


中考数学二轮复习核心考点专题提优拓展训练专题35锐角三角函数与圆综合(原卷版+解析)
展开 这是一份中考数学二轮复习核心考点专题提优拓展训练专题35锐角三角函数与圆综合(原卷版+解析),共29页。试卷主要包含了利用垂径定理构造直角三角形等内容,欢迎下载使用。
类型一 利用垂径定理构造直角三角形
典例1(2022•三水区一模)如图,已知Rt△ABC中,∠BAC=90°,BC=6,AC=42,以A为圆心,AB为半径画圆,与边BC交于另一点D.
(1)求BD的长;
(2)连接AD,求∠DAC的余弦值.
针对训练
1.(2021秋•湖州期末)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,tanA=34.以点C为圆心,CB长为半径的圆交AB于点D,则AD的长是( )
A.1B.75C.32D.2
2.(2022秋•鄞州区期末)如图,⊙O是△ABC的外接圆,点D在BC延长线上,且满足∠CAD=∠B.
(1)求证:AD是⊙O的切线;
(2)若AC是∠BAD的平分线,sinB=35,BC=4,求⊙O的半径.
类型二 利用直径所对的圆周角是直角构造直角三角形
典例2(2022•通辽)如图,由边长为1的小正方形构成的网格中,点A,B,C都在格点上,以AB为直径的圆经过点C,D,则cs∠ADC的值为( )
A.21313B.31313C.23D.53
针对训练
1.(2021•东海县模拟)如图,某广场上有一块半径125米的圆形绿化空地⊙O,城市管理部门规划在这块空地边缘顺次选择四点:A,B,C,D,建成一个从A﹣B﹣C﹣D﹣A的四边形循环健身步道(步道宽度忽略不计).若∠A=90°,∠B=53.2°,AB=200米.
(1)求步道AD的长;
(2)求步道围成的四边形ABCD的面积.(参考数据:sin53.2°≈0.80,cs53.2°≈0.60)
类型三 利用圆周角定理把角转化到直角三角形中
典例3 (2021春•中原区校级月考)如图,D是△ABC的BC边上一点,连接AD,作△ABD的外接圆,将△ADC沿直线AD折叠,点C的对应点E落在圆O上.
(1)求证:AE=AB;
(2)填空:
①当∠CAD= °时,四边形OBED是菱形.
②当∠CAB=90°,cs∠ADB=13,BE=2时,BC= .
针对训练
1.(2019•临河区一模)如图,已知AB是⊙O的直径,点C,D在⊙O上,且AB=6,BC=3,则tan∠ADC的值为 .
2.(2019春•西陵区期中)如图,已知AD是⊙O的直径,弦BD=弦BC,经过点B作⊙O的切线交AD的延长线于点E.
(1)求证:∠EBD=∠CAB;
(2)若BC=3,AC=5,求sin∠CBA.
类型四 利用切线与相关半径的关系构造直角三角形
典例4(2022•通辽)如图,在Rt△AOB中,∠AOB=90°,以O为圆心,OB的长为半径的圆交边AB于点D,点C在边OA上且CD=AC,延长CD交OB的延长线于点E.
(1)求证:CD是圆的切线;
(2)已知sin∠OCD=45,AB=45,求AC长度及阴影部分面积.
针对训练
1.(2019•东河区二模)如图,在△ABC中,AB=AC,以AC边为直径作⊙O交BC于点D,过点D作⊙O的切线,交AB于点E,交AC的延长线于点F;若半径为3,且sin∠CFD=35,则线段AE的长是( )
A.245B.5C.194D.225
第二部分 专题提优训练
1.(2022•东城区二模)如图,在边长为1的正方形网格中,点A,B,D在格点上,以AB为直径的圆过C,D两点,则sin∠BCD的值为 .
2.(2022•青白江区模拟)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知Rt△ABC可运动(平移或旋转),且∠C=90°,BC=5+4,tanA=12,若以点M(3,6)为圆心,2为半径的⊙M始终在△ABC的内部,则△ABC的顶点C到原点O的距离的最小值为 .
3.(2020秋•上虞区期末)如图,AB是⊙O的直径,AB=4,P是AB延长线上一点,且BP=1,过点P作一直线,分别交⊙O于C,D两点,已知∠P=30°.
