初中数学苏科版九年级上册2.5 直线与圆的位置关系巩固练习
展开第10讲 直线与圆的位置关系(7种题型)
1.理解并掌握直线与圆的各种位置关系;
2.理解切线的判定定理、性质定理和切线长定理,了解三角形的内切圆和三角形的内心的概念,并熟练
掌握以上内容解决一些实际问题;
一.直线与圆的位置关系
(1)直线和圆的三种位置关系:
①相离:一条直线和圆没有公共点.
②相切:一条直线和圆只有一个公共点,叫做这条直线和圆相切,这条直线叫圆的切线,唯一的公共点叫切点.
③相交:一条直线和圆有两个公共点,此时叫做这条直线和圆相交,这条直线叫圆的割线.
(2)判断直线和圆的位置关系:设⊙O的半径为r,圆心O到直线l的距离为d.
①直线l和⊙O相交⇔d<r
②直线l和⊙O相切⇔d=r
③直线l和⊙O相离⇔d>r.
二.切线的性质
(1)切线的性质
①圆的切线垂直于经过切点的半径.
②经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点.
③经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心.
(2)切线的性质可总结如下:
如果一条直线符合下列三个条件中的任意两个,那么它一定满足第三个条件,这三个条件是:①直线过圆心;②直线过切点;③直线与圆的切线垂直.
(3)切线性质的运用
由定理可知,若出现圆的切线,必连过切点的半径,构造定理图,得出垂直关系.简记作:见切点,连半径,见垂直.
三.切线的判定
(1)切线的判定定理:经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线.
(2)在应用判定定理时注意:
①切线必须满足两个条件:a、经过半径的外端;b、垂直于这条半径,否则就不是圆的切线.
②切线的判定定理实际上是从”圆心到直线的距离等于半径时,直线和圆相切“这个结论直接得出来的.
③在判定一条直线为圆的切线时,当已知条件中未明确指出直线和圆是否有公共点时,常过圆心作该直线的垂线段,证明该线段的长等于半径,可简单的说成“无交点,作垂线段,证半径”;当已知条件中明确指出直线与圆有公共点时,常连接过该公共点的半径,证明该半径垂直于这条直线,可简单地说成“有交点,作半径,证垂直”.
四.切线的判定与性质
(1)切线的性质
①圆的切线垂直于经过切点的半径.
②经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点.
③经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心.
(2)切线的判定定理:经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线.
(3)常见的辅助线的:
①判定切线时“连圆心和直线与圆的公共点”或“过圆心作这条直线的垂线”;
②有切线时,常常“遇到切点连圆心得半径”.
五.弦切角定理
(1)弦切角:顶点在圆上,一边和圆相交,另一边和圆相切的角叫做弦切角.
(2)弦切角定理:弦切角的度数等于它所夹的弧的圆心角的度数的一半.
如右图所示,直线PT切圆O于点C,BC、AC为圆O的弦,则有∠PCA=∠PBC(∠PCA为弦切角).
六.切线长定理
(1)圆的切线长定义:经过圆外一点作圆的切线,这点和切点之间的线段的长,叫做这点到圆的切线长.
(2)切线长定理:从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等,圆心和这一点的连线,平分两条切线的夹角.
(3)注意:切线和切线长是两个不同的概念,切线是直线,不能度量;切线长是线段的长,这条线段的两个端点分别是圆外一点和切点,可以度量.
(4)切线长定理包含着一些隐含结论:
①垂直关系三处;
②全等关系三对;
③弧相等关系两对,在一些证明求解问题中经常用到.
七.切割线定理
(1)切割线定理:从圆外一点引圆的切线和割线,切线长是这点到割线与圆交点的两条线段长的比例中项.
几何语言:
∵PT切⊙O于点T,PBA是⊙O的割线
∴PT的平方=PA•PB(切割线定理)
(2)推论:从圆外一点引圆的两条割线,这一点到每条割线与圆的交点的两条线段长的积相等.
几何语言:
∵PBA,PDC是⊙O的割线
∴PD•PC=PA•PB(切割线定理推论)(割线定理)
由上可知:PT2=PA•PB=PC•PD.
