- 直线与圆的位置关系
- 共2291题
选修4-1:几何证明选讲
如图,已知PA与圆O相切于点A,经过点O的割线PBC交圆O于B、C两点,∠APC的平分线分别交AB、AC于点D、E.
(I)证明:AD=AE;
(II)已知的值.
正确答案
(I)证明:PA与圆O相切于点A,AB是弦,
∴∠PAB=∠C,
又∵∠APD=∠CPE,
∴∠PAB+∠APD=∠C+∠CPE,
∵∠ADE=∠PAB+∠APD,
∠AED=∠C+∠CPE,
∴∠ADE=∠AED,
∴AD=AE.
(II)解:由(I)知∠PAB=∠C=30°,
∵∠APC=∠BPA,
△APC∽△BPA,
∴.
∵BC是圆O的直径,∴∠BAC=90°.
在Rt△ABC中,C=30°,
,
∴.
解析
(I)证明:PA与圆O相切于点A,AB是弦,
∴∠PAB=∠C,
又∵∠APD=∠CPE,
∴∠PAB+∠APD=∠C+∠CPE,
∵∠ADE=∠PAB+∠APD,
∠AED=∠C+∠CPE,
∴∠ADE=∠AED,
∴AD=AE.
(II)解:由(I)知∠PAB=∠C=30°,
∵∠APC=∠BPA,
△APC∽△BPA,
∴.
∵BC是圆O的直径,∴∠BAC=90°.
在Rt△ABC中,C=30°,
,
∴.
【几何证明选讲选做题】
如图,P是⊙O外一点,PD为切线,D为切点,割线PEF经过圆心O,若PF=12,PD=4,求∠P的度数.
正确答案
解:连接DO;
∵PD为切线,PEF为割线,由切割线定理
PD2=PE•PF;
∵PD=4,PF=12,
∴PE=4,
∴EF=PF-PE=8,EO=4;
∵PD为切线,D为切点,
∴OD⊥PD;
∵在Rt△PDO中,OD=4,PD=4,
∴∠DPO=30°.
解析
解:连接DO;
∵PD为切线,PEF为割线,由切割线定理
PD2=PE•PF;
∵PD=4,PF=12,
∴PE=4,
∴EF=PF-PE=8,EO=4;
∵PD为切线,D为切点,
∴OD⊥PD;
∵在Rt△PDO中,OD=4,PD=4,
∴∠DPO=30°.
(考生注意:请在下列三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题评分)
A.(不等式选做题)不等式|x+1|≥|x+2|的解集为______.
B.(几何证明选做题)如图所示,过⊙O外一点P作一条直线与⊙O交于A,B两点,
已知PA=2,点P到⊙O的切线长PT=4,则弦AB的长为______.
C.(坐标系与参数方程选做题)若直线3x+4y+m=0与圆(θ为参数)没有公共点,则实数m的取值范围是______.
正确答案
6
(-∞,0)∪(10,+∞)
解析
解:A:不等式|x+1|≥|x+2|可化为
(x+1)2≥(x+2)2
即2x+1≥4x+4
解得x≤-
故不等式|x+1|≥|x+2|的解集为
故答案为:
B:由切割线定理可得:
PT2=PA•PB
∵PA=2,PT=4
∴PB=8
∴AB=6
故答案为:6
C:圆的圆心为(1,-2)半径为1
若直线3x+4y+m=0与圆(θ为参数)没有公共点
则表示圆心到直线的距离大于半径
即
即|m-5|>5
解得m∈(-∞,0)∪(10,+∞)
故答案为:(-∞,0)∪(10,+∞)
如图,已知AB为半圆O的直径,C为圆弧上一点,过点C作半圆的切线CF,过点A作CF的垂线,垂足为D,AD交半圆于点E,连结EC,BC,AC.
(Ⅰ)证明:AC平分∠BAD;
(Ⅱ)若AB=3,DE=,求△ABC的面积.
正确答案
(Ⅰ)证明:由CD为半圆O的切线,根据弦切角定理得∠DCA=∠CBA,
又因为∠CDA=∠BCA=90°,得∠BAC=∠CAD,
所以AC平分∠BAD;…(5分)
(Ⅱ)解:由CD为半圆O的切线,根据弦切角定理得∠DCE=∠CDA,
又因为∠CAD=∠CAB,所以∠DCE=∠CAB,
可得△DCE∽△CAB,则,
又因为EC=BC,AB=3,DE=,
所以BC=,即S△ABC
.…(10分)
解析
(Ⅰ)证明:由CD为半圆O的切线,根据弦切角定理得∠DCA=∠CBA,
又因为∠CDA=∠BCA=90°,得∠BAC=∠CAD,
所以AC平分∠BAD;…(5分)
(Ⅱ)解:由CD为半圆O的切线,根据弦切角定理得∠DCE=∠CDA,
又因为∠CAD=∠CAB,所以∠DCE=∠CAB,
可得△DCE∽△CAB,则,
又因为EC=BC,AB=3,DE=,
所以BC=,即S△ABC
.…(10分)
如图,已知PE是⊙O的切线,切点为E,PAB,PCD都是⊙O的割线,且PAB经过圆心O,过点P直线与直线BC,BD分别交于点M,N,且PE2=PM•PN.