(1)求CD与PC的长;
(2)连接BC,AD,求圆内接四边形ABCD的面积.
4.(2022秋•思明区校级期中)如图,AB与⊙O相切于点B,AO交⊙O于点C,AO的延长线交⊙O于点D,E是BCD上不与B,D重合的点,∠A=30°.
(1)求∠BED的大小;
(2)若点F在AB的延长线上,且BF=AB,求证:DF与⊙O相切.
5.(2020秋•平邑县期末)如图,已知AB是⊙O的直径,点P在BA的延长线上,PD切⊙O于点D,过点B作BE⊥PD,交PD的延长线于点C,连接AD并延长,交BE于点E.
(1)求证:AB=BE;
(2)如果PD=23,∠ABC=60°,求BC的长.
6.(2022•松阳县二模)如图,已知以AB为直径的半圆,圆心为O,弦AC平分∠BAD,点D在半圆上,过点C作CE⊥AD,垂足为点E,交AB的延长线于点F.
(1)求证:EF与半圆O相切于点C.
(2)若AO=3,BF=2,求tan∠ACE的值.
7.(2022•石家庄模拟)古希腊数学家毕达哥拉斯认为:“一切平面图形中最美的是圆”,它的完美来自对称.其中切弦(chrdfcntact)亦称切点弦,是一条特殊弦,从圆外一点向圆引两条切线,连接这两个切点的弦称为切弦.此时,圆心与已知点的连线垂直平分切弦.
(1)为了说明切弦性质的正确性,需要对其进行证明.如下给出了不完整的“已知”和“求证”,请补充完整,并写出“证明”过程.
已知:如图1,P是⊙O外一点, .
求证: .
(2)如图2,在(1)的条件下,CD是⊙O的直径,连接AD,BC,若∠ADC=50°,∠BCD=70°,OC=2,求OP的长.
专题35 锐角三角函数与圆综合(解析版)
第一部分 典例剖析+针对训练
类型一 利用垂径定理构造直角三角形
典例1(2022•三水区一模)如图,已知Rt△ABC中,∠BAC=90°,BC=6,AC=42,以A为圆心,AB为半径画圆,与边BC交于另一点D.
(1)求BD的长;
(2)连接AD,求∠DAC的余弦值.
思路引领:(1)过点A作AH⊥BD于H,利用面积法求出AH,再利用勾股定理求出BH,由垂径定理即可解决问题;
(2)过点D作DM⊥AC于M,利用面积法求出DM,再由勾股定理求出AM即可解决问题.
解:(1)过点A作AH⊥BD于H,如图1所示:
∵Rt△ABC,∠BAC=90°,BC=6,AC=42,
∴AB=BC2−AC2=62−(42)2=2,
∵12AB•AC=12BC•AH,
∴AH=AB⋅ACBC=2×426=432,
∴BH=AB2−AH2=22−(432)2=23,
∵AH⊥BD,
∴BH=HD=23,
∴BD=43;
(2)过点D作DM⊥AC于M,如图2所示:
由(1)得:AH=432,BD=43,AB=2,
∴AD=AB=2,CD=BC﹣BD=6−43=143,
∵12AH•CD=12DM•AC,
∴DM=AH⋅CDAC=432×14342=149,
在Rt△ADM中,由勾股定理得:AM=AD2−DM2=22−(149)2=892,
∴cs∠DAC=AMAD=8922=492.
总结提升:本题考查了勾股定理、解直角三角形、垂径定理等知识,解题的关键是学会利用面积法解决问题,属于中考常考题型.
针对训练
1.(2021秋•湖州期末)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,tanA=34.以点C为圆心,CB长为半径的圆交AB于点D,则AD的长是( )
A.1B.75C.32D.2
思路引领:根据已知易求BC,AB的长,进而可以求出直角三角形斜边上的高,所以想到过点C作CE⊥AB,垂足为E,利用等面积法求出CE,然后放在Rt△BCE中,利用勾股定理求出BE,再利用垂径定理求出BD,最后求出AD即可.
解:过点C作CE⊥AB,垂足为E,
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,tanA=34,
∴BCAC=34,
∴BC=3,
∴AB=AC2+BC2=32+42=5,
∵△ABC的面积=12AB•CE=12AC•BC,
∴5CE=12,
∴CE=125,
在Rt△BCE中,BE=BC2−CE2=32−(125)2=95,
∵CE⊥BD,
∴BD=2BE=185,
∴AD=AB﹣BD=5−185=75,
故选:B.
