- 直线与圆的位置关系
- 共2291题
如图,点A是以线段BC为直径的圆O上一点,AD⊥BC于点D,过点B作圆O的切线,与CA的延长线相交于点E,点G是AD的中点,连接CG并延长与BE相交于点F,延长AF与CB的延长线相交于点P.
(1)求证:BF=EF;
(2)求证:PA是圆O的切线.
正确答案
证明:(1)∵BC是圆O的直径,BE是圆O的切线,∴EB⊥BC.
又∵AD⊥BC,∴AD∥BE.
可得△BFC∽△DGC,△FEC∽△GAC.
∴,得
.
∵G是AD的中点,即DG=AG.
∴BF=EF.
(2)连接AO,AB.
∵BC是圆O的直径,∴∠BAC=90°.
由(1)得:在Rt△BAE中,F是斜边BE的中点,
∴AF=FB=EF,可得∠FBA=∠FAB.
又∵OA=OB,∴∠ABO=∠BAO.
∵BE是圆O的切线,
∴∠EBO=90°,得∠EBO=∠FBA+∠ABO=∠FAB+∠BAO=∠FAO=90°,
∴PA⊥OA,由圆的切线判定定理,得PA是圆O的切线.
解析
证明:(1)∵BC是圆O的直径,BE是圆O的切线,∴EB⊥BC.
又∵AD⊥BC,∴AD∥BE.
可得△BFC∽△DGC,△FEC∽△GAC.
∴,得
.
∵G是AD的中点,即DG=AG.
∴BF=EF.
(2)连接AO,AB.
∵BC是圆O的直径,∴∠BAC=90°.
由(1)得:在Rt△BAE中,F是斜边BE的中点,
∴AF=FB=EF,可得∠FBA=∠FAB.
又∵OA=OB,∴∠ABO=∠BAO.
∵BE是圆O的切线,
∴∠EBO=90°,得∠EBO=∠FBA+∠ABO=∠FAB+∠BAO=∠FAO=90°,
∴PA⊥OA,由圆的切线判定定理,得PA是圆O的切线.
如图,P是⊙O的直径CB的延长线上的点,PA与⊙O相切于点A,点D在⊙O上,∠BAD=∠APC,BC=40,PB=5
(Ⅰ)求证:tan∠ABC=3;
(Ⅱ)求AD的值.
正确答案
(Ⅰ)证明:连接AC,
∵P是⊙O的直径CB的延长线上的点,PA与⊙O相切于点A,
∴PA2=PB•PC=PB(PB+BC)=225,
∴PA=15,
在△ACP和△BAP中,∵∠ACP=∠BAP,∠APC=∠BPA,
∴△ACP∽△BAP,
∴=3,
∵AC⊥AB,
∴tan∠ABC==3;
(Ⅱ)解:连接BD,则
在△ACP与△BDA中,
∵∠ACP=∠BDA,∠APC=∠BAD,
∴△ACP∽△BDA,
∴,
∴AD==3AB,
∵AC⊥AB,=3,
∴AC2+AB2=BC2=1600,
∴AB=4,
∴AD=12.
解析
(Ⅰ)证明:连接AC,
∵P是⊙O的直径CB的延长线上的点,PA与⊙O相切于点A,
∴PA2=PB•PC=PB(PB+BC)=225,
∴PA=15,
在△ACP和△BAP中,∵∠ACP=∠BAP,∠APC=∠BPA,
∴△ACP∽△BAP,
∴=3,
∵AC⊥AB,
∴tan∠ABC==3;
(Ⅱ)解:连接BD,则
在△ACP与△BDA中,
∵∠ACP=∠BDA,∠APC=∠BAD,
∴△ACP∽△BDA,
∴,
∴AD==3AB,
∵AC⊥AB,=3,
∴AC2+AB2=BC2=1600,
∴AB=4,
∴AD=12.
(选修4-1几何证明选讲)
如图,AB为⊙O的直径,直线CD与⊙O相切于E,AD垂直CD于D,BC垂直CD于C,EF垂直于AB于F,连接AE,BE,证明:
(1)∠FEB=∠CEB;
(2)EF2=AD•BC.
正确答案
证明:(1)∵直线CD与⊙O相切于E,∴∠CEB=∠EAB.
