人教版九年级上册24.2.2 直线和圆的位置关系课堂检测
展开24.2 点、直线、圆与圆的位置关系
点和圆的三种位置关系:
由于平面上圆的存在,就把平面上的点分成了三个集合,即圆内的点,圆上的点和圆外的点,这三类点各具有相同的性质和判定方法;设⊙O的半径为r,点P到圆心的距离为d,则有:
注意:点和圆的位置关系和点到圆心的距离的数量关系是相对应的,即知道位置关系就可以确定数量关系;知道数量关系也可以确定位置关系;
题型1:点和圆的位置关系
1.1.已知⊙O的半径为2cm,点P到圆心O的距离为4cm,则点P和⊙O的位置关系为( )
A.点P在圆内 B.点P在圆外 C.点P在圆上 D.不能确定
【答案】B
【解析】【解答】解:∵⊙O的半径为2cm,点P到圆心O的距离为4cm,
∴4>2,
∴点P和⊙O外.
故答案为:B.
【分析】利用点与圆的位置关系:若⊙O的半径为r,点P到圆心O的距离为d,当点P在圆内时则d<r;当点P在圆上时则d=r;当点P在圆外时则d>r;据此可得到点P与⊙O的位置关系.
【变式1-1】已知⊙O半径为4,圆心O在坐标原点上,点P的坐标为(3,4),则点P与⊙O的位置关系是( )
A.点P在⊙O内 B.点P在⊙O上 C.点P在⊙O外 D.不能确定
【答案】C
【解析】【解答】解:∵圆心O在坐标原点上,点P的坐标为(3,4),
∴OP=32+42=5
∵⊙O半径为4,5>4
∴点P与⊙O的位置关系是点P在⊙O外
故答案为:C
【变式1-2】⊙O的半径r=10cm,圆心O到直线l的距离OD=6cm,在直线l上有A、B、C三点,且AD=6cm,BD=8cm,CD=5 3 cm,问:A、B、C三点与⊙O的位置关系各是怎样?
【答案】解:∵OA= OD2+AD2 = 62+62 = 72 (cm)<r=10cm,
OB= OD2+BD2 = 62+82 =10(cm)=r,
OC= OD2+DC2 = 62+(53)2 = 111 (cm)>r=10cm,
∴点A在⊙O内,点B在⊙O上,点C在⊙O外.
【解析】【分析】根据勾股定理求得OA、OB、OC的长,再通过点与圆心的距离和半径比较大小即可。
题型2:确定圆的条件
2.如图在平面直角坐标系中,过格点A,B,C作一圆弧,圆心坐标是( )
A.(1,0) B.(2,0) C.(0,0) D.(2,−1)
【答案】B
【解析】【解答】解:根据垂径定理的推论:弦的垂直平分线必过圆心,
可以作弦AB和BC的垂直平分线,交点即为圆心.
如图所示,则圆心是(2,0).
故答案为:B.
【分析】作弦AB和BC的垂直平分线,交点即为圆心,再求解即可。
【变式2-1】下列语句中,一定正确的是( )
①过三点有且只有一个圆;②平分弦的直径垂直于弦;③三角形的外心到三角形三个顶点的距离相等;④同弧或等弧所对的圆周角相等;⑤圆内接平行四边形是矩形.
A.①②③ B.①②④ C.②③⑤ D.③④⑤
【答案】D
【解析】【解答】解:过不在同一直线上的三点有且只有一个圆,所以①不符合题意;
平分弦(非直径)的直径垂直于弦,所以②不符合题意;
三角形的外心到三角形三个顶点的距离相等,所以③符合题意;
同弧或等弧所对的圆周角相等,所以④符合题意;
圆内接平行四边形的对角相等且互补,此时四边形是矩形,所以⑤符合题意.
故答案为:D.
【变式2-2】如图所示,BD,CE是△ABC的高,求证:E,B,C,D四点在同一个圆上.
【答案】证明:如图所示,取BC的中点F,连接DF,EF.
∵BD,CE是△ABC的高,
∴△BCD和△BCE都是直角三角形.
∴DF,EF分别为Rt△BCD和Rt△BCE斜边上的中线,
∴DF=EF=BF=CF.
∴E,B,C,D四点在以F点为圆心,12BC为半径的圆上.
