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2023九年级数学下册解题技巧专题:圆中辅助线的作法新版沪科版
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这是一份2023九年级数学下册解题技巧专题:圆中辅助线的作法新版沪科版,共5页。
解题技巧专题:圆中辅助线的作法
——形成解题思维模式,快准解答
类型一 遇弦加弦心距或半径【方法4①】
1.如图,⊙O的半径为5,AB为弦,半径OC⊥AB,垂足为点E,若OE=3,则AB的长是( )
A.4 B.6 C.8 D.10
第1题图 第2题图
2.如图,⊙O的半径为4,△ABC是⊙O的内接三角形,连接OB,OC,若∠BAC与∠BOC互补,则弦BC的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
3.如图,在⊙O中,AB为⊙O的弦,C、D是直线AB上的两点,且AC=BD,则△OCD是________三角形.
第3题图 第4题图
4.如图①,小敏利用课余时间制作了一个脸盆架,图②是它的截面图,垂直放置的脸盆与架子的交点为A,B,AB=40cm,脸盆的最低点C到AB的距离为10cm,则该脸盆的半径为________cm.
5.(2017·乐山中考)如图是“明清影视城”的一扇圆弧形门,小红到影视城游玩,她了解到这扇门的相关数据:这扇圆弧形门所在的圆与水平地面是相切的,AB=CD=0.25米,BD=1.5米,且AB、CD与水平地面都是垂直的.根据以上数据,请你帮小红计算出这扇圆弧形门的最高点离地面的距离是________米.
[
类型二 遇直径添加直径所对的圆周角【方法4②】
6.(2017·毕节中考)如图,AB是⊙O的直径,CD是⊙O的弦,∠ACD=30°,则∠BAD的度数为( )
A.30° B.50° C.60° D.70°
7. 如图,在半径为3的⊙O中,直径AB与弦CD相交于点E,连接AC,BD.若AC=2,则cosD=________.
第7题图 第8题图
8.如图,⊙O的半径OD垂直于弦AB,垂足为点C,连接AO并延长交⊙O于点E,连接EC.若AB=8,CD=2,则EC的长为________.
9.如图,在△ABC中,AB=AC,以AC为直径的⊙O交AB于点D,交BC于点E.
(1)求证:BE=CE;
(2)若∠B=70°,求的度数;
(3)若BD=2,BE=3,求AC的长.
类型三 遇切线连接圆心和切点
10.(2017·长春中考)如图,点A,B,C在⊙O上,∠ABC=29°,过点C作⊙O的切线交OA的延长线于点D,则∠D的大小为【方法4③】( )
A.29° B.32° C.42° D.58°
第10题图 第11题图 第12题图
11.如图,已知AB是⊙O的一条直径,延长AB至C点,使得AC=3BC,CD与⊙O相切,切点为D.若CD=3,则线段BC的长度等于________.【方法4③】
12.如图,⊙O与△ABC中AB,AC的延长线及BC边相切,切点分别为D,F,E,AB=5,AC=4,BC=3,则⊙O的半径是________.
13.(2017·陕西中考)如图,已知⊙O的半径为5,PA是⊙O的一条切线,切点为A,连接PO并延长,交⊙O于点B,过点A作AC⊥PB交⊙O于点C,交PB于点D,连接BC,其中∠P=30°.
(1)求弦AC的长;
(2)求证:BC∥PA.
类型四 有交点证切线连接圆心和交点
14.(2017·凉山州中考)如图,已知AB为⊙O的直径,AD,BD是⊙O的弦,BC是⊙O的切线,切点为B,OC∥AD,BA,CD的延长线相交于点E.
(1)求证:DC是⊙O的切线;【方法5①】
(2)若AE=1,ED=3,求⊙O的半径.
类型五 添加辅助线计算阴影部分的面积【方法7】
15.(芜湖期末)如图,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB,∠CDB=30°,CD=2,则阴影部分的面积为( )
A.2π B.π C. D.
第15题图 第16题图 第17题图
16.(阜阳期末)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠ABC=30°,AC=2,将Rt△ABC绕点A逆时针旋转45°后得到△AB′C′,点B经过的路径为,图中阴影部分面积是( )
A.2π B.2 C.4π D.4
17.★(2017·乌鲁木齐中考)用等分圆周的方法,在半径为1的图中画出如图所示图形,则图中阴影部分面积为________.
参考答案与解析
1.C 2.B 3.等腰
4.25 解析:设圆的圆心为O,连接OA,OC,OC与AB交于点D.设⊙O的半径为Rcm.由题意可得OC⊥AB,∴AD=DB=AB=20cm.在Rt△AOD中,OA2=AD2+OD2,即R2=202+(R-10)2,解得R=25.故该脸盆的半径为25cm.
