- 直线与圆的位置关系
- 共2291题
选作题,本题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答.若多做,则按作答的前两题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
A.(几何证明选讲)
如图,已知两圆交于A、B两点,过点A、B的直线分别与两圆交于P、Q和M、N.求证:PM∥QN.
B.(矩阵与变换)
已知矩阵A的逆矩阵A-1=,求矩阵A.
C.(极坐标与参数方程)
在平面直角坐标系xOy中,过椭圆在第一象限处的一点P(x,y)分别作x轴、y轴的两条垂线,垂足分别为M、N,求矩形PMON周长最大值时点P的坐标.
D.(不等式选讲)
已知关于x的不等式|x-a|+1-x>0的解集为R,求实数a的取值范围.
正确答案
解:A.连接AB,易得∠ABN=∠APM,∠ABN+∠AQN=π,
所以∠APM+∠AQN=π,
又点P,A,Q三点共线,
故PM∥QN.
B.设,则由AA-1=E得
,
解得所以
.
C.设(α为参数),
则矩形PMON周长的一半为:,
所以,当时,矩形PMON周长取最大值4×2=8,
此时,点P(3,1).
D.证明:若x-1<0,则a∈R;
若x-1≥0,则(x-a)2>(x-1)2对任意的x∈[1,+∞)恒成立,
即(a-1)[(a+1)-2x]>0对任意的x∈[1,+∞)恒成立,
所以或
对任意的x∈[1,+∞)恒成立,
解得a<1.
解析
解:A.连接AB,易得∠ABN=∠APM,∠ABN+∠AQN=π,
所以∠APM+∠AQN=π,
又点P,A,Q三点共线,
故PM∥QN.
B.设,则由AA-1=E得
,
解得所以
.
C.设(α为参数),
则矩形PMON周长的一半为:,
所以,当时,矩形PMON周长取最大值4×2=8,
此时,点P(3,1).
D.证明:若x-1<0,则a∈R;
若x-1≥0,则(x-a)2>(x-1)2对任意的x∈[1,+∞)恒成立,
即(a-1)[(a+1)-2x]>0对任意的x∈[1,+∞)恒成立,
所以或
对任意的x∈[1,+∞)恒成立,
解得a<1.
AB是⊙O的直径,D为⊙O上一点,过点D作⊙O的切线交AB延长线于C,若DA=DC,求证:AB=2BC.
正确答案
证明:法一:连接OD,则:OD⊥DC,
又OA=OD,DA=DC,
所以∠DAO=∠ODA=∠DCO,
∠DOC=∠DAO+∠ODA=2∠DCO,
所以∠DCO=30°,∠DOC=60°,
所以OC=2OD,
即OB=BC=OD=OA,
所以AB=2BC.
证法二:连接OD、BD.
因为AB是圆O的直径,所以∠ADB=90°,
AB=2OB.
因为DC是圆O的切线,所以∠CDO=90°.
又因为DA=DC,所以∠DAC=∠DCA,
于是△ADB≌△CDO,从而AB=CO.
即2OB=OB+BC,得OB=BC.故AB=2BC.
解析
证明:法一:连接OD,则:OD⊥DC,
又OA=OD,DA=DC,
所以∠DAO=∠ODA=∠DCO,
∠DOC=∠DAO+∠ODA=2∠DCO,
所以∠DCO=30°,∠DOC=60°,
所以OC=2OD,
即OB=BC=OD=OA,
所以AB=2BC.
证法二:连接OD、BD.
因为AB是圆O的直径,所以∠ADB=90°,
AB=2OB.
因为DC是圆O的切线,所以∠CDO=90°.
又因为DA=DC,所以∠DAC=∠DCA,
于是△ADB≌△CDO,从而AB=CO.
即2OB=OB+BC,得OB=BC.故AB=2BC.
如图,已知AB是⊙O的直径,AB⊥CD于E,切线BF交AD的延长线于F,若AB=10,CD=8,则切线BF的长是______.