【解析】【分析】求证E,B,C,D四点在同一个圆上,△BCD是直角三角形,则三个顶点在斜边中点为圆心的圆上,因而只要再证明F到BC得中点的距离等于BC的一半就可以
三角形的外接圆
经过三角形的三个顶点的圆叫做三角形的外接圆,外接圆的圆心是三角形三条边垂直平分线的交点,叫做三角形的外心. 三角形的外心到三角形三个顶点的距离相等;不在同一直线上的三个点确定一个圆.
题型3:三角形的外接圆与外心
3.如图,在平面直角坐标系xOy中,点A为(0,3),点B为(2,1),点C为(2,−3).则△ABC的外心坐标应是( )
A.(0,0) B.(1,0) C.(2,−1) D.(−2,−1)
【答案】D
【解析】【解答】解:∵B点坐标为(2,1),C点坐标为(2,-3),
∴直线BC∥x轴,
∴直线BC的垂直平分线为直线y=-1,
∵外心是三角形三条边的垂直平分线的交点,
∴△ABC外心的纵坐标为-1,
设△ABC的外心为P(a,-1),
∴PA2=a2+(−1−3)2=a2+16=PB2=(a−2)2+(−1−1)2=a2−4a+8,
∴a2+16=a2−4a+8,
解得a=−2,
∴△ABC外心的坐标为(-2,-1),
故答案为:D.
【分析】设△ABC的外心为P(a,-1),再根据AP=PB可得PA2=a2+(−1−3)2=a2+16=PB2=(a−2)2+(−1−1)2=a2−4a+8,求出a的值,即可得到答案
【变式3-1】已知△ABC的外心为O,连结BO,若∠OBA=18°,则∠C的度数为( )
A.60° B.68° C.70° D.72°
【答案】D
【解析】【解答】解:如图,连接OA、OC,
∵O是△ABC的外心,
∴OA=OB=OC,
∴∠OAB=∠OBA=18°,∠OAC=∠OCA,∠OBC=∠OCB,
∴∠OAC+∠OCA+∠OBC+∠OCB=2(∠OCA+∠OCB)=2∠C=180°-(∠OAB=∠OBA)
=180°-36°=144°,
∴∠C=72°;
故答案为:D.
【变式3-2】如图,要把残破的轮片复制完整,已知弧上的三点A、B、C.
①用尺规作图法找出 所在圆的圆心(保留作图痕迹,不写作法);
②设△ABC是等腰三角形,底边BC=8cm,腰AB=5cm,求圆片的半径R.
【答案】解:①作法:分别作AB和AC的垂直平分线,设交点为O,则O为所求圆的圆心;②连接AO、BO,AO交BC于E,∵AB=AC,∴AE⊥BC,∴BE= 12 BC= 12 ×8=4,在Rt△ABE中,AE= AB2−BE2=52−42 =3,设⊙O的半径为R,在Rt△BEO中,OB2=BE2+OE2,即R2=42+(R-3)2,∴R= 256 (cm),答:圆片的半径R为 256 cm
【解析】【分析】①分别作出AB和AC的垂直平分线,交点为O,即O为所求圆的圆心;②连接AO、BO,AO交BC于E,利用垂径定理求出BE的长,再在Rt△ABE中,利用勾股定理求出AE的长,然后在Rt△BEO中求出圆的半径即可。
题型4:反证法
4.用反证法证明“三角形中必有一个内角不小于60°”时,应当假设这个三角形中( )
A.有一个内角小于60° B.每一个内角都小于60°
C.有一个内角大于60° D.每一个内角都大于60°
【答案】B
【解析】【解答】解:用反证法证明“三角形中必有一个内角不小于60°”时,应先假设三角形中每一个内角都小于60°.
故答案为:B.
【分析】用反证法证明“三角形中必有一个内角不小于60°”时,应找出其反面即可.
【变式4-1】用反证法证明:“若 a>b>0 ,则 a2>b2 ”,应先假设( )
A.a 【答案】D
【解析】【解答】解: 用反证法证明:“若 a>b>0 ,则 a2>b2 ”,应先假设a2≤b2.
故答案为:D.
【分析】根据反证法的步骤中,第一步是假设结论不成立,结论的反面成立,即可得出答案。
【变式4-2】用反证法证明:在一个三角形中,至少有一个内角小于或等于60°.