总结提升:本题考查了解直角三角形,垂径定理,根据题目的已知条件添加辅助线是解题的关键.
2.(2022秋•鄞州区期末)如图,⊙O是△ABC的外接圆,点D在BC延长线上,且满足∠CAD=∠B.
(1)求证:AD是⊙O的切线;
(2)若AC是∠BAD的平分线,sinB=35,BC=4,求⊙O的半径.
思路引领:(1)连接OA,OC与AB相交于点E,如图,由OA=OC,可得∠OAC=∠OCA,根据圆周角定理可得∠B=12∠AOC,由已知∠CAD=∠B,可得∠AOC=2∠CAD,根据三角形内角和定理可得∠OCA+∠CAO+∠AOC=180°,等量代换可得∠CAO+∠CAD=90°,即可得出答案;
(2)根据角平分线的定义可得∠BAC=∠DAC,由已知可得∠BAC=∠B,根据垂径定理可得,OC⊥AB,BE=AE,在Rt△BEC中,根据正弦定理可得sinB=CEBC=CE4=35,即可算出CE的长度,根据勾股定理可算出BE=BC2−CE2的长度,设⊙O的半径为r,则CE=OC﹣CE=r−125,在Rt△AOE中,OA2=OE2+AE2,代入计算即可得出答案.
证明:(1)连接OA,OC与AB相交于点E,如图,
∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA,
∵AC=AC,
∴∠B=12∠AOC,
∵∠CAD=∠B,
∴∠AOC=2∠CAD,
∵∠OCA+∠CAO+∠AOC=180°,
∴2∠CAO+2∠CAD=180°,
∴∠CAO+∠CAD=90°,
∴∠OAD=90°,
∵OA是⊙O的半径,
∴AD是⊙O的切线;
解:(2)∵AC是∠BAD的平分线,
∴∠BAC=∠DAC,
∵∠CAD=∠B,
∴∠BAC=∠B,
∴OC⊥AB,BE=AE,
在Rt△BEC中,
∵BC=4,
∴sinB=CEBC=CE4=35,
∴CE=125,
∴BE=BC2−CE2=42−(125)2=165,
设⊙O的半径为r,则CE=OC﹣CE=r−125,
在Rt△AOE中,
OA2=OE2+AE2,
r2=(r−125)2+(165)2,
解得:r=103.
总结提升:本题主要考查了切线的性质与判定,垂径定理及解直角三角形,熟练掌握切线的性质与判定,垂径定理及解直角三角形的方法进行求解是解决本题的关键.
类型二 利用直径所对的圆周角是直角构造直角三角形
典例2(2022•通辽)如图,由边长为1的小正方形构成的网格中,点A,B,C都在格点上,以AB为直径的圆经过点C,D,则cs∠ADC的值为( )
A.21313B.31313C.23D.53
思路引领:由格点构造直角三角形,由直角三角形的边角关系以及圆周角定理可得答案.
解:∵AB为直径,
∴∠ACB=90°,
又∵点A,B,C都在格点上,
∴∠ADC=∠ABC,
在Rt△ABC中,
cs∠ABC=BCAB=332+22=31313=cs∠ADC,
故选:B.
总结提升:本题考查圆周角定理,直角三角形的边角关系,掌握圆周角定理以及直角三角形的边角关系是正确解答的前提.
针对训练
1.(2021•东海县模拟)如图,某广场上有一块半径125米的圆形绿化空地⊙O,城市管理部门规划在这块空地边缘顺次选择四点:A,B,C,D,建成一个从A﹣B﹣C﹣D﹣A的四边形循环健身步道(步道宽度忽略不计).若∠A=90°,∠B=53.2°,AB=200米.
(1)求步道AD的长;
(2)求步道围成的四边形ABCD的面积.(参考数据:sin53.2°≈0.80,cs53.2°≈0.60)
思路引领:(1)根据90°的圆周角所对的弦是直径可得BD是⊙O的直径,根据勾股定理即可求解;
(2)过点A作AE⊥BC于点E,过点D作DF⊥AE于点F,解直角三角形求出AE、BE、AF、DF的长,证出四边形CDFE是矩形,即可求得四边形ABCD的面积.
