- 直线与圆的位置关系
- 共2291题
(选修4-1:几何证明选讲)
如图,圆O上一点C在直径AB上的射影为D,点D在半径OC上的射影为E.若AB=3AD,则的值为______.
正确答案
8
解析
解:设圆O的半径OA=OB=OC=3x,
∵AB=3AD,
∴AD=2x,BD=4x,OD=x
又∵点C在直径AB上的射影为D,
在△ABC中,由射影定理得:CD2=AD•BD=8x2,
在△ODC中,由射影定理得:OD2=OE•OC=x2,CD2=CE•OC=8x2,
故=
=8
故答案为:8
如图,△ABC为圆的内接三角形,BD为圆的弦,且BD∥AC.过点A作圆的切线与DB的延长线交于点E,AD与BC交于点F.若AB=AC,AE=6,BD=5.
(1)求证:四边形AEBC为平行四边形.
(2)求线段CF的长.
正确答案
(1)证明:∵AE与圆相切于点A,∴∠BAE=∠ACB,
∵AB=AC,∴∠ABC=∠ACB,∴∠ABC=∠BAE,
∴AE∥BC,
∵BD∥AC,∴四边形ACBE为平行四边形.
(2)解:∵AE与圆相切于点A,
∴AE2=EB•(EB+BD),即62=EB•(EB+5),
解得EB=4,
根据(1)有AC=EB=4,BC=AE=6,
设CF=x,由BD∥AC,得,
∴,解得x=
,
∴CF=.
解析
(1)证明:∵AE与圆相切于点A,∴∠BAE=∠ACB,
∵AB=AC,∴∠ABC=∠ACB,∴∠ABC=∠BAE,
∴AE∥BC,
∵BD∥AC,∴四边形ACBE为平行四边形.
(2)解:∵AE与圆相切于点A,
∴AE2=EB•(EB+BD),即62=EB•(EB+5),
解得EB=4,
根据(1)有AC=EB=4,BC=AE=6,
设CF=x,由BD∥AC,得,
∴,解得x=
,
∴CF=.
选做题:请考生在下列两题中任选一题作答,若两题都做,则按所做的第一题评阅计分.
(1)(几何证明选讲选做题) PA与圆O切于A点,PCB为圆O的割线,且不过圆心O,已知∠BPA=30°,PA=2,PC=1,则圆O的半径等于______.
(2)(坐标系与参数方程选做题) 在极坐标系中,过点()作圆ρ=4sinθ的切线,则切线的极坐标方程是______.
正确答案
7
ρcosθ=2
解析
解:(1)过O作OE⊥BC于E,连接OA,交AB于F
∵PA与圆O切于A点,
∴PA2=PC•PB,即(2)2=1•PB,得PB=12
∴AB=PB-PC=11,可得BE=BC=5.5
∵PA与圆O切于A点,
∴OA⊥PA,得Rt△PAF中,AF=PAtan30°=2,PF=2AF=4
∵Rt△OEF中,∠OFE=∠PFA=90°-30°=60°,EF=PB-BE-PF=2.5
∴OF==5,可得圆O的半径为R=OF+AF=7
(2)点A()化成直角坐标为A(2,2),而圆C:ρ=4sinθ的直角坐标方程是x2+y2-4y=0
∵22+22-4×2=0
∴点A(2,2)适合圆C方程,得点A是圆C上的点
∵圆C的圆心为(0,2),得AC的斜率k==0,
∴过A与AC垂直的直线为x=2,即为过A点与圆C相切的直线
因此切线的极坐标方程是ρcosθ=2
故答案为:7 ρcosθ=2
如图所示,过圆外一点P分别做圆的切线和割线交圆于点A和点B,且PB=3,C是圆上一点,BC=2,∠BAC=∠APB,则AB=______.
正确答案
解析
解:∵∠BAC=∠APB,
∠C=∠BAP,
∴△PAB∽△ACB,
∴=
∴AB2=PB•BC=3×2=6,
∴AB=,
故答案为:.