【分析】根据反证法的一般步骤、三角形内角和定理证明.
【解答】证明:假设在一个三角形中没有一个角小于或等于60°,即都大于60°,
那么,这个三角形的三个内角之和就会大于180°,
这与定理“三角形的三个内角之和等于180°”相矛盾,
∴在一个三角形中,至少有一个内角小于或等于60°.
【点评】本题考查的是反证法,反证法的步骤是:(1)假设结论不成立;(2)从假设出发推出矛盾;(3)假设不成立,则结论成立.
直线和圆的三种位置关系:
(1) 相交:直线与圆有两个公共点时,叫做直线和圆相交.这时直线叫做圆的割线.
(2) 相切:直线和圆有唯一公共点时,叫做直线和圆相切.这时直线叫做圆的切线,唯一的公共点叫做切点.
(3) 相离:直线和圆没有公共点时,叫做直线和圆相离.
如果⊙O的半径为r,圆心O到直线的距离为d,那么
注意:
这三个命题从左边到右边反映了直线与圆的位置关系所具有的性质;从右边到左边则是直线与圆的位置关系的判定.
题型5:直线与圆的位置关系-相交
5.已知⊙O的半径是一元二次方程x2+6x﹣16=0的解,且点O到直线AB的距离是2,则直线AB与⊙O的位置关系是 相交 .
【分析】首先求出方程的根,再利用半径长度,由点O到直线AB的距离为d,若d<r,则直线与圆相交;若d=r,则直线于圆相切;若d>r,则直线与圆相离,从而得出答案.
【解答】解:∵⊙O的半径是一元二次方程x2+6x﹣16=0的解,
解方程x2+6x﹣16=0,
(x+8)(x﹣2)=0,
解得:x1=﹣8(舍去),x2=2,
∴r=2,
∵点O到直线AB距离d是2,
∴d<r,
∴直线AB与圆相交.
故答案为相交.
【变式5-1】已知一条直线l与半径为r的⊙O相交,且点O到直线l的距离为2,则r的取值范围是 r>2 .
【分析】直接根据直线与圆的位置关系进行判断即可.
【解答】解:∵直线l与半径为r的⊙O相交,且点O到直线l的距离d=2,
∴r>2.
故答案为:r>2.
【变式5-2】已知 ⊙O 的半径为10,直线AB与 ⊙O 相交,则圆心O到直线AB距离d的取值范围是 .
【答案】0≤d<10
【解析】【解答】解:∵⊙O的半径为10,直线AB与⊙O相交,
∴圆心到直线AB的距离小于圆的半径,
即0≤d<10;
故答案为:0≤d<10.
【分析】根据直线AB和圆相交,则圆心到直线AB的距离小于圆的半径,即可得出答案。
题型6:直线与圆的位置关系-相切
6.若d、R是方程x2-4x+m=0的两个根,且直线l与⊙O相切,则m的值是 .
【答案】4
【解析】【解答】解:∵直线l与 ⊙O 相切,∴d=R ,
也就是方程 x2−4x+m=0 有两个相等的实数根,
∴Δ=b2−4ac=0 , (−4)2−4m=0 ,解得 m=4 .
故答案是:4.
【分析】由直线与圆相切,得到 d=R ,从而根据一元二次方程有两个相等的实数根求出m的值.
【变式6-1】如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3cm,BC=4cm,若以C为圆心,r为半径所作的圆与斜边AB相切,则r的值是
【答案】125
【解析】【解答】解:∵∠C=90°,AC=3cm,BC=4cm,
∴AB=AC2+BC2=5cm ,
由题意可得 CD⊥AB ,
∴12AC⋅BC=12AB⋅CD ,即 CD=125 ,
故答案为: 125 .
【分析】根据勾股定理求出AB的长,由于Rt△ABC的面积=12AC⋅BC=12AB⋅CD,据此即可求出CD的长.
【变式6-2】如图,⊙O的半径OC=10cm,直线l⊥OC,垂足为H,且l交⊙O于A,B两点,AB=16cm,则l沿OC所在直线向下平移 cm时与⊙O相切.