5.2.5 解析:如图,设圆心为O,切点为F,连接OA,AC,OF,OF交AC于点E.∵BD是⊙O的切线,∴OF⊥BD.由题意可得AC∥BD,AC=BD=1.5米,∴OE⊥AC,EF=AB=0.25米.设⊙O的半径为R米.在Rt△AOE中,AE=AC=0.75米,OE=OF-EF=(R-0.25)米,AE2+OE2=OA2,即0.752+(R-0.25)2=R2,解得R=1.25.故这扇圆弧形门的最高点离地面的距离是1.25×2=2.5(米).
6.C 7.
8.2 解析:连接BE,设⊙O的半径为R.∵OD⊥AB,∴AC=BC=AB=×8=4.在Rt△AOC中,OA=R,OC=R-CD=R-2,OC2+AC2=OA2,∴(R-2)2+42=R2,解得R=5,∴OC=5-2=3.∵OA=OE,AC=BC,∴BE=2OC=6.∵AE为⊙O的直径,∴∠ABE=90°.在Rt△BCE中,CE===2.
9.(1)证明:连接AE.∵AC为⊙O的直径,∴∠AEC=90°,∴AE⊥BC.∵AB=AC,∴BE=CE.
(2)解:连接OD,OE.由(1)可知AE⊥BC,∴∠AEB=90°,∴∠BAE=90°-∠B=90°-70°=20°,∴∠DOE=2∠DAE=40°,∴的度数为40°.
(3)解:连接CD.由(1)可知BE=CE,∴BC=2BE=6.设AB=AC=x,则AD=x-2.∵AC为⊙O的直径,∴∠ADC=90°,∴∠BDC=90°.在Rt△BCD中,CD2=BC2-BD2=62-22=32.在Rt△ADC中,AD2+CD2=AC2,即(x-2)2+32=x2,解得x=9,即AC的长为9.
10.B 11.
12.2 解析:连接OE,OF.由题意得AD=AF,BE=BD,CE=CF,OF⊥AF,OE⊥BC.∵AB=5,AC=4,BC=3,∴AB2=AC2+BC2,∴∠ACB=90°,∴∠ECF=90°.又∵OE=OF,∴四边形OECF是正方形.设OF=r,则CF=CE=r.∵BC=3,∴BD=BE=BC-CE=3-r.∵AB=5,AC=4,∴AD=AB+BD=5+3-r,AF=AC+CF=4+r,∴5+3-r=4+r,∴r=2,即⊙O的半径是2.
13.(1)解:连接OA.∵PA是⊙O的切线,∴∠PAO=90°.∵∠P=30°,∴∠AOD=60°.∵AC⊥PB,PB过圆心O,∴AD=DC.在Rt△ODA中,AD=OA·sin60°=,∴AC=2AD=5.
(2)证明:∵AC⊥PB,∠P=30°,∴∠PAC=60°.由(1)可知∠AOP=60°,∴∠BOA=120°,∴∠BCA=60°,∴∠PAC=∠BCA,∴BC∥PA.
14.(1)证明:连接DO.∵AD∥OC,∴∠DAO=∠COB,∠ADO=∠COD.∵OA=OD,∴∠DAO=∠ADO,∴∠COD=∠COB.又∵OD=OB,OC=OC,∴△COD≌△COB,∴∠CDO=∠CBO.∵BC是⊙O的切线,∴∠CBO=90°,∴∠CDO=90°.又∵点D在⊙O上,∴CD是⊙O的切线.
(2)解:设⊙O的半径为R,则OD=R,OE=OA+AE=R+1.由(1)可知DC是⊙O的切线,∴∠EDO=90°,∴ED2+OD2=OE2,即32+R2=(R+1)2,解得R=4,∴⊙O的半径为4.
15.C 解析:连接OD.∵CD⊥AB,∴∠COB=∠BOD,CE=DE=CD=,∴S△OCE=S△ODE,∴阴影部分的面积等于扇形BOD的面积.∵∠CDB=30°,∴∠BOD=∠COB=60°,∴在Rt△ODE中,OD==2,∴S扇形BOD==,即阴影部分的面积为.故选C.
16.A 解析:∵在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,AC=2,∴AB=2AC=4.根据旋转的性质知△ABC≌△AB′C′,则S△ABC=S△AB′C′,∴S阴影=S扇形BAB′+S△ABC-S△AB′C′=
S扇形BAB′==2π.故选A.
17.π- 解析:如图,设的中点为P,连接OA,OP,AP,则∠AOP=60°,∴△AOP为等边三角形,∴△OAP的面积是×12=,扇形OAP的面积是S扇形=×π×12=,AP直线和AP弧围成的弓形面积为-.由题意可得阴影面积为3×2S弓形=π-.