八.三角形的内切圆与内心
(1)内切圆的有关概念:
与三角形各边都相切的圆叫三角形的内切圆,三角形的内切圆的圆心叫做三角形的内心,这个三角形叫做圆的外切三角形.三角形的内心就是三角形三个内角角平分线的交点.
(2)任何一个三角形有且仅有一个内切圆,而任一个圆都有无数个外切三角形.
(3)三角形内心的性质:
三角形的内心到三角形三边的距离相等;三角形的内心与三角形顶点的连线平分这个内角.
一.直线与圆的位置关系
1.(2023•淮阴区一模)已知⊙O的半径为5,直线l与⊙O有2个公共点,则点O到直线l的距离可能是( )
A.3 B.5 C.7 D.9
2.(2022秋•宜兴市期末)已知⊙O的半径为6cm,点O到直线l的距离为7cm,则直线l与⊙O的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.无法确定
3.(2022秋•亭湖区校级月考)已知⊙O的半径是一元二次方程x2﹣2x﹣3=0的一个根,圆心O到直线l的距离d=4,则直线l与⊙O的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.平行
4.(2022秋•江都区期末)在直角坐标系中,点P的坐标是,⊙P的半径为2,下列说法正确的是( )
A.⊙P与x轴、y轴都有两个公共点
B.⊙P与x轴、y轴都没有公共点
C.⊙P与x轴有一个公共点,与y轴有两个公共点
D.⊙P与x轴有两个公共点,与y轴有一个公共点
5.(2023•南关区校级三模)如图,已知⊙O是以数轴的原点O为圆心,半径为1的圆,∠AOB=45°,点P在数轴上运动,若过点P且与OA平行的直线与⊙O有公共点,设OP=x,则x的取值范围是 .
6.(2023•工业园区校级模拟)如图,半径为10的⊙M经过x轴上一点C,与y轴交于A、B点,连接AM、AC,AC平分∠OAM,AO+CO=12.
(1)判断⊙M与x轴的位置关系,并说明理由;
(2)求AB的长.
二.切线的性质
7.(2023•建邺区二模)如图,在平面直角坐标系中,点P的坐标是(4,5),⊙P与x轴相切,点A,B在⊙P上,它们的横坐标分别是0,9.若⊙P沿着x轴向右作无滑动的滚动,当点B第一次落在x轴上时,此时点A的坐标是( )
A.(7+2π,9) B.(7+2.5π,9) C.(7+2π,8) D.(7+2.5π,8)
8.(2023•高邮市模拟)如图,已知AB是⊙O的直径,点C、D分别在两个半圆上,若过点C的切线与AB的延长线交于点E,则∠D与∠E的数量关系是( )
A.∠D+∠E=90° B.∠D+2∠E=180°
C.2∠D﹣∠E=90° D.2∠D+∠E=180°
9.(2023•阜宁县二模)如图,△ABC是⊙O的内接三角形,∠A=115°,过点C的圆的切线交BO于点P,则∠P的度数为 .
10.(2023•宝应县一模)如图,PA、PB是⊙O的两条切线,切点分别是A、B,点C在劣弧AB上,∠P=38°,则∠ACB= °.
11.(2023•玄武区一模)如图,PA,PB是⊙O的切线,A,B为切点,过点A作AC∥PB交⊙O于点C,连接BC,若∠P=α,则∠PBC的度数为( )
A.90°+α B.90 C.180°﹣α D.180
12.(2023•邗江区校级模拟)如图,等腰△ABC中,∠ACB=120°,BC=AC=8,半径为2的⊙O在射线AC上运动,当⊙O与△ABC的一边相切时,线段CO的长度为 .
13.(2023•南通二模)如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O与BC相交于点D,DE是⊙O的切线,交AC于点E.
(1)求证:DE⊥AC;
(2)若AC交⊙O于点F,AF=8,AB=10,求BD的长.
三.切线的判定
14.(2022秋•东海县校级月考)如图,在△ABC中,AB=AC,∠B=30°,以点A为圆心,以3cm为半径作⊙A,当AB= cm时,BC与⊙A相切.
15.(2022秋•江阴市期末)下列说法正确的是( )
A.等弧所对的圆心角相等
B.相等的弦所对的弧相等
C.过三点一定可以确定一个圆
D.垂直于半径的直线是圆的切线
16.(2022秋•栖霞区校级月考)下列说法中,正确的是( )
A.长度相等的弧是等弧
B.三点确定一个圆
C.垂直于半径的直线是圆的切线
D.同弧所对的圆周角相等
17.(2023•沛县模拟)如图,AD是⊙O的弦,AB经过圆心O交⊙O于点C,∠A=∠B=30°,连接BD.求证:BD是⊙O的切线.