【答案】4
【解析】【解答】解:∵直线l⊥OC,AB=16cm,
∴AH=12AB=8cm , ∠AHO=90° ,
∵OA=OC=10cm ,
在 Rt△AOH 中,由勾股定理得
OH=AO2−AH2=102−82=6cm ,
∴CH=OC−OH=4cm ,
若l与⊙O相切,
则点 O 到直线l的距离等于OC=10cm,
∴l沿OC所在直线向下平移的距离等于 CH=4cm
即l沿OC所在直线向下平移 4cm 时与⊙O相切.
故答案为: 4 .
【分析】根据垂径定理,可求出AH=12AB=8cm,在利用勾股定理可得OH=AO2−AH2=102−82=6cm,从而得出CH=OC−OH=4cm,再由l与⊙O相切,则点 O 到直线l的距离等于OC=10cm,从而得出l沿OC所在直线向下平移的距离等于 CH=4cm,即可求出答案。
题型7:直线与圆的位置关系-相离
7.已知圆的半径为10cm,如果圆心O到直线的距离为12cm,那么这条直线和这个圆的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.都可能
【答案】A
【解析】【解答】解:∵⊙O的半径为10cm,
∵圆心O到一条直线的距离为12cm>10cm,
∴直线和圆相离.
故答案为:A.
【分析】若圆的半径为r,圆心到直线的距离为d,当d
【变式7-1】在平面直角坐标系中,⊙P的圆心坐标为(4,8),半径为5,那么x轴与⊙P的位置关系是 相离 .
【分析】欲求⊙P与x轴的位置关系,关键是求出点P到x轴的距离d再与⊙P的半径5比较大小即可.
【解答】解:在直角坐标系内,以P(4,8)为圆心,5为半径画圆,则点P到x轴的距离为d=8,
∵r=5,
∴d>r,
∴⊙P与x轴相离.
故答案为:相离.
【变式7-2】已知⊙O的半径r=2,圆心O到直线l的距离d是方程x2﹣5x+6=0的解,则直线l与⊙O的位置关系是 相切或相离 .
【分析】先解方程,根据距离d与r的大小关系得出:直线与圆的位置关系.
【解答】解:x2﹣5x+6=0,
(x﹣3)(x﹣2)=0,
x=3或2,
当d=3时,则d>r,所以直线l与⊙O的位置关系是相离;
当d=2时,则d=r,所以直线l与⊙O的位置关系是相切;
则直线l与⊙O的位置关系是:相切或相离;
故答案为:相切或相离.
题型8:直线与圆的位置关系-交点个数
8.已知⊙O的半径为3,点O到直线m的距离为d,若直线m与⊙O公共点的个数为2个,则d可取( )
A.0 B.3 C.3.5 D.4
【答案】A
【解析】【解答】解:∵直线m与⊙O公共点的个数为2个
∴直线与圆相交
∴d<r=3,则d可取0.
故答案为:A.
【分析】根据直线与圆有两个交点可知:直线与圆相交,则点O到直线的距离小于半径,据此判断.
【变式8-1】已知⊙O的半径等于8cm,圆心O到直线l的距离为9cm,则直线l与⊙O的公共点的个数为( )
A.0 B.1
C.2 D.3个或3个以上
【答案】A
【解析】【解答】解:∵ ⊙O的半径等于r为8cm,圆心O到直线l的距离为d为9cm,
∴d>r,
∴ 直线l与⊙O相离,
所以直线l与⊙O的公共点的个数为0,
故答案为:A
【分析】先求出d>r,再求出直线l与⊙O相离,最后求解即可。
【变式8-2】已知三角形的三边长分别为3,4,5,则它的边与半径为1的圆的公共点可能有 个.
【分析】根据勾股定理可得三角形为直角三角形,求出三角形内切圆的半径为1,圆在不同的位置和直线的交点从没有到最多4个.
【解答】解:∵32+42=25,52=25,
∴三角形为直角三角形,
设内切圆半径为r,则12(3+4+5)r=12×3×4,
解得r=1,
所以应分为五种情况:
当一条边与圆相离时,有0个交点,
当一条边与圆相切时,有1个交点,
当一条边与圆相交时,有2个交点,
当圆与三角形内切圆时,有3个交点,
当两条边与圆同时相交时,有4个交点,
故公共点个数可能为0或1或2或3或4个.
