于A,C两点,其中BD=3,AD=4,AB=2,则BC=______.
正确答案
解析
解:∵∠BDC=∠ADB,(公用角),
∵BD是圆切线,
∴∠DBC=∠BAC,(同弧圆周角和弦切角相等),
∴△DBC∽△DAB,
∴BD:AD=BC:AB,
即3:4=BC:2,
∴BC=.
故答案为:
如图,在圆内接四边形ABCD中,AB∥DC,过点A作圆的切线与CB的延长线交于点E.若AB=AD=BC=5,AE=6,则DC=______.
正确答案
解析
解:设BE=x,
∵BC=5,AE=6,AE是切线,
故AE2=BE•CE,即36=x(x+5),
解得:x=4,或x=-9(舍),
故BE=4,
∵AB=AD=5,
∴∠ABD=∠ADB,
∵AB∥DC,
∴∠ABD=∠CDB,∠C=∠ABE,
又∵∠BAE=∠ADB,
∴∠BAE=∠CBD,
∴△BCD∽△EBA,
∴DC:AB=BC:BE,
∴CD==
.
故答案为:.
(2015•河南模拟)【选修4-1:几何证明选讲】
如图,梯形ABCD内接于圆O,AD∥BC,且AB=CD,过点B引圆O的切线分别交DA、CA的延长线于点E、F.
(1)求证:CD2=AE•BC;
(2)已知BC=8,CD=5,AF=6,求EF的长.
正确答案
解:(1)因为AD∥BC,所以∠EAB=∠ABC.
又因为FB与圆O相切于点B,
所以∠EBA=∠ACB,
所以△EAB∽△ABC,
所以=
,即AB2=AE•BC,
因为AB=CD,所以CD2=AE•BC.
(2)因为AB2=AE•BC,BC=8,CD=5,AF=6,AB=CD,
所以AE==
,
因为AD∥BC,所以∠FAE=∠ACB,
又因为∠EBA=∠ACB,
所以∠FAE=∠EBA,∠F=∠F,
所以△FEA∽△FAB,
所以,
所以EF==
.
解析
解:(1)因为AD∥BC,所以∠EAB=∠ABC.
又因为FB与圆O相切于点B,
所以∠EBA=∠ACB,
所以△EAB∽△ABC,
所以=
,即AB2=AE•BC,
因为AB=CD,所以CD2=AE•BC.
(2)因为AB2=AE•BC,BC=8,CD=5,AF=6,AB=CD,
所以AE==
,
因为AD∥BC,所以∠FAE=∠ACB,
又因为∠EBA=∠ACB,
所以∠FAE=∠EBA,∠F=∠F,
所以△FEA∽△FAB,
所以,
所以EF==
.
如图,P为⊙O外一点,PA是切线,A为切点,割线PBC与⊙O相交于点B、C,且PC=2PA,D为线段PC的中点,AD的延长线交⊙O于点E.若PB=
,则PA=______;AD•DE=______.
正确答案
解析
解:∵PA是切线,A为切点,割线PBC与⊙O相交于点B,C,
∴PA2=PB•PC,
∵PC=2PA,PB=,
∴PA2=•2PA,
∴PA=;
∵PA2=PB•PC,PC=2PA,
∴PA=2PB,
∴PD=2PB,
∴PB=BD,
∴BD•DC=PB•2PB,
∵AD•DE=BD•DC,
∴AD•DE=2PB2=.
故答案为:,
.
如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,以AB为直径作圆O与斜边AB交于N,过点O作OM∥AC,交BC于M,交圆O于Q.
(Ⅰ)求证:MN是圆O的切线;
(Ⅱ)求证:MN•BC=MQ•AC+MQ•AB.
正确答案
(Ⅰ)证明:连接ON,
∵OM∥AC,
∴∠A=∠BOM,∠ANO=∠NOM,
∵OA=ON,
∴∠A=∠ANO,
∴∠BOM=∠NOM.
在△NOM和△BOM中,
∵ON=OB,∠BOM=∠NOM,OM=OM,
∴△NOM≌△BOM,
∴∠ONM=∠OBM=90°,
∴ON⊥MN,
∴MN是圆O的切线;
(Ⅱ)解:延长MO交圆O于点F,
∵△NOM≌△BOM,
∴MN=MB,
∵M是BC的中点,
∴BC=2MB,
∴MN•BC=MN•2MB=2MN2,
∵AC=2OM,AB=2OF,
∴MQ•QC+MQ•QB=MQ•(AC+AB)=MQ•(2OM+2OF)=2MQ•MF,
∵MN,MF分别是圆O的切线与割线,
∴MN2=MQ•MF,
∴MN•BC=MQ•AC+MQ•AB.
解析
(Ⅰ)证明:连接ON,
∵OM∥AC,
∴∠A=∠BOM,∠ANO=∠NOM,
∵OA=ON,
∴∠A=∠ANO,
∴∠BOM=∠NOM.