如图,△ABC为圆的内接三角形,BD为圆的弦,且BD∥AC. 过点A作圆的切线与DB的延长线交于点E,AD与BC交于点F.若AB=AC,AE=3
,BD=4则线段AF的长为______.
正确答案
解析
解:∵AB=AC,AE=3,BD=4,
梯形ABCD中,AC∥BD,BD=4,
由切割线定理可知:AE2=EB•ED=EB(EB+BD),
即45=BE(BE+4),解得EB=5,
∵AC∥BD,∴AC∥BE,
∵过点A作圆的切线与DB的延长线交于点E,
∴∠BAE=∠C,
∵AB=AC,∴∠ABC=∠C,
∴∠ABC=∠BAE,∴AE∥BC,
∴四边形AEBC是平行四边形,
∴EB=AC,∴AC=AB=BE=5,
∴BC=AE=3,
∵△AFC∽△DFB,∴=
,即
=
,
解得CF=.
故答案为:.
(2016•莆田一模)如图所示,AC为⊙O的直径,D为
的中点,E为BC的中点.
(Ⅰ)求证:DE∥AB;
(Ⅱ)求证:AC•BC=2AD•CD.
正确答案
证明:(Ⅰ)连接BD,因为D为
的中点,所以BD=DC.
因为E为BC的中点,所以DE⊥BC.
因为AC为圆的直径,所以∠ABC=90°,
所以AB∥DE.…(5分)
(Ⅱ)因为D为的中点,所以∠BAD=∠DAC,
又∠BAD=∠DCB,则∠DAC=∠DCB.
又因为AD⊥DC,DE⊥CE,所以△DAC∽△ECD.
所以=
,AD•CD=AC•CE,2AD•CD=AC•2CE,
因此2AD•CD=AC•BC.…(10分)
解析
证明:(Ⅰ)连接BD,因为D为
的中点,所以BD=DC.
因为E为BC的中点,所以DE⊥BC.
因为AC为圆的直径,所以∠ABC=90°,
所以AB∥DE.…(5分)
(Ⅱ)因为D为的中点,所以∠BAD=∠DAC,
又∠BAD=∠DCB,则∠DAC=∠DCB.
又因为AD⊥DC,DE⊥CE,所以△DAC∽△ECD.
所以=
,AD•CD=AC•CE,2AD•CD=AC•2CE,
因此2AD•CD=AC•BC.…(10分)
如图,设△ABC的外接圆的切线AE与BC的延长线交于点E,∠BAC的平分线与
BC交于点D.求证:
(1)∠ADE=∠DAC
(2)ED2=EC•EB.
正确答案
证明:(1)∵AE是圆的切线,∴∠ABC=∠CAE.
∵AD是∠BAC的平分线,∴∠BAD=∠CAD,
从而∠ABC+∠BAD=∠CAE+∠CAD.
∵∠ADE=∠ABC+∠BAD,∠DAE=∠CAD+∠CAE,
∴∠ADE=∠DAE;
(2)由(1)得EA=ED.
∵AE是圆的切线,∴由切割线定理,得EA2=EC•EB.
结合EA=ED,得ED2=EC•EB.
解析
证明:(1)∵AE是圆的切线,∴∠ABC=∠CAE.
∵AD是∠BAC的平分线,∴∠BAD=∠CAD,
从而∠ABC+∠BAD=∠CAE+∠CAD.
∵∠ADE=∠ABC+∠BAD,∠DAE=∠CAD+∠CAE,
∴∠ADE=∠DAE;
(2)由(1)得EA=ED.
∵AE是圆的切线,∴由切割线定理,得EA2=EC•EB.
结合EA=ED,得ED2=EC•EB.
如图,四边形ABCD内接于⊙O,过点A作⊙O的切线EP交CB的延长于P,已知∠EAD=∠PCA,证明:
(1)AD=AB;
(2)DA2=DC•BP.