故答案为0或1或2或3或4
圆与圆的五种位置关系
设⊙O1的半径为r1,⊙O2半径为r2, 两圆心O1O2的距离为d,则:
两圆外离 d>r1+r2
两圆外切 d=r1+r2
两圆相交 r1-r2<d<r1+r2 (r1≥r2)
两圆内切 d=r1-r2 (r1>r2)
两圆内含 d<r1-r2 (r1>r2)
注意:
(1) 圆与圆的位置关系,既考虑它们公共点的个数,又注意到位置的不同,若以两圆的公共点个数 分类,又可以分为:相离(含外离、内含)、相切(含内切、外切)、相交;
(2) 内切、外切统称为相切,唯一的公共点叫作切点;
(3) 具有内切或内含关系的两个圆的半径不可能相等,否则两圆重合.
题型9:圆和圆的位置关系
9.(1)已知两圆的半径分别为3cm,5cm,且其圆心距为7cm,则这两圆的位置关系是( )
A.外切 B.内切 C.相交 D.相离
(2)已知⊙O1与⊙O2相切,⊙O1的半径为3cm,⊙O2的半径为2cm,则O1O2的长是( )
A.1cm B.5cm C.1cm或5cm D.0.5cm或2.5cm
【答案】(1)C ; (2)C.
【解析】(1)由于圆心距d=7cm,R+r=5+3=8(cm),R-r=5-3=2(cm).
∴ R-r<d<R+r,故这两圆的位置关系是相交.
(2)两圆相切包括外切和内切,当⊙O1与⊙O2外切时,d=O1O2=R+r=3+2=5(cm);
当⊙O1与⊙O2内切时,d=O1O2=R-r=3-2=1(cm).
【总结升华】由数量确定位置或由位置确定数量的依据是:①两圆外离d>R+r;②两圆外切d=R+r;③两圆相交R-r<d<R+r;④两圆内切d=R-r;⑤两圆内含d<R-r.
【变式9-1】如图所示,⊙O的半径为5,点P为⊙O外一点,OP=8.求:(1)以P为圆心作⊙P与⊙O相切,则⊙P的半径为多少?(2)当⊙P与⊙O相交时,⊙P的半径的取值范围为多少?
【答案与解析】
(1)当⊙P与⊙O外切时,则有5+r=8,
∴ r=3.
当⊙P与⊙O内切时,则有r-5=8,
∴ r=13.
∴ 当r=3或13时,⊙O与⊙P相切.
(2)当⊙P与⊙O相交时,则有| r-5|<8<r+5,
解得3<r<13,
即当3<r<13时,⊙P与⊙O相交.
【总结】 两圆相切包含两圆外切与两圆内切,两圆外切和内切的对应关系分别为d=R+r和d=R-r(R>r),它们起着分界作用,分别是外离与相交,相交与内含的分界点.可用图表示为:
【变式9-2】已知⊙O1与⊙O2相切,⊙O1的半径为3cm,⊙O2的半径为2cm,则O1O2的长是( )
A.1cm B.5cm C.1cm或5cm D.0.5cm或2.5cm
【答案】C
提示:两圆相切包括外切和内切,当⊙O1与⊙O2外切时,d=O1O2=R+r=3+2=5(cm);
当⊙O1与⊙O2内切时,d=O1O2=R-r=3-2=1(cm).故选C.
一、单选题
1.过A,B,C三点能确定一个圆的条件是( )
①AB=2,BC=3,AC=5;②AB=3, BC=3,AC=2;③AB=3,BC=4,AC= 5.
A.①② B.①②③ C.②③ D.①③
【答案】C
【解析】【解答】解:经过不在同一直线上的三点可以确定圆,能构成三角形的三点一定可以确定一个圆,因为只有C选项中的三点能构成三角形,故答案为:C.
【分析】根据经过不在同一直线上的三点可以确定圆可求解。
2.若☉O的直径为5,直线l与☉O相交,圆心O到直线l的距离是d,则d的取值范围是( )
A.4
【解析】【解答】∵⊙O的直径是5,
∴⊙O的半径为2.5,直线L与⊙O相交,
∴圆心到直线的距离小于圆的半径,
即0≤d<2.5.
故答案为:D.
【分析】根据直线l与☉O相交,可得出圆心到直线的距离小于圆的半径,可得出d<r,即可解答。
3.⊙O的半径为5cm,点A到圆心O的距离OA=3cm,则点A与圆O的位置关系为( )
A.点A在圆上 B.点A在圆内 C.点A在圆外 D.无法确定
【答案】B
【解析】【解答】∵⊙O的半径为5cm,点A到圆心O的距离为3cm,
即点A到圆心O的距离小于圆的半径,
∴点A在⊙O内.