∵AB为⊙O的直径,∴∠AEB=90°.
∴∠EAB+∠EBA=90°.
∵EF⊥AB,∴∠FEB+∠EBF=90°.
∴∠FEB=∠EAB.
∴∠CEB=∠EAB.
(2)∵BC⊥CD,∴∠ECB=90°=∠EFB,
又∠CEB=∠FEB,EB公用.
∴△CEB≌△FEB.
∴CB=FB.
同理可得△ADE≌△AFE,∴AD=AF.
在Rt△AEB中,∵EF⊥AB,∴EF2=AF•FB.
∴EF2=AD•CB.
解析
证明:(1)∵直线CD与⊙O相切于E,∴∠CEB=∠EAB.
∵AB为⊙O的直径,∴∠AEB=90°.
∴∠EAB+∠EBA=90°.
∵EF⊥AB,∴∠FEB+∠EBF=90°.
∴∠FEB=∠EAB.
∴∠CEB=∠EAB.
(2)∵BC⊥CD,∴∠ECB=90°=∠EFB,
又∠CEB=∠FEB,EB公用.
∴△CEB≌△FEB.
∴CB=FB.
同理可得△ADE≌△AFE,∴AD=AF.
在Rt△AEB中,∵EF⊥AB,∴EF2=AF•FB.
∴EF2=AD•CB.
如图,AB是圆O的直径,D,E为圆上位于AB异侧的两点,连结BD并延长至点C,使BD=DC,连结AC,AE,DE.求证:∠E=∠C.
正确答案
证明:连接 AD.
∵AB是圆O的直径,∴∠ADB=90°(直径所对的圆周角是直角).
∴AD⊥BD(垂直的定义).
又∵BD=DC,∴AD是线段BC 的中垂线(线段的中垂线定义).
∴AB=AC(线段中垂线上的点到线段两端的距离相等).
∴∠B=∠C(等腰三角形等边对等角的性质).
又∵D,E 为圆上位于AB异侧的两点,
∴∠B=∠E(圆周角定理)
∴∠E=∠C(等量代换)
解析
证明:连接 AD.
∵AB是圆O的直径,∴∠ADB=90°(直径所对的圆周角是直角).
∴AD⊥BD(垂直的定义).
又∵BD=DC,∴AD是线段BC 的中垂线(线段的中垂线定义).
∴AB=AC(线段中垂线上的点到线段两端的距离相等).
∴∠B=∠C(等腰三角形等边对等角的性质).
又∵D,E 为圆上位于AB异侧的两点,
∴∠B=∠E(圆周角定理)
∴∠E=∠C(等量代换)
P为⊙O外一点,OP与⊙O交于点A,割线PBC与⊙O交于B,C,且PB=BC.已知OA=7,PA=2,则PC=______.
正确答案
8
解析
解:如图所示,
延长PO交⊙O于点D.
由割线定理可得:PA•PD=PB•PC.
∵PB=BC,OA=7,PA=2.
∴2×(2+7+7)=2PB2,
解得PB=4.
∴PC=2PB=8.
故答案为:8.
(选修4-1:几何证明选讲)
如图所示,已知PA与⊙O相切,A为切点,PBC为割线,弦CD∥AP,AD、BC相交于E点,F为CE上一点,且∠EDF=∠ECD.
(1)求证:EF•EP=DE•EA;
(2)若EB=DE=6,EF=4,求PA的长.
正确答案
(1)证明:∵CD∥AP,∴∠ECD=∠APE.
∵∠EDF=∠ECD,∴∠APE=∠EDF…(3分)
又∵∠DEF=∠PEA,∴△DEF∽△PEA
∴DE:PE=EF:EA.即EF•EP=DE•EA.…(5分)
(2)解:∵∠EDF=∠ECD,∠CED=∠FED,
∴△DEF∽△CED,∴DE:EC=EF:DE,
∴DE2=EF•EC,
∵DE=6,EF=4,∴EC=9.…(6分)
∵弦AD、BC相交于点E,∴DE•EA=CE•EB
∴CE•EB=EF•EP.…(7分)
∴9×6=4×EP.解得:.…(8分)
∴,
.
由切割线定理得:PA2=PB•PC,…(9分)
∴,
∴.…(10分)
解析
(1)证明:∵CD∥AP,∴∠ECD=∠APE.