18.(2023•鼓楼区一模)如图,O为△ABC的外心,四边形OCDE为正方形.以下结论:①O是△ABE的外心;②O是△ACD的外心;③直线DE与△ABC的外接圆相切.其中所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
四.切线的判定与性质
19.(2023•邗江区二模)如图,△ABC中,AB=AC,⊙O过B、C两点,且AB是⊙O的切线,连接AO交劣弧BC于点P.
(1)证明:AC是⊙O的切线;
(2)若AB=8,AP=4,求⊙O的半径.
20.(2022秋•惠山区期中)如图,AB是⊙O的直径,DC是⊙O的切线,切点是点D,过点A的直线与DC交于点C,
则下列结论错误的是( )
A.∠AOD=2∠ADC
B.如果AD平分∠BAC,那么AC⊥DC
C.如果CO⊥AD,那么AC也是⊙O的切线
D.如果AD=2CD,那么AD=AO
五.弦切角定理
21.(2022•江阴市校级一模)如图,AB是⊙O的直径,DB、DE分别切⊙O于点B、C,若∠ACE=25°,则∠D的度数是( )
A.50° B.55° C.60° D.65°
六.切线长定理
22.(2022秋•崇川区期中)如图,AB、AC、BD是⊙O的切线,切点分别是P、C、D.若AB=10,AC=6,则BD的长是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
23.(2022秋•滨海县期中)如图,四边形ABCD是⊙O的外切四边形,且AB=8,CD=12,则四边形ABCD的周长为 .
24.(2021•滨海县一模)如图,PA、PB是⊙O的切线,CD切⊙O于点E,△PCD的周长为12,∠APB=60°.求:
(1)PA的长;
(2)∠COD的度数.
25.(2021秋•泰州月考)如图,直线AB、BC、CD分别与⊙O相切于E、F、G,且AB∥CD,OB=6cm,OC=8cm.求:
(1)∠BOC的度数;
(2)BE+CG的长;
(3)⊙O的半径.
七.切割线定理
26.(2022秋•姑苏区校级期中)如图,在Rt△ABC中,AC=5,BC=12,⊙O分别与边AB,AC相切,切点分别为E,C,则⊙O的半径是( )
A. B. C. D.
27.(2021秋•惠山区校级月考)如图,P是⊙O的直径BC延长线上一点,PA切⊙O于点A,若PC=2,BC=6,则PA的长为( )
A.无限长 B. C.4 D.
八.三角形的内切圆与内心
28.(2022秋•泗阳县期末)已知,如图,AB为⊙O的直径,△ABC内接于⊙O,BC>AC,点P是△ABC的内心,延长CP交⊙O于点D,连接BP.
(1)求证:BD=PD;
(2)已知⊙O的半径是3,CD=8,求BC的长.
29.(2023•泗阳县一模)《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有下列问题:“今有勾八步,股十五步,问勾中容圆径几何?”其意思是“今有直角三角形,勾(短直角边)长为八步,股(长直角边)长为十五步,问该直角三角形能容纳的圆形(内切圆)直径是多少?”此问题中,该内切圆的直径长是( )
A.3步 B.5步 C.6步 D.8步
30.(2022秋•常州期末)下列有关圆中的结论,错误的是( )
A.同圆或等圆的半径相等
B.一个圆绕圆心旋转任意角度后,都能与原来的图形重合
C.任意三点都能确定一个圆
D.任意三角形都有内切圆
31.(2022秋•秦淮区期末)以下列三边长度作出的三角形中,其内切圆半径最小的是( )
A.8,8,8 B.4,10,10 C.5,9,10 D.6,8,10
32.(2022秋•惠山区期末)如图,点E是△ABC的内心,AE的延长线和△ABC的外接圆相交于点D,与BC相交于点G,则下列结论:①∠BAD=∠CAD;②若∠BAC=60°,则∠BEC=150°;③若点G为BC的中点,则∠BGD=90°;④AE=DE=DB.其中,一定正确的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
33.(2023•靖江市模拟)等腰三角形的底边长为12,腰长为10,该等腰三角形内心和外心的距离为 .