故选B.
【分析】根据点与圆的位置关系的判定方法进行判断.
4.面直角坐标系中,以点(2,3)为圆心,2为半径的圆一定与( )
A.x轴相交 B.y轴相交 C.x轴相切 D.y轴相切
【答案】D
【解析】【解答】解:∵是以点(2,3)为圆心,2为半径的圆,
如图所示:
∴这个圆与y轴相切,与x轴相离.
故答案为:D.
【分析】根据题意画出示意图,据此可得圆与x轴、y轴的关系.
5.已知圆的半径为5cm,圆心到直线l的距离为5cm,那么直线l和这个圆的公共点有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.1个或2个
【答案】B
【解析】【解答】解:∵圆的半径为5cm,圆心到直线l的距离为5cm,
∴直线l和这个圆的公共点有1个.
故答案为:B.
【分析】根据圆心到直线l的距离等于半径可知:直线与圆相切,据此可得公共点的个数.
二、填空题
6.在直角坐标系中,以坐标原点为圆心的⊙O的半径为5cm,则点P(-4,3)与⊙O的位置关系是:点P在⊙O
【答案】上
【解析】【解答】解:∵点P的坐标是(﹣4,3),
∴OP=32+42=5 ,
∵⊙O的半径为5cm,
∴OP等于⊙O的半径,
∴点P在⊙O上.
故答案为:上.
【分析】先根据两点间的距离公式求出OP的长,再根据点与圆的位置关系判断即可.
7.一个直角三角形的两条边长是方程x2−7x+12=0的两个根,则此直角三角形的外接圆的直径为 .
【答案】4或5
【解析】【解答】解:x2−7x+12=0,
解得x=3或4;
①当4是直角边时,斜边长=32+42=5 ,所以直角三角形外接圆直径是5;
②当4是斜边时,这个直角三角形外接圆的直径是4.
故答案为:4或5.
【分析】解方程可得x=3或4,分两种情况:①当4是直角边时,②当4是斜边时,据此分别解答即可.
8.用反证法证明:已知直线a、b被直线c所截,∠1+∠2≠180°.求证:a与b不平行.
证明:假设 ,
则:∠1+∠2=180°( )
这与 矛盾,故假设不成立.所以a与b不平行.
【答案】a∥b;两直线平行,同旁内角互补;∠1+∠2≠180°
【解析】【解答】假设a∥b,则∠1+∠2=180°(两直线平行,同旁内角互补),这与∠1+∠2≠180°矛盾,故假设不成立.所以结论成立,a与b不平行.
故答案为:a∥b;两直线平行,同旁内角互补;∠1+∠2≠180°.
【分析】利用反证法进行证明时,先假设a和b平行,根据两直线平行,同旁内角互补,继续证明即可。
9.已知⊙O的半径r=2,圆心O到直线l的距离d是方程x2−5x+6=0的解,则直线l与⊙O的位置关系是 .
【答案】相切或相离
【解析】【解答】解:x2−5x+6=0,
(x−3)(x−2)=0,
x=3或2,
当d=3时,则d>r,所以直线l与⊙O的位置关系是相离;
当d=2时,则d=r,所以直线l与⊙O的位置关系是相切;
则直线l与⊙O的位置关系是:相切或相离.
故答案为:相切或相离.
【分析】利用因式分解法可得方程的解,然后根据d>r时,直线与圆相离;d=r时,直线与圆相切;d
【答案】相交
【解析】【解答】解:∵⊙O的半径是一元二次方程x2+6x﹣16=0的解,
解方程x2+6x﹣16=0,
(x+8)(x﹣2)=0,
解得:x1=﹣8(舍去),x2=2,
∴r=2,
∵点O到直线AB距离d是2,
∴d<r,
∴直线AB与圆相交.
故答案为:相交.
【分析】利用因式分解法求出方程的解,据此可得半径,然后结合直线与圆的位置关系进行判断.
三、解答题
11.求证:矩形的四个顶点在同一圆上.
【答案】解:已知:矩形 ABCD
求证:点 A、B、C、D 在同一个圆上
证明:连接 AC,BD 交于点 O.