∵∠EDF=∠ECD,∴∠APE=∠EDF…(3分)
又∵∠DEF=∠PEA,∴△DEF∽△PEA
∴DE:PE=EF:EA.即EF•EP=DE•EA.…(5分)
(2)解:∵∠EDF=∠ECD,∠CED=∠FED,
∴△DEF∽△CED,∴DE:EC=EF:DE,
∴DE2=EF•EC,
∵DE=6,EF=4,∴EC=9.…(6分)
∵弦AD、BC相交于点E,∴DE•EA=CE•EB
∴CE•EB=EF•EP.…(7分)
∴9×6=4×EP.解得:.…(8分)
∴,
.
由切割线定理得:PA2=PB•PC,…(9分)
∴,
∴.…(10分)
如图所示,AB是圆O的直径,直线MN切圆O于C,CD⊥AB,AM⊥MN,BN⊥MN,则下列结论中正确的个数是( )
①∠1=∠2=∠3
②AM•CN=CM•BN
③CM=CD=CN
④△ACM∽△ABC∽△CBN.
正确答案
解析
解:∵AB是圆O的直径,CD⊥AB,∴∠2=∠3,
∵直线MN切圆O于C,∴∠1=∠2,∴∠1=∠2=∠3,①对;
利用△AMN∽△CNB得,∴AM•BN=CM•CN,②错.
利用△AMN≌△ADC,可得CM=CD,△CDB≌△CNB,可得CD=CN,∴CM=CD=CD,③对;
利用等角的余角相等得到△ACM∽△ABC∽△CBN,④对.
故选:B.
如图,AB是⊙O的直径,AC是弦,∠BAC的平分线交⊙O于D,DE⊥AC,交AC的延长线于E,OE交AD于F.
(1)求证:DE是⊙O的切线;
(2)若AC=4,AB=10,求的值.
正确答案
(1)证明:连结OD,可得∠ODA=∠OAD=∠DAC.
∴OD∥AE.
又AE⊥DE,∴OE⊥OD,
又OD为半径.
∴DE是的⊙O切线.…(5分)
(2)解:过D作DH⊥AB于H,
则有∠DOH=∠CAB.
.…(6分)
∵OD=5,AB=10,OH=2,∴AH=7.
由△AED≌△AHD可得AE=AH=7,…(8分)
又由△AEF∽△DOF,可得AF:DF=AE:OD=7:5,
∴.…(10分)
解析
(1)证明:连结OD,可得∠ODA=∠OAD=∠DAC.
∴OD∥AE.
又AE⊥DE,∴OE⊥OD,
又OD为半径.
∴DE是的⊙O切线.…(5分)
(2)解:过D作DH⊥AB于H,
则有∠DOH=∠CAB.
.…(6分)
∵OD=5,AB=10,OH=2,∴AH=7.
由△AED≌△AHD可得AE=AH=7,…(8分)
又由△AEF∽△DOF,可得AF:DF=AE:OD=7:5,
∴.…(10分)
AB是圆O的直径,D为圆O上一点,过D作圆O的切线交AB延长线于点C,若DC=
,BC=2,则sin∠DCA=______.
正确答案
解析
解:连接BD、OD,如下图所示:
由已知中AB为圆O的直径,则∠ADB=90°
又∵CD为圆的切线,则CD2=CB•CA,即(2)2=2CA,∴CA=4,
∴AB=2,得圆的半径r=1,
在直角△CDO中,则sin∠DCA==
.
故答案为:.
(几何证明选讲选做题)如图所示,过⊙O外一点P作一条直线与⊙O交于A,B两点,己知弦AB=6,点P到⊙O的切线长PT=4,则PA=______.
正确答案
2
解析
解:根据切割线定理,可得PT2=PA•PB,
∵AB=6,PT=4,
∴16=PA•(PA+6)
∴PA2+6PA-16=0
∴PA=2
故答案为:2
如图,已知PA是圆O的切线,切点为A,PO交圆O于B,C两点,
,则圆O的半径为______,∠C=______.
正确答案
1
解析
解:由圆的切割线定理可得 PA2=PB•PC,即 3=1×PC,∴PC=3,故 BC=2,半径OB=1.
∵点O在BC上,即BC是圆O的直径,∴∠ABC=90°.