正确答案
解:连接OD,
AB⊥CD于E,根据垂径定理得到DE=4,
在直角△ODE中,根据勾股定理得到OE=3,因而AE=8,
易证△ABF∽△AED,得到=
=
,
解得BF=5.
故填:5.
解析
解:连接OD,
AB⊥CD于E,根据垂径定理得到DE=4,
在直角△ODE中,根据勾股定理得到OE=3,因而AE=8,
易证△ABF∽△AED,得到=
=
,
解得BF=5.
故填:5.
如图,已知AB,CD是外离两圆⊙O1,与⊙O2的外公共切线,切点为A,B,C,求证:A,B,C,D四点共圆.
正确答案
证明:连接AC,O1A,O1C,BD,O2B,O2D,则
因为AB,CD是外离两圆⊙O1,与⊙O2的外公共切线,
所以△O1AC∽△O2BD,
所以∠O1CA=∠O2BD,
所以∠ACD+∠ABD=∠O1CA+∠OCD+∠OBA-∠O2BD=180°,
所以A,B,C,D四点共圆.
解析
证明:连接AC,O1A,O1C,BD,O2B,O2D,则
因为AB,CD是外离两圆⊙O1,与⊙O2的外公共切线,
所以△O1AC∽△O2BD,
所以∠O1CA=∠O2BD,
所以∠ACD+∠ABD=∠O1CA+∠OCD+∠OBA-∠O2BD=180°,
所以A,B,C,D四点共圆.
如图,DA,CB,DC与以AB为直径的半圆分别相切于点A、B、E,且BC:AD=1:2,CD=3cm,则四边形ABCD的面积等于______.
正确答案
解析
解:∵DA,CB,DC与以AB为直径的半圆分别相切于点A、B、E
∴DA=DE,CB=CE
∵BC:AD=1:2,CD=3cm
∴BC=1,AD=2,
∴圆的直径是,
∴四边形的面积是=3
故答案为:3
如图所示,为了测量该工件上面凹槽的圆弧半径R,由于没有直接的测量工具,工人用三个半径均为r(r相对R较小)的圆柱棒O1,O2,O3放在如图与工件圆弧相切的位置上,通过深度卡尺测出卡尺水平面到中间量棒O2顶侧面的垂直深度h,若r=10mm,h=4mm时,则R的值为( )
正确答案
解析
解:如图所示,连接O3O1,作O2H垂直O3O1于H
在△O1O2H中,O1O2=20,O2H=(r+h)-r=4.
可得O1H2=O1O22-O2H2=202-42
在△O1OH中,OO12-OH2=O1H2
又OO1=R-10,OH=R-14,
可得202-42=(R-10)2-(R-14)2
∴R=60(mm);
故选C
如图,AB是⊙O直径,CB是⊙O的切线,切点为B,OC平行于弦AD.
求证:DC是⊙O的切线.
正确答案
证明:连接OD;
∵OA=OD,
∴∠A=∠ADO.
∵AD∥OC,
∴∠A=∠BOC,∠ADO=∠COD.
∴∠BOC=∠COD.
∵OB=OD,OC=OC,
∴△OBC≌△ODC.
∴∠OBC=∠ODC,又BC是⊙O的切线.
∴∠OBC=90°.
∴∠ODC=90°.
∴DC是⊙O的切线.
解析
证明:连接OD;
∵OA=OD,
∴∠A=∠ADO.
∵AD∥OC,
∴∠A=∠BOC,∠ADO=∠COD.
∴∠BOC=∠COD.
∵OB=OD,OC=OC,
∴△OBC≌△ODC.
∴∠OBC=∠ODC,又BC是⊙O的切线.
∴∠OBC=90°.
∴∠ODC=90°.
∴DC是⊙O的切线.
如图,已知C是⊙O的直径AB的延长线上的一点,D是⊙O上的一点且AD=CD,∠C=30°,求证:DC是⊙O的切线.
正确答案
证明:连接OD,
∵AD=CD,∴∠A=∠C=30°
又∵OD=OA,∴∠A=∠ODA=30°
∴∠DOC=60°,∴∠ODC=90°
又OD⊥CD,
∴DC是⊙O的切线.