∵四边形 ABCD 是矩形 ,
∴AC=BD,
∴AO=BO=CO=DO,
∴点A、B、C、D在同一个圆上.
【解析】【分析】 连接 AC,BD 交于点 O. 根据矩形的对角线相等且互相平分得出 AO=BO=CO=DO, 根据到定点距离相等的点在同一个圆上即可得出结论。
12.已知:如图,在△ABC中,∠BAC的外角平分线与BC的延长线交于点E.求证:AB≠AC.
【答案】证明:假设AB=AC.
∵AB=AC,
∴∠B=∠ACB,
又∵∠DAC=∠B+∠ACB,∠DAC=2∠DAE=2∠CAE,
∴∠ACB=∠CAE,
∴AE∥BC.与∠BAC的外角平分线与BC的延长线交于点E相矛盾.
则AB≠AC.
【解析】【分析】假设AB=AC,根据等腰三角形中等边对等角以及三角形的外角的性质证明∠ACB=∠CAE,则AE∥BC,与已知相矛盾,即可证得.
四、综合题
13.如图,公路MN和村路PQ在P处交汇,且∠QPN=30°,点A处有一所中学,AP=160m.假设拖拉机行驶时,周围100m以内会受到噪声的影响,那么拖拉机在公路MN上沿PN方向行驶时,
(1)学校是否会受到噪声影响?请说明理由;
(2)如果受影响,已知拖拉机的速度为18km/h时,那么学校受影响的时间为多少秒?
【答案】(1)解:学校是会受到噪声影响.
过点A作AB⊥PN于点B,
∴ABP=90°,
在Rt△PAB中,∠QPN=30°,
∴AB=12PA=12×AP=12×160=80
∵80<100
∴ 学校是会受到噪声影响.
(2)解:如图,以点A为圆心,100cm为半径画圆,交PN于点C,D,连接AC,AD,
∴CD=2BC,
在Rt△ABC中,AC=100cm,AB=80cm,
∴BC=AC2−AB2=1002−802=60
∴CD=2×60=120cm,
∵拖拉机的速度为18km/h=5cm/s,
∴学校受影响的时间为120÷5=24s.
答:学校受影响的时间为24秒.
【解析】【分析】(1)利用垂线段最短,过点A作AB⊥PN于点B,利用30°角所对的直角边等于斜边的一半就可求出AB的长。然后将AB的长与100cm比较大小,即可作出判断。
(2)以点A为圆心,100cm为半径画圆,交PN于点C,D,连接AC,AD,利用垂径定理可证得CD=2BC,再利用勾股定理求出BC的长,就可得到CD的长,然后利用时间=路程÷速度,列式计算可求解。
14.如图,在平面直角坐标系中,一段圆弧上有A、B、C三点的坐标分别为A(0,4),B(4,4),C(6,2).
(1)在图中标出圆弧所在圆的圆心P,且P点坐标为 ;
(2)⊙P的半径为 ;∠APC的度数为 ;点( −2 ,0)在⊙P .(填“上”、“内”、“外”)
【答案】(1)(2,0)
(2)25;90°;内
【解析】【解答】解:(1)设P坐标为(x,y),由题意可得:
x2+(y−4)2=(x−4)2+(y−4)2x2+(y−4)2=(x−6)2+(y−2)2 ,解之得: x=2y=0 ,
∴P坐标为(2,0),
故答案为(2,0);
(2)如图,连结PA、PB、PC、AC,
则PA= (2−0)2+(0−4)2=20=25 ,∴ ⊙P的半径为 25 ;
∵AC=(0−6)2+(4−2)2=40=210,PC=PA=25 ,
∴PA2+PC2=AC2 ,∴△APC是直角三角形,且∠APC=90°;
设点( −2 ,0)为Q,则PQ=2-(-2)=4,
∵5>4,∴5>4,5>2,∴25>4 ,即PA>PQ,
∴点( −2 ,0)在⊙P内.
【分析】(1)设P坐标为(x,y),根据PA=PB,PA=PC列方程组求解,即可确定点P的坐标;
(2)求出PA的长,即为⊙P的坐标,再求出AC的长,利用勾股定理逆定理即可判断出△APC为等腰直角三角形,要判断点与圆的位置关系,求出点到圆心的距离,与半径比较即可判断.
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