- 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⊙O是△ABC的外接圆,AB=BC,AD是BC边上的高,AE是⊙O的直径.
(Ⅰ)求证AC•BC=AD•AE:;
(Ⅱ)过点C作⊙O的切线交BA的延长线于点F,若AF=2,CF=4,求AC的长.
正确答案
(I)证明:如图所示,连接BE.
∵AE是⊙O的直径,∴∠ABE=90°.
又∠E与∠ACB都是所对的圆周角,∴∠E=∠ACB.
∵AD⊥BC,∠ADC=90°.
∴△ABE∽△ADC,∴,∴AB•AC=AD•AE.
又AB=BC,∴BC•AC=AD•AE.
(II)∵CF是⊙O的切线,∴CF2=AF•BF,
∵AF=2,CF=4,∴42=2BF,解得BF=8.
∴AB=BF-AF=6.∵∠ACF=∠FBC,∠CFB=∠AFC,∴△AFC∽△CFB,
∴,∴
=3.
解析
(I)证明:如图所示,连接BE.
∵AE是⊙O的直径,∴∠ABE=90°.
又∠E与∠ACB都是所对的圆周角,∴∠E=∠ACB.
∵AD⊥BC,∠ADC=90°.
∴△ABE∽△ADC,∴,∴AB•AC=AD•AE.
又AB=BC,∴BC•AC=AD•AE.
(II)∵CF是⊙O的切线,∴CF2=AF•BF,
∵AF=2,CF=4,∴42=2BF,解得BF=8.
∴AB=BF-AF=6.∵∠ACF=∠FBC,∠CFB=∠AFC,∴△AFC∽△CFB,
∴,∴
=3.
如图,PA为⊙O的切线,A为切点,PBC是过圆心O的割线,PA=10,PB=5,∠BAC的平分线与BC和⊙O分别交于点D和E,则AD•AE=______.
正确答案
90
解析
解:∵PA为⊙O的切线,
∴∠PAB=∠ACP,
又∠P公用,∴△PAB∽△PCA.
∴.
∵PA为⊙O的切线,PBC是过点O的割线,
∴PA2=PB•PC.
又∵PA=10,PB=5,∴PC=20,BC=15.
∴∴=
,
∵BC是⊙O的直径,
∴∠CAB=90°.
∴AC2+AB2=BC2=225,
∴AC=6,AB=3
,
连接CE,则∠ABC=∠E,
又∠CAE=∠EAB,
∴△ACE∽△ADB,
∴,…
∴AD•AE=AB•AC=3×6
=90.
故答案为:90.
如图,⊙O是△ABC的外接圆,D是
的中点,BD交AC于E.
(Ⅰ)若DE=2,BE=4,试求DC的值;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,O到AC的距离为1,求⊙O的半径r.
正确答案
(I)证明:连接OD,OC,由已知D是弧AC的中点,可得∠ABD=∠CBD.
∵∠ABD=∠ECD
∴∠CBD=∠ECD
∵∠BDC=∠EDC
∴△BCD∽△CED,∴,
∴CD2=DE•DB,
∵DE=2,BE=4,
∴DC=2; …(5分)
(Ⅱ)解:∵D是弧AC的中点,
∴OD⊥AC,设垂足为F,OF=1,
在Rt△COF中,OC2=CF2+OF2,即CF2=r2-1
在Rt△CFD中,DC2=CF2+DF2,
∴12=r2-1+(r-1)2,解得r=3 …(10分)
解析
(I)证明:连接OD,OC,由已知D是弧AC的中点,可得∠ABD=∠CBD.
∵∠ABD=∠ECD
∴∠CBD=∠ECD
∵∠BDC=∠EDC
∴△BCD∽△CED,∴,
∴CD2=DE•DB,
∵DE=2,BE=4,
∴DC=2; …(5分)
(Ⅱ)解:∵D是弧AC的中点,
∴OD⊥AC,设垂足为F,OF=1,
在Rt△COF中,OC2=CF2+OF2,即CF2=r2-1
在Rt△CFD中,DC2=CF2+DF2,
∴12=r2-1+(r-1)2,解得r=3 …(10分)
如图,在△ABC中,∠ABC=90°,以AB为直径的圆O交AC于点E,点D是BC边上的中点,连接OD交圆O与点M.
(1)求证:DE是圆O的切线;
(2)求证:DE•BC=DM•AC+DM•AB.