正确答案
证明:(1)连结BD,
∵四边形ABCD内接于⊙O,过点A作⊙O的切线EP交CB的延长于P,∠EAD=∠PCA,
∴∠EAD=∠ABD=∠PCA,
∴AD=AB.
(2)∵四边形ABCD内接于⊙O,过点A作⊙O的切线EP交CB的延长于P,∠EAD=∠PCA,
∴∠ADC=∠ABP,∠PAB=∠ACD,
∴△ACD∽△APB,
∴,又AD=AB,
∴DA2=DC•BP.
解析
证明:(1)连结BD,
∵四边形ABCD内接于⊙O,过点A作⊙O的切线EP交CB的延长于P,∠EAD=∠PCA,
∴∠EAD=∠ABD=∠PCA,
∴AD=AB.
(2)∵四边形ABCD内接于⊙O,过点A作⊙O的切线EP交CB的延长于P,∠EAD=∠PCA,
∴∠ADC=∠ABP,∠PAB=∠ACD,
∴△ACD∽△APB,
∴,又AD=AB,
∴DA2=DC•BP.
如图,CB是⊙O的直径,AP是⊙O的切线,AP与CB的延长线交于点P,A为切点.若PA=10,PB=5,∠BAC的平分线AE与BC和⊙O分别交于点D、E,求AD•AE的值.
正确答案
解:连接CE,∵PA为⊙O的切线,
∴∠PAB=∠ACP,…(1分)
又∠P公用,∴△PAB∽△PCA.…(2分)
∴.…(3分)
∵PA为⊙O的切线,PBC是过点O的割线,
∴PA2=PB•PC.…(5分)
又∵PA=10,PB=5,∴PC=20,BC=15.…(6分)
由( I)知,=
,
∵BC是⊙O的直径,
∴∠CAB=90°.
∴AC2+AB2=BC2=225,
∴AC=6 ,AB=3
…(7分)
连接CE,则∠ABC=∠E,…(8分)
又∠CAE=∠EAB,
∴△ACE∽△ADB,
∴=…(9分)
∴AD•AE=AB•AC=3 ×6
=90.…(10分)
解析
解:连接CE,∵PA为⊙O的切线,
∴∠PAB=∠ACP,…(1分)
又∠P公用,∴△PAB∽△PCA.…(2分)
∴.…(3分)
∵PA为⊙O的切线,PBC是过点O的割线,
∴PA2=PB•PC.…(5分)
又∵PA=10,PB=5,∴PC=20,BC=15.…(6分)
由( I)知,=
,
∵BC是⊙O的直径,
∴∠CAB=90°.
∴AC2+AB2=BC2=225,
∴AC=6 ,AB=3
…(7分)
连接CE,则∠ABC=∠E,…(8分)
又∠CAE=∠EAB,
∴△ACE∽△ADB,
∴=…(9分)
∴AD•AE=AB•AC=3 ×6
=90.…(10分)
如图,AB是圆O的直径,CD与圆O相切于点D,AB=8,BC=1,则CD=______;AD=______.
正确答案
3
解析
解:∵CD与圆O相切于点D,AB=8,BC=1,
∴由切割线定理可得CD2=CB•CA=1×9,
∴CD=3;
连接OD,则OD⊥DC,
∴cos∠COD=,
∴cos∠AOD=-,
∴AD==
.
故答案为:3,.
如图,已知AB是⊙O的直径,弦CD与AB交于点E,过点A作圆的切线与CD的延长线交于点F,如果DE=
CE,AC=8
,D为EF的中点,则AB=______.
正确答案
24
解析
解:连接AD,BC.
设CE=4x,AE=y,则DF=DE=3x,EF=6x
∵AB为⊙O的直径,AF为⊙O的切线,
∴∠EAF=90°,∠ACD=∠DAF.
又∵D为Rt△AEF的斜边EF的中点,
∴DA=DE=DF,
∴∠DAF=∠AFD,
∴∠ACD=∠AFD,
∴AF=AC=8.