解:(1)连接BD,
∵∠A=90°,
∴BD是⊙O的直径,
∴BD=125×2=250(米),
∵AB=200米,
∴AD=BD2−AB2=2502−2002=150(米),
答:步道AD的长是150米;
(2)过点A作AE⊥BC于点E,过点D作DF⊥AE于点F,
在Rt△ABE中,∠B=53.2°,AB=200米,
∴AE=AB•sin 53.2°≈200×0.80=160(米),
BE=AB•cs 53.2°≈200×0.60=120(米),
∵∠BAE+∠ABE=∠BAE+∠DAF=90°,
∴∠DAF=∠ABE=53.2°,
在Rt△ADF 中,DF=AD•sin 53.2°≈150×0.80=120(米),
∴AF=90(米),
∴EF=AE﹣AF=70(米),
∵AE⊥BC,DF⊥AE,∠BCD=90°,
∴四边形CDFE是矩形,
∴四边形ABCD的面积为:12×120×160+120×70+12×120×90=23400(平方米).
答:步道围成的四边形ABCD的面积是23400平方米.
总结提升:此题主要考查了解直角三角形的应用,以及圆周角定理,勾股定理的应用,关键是掌握半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90°的圆周角所对的弦是直径.
类型三 利用圆周角定理把角转化到直角三角形中
典例3 (2021春•中原区校级月考)如图,D是△ABC的BC边上一点,连接AD,作△ABD的外接圆,将△ADC沿直线AD折叠,点C的对应点E落在圆O上.
(1)求证:AE=AB;
(2)填空:
①当∠CAD= °时,四边形OBED是菱形.
②当∠CAB=90°,cs∠ADB=13,BE=2时,BC= .
思路引领:(1)利用折叠的性质得出AC=AE,∠C=∠AED,再判断出∠C=∠ABC,得出AB=AC,即可得出结论;
(2)①先判断出△AOD是等边三角形,得出∠ADO=60°,进而求出∠ADE=120°,再求出∠C=∠ABC=∠DAC=30°;
②先求出EF=1,再判断出∠AEB=∠ADB,利用锐角三角函数求出AE,进而求出AB,即可得出结论.
(1)证明:由折叠知,AC=AE,∠C=∠AED,
∵∠ABC=∠AED,
∴∠C=∠ABC,
∴AB=AC,
∴AE=AB;
(2)解:①如图,
∵四边形AOED是菱形,
∴DE=OA=AD,
连接OD,
∴OA=OD,
∴AD=OA=OD,
∴△AOD是等边三角形,
∴∠ADO=60°,
同理:∠ODE=60°,
∴∠ADE=∠ADO+∠ODE=120°,
由折叠知,CD=DE,∠ADC=∠ADE,
∴∠ADC=120°,
∵AD=DE,
∴CD=AD,
∴∠CAD=∠C=12(180°﹣∠ADC)=30°,
故答案为:30°.
②如图,过点A作AF⊥BE于F,
由(1)知,AE=AB,
∴EF=12BE=1,
∵∠ADB=∠AEB,cs∠ADB=13,
∴cs∠AEB=13,
在Rt△AFE中,cs∠AEB==13,
∴AE=3EF=3,
由(1)知,AE=AB,
∴AB=3,
由(1)知,AB=AC,
∵∠CAB=90°,
∴BC=2AB=32,
故答案为:32.
总结提升:此题是圆的综合题,主要考查了折叠的性质,圆周角定理,锐角三角函数,菱形的性质,等边三角形的判定和性质,求出∠ADC是解本题的关键.
针对训练
1.(2019•临河区一模)如图,已知AB是⊙O的直径,点C,D在⊙O上,且AB=6,BC=3,则tan∠ADC的值为 .
思路引领:先利用圆周角定理得到∠ACB=90°,再利用勾股定理计算出AC=33,利用正且的定义得到tan∠ABC=3,然后根据圆周角定理得到∠ADC=∠ABC,从而得到tan∠ADC的值.
解:∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
在Rt△ACB中,AC=AB2−BC2=62−32=33,
∴tan∠ABC=ACBC=333=3,
∵∠ADC=∠ABC,
∴tan∠ADC=3.
故答案为3.
总结提升:本题考查了圆周角定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半.推论:半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90°的圆周角所对的弦是直径.也考查了解直角三角形.