在△NOM和△BOM中,
∵ON=OB,∠BOM=∠NOM,OM=OM,
∴△NOM≌△BOM,
∴∠ONM=∠OBM=90°,
∴ON⊥MN,
∴MN是圆O的切线;
(Ⅱ)解:延长MO交圆O于点F,
∵△NOM≌△BOM,
∴MN=MB,
∵M是BC的中点,
∴BC=2MB,
∴MN•BC=MN•2MB=2MN2,
∵AC=2OM,AB=2OF,
∴MQ•QC+MQ•QB=MQ•(AC+AB)=MQ•(2OM+2OF)=2MQ•MF,
∵MN,MF分别是圆O的切线与割线,
∴MN2=MQ•MF,
∴MN•BC=MQ•AC+MQ•AB.
选修4-1几何证明选讲
已知△ABC中AB=AC,D为△ABC外接圆劣弧,
上的点(不与点A、C重合),延长BD至E,延长AD交BC的延长线于F.
(I)求证.∠CDF=∠EDF
(II)求证:AB•AC•DF=AD•FC•FB.
正确答案
证明:(I)∵A,B,C,D 四点共圆,∴∠ABC=∠CDF
又AB=AC∴∠ABC=∠ACB,
且∠ADB=∠ACB,∴∠ADB=∠CDF,7分
对顶角∠EDF=∠ADB,故∠EDF=∠CDF;
(II)由(I)得∠ADB=∠ABF
∵∠BAD=∠FAB
∴△BAD∽△FAB
∴
∴AB2=AD•AF
∵AB=AC
∴AB•AC=AD•AF
∴AB•AC•DF=AD•AF•DF
根据割线定理DF•AF=FC•FB
∴AB•AC•DF=AD•FC•FB
解析
证明:(I)∵A,B,C,D 四点共圆,∴∠ABC=∠CDF
又AB=AC∴∠ABC=∠ACB,
且∠ADB=∠ACB,∴∠ADB=∠CDF,7分
对顶角∠EDF=∠ADB,故∠EDF=∠CDF;
(II)由(I)得∠ADB=∠ABF
∵∠BAD=∠FAB
∴△BAD∽△FAB
∴
∴AB2=AD•AF
∵AB=AC
∴AB•AC=AD•AF
∴AB•AC•DF=AD•AF•DF
根据割线定理DF•AF=FC•FB
∴AB•AC•DF=AD•FC•FB
选修4-1:几何证明选讲
已知圆O直径AB=4,将线段AB延长到点P,使BP=1.作直线PT切圆O于点T.
(1)求线段PT的长;
(2)求线段AT的长.
正确答案
解:(1)由切割线定理,可得PT2=PB•PA,
∵BP=1,直径AB=4,可得AP=5
∴PT2=PB•PA=5,可得(舍负).…(5分)
(2)连接TB,由AB是圆的直径,可得∠ATB=90°,
∴AT2+BT2=AB2=16…①,
∵直线PT切圆O于点T,∴∠PTB=∠PAT,
∵∠TPB=∠APT,∴△TPB∽△APT,可得=
,
解得…②,
联解①②,可得.…(10分)
解析
解:(1)由切割线定理,可得PT2=PB•PA,
∵BP=1,直径AB=4,可得AP=5
∴PT2=PB•PA=5,可得(舍负).…(5分)
(2)连接TB,由AB是圆的直径,可得∠ATB=90°,
∴AT2+BT2=AB2=16…①,
∵直线PT切圆O于点T,∴∠PTB=∠PAT,
∵∠TPB=∠APT,∴△TPB∽△APT,可得=
,
解得…②,
联解①②,可得.…(10分)
如图,⊙O1与⊙O2相交于A、B两点,AB是⊙O2的直径,过A点作⊙O1的切线交⊙O2于点E,并与BO1的延长线交于点P,PB分别与⊙O1、⊙O2交于C,D两点.
求证:
(1)PA•PD=PE•PC;
(2)AD=AE.
正确答案
证明:(1)∵PE、PB分别是⊙O2的割线
∴PA•PE=PD•PB (2分)
又∵PA、PB分别是⊙O1的切线和割线
∴PA2=PC•PB (4分)
由以上条件得PA•PD=PE•PC(5分)
(2)连接AC、ED,设DE与AB相交于点F
∵BC是⊙O1的直径,∴∠CAB=90°
∴AC是⊙O2的切线.(6分)
由(1)知,∴AC∥ED,∴AB⊥DE,∠CAD=∠ADE(8分)
又∵AC是⊙O2的切线,∴∠CAD=∠AED
又∠CAD=∠ADE,∴∠AED=∠ADE
∴AD=AE(10分)
解析
证明:(1)∵PE、PB分别是⊙O2的割线
∴PA•PE=PD•PB (2分)
又∵PA、PB分别是⊙O1的切线和割线
∴PA2=PC•PB (4分)
由以上条件得PA•PD=PE•PC(5分)
(2)连接AC、ED,设DE与AB相交于点F
∵BC是⊙O1的直径,∴∠CAB=90°
∴AC是⊙O2的切线.(6分)
由(1)知,∴AC∥ED,∴AB⊥DE,∠CAD=∠ADE(8分)
又∵AC是⊙O2的切线,∴∠CAD=∠AED
又∠CAD=∠ADE,∴∠AED=∠ADE
∴AD=AE(10分)
如图,过圆O外一点P作该圆的两条割线PAB和PCD,分别交圆O于点A、B、C、D,弦AD和BC交于点Q,割线PEF经过点Q交圆O于点E、F,点M在EF上,且∠BAD=∠BMF.