在Rt△AEF中,由勾股定理得EF2=AE2+AF2,即36x2=y2+320.
设BE=z,由相交弦定理得CE•DE=AE•BE,即yz=4x•3x=12x2,
∴y2+320=3yz①
又∵AD=DE,
∴∠DAE=∠AED.
又∵∠DAE=∠BCE,∠AED=∠BEC,
∴∠BCE=∠BEC,从而BC=BE=z.
在Rt△ACB中,由勾股定理得AB2=AC2+BC2,即(y+z)2=320+z2,
∴y2+2yz=320.②
联立①②,解得y=8,z=16.
∴AB=AE+BE=24.
故答案为:24.
如图,梯形ABCD内接于⊙O,AD∥BC,过点B引⊙O的切线分别交DA、CA的延长线于E、F,已知BC=8,CD=5,AF=6,则EF=______.
正确答案
解析
解:∵梯形ABCD内接于⊙O,AD∥BC,
∴梯形是等腰梯形,又CD=5
∴AB=DC=5,
又BF是切线,
∴∠ABF=∠ACB,∠EAB=∠DCB=∠ABC
∴△ABE∽△BCA,
∴AB2=AE•BC,
∴AE=,
又由DA∥BC,可得出△FEA∽△FBC,
∴
∴FC=,
∵FB2=FA•FC
∴FB=,
又由△ABE∽△BCA可得出BE==
∴EF=
故答案为
(选做)如图,AB,CD是圆O的两条线,且AB是线段CD的中垂线,已知
,则线段BC的长度为______.
正确答案
解析
解:连接BC,设AB,CD相交于点E,AE=x,
∵AB是线段CD的垂直平分线,
∴AB是圆的直径,∠ACB=90°,
则EB=6-x,CE=.由射影定理得CE2=AE•EB,
即有x(6-x)=5,解得x=1(舍)或x=5,
∴BC2=BE•AB=1×6=6,即BC=.
故答案为:.
如图,圆O的半径OB垂直于直径AC,M为AO上一点,BM的延长线交圆O于N,过N 点的切线交C A 的延长线于P
(1)求证:PM2=PA.PC
(2)若MN=2,OA=OM,求劣弧
的长.
正确答案
(1)证明:连结ON,则ON⊥PN,且△OBN为等腰三角形,则∠OBN=∠ONB,
∵∠PMN=∠OMB=90°-∠OBN,
∠PNM=90°-∠ONB,
∴∠PMN=∠PNM,∴PM=PN.
根据切割线定理,有PN2=PA•PC,
∴PM2=PA•PC.…(5分)
(2)解:设,则在直角△OBM中,BM=2x
又,由相交弦定理得
故⊙O的半径,
∴BN弧长…(10分)
解析
(1)证明:连结ON,则ON⊥PN,且△OBN为等腰三角形,则∠OBN=∠ONB,
∵∠PMN=∠OMB=90°-∠OBN,
∠PNM=90°-∠ONB,
∴∠PMN=∠PNM,∴PM=PN.
根据切割线定理,有PN2=PA•PC,
∴PM2=PA•PC.…(5分)
(2)解:设,则在直角△OBM中,BM=2x
又,由相交弦定理得
故⊙O的半径,
∴BN弧长…(10分)
(选修4-1 几何证明选讲)
如图,ABCD为圆内接四边形,延长两组对边分别交于点E,F,∠AFB的平分线分别交AB,CD于点H,K.求证:EH=EK.
正确答案
解:∵HF为∠AFB的平分线,∴∠1=∠2.
∵ABCD为圆内接四边形,∴∠FCK=∠A.
∴∠1+∠A=∠2+∠FCK,
∴∠EHK=∠EKH.
∴EH=EK.
解析
解:∵HF为∠AFB的平分线,∴∠1=∠2.
∵ABCD为圆内接四边形,∴∠FCK=∠A.
∴∠1+∠A=∠2+∠FCK,
∴∠EHK=∠EKH.
∴EH=EK.
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