(Ⅰ)求证D,C,M,N四点共圆;
(Ⅱ)求证PB⊥PN.
正确答案
证明:(Ⅰ)∵PE是⊙O的切线,∴PE2=PC•PD,
又∵PE2=PM•PN,
∴,
又∵∠CPM=∠NPD,
∴△PCM∽△PND,
∴∠PCM=∠PND,
∴∠DCM+∠PND=180°,
∴D,C,M,N四点共圆.---------(5分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知∠BCD=∠PND,
由圆周角定理得∠BCD+∠NBP=90°,∠PND+∠NBP=90°,
∴∠BPN=90°,∴PB⊥PN.-------------(10分)
解析
证明:(Ⅰ)∵PE是⊙O的切线,∴PE2=PC•PD,
又∵PE2=PM•PN,
∴,
又∵∠CPM=∠NPD,
∴△PCM∽△PND,
∴∠PCM=∠PND,
∴∠DCM+∠PND=180°,
∴D,C,M,N四点共圆.---------(5分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知∠BCD=∠PND,
由圆周角定理得∠BCD+∠NBP=90°,∠PND+∠NBP=90°,
∴∠BPN=90°,∴PB⊥PN.-------------(10分)
如图所示,直线PB与圆O相切于点B,D是弦AC上的点,∠PBA=∠DBA.若AD=2,AC=8,则AB=______.
正确答案
4
解析
解:∵直线PB与圆O相切于点B,∴∠PBA=∠C.
又∠PBA=∠DBA,
∴∠DBA=∠C.
又∠A公用,
∴△ABD∽△ACB,
∴,
∴AB==
=4.
故答案为:4.
如图,AB、AC都是圆O的弦,OM⊥AB,ON⊥AC,垂足分别为M、N,如果MN=3,那么BC=______.
正确答案
6
解析
解:因为OM⊥AB,ON⊥AC,垂足分别为M、N,
所以:M,N分别为AB,AC的中点;
所以:MNBC;
∴BC=2MN=6.
故答案为:6.
(几何证明选讲选做题)
如图,AB和AC是圆的两条弦,过点B作圆的切线与AC的延长线相交于D.过点C作BD的平行线与圆交于点E,与AB相交于点F,AF=3,FB=1,EF=,则线段CD的长为______.
正确答案
解:由相交弦定理可得:3×1=×FC,∴FC=2
∵BD∥CF,∴,∴BD=
设CD=x,则AD=4x,∵BD是圆的切线,
∴由切割线定理可得
∴x=
故答案为:
解析
解:由相交弦定理可得:3×1=×FC,∴FC=2
∵BD∥CF,∴,∴BD=
设CD=x,则AD=4x,∵BD是圆的切线,
∴由切割线定理可得
∴x=
故答案为:
如图,四边形ABCD内接于⊙O,BC是直径,MN切⊙O于A,∠MAB=25°,则∠B=______.
正确答案
65°
解析
解:连接BD,AC,根据弦切角定理∠MAB=∠ACB=∠ADB=25°
∵∠D所对的弧是,
∴∠D=∠ADB+∠BDC=25°+90°=115°,
∴∠B=180°-115°=65°.
故答案为:65°.
如图,已知PA与圆O相切于点A,半径OB⊥OP,AB交PO于点C.
(1)求证:PA=PC;
(2)若圆O的半径为3,PO=5,求线段AC的长度.
正确答案
(1证明:∵PA与圆O相切于点A,
∴∠PAB=∠ADB
∵BD为圆O的直径,
∴∠BAD=90°
∴∠ADB=90°-∠B
∵BD⊥OP,
∴∠BCO=90°-∠B
∴∠BCO=∠PCA=∠PAB
即△PAC为等腰三角形
∴PA=PC;…(5分)
(2)解:假设PO与圆O相交于点M,延长PO交圆O于点N.
∵PA与圆O相切于点A,PMN是圆O的割线,
∴PA2=PM•PN=(PO-OM)(PO+ON).
∵PO=5,OM=ON=3,∴PA=4.
由(1)知PC=PA=4,∴OC=1.
在Rt△OAP中,cos∠AOP==
.
∴AC2=9+1-2×3×1×=
.
∴AC=.…(10分)
解析
(1证明:∵PA与圆O相切于点A,
∴∠PAB=∠ADB
∵BD为圆O的直径,
∴∠BAD=90°
∴∠ADB=90°-∠B
∵BD⊥OP,
∴∠BCO=90°-∠B
∴∠BCO=∠PCA=∠PAB
即△PAC为等腰三角形
∴PA=PC;…(5分)
(2)解:假设PO与圆O相交于点M,延长PO交圆O于点N.