解析
证明:连接OD,
∵AD=CD,∴∠A=∠C=30°
又∵OD=OA,∴∠A=∠ODA=30°
∴∠DOC=60°,∴∠ODC=90°
又OD⊥CD,
∴DC是⊙O的切线.
如图,⊙O是Rt△ABC的外接圆,∠ABC=90°,点P是圆外一点,PA切⊙O于点A,且PA=PB.
(1)求证:PB是⊙O的切线;
(2)已知PA=,BC=1,求⊙O的半径.
正确答案
解析
证明:(1)连接OB,
∵OA=OB,
∴∠OAB=∠OBA,
∵PA=PB,
∴∠PAB=∠PBA,
∴∠OAB+∠PAB=∠OBA+∠PBA,
∴∠PAO=∠PBO.(2分)
又∵PA是⊙O的切线,
∴∠PAO=90°,
∴∠PBO=90°,
∴OB⊥PB.(4分)
又∵OB是⊙O半径,
∴PB是⊙O的切线,(5分)
(2)解:连接OP,交AB于点D,
∵PA=PB,
∴点P在线段AB的垂直平分线上.
∵OA=OB,
∴点O在线段AB的垂直平分线上,
∴OP垂直平分线段AB,(7分)
∴∠PAO=∠PDA=90°.
又∵∠APO=∠DPA,
∴△APO∽△DPA,
∴,
∴AP2=PO•DP.
又∵OD=BC=
,
∴PO(PO-OD)=AP2,
即:PO2-PO=
,
解得PO=2,(9分)
在Rt△APO中,,即⊙O的半径为1.(10分)
已知AB为半圆O的直径,AB=4,C为半圆上一点,过点C作半圆的切线CD,过点A作AD⊥CD于D,交半圆于点E,DE=1.
(Ⅰ)求证:AC平分∠BAD;
(Ⅱ)求BC的长.
正确答案
(Ⅰ)证明:连接OC,因为OA=OC,所以∠OAC=∠OCA,(2分)
因为CD为半圆的切线,所以OC⊥CD,
又因为AD⊥CD,所以OC∥AD,
所以∠OCA=∠CAD,∠OAC=∠CAD,所以AC平分∠BAD.(4分)
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知,∴BC=CE,(6分)
连接CE,因为ABCE四点共圆,∠B=∠CED,所以cosB=cos∠CED,(8分)
所以,所以BC=2.(10分)
解析
(Ⅰ)证明:连接OC,因为OA=OC,所以∠OAC=∠OCA,(2分)
因为CD为半圆的切线,所以OC⊥CD,
又因为AD⊥CD,所以OC∥AD,
所以∠OCA=∠CAD,∠OAC=∠CAD,所以AC平分∠BAD.(4分)
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知,∴BC=CE,(6分)
连接CE,因为ABCE四点共圆,∠B=∠CED,所以cosB=cos∠CED,(8分)
所以,所以BC=2.(10分)
设相交两圆的交点为M和K,引两圆的公切线,切点分别是A、B,证明:∠AMB+∠AKB=180°.
正确答案
证明:连接MK并延长交AB于C点,
则△ACM∽△ACK,∴∠MAC=∠AKC,
同理∠MBC=∠BKC,
∵∠MAB+∠ABM+∠AMB=180°,
∴∠AKC+∠BKC+∠AMB=180°,
∵∠AKC+∠BKC=∠AKB,
∴∠AMB+∠AKB=180°.
解析
证明:连接MK并延长交AB于C点,
则△ACM∽△ACK,∴∠MAC=∠AKC,
同理∠MBC=∠BKC,
∵∠MAB+∠ABM+∠AMB=180°,
∴∠AKC+∠BKC+∠AMB=180°,
∵∠AKC+∠BKC=∠AKB,
∴∠AMB+∠AKB=180°.
如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,BE平分∠ABC交AC于点E,点D在AB上,DE⊥EB.
(1)求证:AC是△BDE的外接圆的切线;
(2)若AB=2,AE=6,求EC的长.
正确答案
解析
解(1)取BD的中点O,连接OE.