一.选择题
1.(2023•常州模拟)如果⊙O的半径为6cm,圆心O到直线l的距离为d,且d=7cm,那么⊙O和直线l的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.不确定
2.(2022秋•太仓市期末)如图,AB是⊙O的切线,切点为B,连接AO与⊙O交于点C,点D为上一点,连接BD,CD.若∠A=36°,则∠BDC的度数为( )
A.32° B.18° C.27° D.36°
3.(2022秋•徐州期末)如图,已知⊙C的半径为,正三角形ABC的边长为6,P为AB边上的动点,过点P作⊙C的切线PQ,切点为Q,则PQ的最小值为( )
A.5 B. C. D.6
4.(2023•苏州模拟)如图,AB是⊙O的直径,AC是⊙O的弦,过点C的切线交AB的延长线于点D.若∠D=54°,则A的度数为( )
A.18° B.20° C.23° D.27°
5.(2022秋•邗江区校级期末)如图,AB是⊙O的直径,C、D是⊙O上的点,∠CDB=25°,过点C作⊙O的切线交AB的延长线于点E,则∠E等于( )
A.40° B.50° C.60° D.30°
6.(2023•海陵区一模)点P的坐标为(0,2),点A(2,﹣2)是垂直于y轴的直线l上的一点,⊙M经过点P,且与直线l相切于点A,则点M的纵坐标为( )
A. B.1 C.2 D.4
7.(2023•滨湖区一模)如图,AB是⊙O的直径,PA与⊙O相切于点A,OP与⊙O相交于点C,若∠P=40°,则∠ABC的度数是( )
A.20° B.25° C.30° D.35°
8.(2022秋•玄武区期末)如图,AC是⊙O的直径,PA,PB是⊙O的切线,切点分别是A,B,若∠CBP=140°,则∠P的度数为( )
A.100° B.80° C.75° D.70°
9.(2022秋•鼓楼区期末)如图,AB为⊙O的直径,PB,PC分别与⊙O相切于点B,C,过点C作AB的垂线,垂足为E,交⊙O于点D.若CD=PB=2,则BE长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
10.(2022秋•丹徒区期末)我们知道:过圆外一点所画的圆的两条切线长相等.
[问题解决]如图,现有一块边长为20m的正方形空地ABCD,在AB边取一点M,以MB长为直径,在这个正方形的空地内建一个半圆形儿童游乐场,过点C划出一条与这个半圆相切的分割线,正方形ABCD位于分割线右下方的部分作为娱乐区,娱乐区的最大面积等于( )
A.180m2 B.110m2 C.250m2 D.200m2
二.填空题
11.(2023•鼓楼区一模)如图,点I是△ABC的内心.若∠IAB=34°,∠IBC=36°,则∠ICA的度数是 °.
12.(2023•赣榆区二模)如图,AB是⊙O的直径,PA与⊙O相切于点A,∠ABC=25°,OC的延长线交PA于点P,则∠P的度数是 .
13.(2022秋•建邺区期末)如图,△ABC中,∠ACB=90°,AC=3,BC=4,CD是边E上的高,⊙E,⊙F分别是△ACD,△BCD的内切圆,则⊙E与⊙F的面积比为 .
14.(2022秋•江阴市期末)如图,⊙O是△ABC的内切圆,切点分别为D、F、G,∠B=65°,∠C=45°,则∠DGF的度数是 °.
15.(2023•沭阳县一模)如图⊙O是△ABC的内切圆,切点分别是D,E,F,其中AB=6,BC=9,AC=11,若MN与⊙O相切与G点,与AC,BC相交于M,N点,则△CMN的周长等于 .
16.(2022秋•江都区期末)如图,AB是⊙O的直径,点D在AB的延长线上,DC切⊙O于点C,若∠D=36°,则∠A的度数为 .
三.解答题
17.(2023•姑苏区校级二模)如图,AB是⊙O的直径,AM是⊙O的切线,AC、CD是⊙O的弦,且CD⊥AB,垂足为E,连接BD并延长,交AM于点P.
(1)求证:∠CAB=∠APB;
(2)若⊙O的半径5,AC=8,求线段BD的长.