由弦切角定理,得∠PAB=∠C,∠PAC=90°+∠C.
∴△PAC中,根据正弦定理,得,即
,解得tanC=
,
∵∠C是锐角,∴∠C=.
故答案为:1、.
如图,PA切⊙O于点A,割线PBC经过圆心O,PB=1,PA=
,OA绕点O逆时针旋转60°到OD,则PD的长为______.
正确答案
解析
解法一:∵PA切⊙O于点A,B为PO中点,
∴AB=OB=OA,
∴∠AOB=60°,∴∠POD=120°,
在△POD中由余弦定理,
得:PD2=PO2+DO2-2PO•DOcos∠POD=4+1-4×(-)=7,
∴PD=.
解法二:过点D作DE⊥PC垂足为E,
∵∠POD=120°,
∴∠DOC=60°,
可得OE=,DE=
,
在Rt△PED中,有PD==
=
.
故答案为:.
选修4-1:几何证明选讲
如图,⊙O的半径为3,两条弦AB,CD交于点P,且AP=1,CP=3,.
求证:△APC≌△DPB.
正确答案
证明:延长OP交⊙O与点E,F,
由相交弦定理得,
又AP=1,CP=3,
∴DP=1,BP=3,
∴AP=DP,BP=CP,而∠APC=∠DPB,
∴△APC≌△DPB.
解析
证明:延长OP交⊙O与点E,F,
由相交弦定理得,
又AP=1,CP=3,
∴DP=1,BP=3,
∴AP=DP,BP=CP,而∠APC=∠DPB,
∴△APC≌△DPB.
如图AB为圆O直径,P为圆O外一点,过P点作PC⊥AB,垂足为C,PC交圆O于D点,PA交圆O于E点,BE交PC于F点
(Ⅰ)求证:∠PFE=∠PAB;
(Ⅱ)求证:CD2=CF•CP.
正确答案
证明:(Ⅰ)AB为直径,E在圆O上,BE⊥AE
∵PC⊥AB,
∴∠PAC=90°-∠P,∠PFE=90°-∠P,
∴∠PAB=∠PFE-----------(5分)
(Ⅱ)连结AD、BD则AD⊥BD Rt△ABD中 CD2=AC•CB
由(Ⅰ)得△BCF∽△PCA,∴,
∴CD2=BC•AC=CF•CP,
∴CD2=CF•CP-----------(10分)
解析
证明:(Ⅰ)AB为直径,E在圆O上,BE⊥AE
∵PC⊥AB,
∴∠PAC=90°-∠P,∠PFE=90°-∠P,
∴∠PAB=∠PFE-----------(5分)
(Ⅱ)连结AD、BD则AD⊥BD Rt△ABD中 CD2=AC•CB
由(Ⅰ)得△BCF∽△PCA,∴,
∴CD2=BC•AC=CF•CP,
∴CD2=CF•CP-----------(10分)
如图,四边形ABCD内接于⊙O,BD是⊙O的直径,AE⊥CD于点E,DA平分∠BDE.
(1)证明:AE是⊙O的切线;
(2)如果AB=4,AE=2,求CD.
正确答案
(1)证明:连结OA,则OA=OD,所以∠OAD=∠ODA,
又∠ODA=∠ADE,所以∠ADE=∠OAD,所以OA∥CE.
因为AE⊥CE,所以OA⊥AE.
所以AE是⊙O的切线.…(5分)
(2)解:由(1)可得△ADE∽△BDA,
所以=
,即
=
,则BD=2AD,
所以∠ABD=30°,从而∠DAE=30°,
所以DE=AEtan30°=.
由切割线定理,得AE2=ED•EC,
所以4=(
+CD),所以CD=
.…(10分)
解析
(1)证明:连结OA,则OA=OD,所以∠OAD=∠ODA,
又∠ODA=∠ADE,所以∠ADE=∠OAD,所以OA∥CE.
因为AE⊥CE,所以OA⊥AE.
所以AE是⊙O的切线.…(5分)
(2)解:由(1)可得△ADE∽△BDA,
所以=
,即
=
,则BD=2AD,
所以∠ABD=30°,从而∠DAE=30°,
所以DE=AEtan30°=.
由切割线定理,得AE2=ED•EC,
所以4=(
+CD),所以CD=
.…(10分)
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