2.(2019春•西陵区期中)如图,已知AD是⊙O的直径,弦BD=弦BC,经过点B作⊙O的切线交AD的延长线于点E.
(1)求证:∠EBD=∠CAB;
(2)若BC=3,AC=5,求sin∠CBA.
思路引领:(1)连接OB,根据切线的性质得出∠OBD+∠EBD=90°,由圆周角定理得出∠CAB=∠BAD,∠ABO+∠OBD=90°,即可证得∠EBD=∠ABO,根据等腰三角形的性质即可证得∠OAB=∠OBA,从而证得结论;
(2)连接CD,交OB于M,根据垂径定理得出OB⊥CD,CM=DM,然后根据三角形中位线定理求得OM=52,然后G根据勾股定理得出r2﹣(52)2=(3)2﹣(r−52)2,解得r=3,解直角三角形求得sin∠ADC=ACAD=56,根据圆周角定理∠CBA=∠ADC,即可求得sin∠CBA=56.
(1)证明:连接OB,
∵BE是⊙O的切线,
∴OB⊥BE,
∴∠OBD+∠EBD=90°,
∵AD是⊙O的直径,
∴∠ABD=90°,
∴∠ABO+∠OBD=90°,
∴∠EBD=∠ABO,
∵OA=OB,
∴∠OAB=∠OBA,
∴∠OAB=∠EBD,
∵弦BD=弦BC,
∴BC=BD,
∴∠CAB=∠BAD,
∴∠EBD=∠CAB;
(2)解:连接CD,交OB于M,
∵BC=BD,
∴OB⊥CD,CM=DM,
∵OA=OD,
∴OM=12AC=52,
设圆的半径为r,
∴BM=r−52,
∵BD=BC=3,
∵OD2﹣OM2=BD2﹣BM2,
∴r2﹣(52)2=(3)2﹣(r−52)2,
解得r=3或r=−12(舍去),
∴AD=2r=6,
∵AD是⊙O的直径,
∴∠ACD=90°,
∴sin∠ADC=ACAD=56,
∵∠CBA=∠ADC,
∴sin∠CBA=56.
总结提升:本题考查了切线的性质,垂径定理,圆周角定理,熟练掌握性质定理是解题的关键.
类型四 利用切线与相关半径的关系构造直角三角形
典例4(2022•通辽)如图,在Rt△AOB中,∠AOB=90°,以O为圆心,OB的长为半径的圆交边AB于点D,点C在边OA上且CD=AC,延长CD交OB的延长线于点E.
(1)求证:CD是圆的切线;
(2)已知sin∠OCD=45,AB=45,求AC长度及阴影部分面积.
思路引领:(1)根据等腰三角形的性质,直角三角形的两锐角互余以及等量代换得出∠ODB+∠BDE=90°,即OD⊥EC,进而得出EC是切线;
(2)根据直角三角形的边角关系可求出OD、CD、AC、OC,再根据相似三角形的性质可求出EC,根据S阴影部分=S△COE﹣S扇形进行计算即可.
(1)证明:如图,连接OD,
∵AC=CD,
∴∠A=∠ADC=∠BDE,
∵∠AOB=90°,
∴∠A+∠ABO=90°,
又∵OB=OD,
∴∠OBD=∠ODB,
∴∠ODB+∠BDE=90°,
即OD⊥EC,
∵OD是半径,
∴EC是⊙O的切线;
(2)解:在Rt△COD中,由于sin∠OCD=45,
设OD=4x,则OC=5x,
∴CD=OC2−OD2=3x=AC,
在Rt△AOB中,OB=OD=4x,OA=OC+AC=8x,AB=45,由勾股定理得,
OB2+OA2=AB2,
即:(4x)2+(8x)2=(45)2,
解得x=1或x=﹣1(舍去),
∴AC=3x=3,OC=5x=5,OB=OD=4x=4,
∵∠ODC=∠EOC=90°,∠OCD=∠ECO,
∴△COD∽△CEO,
∴OCEC=CDOC,
即5EC=35,
∴EC=253,
∴S阴影部分=S△COE﹣S扇形
=12×253×4−90π×42360
=503−4π
=50−12π3,
答:AC=3,阴影部分的面积为50−12π3.
总结提升:本题考查切线的判定,扇形面积的计算以及直角三角形的边角关系,掌握切线的判定方法,直角三角形的边角关系以及扇形、三角形面积的计算方法是正确解答的前提.