18.(2023•崇川区校级三模)如图,P为⊙O外一点,PA,PB是⊙O的切线,A,B为切点,点C在⊙O上,连接OA,OC,AC.
(1)求证:∠AOC=2∠PAC;
(2)连接OB,若AC∥OB,⊙O的半径为5,AC=6,求AP的长.
19.(2023•姑苏区校级一模)如图,在△ABC中,点D为BC边上的一个动点,以CD为直径的⊙O交AD于点E,过点C作CF∥AB,交⊙O于点F.连接CE、EF,若AC是⊙O的切线.
(1)求证:∠BAC=∠CEF;
(2)若AB=10,AC=6,CE=EF,求直径CD的长.
一.选择题
1.已知⊙O的直径AB与弦AC的夹角为25°,过点C作⊙O的切线交AB的延长线于点D,则∠D等于( )
A.25° B.30° C.35° D.40°
2.如图,⊙O是△ABC的内切圆,若∠A=70°,则∠BOC=( )
A.125° B.115° C.100° D.130°
3.如图,若⊙O的半径为6,圆心O到一条直线的距离为3,则这条直线可能是( )
A.l1 B.l2 C.l3 D.l4
4.如图,以点O为圆心作圆,所得的圆与直线a相切的是( )
A.以OA为半径的圆 B.以OB为半径的圆
C.以OC为半径的圆 D.以OD为半径的圆
5.等边三角形的内切圆半径、外接圆半径和高的比为( )
A.3:2:1 B.1:2:3 C.2:3:1 D.3:1:2
二.填空题
6.在平面直角坐标系中,⊙O的圆心在坐标原点,半径为2,点A的坐标为(0,4),直线AB为⊙O的切线,B为切点,则B点的坐标为 .
7.已知正三角形的内切圆的半径为r,外接圆的半径为R,则r:R= .
8.如图,AB是⊙O的直径,BC是⊙O的切线,AC与⊙O交于点D,若BC=3,AD,则AB的长为 .
9.如图,已知∠AOB=30°,M为OB边上任意一点,以M为圆心,2cm为半径作⊙M,当OM= cm时,⊙M与OA相切.
10.如图,PA,PB分别切⊙O于点A,B,∠P=70°,则∠ABO= .
11.如图,已知⊙O内切于Rt△ABC,∠C=90°,BC边上切点为点D.作⊙O的直径DE,连结AE并延长AE交BC于点F,若∠AFC=45°,FD=2,则AB的长为 .
三.解答题
12.如图,已知直线PA交⊙O于A、B两点,AE是⊙O的直径,点C为⊙O上一点,且AC平分∠PAE.
(1)过点C作⊙O的切线交BP于点D,求证:CD⊥PA;
(2)若⊙O的半径为5,AB=6,求BD的长.
13.已知AB是⊙O的直径,点C在AB的延长线上,AB=4,BC=2,P是⊙O上半部分的一个动点,连接OP,CP.
(1)如图①,△OPC的最大面积是 ;
(2)如图②,延长PO交⊙O于点D,连接DB,当CP=DB时,求证:CP是⊙O的切线.
14.如图,AB是⊙O的直径,射线BC交⊙O于点D,E是劣弧AD上一点,且,过点E作EF⊥BC于点F,延长FE和BA的延长线交于点G.
(1)证明:GF是⊙O的切线;
(2)若AG=6,GE=6,求△GOE的面积.
15.如图,AB为⊙O的直径,△ACD是⊙O的内接三角形,PB切⊙O于点B.
(Ⅰ)如图①,延长AD交PB于点P,若∠C=40°,求∠P和∠BAP的度数;
(Ⅱ)如图②,连接AP交⊙O于点E,若∠D=∠P,,求∠P和∠BAP的度数.
16.如图,正方形ABCD的边长AD为⊙O的直径,E是AB上一点,将正方形的一个角沿EC折叠,使得点B恰好与圆上的点F重合.
(1)求证:CF与⊙O相切;
(2)若⊙O的半径为1,则AE的长为 .
17.已知:四边形ABCD是⊙OO的内接四边形,AC是直径,点D是的中点,过点D作DE∥AC交BA的延长线于点E,四边形ABCD的面积为25.
(1)求证:DE是⊙O的切线;
(2)求BD的长.
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