正确答案
证明:(1)连接BE,OE,
∵AB是直径,∴∠AEB=90°,
∵∠ABC=90°=∠AEB,∠A=∠A,∴△AEB∽△ABC,
∴∠ABE=∠C,
∵BE⊥AC,D为BC的中点,∴DE=BD=DC,
∴∠DEC=∠DCE=∠ABE=∠BEO,∠DBE=∠DEB,
∴∠BEO+∠DEB=∠DCE+∠CBE=90°,
∴∠OED=90°,∴DE是圆O的切线.
(2)证明:∵O、D分别为AB、BC的中点,
∴DM=OD-OM=(AC-AB),
∴DM•AC+DM•AB
=DM•(AC+AB)
=(AC-AB)•(AC+AB)
=(AC2-AB2)
=BC2
=DE•BC.
∴DE•BC=DM•AC+DM•AB.
解析
证明:(1)连接BE,OE,
∵AB是直径,∴∠AEB=90°,
∵∠ABC=90°=∠AEB,∠A=∠A,∴△AEB∽△ABC,
∴∠ABE=∠C,
∵BE⊥AC,D为BC的中点,∴DE=BD=DC,
∴∠DEC=∠DCE=∠ABE=∠BEO,∠DBE=∠DEB,
∴∠BEO+∠DEB=∠DCE+∠CBE=90°,
∴∠OED=90°,∴DE是圆O的切线.
(2)证明:∵O、D分别为AB、BC的中点,
∴DM=OD-OM=(AC-AB),
∴DM•AC+DM•AB
=DM•(AC+AB)
=(AC-AB)•(AC+AB)
=(AC2-AB2)
=BC2
=DE•BC.
∴DE•BC=DM•AC+DM•AB.
如图,已知AD是△ABC的外角∠EAC的平分线,交BC的延长线于点D,延长DA交△ABC的外接圆于点F,∠BFA=90°,∠EAC=120°,BC=6cm,则AD的长=______.
正确答案
解析
解:∵AD是△ABC的外角∠EAC的平分线,∠EAC=120°,∴∠CAD=∠EAD=∠EAB=60°,
∴∠BAC=60°.
∵∠BFA=90°,∴AB是此圆的直径,
∴∠ACB=90°.
∴=
=4
.
∵∠D=∠FAB-∠ABC=30°.
∴AD=AB=.
故答案为.
如图,已知PE切圆O于点E,割线PBA交圆O于A,B两点,∠APE的平分线和AE、BE分别交于点C,D
(Ⅰ)求证:CE=DE;
(Ⅱ)求证:=
.
正确答案
证明:(Ⅰ)∵PE切圆O于E,∴∠PEB=∠A,
又∵PC平分∠APE,∴∠CPE=∠CPA,
∴∠PEB+∠CPE=∠A+∠CPA,
∴∠CDE=∠DCE,即CE=DE.
(Ⅱ)因为PC平分∠APE∴,
又PE切圆O于点E,割线PBA交圆O于A,B两点,
∴PE2=PB•PA,
即
∴=
解析
证明:(Ⅰ)∵PE切圆O于E,∴∠PEB=∠A,
又∵PC平分∠APE,∴∠CPE=∠CPA,
∴∠PEB+∠CPE=∠A+∠CPA,
∴∠CDE=∠DCE,即CE=DE.
(Ⅱ)因为PC平分∠APE∴,
又PE切圆O于点E,割线PBA交圆O于A,B两点,
∴PE2=PB•PA,
即
∴=
如图所示,PA与圆O相切于A,直线PO交圆O于B,C两点,AD⊥BC,垂足为D,且D是OC的中点,若PA=6,则PC=______.
正确答案
解析
解:连接OA,则OA⊥PA,
∴PA2=PD•PO,
∵PA=6,D是OC的中点,
∴(PC+OC)•(PC+OC)=36,①
∵PA2=PC•PB,
∴PC•(PC+2•OC)=36,②
由①②可得PC=2.
故答案为:PC=2.
如图,PA与圆O相切于A,PCB为圆O的割线,并且不过圆心O,已知∠BPA=30°,PA=2
,PC=1,则圆O的半径等于______.
正确答案
7
解析
解:如图,连AO并延长,交圆O与另一点E,交割线PCB于点D,
则Rt△PAD中,由∠DPA=30°,,得AD=2,PD=4,而PC=1,
故CD=3,
由切割线定理,得PA2=PC•PB,即,则PB=12,
故DB=8.
设圆O的半径为R,由相交弦定理,CD•DB=AD•DE,即3×8=2(2R-2),得R=7;
故答案为7.
如图,AB是⊙O的直径,AC是弦,∠BAC的平分线AD交⊙O于点D,DE⊥AC,交AC的延长线于点E.若AE=8,AB=10,则CE的长为______.