∵BE平分∠ABC,∴∠CBE=∠OBE.又∵OB=OE,∴∠OBE=∠BEO,
∴∠CBE=∠BEO,∴BC∥OE.…3分
∵∠C=90°,∴OE⊥AC,∴AC是△BDE的外接圆的切线.
(2)设⊙O的半径为r,则在△AOE中,OA2=OE2+AE2,即(r+2)2=r2+62,
解得r=2,∴OA=2OE,∴∠A=30°,∠AOE=60°.
∴∠CBE=∠OBE=30°.
∴EC=BE=
=3.
如图,AP⊙O切于点A,交弦DB的延长线于点P,过点B作圆O的切线交AP于点C.若∠ACB=90°,BC=3,CP=4,则弦DB的长为______.
正确答案
解析
解:∵BC⊥AP,∴BP2=BC2+CP2=32+42=25,∴BP=5.
又AC与BC都是⊙O的切线,∴AC=BC=3,
由切割线定理可得PA2=PB•PD,∴72=5×(5+DB),解得.
∴弦DB的长为.
故答案为.
如图,点A在直径为15的⊙O上,PBC是过点O的割线,且PA=10,PB=5.
(Ⅰ)求证:PA与⊙O相切;
(Ⅱ)求S△ACB的值.
正确答案
(Ⅰ)证明:连结OA,
∵⊙O的直径为15,∴OA=OB=7.5
又PA=10,PB=5,∴PO=12.5…(2分)
在△APO中,PO2=156.25,PA2+OA2=156.25
即PO2=PA2+OA2,∴PA⊥OA,
又点A在⊙O上
故PA与⊙O相切…(5分)
(Ⅱ)解:∵PA为⊙O的切线,∴∠ACB=∠PAB,
又由∠P=∠P,∴△PAB∽△PCA,∴…(7分)
设AB=k,AC=2k,∵BC为⊙O的直径且BC=15,AB⊥AC
∴,
∴
∴…(10分)
解析
(Ⅰ)证明:连结OA,
∵⊙O的直径为15,∴OA=OB=7.5
又PA=10,PB=5,∴PO=12.5…(2分)
在△APO中,PO2=156.25,PA2+OA2=156.25
即PO2=PA2+OA2,∴PA⊥OA,
又点A在⊙O上
故PA与⊙O相切…(5分)
(Ⅱ)解:∵PA为⊙O的切线,∴∠ACB=∠PAB,
又由∠P=∠P,∴△PAB∽△PCA,∴…(7分)
设AB=k,AC=2k,∵BC为⊙O的直径且BC=15,AB⊥AC
∴,
∴
∴…(10分)
(2015•兴安盟一模)如图,直线AB经过⊙O上的点C,并且OA=OB,CA=CB,⊙O交直线OB于E、D,连接EC、CD.
(1)求证:直线AB是⊙O的切线;
(2)若tan∠CED=,⊙O的半径为3,求OA的长.
正确答案
解:(1)如图,连接OC,
∵OA=OB,CA=CB,
∴OC⊥AB.
∴AB是⊙O的切线;
(2)∵BC是圆O切线,且BE是圆O割线,
∴BC2=BD•BE,
∵tan∠CED=,∴
.
∵△BCD∽△BEC,∴,
设BD=x,BC=2x.又BC2=BD•BE,∴(2x)2=x•(x+6),
解得x1=0,x2=2,∵BD=x>0,∴BD=2,∴OA=OB=BD+OD=3+2=5.(10分).
解析
解:(1)如图,连接OC,
∵OA=OB,CA=CB,
∴OC⊥AB.
∴AB是⊙O的切线;
(2)∵BC是圆O切线,且BE是圆O割线,
∴BC2=BD•BE,
∵tan∠CED=,∴
.
∵△BCD∽△BEC,∴,
设BD=x,BC=2x.又BC2=BD•BE,∴(2x)2=x•(x+6),
解得x1=0,x2=2,∵BD=x>0,∴BD=2,∴OA=OB=BD+OD=3+2=5.(10分).
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