∵PA与圆O相切于点A,PMN是圆O的割线,
∴PA2=PM•PN=(PO-OM)(PO+ON).
∵PO=5,OM=ON=3,∴PA=4.
由(1)知PC=PA=4,∴OC=1.
在Rt△OAP中,cos∠AOP==
.
∴AC2=9+1-2×3×1×=
.
∴AC=.…(10分)
(几何证明选做题)如图,已知圆中两条弦AB与CD相交于点F,E是AB延长线上一点,且DF=CF=
,AF:FB:BE=4:2:1,若CE与圆相切,则线段CE的长为______.
正确答案
解析
解:设AF=4k,BF=2k,BE=k,由DF•FC=AF•BF,得2=8k2,即k=.
∴AF=2,BF=1,BE=,AE=
;
由切割定理得CE2=BE•EA=×
=
.
∴CE=.
故答案为:.
如图,已知在△ABC中,∠B=90°,O是AB上一点,以O为圆心,OB为半径的圆与AB交于点E,与AC切于点D,AD=2,AE=1,则BC的长为______.
正确答案
3
解析
解:连接OD、DE、DB,设⊙O半径为r,
∵CD为⊙O切线,∴∠ODA=90°,
∵BE为⊙O直径,∴∠BDE=90°,
∴∠ADE=∠BDO,
∵OB=OD,∴∠OBD=∠ODB,
∵∠DAE=∠BAD,
∴△ADE∽△ABD,
∴,
∵AD=2,AE=1,
∴,
∴r=,
∵∠B=90°,∴CB为⊙O切线,
∴CB2+AB2=AC2,
∴CB2+42=(2+CB)2,
∴CB=3.
故答案为:3.
如图,Rt△ABC的斜边长为定值2cm,以斜边的中点O为圆心作半径为n的圆,BC的延长线交圆于P、Q两点,求证:|AP|2+|AQ|2+|PQ|2为定值.
正确答案
解:由题意,OA=OB=1,OP=OQ=n
△AOP中,根据余弦定理AP2=OA2+OP2-2OA•OPcos∠AOP
同理△AOQ中,AQ2=OA2+OQ2-2OA•OQcos∠AOQ
因为∠AOP+∠AOQ=180°,
所以|AP|2+|AQ|2+|PQ|2=2OA2+2OP2+PQ2=2+2n2+(2n)2=2+6n2为定值.
解析
解:由题意,OA=OB=1,OP=OQ=n
△AOP中,根据余弦定理AP2=OA2+OP2-2OA•OPcos∠AOP
同理△AOQ中,AQ2=OA2+OQ2-2OA•OQcos∠AOQ
因为∠AOP+∠AOQ=180°,
所以|AP|2+|AQ|2+|PQ|2=2OA2+2OP2+PQ2=2+2n2+(2n)2=2+6n2为定值.
如图,A,B,C,D是⊙O上的四个点,过点B的切线与DC的延长线交于点E.若∠BCD=110°,则∠DBE=( )
正确答案
解析
解:∵A,B,C,D是⊙O上的四个点,∴∠A+∠BCD=180°,
∵∠BCD=110°,∴∠A=70°.
∵BE与⊙O相切于点B,∴∠DBE=∠A=70°.
故选B.
如图,AB是⊙O的直径,C、F是⊙O上的点,OC垂直于直径AB,过F点作⊙O的切线交AB的延长线于D.连结CF交AB于E点.
(Ⅰ)求证:DE2=DB•DA;
(Ⅱ)若⊙O的半径为4,OB=
OE,求EF的长.
正确答案
(Ⅰ)证明:连结OF.
∵DF切⊙O于F,
∴∠OFD=90°,
∴∠OFC+∠CFD=90°.
∵OC=OF,
∴∠OCF=∠OFC.
∵CO⊥AB于O,
∴∠OCF+∠CEO=90°.
∴∠CFD=∠CEO=∠DEF,
∴DF=DE.
∵DF是⊙O的切线,
∴DF2=DB•DA.
∴DE2=DB•DA …(5分)
(Ⅱ)解:由题意,,CO=
,
.
∵CE•EF=AE•EB=(+4)(
-4)=32,
∴EF=4. …(10分)
解析
(Ⅰ)证明:连结OF.
∵DF切⊙O于F,
∴∠OFD=90°,
∴∠OFC+∠CFD=90°.
∵OC=OF,
∴∠OCF=∠OFC.
∵CO⊥AB于O,
∴∠OCF+∠CEO=90°.
∴∠CFD=∠CEO=∠DEF,
∴DF=DE.
∵DF是⊙O的切线,
∴DF2=DB•DA.
∴DE2=DB•DA …(5分)
(Ⅱ)解:由题意,,CO=
,
.
∵CE•EF=AE•EB=(+4)(
-4)=32,
∴EF=4. …(10分)
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