正确答案
2
解析
解:连接CD,BD,过D作DH⊥AB,垂足为H,
因为∠BAC的平分线AD交⊙O于点D,所以CD=BD,
则△DCE≌△DBH,
所以CE=BH=a,
设CE=a,CD=x,
在直角三角形ABD中,DH2=AH×BH,并且AD2=AE2-DE2=AB2-BD2,
即x2-a2=(10-a)a,①
64+x2-a2=100-x2,②
由①②得a=2.即CE=2;
故答案为:2.
如图,AB是⊙O的直径,BE为⊙O的切线,点C为⊙O上不同于A,B的一点,AD为∠BAC的平分线,且分别与BC交于H,与⊙O交于D,与BE交于E,连接BD,CD.
(1)求证:BD平分∠CBE;
(2)求证:AH•BH=AE•HC.
正确答案
证明:(1)∵AD为∠BAC的平分线,即∠DAB=∠DAC,
∴=
,可得∠DBC=∠BCD,
又∵BE与圆O相切于点B,
∴∠DBE=∠BCD,可得∠DBE=∠DBC,
∴BD平分∠CBE;
(2)由(1)可知BE=BH,
所以AH•BH=AH•BE因为∠DAB=∠DAC,∠ACB=∠ABE,
所以△ABE∽△ACH,
所以,即AH•BE=AE•HC,即:AH•BH=AE•HC.
解析
证明:(1)∵AD为∠BAC的平分线,即∠DAB=∠DAC,
∴=
,可得∠DBC=∠BCD,
又∵BE与圆O相切于点B,
∴∠DBE=∠BCD,可得∠DBE=∠DBC,
∴BD平分∠CBE;
(2)由(1)可知BE=BH,
所以AH•BH=AH•BE因为∠DAB=∠DAC,∠ACB=∠ABE,
所以△ABE∽△ACH,
所以,即AH•BE=AE•HC,即:AH•BH=AE•HC.
如图,A,B,C,D四点共圆,BC与AD的延长线交于点E,点F在BA的延长线上.
(1)若EA=2ED,EB=3EC,求的值;
(2)若EF∥CD,求证:线段FA,FE,FB成等比数列.
正确答案
(1)解:由A,B,C,D四点共圆,得∠CDE=∠ABE,
又∠DEC=∠BEA,∴△ABE∽△CDE,于是=
=
.①
设DE=a,CE=b,则由=
,得3b2=2a2,即b=
a
代入①,得=
=
.(5分)
(2)证明:由EF∥CD,得∠AEF=∠CDE.
∵∠CDE=∠ABE,∴∠AEF=∠EBF.
又∠BFE=∠EFA,
∴△BEF∽△EAF,于是=
,
故FA,FE,FB成等比数列.(10分)
解析
(1)解:由A,B,C,D四点共圆,得∠CDE=∠ABE,
又∠DEC=∠BEA,∴△ABE∽△CDE,于是=
=
.①
设DE=a,CE=b,则由=
,得3b2=2a2,即b=
a
代入①,得=
=
.(5分)
(2)证明:由EF∥CD,得∠AEF=∠CDE.
∵∠CDE=∠ABE,∴∠AEF=∠EBF.
又∠BFE=∠EFA,
∴△BEF∽△EAF,于是=
,
故FA,FE,FB成等比数列.(10分)
如图,以△ABC的边AB为直径的半圆交AC于点D,交BC于点E,EF⊥AB于点F,AF=3BF,BE=2EC=2.那么CD=______.
正确答案
解:如图所示,设圆心为点O,半径为R,连接OE,AE.
由AB为⊙O的直径,∴∠AEB=90°,∴AE⊥CE.
∵AF=3FB,AF+FB=2R,
∴FB=R,又EF⊥AB,∴OE=EB,即△OEB为等边三角形.
∴∠ABE=60°.
∴AE=BEtan60°=.
在Rt△ACE,=
=
.
由割线定理可得:CD•CA=CE•CB,∴=
.
故答案为.
解析
解:如图所示,设圆心为点O,半径为R,连接OE,AE.
由AB为⊙O的直径,∴∠AEB=90°,∴AE⊥CE.
∵AF=3FB,AF+FB=2R,
∴FB=R,又EF⊥AB,∴OE=EB,即△OEB为等边三角形.
∴∠ABE=60°.
∴AE=BEtan60°=.
在Rt△ACE,=
=
.
由割线定理可得:CD•CA=CE•CB,∴=
.
故答案为.