(1)求证:PA•PB=PM•PQ;
(2)求证:∠BMD=∠BOD.
正确答案
证明:(1)∵∠=∠,
∴,,,四点共圆,
∴•=•.
(2)∵•=•,
∴•=•,
又∠=∠,
∴△∽△,
∴∠=∠,则∠=∠,
∵∠=∠,
∴∠=∠+∠=2∠,
又∠=2∠,
∴∠=∠.
解析
证明:(1)∵∠=∠,
∴,,,四点共圆,
∴•=•.
(2)∵•=•,
∴•=•,
又∠=∠,
∴△∽△,
∴∠=∠,则∠=∠,
∵∠=∠,
∴∠=∠+∠=2∠,
又∠=2∠,
∴∠=∠.
(2015秋•安徽期末)已知AB是圆O的一条弦,过点A、B分别作AE⊥AB,BF⊥AB,交弧AB上任意一点T的切线于点E、F,OT交AB于点C,求证:
(Ⅰ)∠CBT=∠CFT;
(Ⅱ)CT2=AE•BF.
正确答案
证明:(Ⅰ)∵OT⊥EF,BF⊥AB,∠CTF=∠CBF=90°,
∴∠CTF+∠CBF=180°,
∴B,C,T,F四点共圆,
∴∠CBT=∠CFT;
(Ⅱ)延长EF与ABM交于P,则△PBF∽△PTC,
∴=
①,
△PAE∽△PTC,∴=
②
①×②=
由切割线定理可得PT2=PA•PB,
∴CT2=AE•BF.
解析
证明:(Ⅰ)∵OT⊥EF,BF⊥AB,∠CTF=∠CBF=90°,
∴∠CTF+∠CBF=180°,
∴B,C,T,F四点共圆,
∴∠CBT=∠CFT;
(Ⅱ)延长EF与ABM交于P,则△PBF∽△PTC,
∴=
①,
△PAE∽△PTC,∴=
②
①×②=
由切割线定理可得PT2=PA•PB,
∴CT2=AE•BF.
(几何证明选讲选做题)如图,已知⊙O的割线PAB交⊙O于A,B两点,割线PCD经过圆心,若
,AB=2,PO=5,则⊙O的半径为______.
正确答案
2
解析
解:设⊙O的半径为R,则
∵,AB=2,PO=5,
∴PB=PA+AB=,PC=5-R,PD=5+R
由割线定理得:
PA•PB=PC•PD
即25-R2=22-1
解得R=2
故答案为2
如图,C,B,D,E四点共圆,ED与CB的延长线交于点A.若AB=4,BC=2,AD=3,则DE=______.
正确答案
5
解析
解:由割线定理可得:AD•AE=AB•AC,
∵AB=4,BC=2,AD=3,
∴3×(3+DE)=4×(4+2),
解得DE=5.
故答案为5.
如图,P是⊙O外一点,PA是切线,A为切点,割线PBC与⊙O相交于点B,C,PC=2PA,D为PC的中点,AD的延长线交⊙O于点E,证明:
(Ⅰ)BE=EC;
(Ⅱ)AD•DE=2PB2.
正确答案
证明:(Ⅰ)连接OE,OA,则∠OAE=∠OEA,∠OAP=90°,
∵PC=2PA,D为PC的中点,
∴PA=PD,
∴∠PAD=∠PDA,
∵∠PDA=∠CDE,
∴∠OEA+∠CDE=∠OAE+∠PAD=90°,
∴OE⊥BC,
∴E是的中点,
∴BE=EC;
(Ⅱ)∵PA是切线,A为切点,割线PBC与⊙O相交于点B,C,
∴PA2=PB•PC,
∵PC=2PA,
∴PA=2PB,
∴PD=2PB,
∴PB=BD,
∴BD•DC=PB•2PB,
∵AD•DE=BD•DC,
∴AD•DE=2PB2.
解析
证明:(Ⅰ)连接OE,OA,则∠OAE=∠OEA,∠OAP=90°,
∵PC=2PA,D为PC的中点,
∴PA=PD,
∴∠PAD=∠PDA,
∵∠PDA=∠CDE,
∴∠OEA+∠CDE=∠OAE+∠PAD=90°,
∴OE⊥BC,
∴E是的中点,
∴BE=EC;
(Ⅱ)∵PA是切线,A为切点,割线PBC与⊙O相交于点B,C,
∴PA2=PB•PC,
∵PC=2PA,
∴PA=2PB,
∴PD=2PB,
∴PB=BD,
∴BD•DC=PB•2PB,
∵AD•DE=BD•DC,
∴AD•DE=2PB2.
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