解题技巧专题:圆中辅助线的作法
——形成解题思维模式,快准解答
类型一 遇弦加弦心距或半径【方法4①】
1.如图,⊙O的半径为5,AB为弦,半径OC⊥AB,垂足为点E,若OE=3,则AB的长是( )
A.4 B.6 C.8 D.10
第1题图 第2题图
2.如图,⊙O的半径为4,△ABC是⊙O的内接三角形,连接OB,OC,若∠BAC与∠BOC互补,则弦BC的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
3.如图,在⊙O中,AB为⊙O的弦,C、D是直线AB上的两点,且AC=BD,则△OCD是________三角形.
第3题图 第4题图
4.如图①,小敏利用课余时间制作了一个脸盆架,图②是它的截面图,垂直放置的脸盆与架子的交点为A,B,AB=40cm,脸盆的最低点C到AB的距离为10cm,则该脸盆的半径为________cm.
5.(2017·乐山中考)如图是“明清影视城”的一扇圆弧形门,小红到影视城游玩,她了解到这扇门的相关数据:这扇圆弧形门所在的圆与水平地面是相切的,AB=CD=0.25米,BD=1.5米,且AB、CD与水平地面都是垂直的.根据以上数据,请你帮小红计算出这扇圆弧形门的最高点离地面的距离是________米.
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类型二 遇直径添加直径所对的圆周角【方法4②】
6.(2017·毕节中考)如图,AB是⊙O的直径,CD是⊙O的弦,∠ACD=30°,则∠BAD的度数为( )
A.30° B.50° C.60° D.70°
7. 如图,在半径为3的⊙O中,直径AB与弦CD相交于点E,连接AC,BD.若AC=2,则cosD=________.
第7题图 第8题图
8.如图,⊙O的半径OD垂直于弦AB,垂足为点C,连接AO并延长交⊙O于点E,连接EC.若AB=8,CD=2,则EC的长为________.
9.如图,在△ABC中,AB=AC,以AC为直径的⊙O交AB于点D,交BC于点E.
(1)求证:BE=CE;
(2)若∠B=70°,求的度数;
(3)若BD=2,BE=3,求AC的长.
类型三 遇切线连接圆心和切点
10.(2017·长春中考)如图,点A,B,C在⊙O上,∠ABC=29°,过点C作⊙O的切线交OA的延长线于点D,则∠D的大小为【方法4③】( )
A.29° B.32° C.42° D.58°
第10题图 第11题图 第12题图
11.如图,已知AB是⊙O的一条直径,延长AB至C点,使得AC=3BC,CD与⊙O相切,切点为D.若CD=3,则线段BC的长度等于________.【方法4③】
12.如图,⊙O与△ABC中AB,AC的延长线及BC边相切,切点分别为D,F,E,AB=5,AC=4,BC=3,则⊙O的半径是________.
13.(2017·陕西中考)如图,已知⊙O的半径为5,PA是⊙O的一条切线,切点为A,连接PO并延长,交⊙O于点B,过点A作AC⊥PB交⊙O于点C,交PB于点D,连接BC,其中∠P=30°.
(1)求弦AC的长;
(2)求证:BC∥PA.
类型四 有交点证切线连接圆心和交点
14.(2017·凉山州中考)如图,已知AB为⊙O的直径,AD,BD是⊙O的弦,BC是⊙O的切线,切点为B,OC∥AD,BA,CD的延长线相交于点E.
(1)求证:DC是⊙O的切线;【方法5①】
(2)若AE=1,ED=3,求⊙O的半径.
类型五 添加辅助线计算阴影部分的面积【方法7】
15.(芜湖期末)如图,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB,∠CDB=30°,CD=2,则阴影部分的面积为( )
A.2π B.π C. D.
第15题图 第16题图 第17题图
16.(阜阳期末)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠ABC=30°,AC=2,将Rt△ABC绕点A逆时针旋转45°后得到△AB′C′,点B经过的路径为,图中阴影部分面积是( )
A.2π B.2 C.4π D.4
17.★(2017·乌鲁木齐中考)用等分圆周的方法,在半径为1的图中画出如图所示图形,则图中阴影部分面积为________.
参考答案与解析
1.C 2.B 3.等腰
4.25 解析:设圆的圆心为O,连接OA,OC,OC与AB交于点D.设⊙O的半径为Rcm.由题意可得OC⊥AB,∴AD=DB=AB=20cm.在Rt△AOD中,OA2=AD2+OD2,即R2=202+(R-10)2,解得R=25.故该脸盆的半径为25cm.