选修4-1:几何证明选讲
如图,已知四边形ABCD内接于ΘO,且AB是的ΘO直径,过点D的ΘO的切线与BA的延长线交于点M.
(1)若MD=6,MB=12,求AB的长;
(2)若AM=AD,求∠DCB的大小.
正确答案
选修4-1:几何证明选讲
解:(1)因为MD为⊙O的切线,由切割线定理知,
MD2=MA•MB,又MD=6,MB=12,MB=MA+AB,…(2分),
所以MA=3,AB=12-3=9.…(5分)
(2)因为AM=AD,所以∠AMD=∠ADM,连接DB,又MD为⊙O的切线,
由弦切角定理知,∠ADM=∠ABD,(7分)
又因为AB是⊙O的直径,所以∠ADB为直角,即∠BAD=90°-∠ABD.
又∠BAD=∠AMD+∠ADM=2∠ABD,
于是90°-∠ABD=2∠ABD,所以∠ABD=30°,所以∠BAD=60°.…(8分)
又四边形ABCD是圆内接四边形,所以∠BAD+∠DCB=180°,
所以∠DCB=120°…(10分)
解析
选修4-1:几何证明选讲
解:(1)因为MD为⊙O的切线,由切割线定理知,
MD2=MA•MB,又MD=6,MB=12,MB=MA+AB,…(2分),
所以MA=3,AB=12-3=9.…(5分)
(2)因为AM=AD,所以∠AMD=∠ADM,连接DB,又MD为⊙O的切线,
由弦切角定理知,∠ADM=∠ABD,(7分)
又因为AB是⊙O的直径,所以∠ADB为直角,即∠BAD=90°-∠ABD.
又∠BAD=∠AMD+∠ADM=2∠ABD,
于是90°-∠ABD=2∠ABD,所以∠ABD=30°,所以∠BAD=60°.…(8分)
又四边形ABCD是圆内接四边形,所以∠BAD+∠DCB=180°,
所以∠DCB=120°…(10分)
如图,圆O的直径AB=6,CD是圆O的弦,BA,DC的延长线交于点P,若PA=4,PC=5,求CD及∠CBD.
正确答案
解:由圆的割线定理,PA•PB=PC•PD,可以求出PD=8,
即CD=3,
CD=OC=3
∴弦CD所对应的圆心角是60°,
又由于同弧所对的圆心角等于圆周角的2倍,
弦CD对应的圆周角即是30°,
即∠CBD=30°
解析
解:由圆的割线定理,PA•PB=PC•PD,可以求出PD=8,
即CD=3,
CD=OC=3
∴弦CD所对应的圆心角是60°,
又由于同弧所对的圆心角等于圆周角的2倍,
弦CD对应的圆周角即是30°,
即∠CBD=30°
选做题(请考生在以下三个小题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题评阅记分)
(1)(不等式选讲)已知函数f(x)=log2(|x-1|+|x-5|-a),当函数f(x)的定义域为R时,则实数a的取值范围为______
(2)(几何证明选讲)如图,AB是半圆O的直径,点C在半圆上,CD⊥AB,垂足为D,且AD=5DB,设∠COD=θ,则tanθ的值为______.
(3)(坐标系与参数方程)圆O1和圆O2的极坐标方程分别为ρ=4cosθ,ρ=-4sinθ,则经过两圆圆心的直线的直角坐标方程为______.
正确答案
(-∞,4)
y=x+2
解析
解:(1)∵函数f(x)的定义域为R,∴|x-1|+|x-5|-a>0对于x∈R恒成立,
而|x-1|+|x-5|-a>0对于x∈R恒成立⇔a<(|x-1|+|x-5|)min.
令g(x)=|x-1|+|x-5|=,可知g(x)min=4,∴a<4.
(2)连接AC,BC,∵AB是圆O的直径,∴AC⊥BC,又∵CD⊥AB,∴CD2=AD×DB,
∵AD=5DB,∴CD2=5DB2,∴.
∵r==3DB,∴OD=r-DB=2DB.
在Rt△OCD中,=
=
.
(3)圆O1的极坐标方程ρ=4cosθ可以化为ρ2=4ρcosθ,∴x2+y2=4x,∴(x-2)2+y2=4,∴圆心O1(2,0);
圆O2的极坐标方程ρ=-4sinθ可化为ρ2=-4ρsinθ,∴x2+y2=-4y,配方得x2+(y+2)2=4,∴圆心O2(0,-2).
∴经过两圆圆心的直线的直角坐标方程为,即y=x-2.
故答案分别为(-∞,4),,y=x-2.
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