5.2.5 解析:如图,设圆心为O,切点为F,连接OA,AC,OF,OF交AC于点E.∵BD是⊙O的切线,∴OF⊥BD.由题意可得AC∥BD,AC=BD=1.5米,∴OE⊥AC,EF=AB=0.25米.设⊙O的半径为R米.在Rt△AOE中,AE=AC=0.75米,OE=OF-EF=(R-0.25)米,AE2+OE2=OA2,即0.752+(R-0.25)2=R2,解得R=1.25.故这扇圆弧形门的最高点离地面的距离是1.25×2=2.5(米).
6.C 7.
8.2 解析:连接BE,设⊙O的半径为R.∵OD⊥AB,∴AC=BC=AB=×8=4.在Rt△AOC中,OA=R,OC=R-CD=R-2,OC2+AC2=OA2,∴(R-2)2+42=R2,解得R=5,∴OC=5-2=3.∵OA=OE,AC=BC,∴BE=2OC=6.∵AE为⊙O的直径,∴∠ABE=90°.在Rt△BCE中,CE===2.
9.(1)证明:连接AE.∵AC为⊙O的直径,∴∠AEC=90°,∴AE⊥BC.∵AB=AC,∴BE=CE.
(2)解:连接OD,OE.由(1)可知AE⊥BC,∴∠AEB=90°,∴∠BAE=90°-∠B=90°-70°=20°,∴∠DOE=2∠DAE=40°,∴的度数为40°.
(3)解:连接CD.由(1)可知BE=CE,∴BC=2BE=6.设AB=AC=x,则AD=x-2.∵AC为⊙O的直径,∴∠ADC=90°,∴∠BDC=90°.在Rt△BCD中,CD2=BC2-BD2=62-22=32.在Rt△ADC中,AD2+CD2=AC2,即(x-2)2+32=x2,解得x=9,即AC的长为9.
10.B 11.
12.2 解析:连接OE,OF.由题意得AD=AF,BE=BD,CE=CF,OF⊥AF,OE⊥BC.∵AB=5,AC=4,BC=3,∴AB2=AC2+BC2,∴∠ACB=90°,∴∠ECF=90°.又∵OE=OF,∴四边形OECF是正方形.设OF=r,则CF=CE=r.∵BC=3,∴BD=BE=BC-CE=3-r.∵AB=5,AC=4,∴AD=AB+BD=5+3-r,AF=AC+CF=4+r,∴5+3-r=4+r,∴r=2,即⊙O的半径是2.
13.(1)解:连接OA.∵PA是⊙O的切线,∴∠PAO=90°.∵∠P=30°,∴∠AOD=60°.∵AC⊥PB,PB过圆心O,∴AD=DC.在Rt△ODA中,AD=OA·sin60°=,∴AC=2AD=5.
(2)证明:∵AC⊥PB,∠P=30°,∴∠PAC=60°.由(1)可知∠AOP=60°,∴∠BOA=120°,∴∠BCA=60°,∴∠PAC=∠BCA,∴BC∥PA.
14.(1)证明:连接DO.∵AD∥OC,∴∠DAO=∠COB,∠ADO=∠COD.∵OA=OD,∴∠DAO=∠ADO,∴∠COD=∠COB.又∵OD=OB,OC=OC,∴△COD≌△COB,∴∠CDO=∠CBO.∵BC是⊙O的切线,∴∠CBO=90°,∴∠CDO=90°.又∵点D在⊙O上,∴CD是⊙O的切线.
(2)解:设⊙O的半径为R,则OD=R,OE=OA+AE=R+1.由(1)可知DC是⊙O的切线,∴∠EDO=90°,∴ED2+OD2=OE2,即32+R2=(R+1)2,解得R=4,∴⊙O的半径为4.
15.C 解析:连接OD.∵CD⊥AB,∴∠COB=∠BOD,CE=DE=CD=,∴S△OCE=S△ODE,∴阴影部分的面积等于扇形BOD的面积.∵∠CDB=30°,∴∠BOD=∠COB=60°,∴在Rt△ODE中,OD==2,∴S扇形BOD==,即阴影部分的面积为.故选C.
16.A 解析:∵在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,AC=2,∴AB=2AC=4.根据旋转的性质知△ABC≌△AB′C′,则S△ABC=S△AB′C′,∴S阴影=S扇形BAB′+S△ABC-S△AB′C′=
S扇形BAB′==2π.故选A.
17.π- 解析:如图,设的中点为P,连接OA,OP,AP,则∠AOP=60°,∴△AOP为等边三角形,∴△OAP的面积是×12=,扇形OAP的面积是S扇形=×π×12=,AP直线和AP弧围成的弓形面积为-.由题意可得阴影面积为3×2S弓形=π-.
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