针对训练
1.(2019•东河区二模)如图,在△ABC中,AB=AC,以AC边为直径作⊙O交BC于点D,过点D作⊙O的切线,交AB于点E,交AC的延长线于点F;若半径为3,且sin∠CFD=35,则线段AE的长是( )
A.245B.5C.194D.225
思路引领:连接OD,如图,利用等腰三角形的性质和平行线的判定得到OD∥AB,再根据切线的性质得到OD⊥DF,则AE⊥EF,接着在Rt△ODF中利用正弦的定义求出OF=5,然后在Rt△AEF中利用正弦定义可求出AE的长.
解:连接OD,如图,
∵AB=AC,
∴∠B=∠ACB,
∵OC=OD,
∴∠OCD=∠ODC,
∴∠B=∠ODC,
∴OD∥AB,
∵DF为切线,
∴OD⊥DF,
∴AE⊥EF,
在Rt△ODF中,∵sin∠CFD=ODOF=35,OD=3,
∴OF=5,
在Rt△AEF中,∵sin∠F=AEAF=35,
∴AE=35(3+5)=245.
故选:A.
总结提升:本题考查了切线的性质:圆的切线垂直于经过切点的半径.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.也考查了解直角三角形.
第二部分 专题提优训练
1.(2022•东城区二模)如图,在边长为1的正方形网格中,点A,B,D在格点上,以AB为直径的圆过C,D两点,则sin∠BCD的值为 .
思路引领:连接AD、BD,根据圆周角定理得到∠ADB=90°,∠BCD=∠BAD,根据勾股定理求出AB,根据正弦的定义解答即可.
解:连接AD、BD,
∵AB为圆的直径,
∴∠ADB=90°,
∴AB=AD2+BD2=42+32=5,
∴sin∠BAD=BDAB=35,
由圆周角定理得:∠BCD=∠BAD,
∴sin∠BCD=35,
故答案为:35.
总结提升:本题考查的是解直角三角形、圆周角定理,熟记正弦的定义、掌握圆周角定理是解题的关键.
2.(2022•青白江区模拟)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知Rt△ABC可运动(平移或旋转),且∠C=90°,BC=5+4,tanA=12,若以点M(3,6)为圆心,2为半径的⊙M始终在△ABC的内部,则△ABC的顶点C到原点O的距离的最小值为 .
思路引领:如图,设⊙M与AC相切于点J,与AB相切于点T,连接OC,MJ,MT,延长JM交AB于F.解直角三角形求出CM,OM,根据OC≥OM﹣CM即可解决问题.
解:如图,设⊙M与AC相切于点J,与AB相切于点T,连接OC,MJ,MT,延长JM交AB于F.
∵AC,AB是⊙O的切线,
∴MJ⊥AC,MT⊥AB,
∴∠AJM=∠ATM=90°,
∴∠A+∠JMT=180°,
∵∠JMT+∠FMT=180°,
∴∠A=∠FMT,
∴tanA=tan∠FMT=12,
∵MT=2,
∴TF=1,FM=MT2+FT2=22+12=5,
∴JF=MJ+MF=2+5,
∴AJ=2FJ=4+25,
∵AC=2BC=8+25,
∴CJ=4,
∵∠CJM=90°,
∴CM=CJ2+MJ2=42+22=25,
∵M(3,6),
∴OM=32+62=35,
∵OC≥OM﹣CM,
∴OC≥35−25,
∴OC≥5,
∴OC的最小值为5.
故答案为5.
总结提升:本题考查解直角三角形,切线的性质,坐标由图形变化﹣旋转等知识,解题的关键是理解题意,学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题,属于中考填空题中的压轴题.
3.(2020秋•上虞区期末)如图,AB是⊙O的直径,AB=4,P是AB延长线上一点,且BP=1,过点P作一直线,分别交⊙O于C,D两点,已知∠P=30°.
(1)求CD与PC的长;
(2)连接BC,AD,求圆内接四边形ABCD的面积.
思路引领:(1)过点O作OH⊥CD于点H,连接OC,解直角三角形求得OH,PH,然后根据勾股定理求得CH,进而即可求得CD和PC;
(2)求得△APD和△PBC的面积,进而即可求得四边形ABCD的面积.
解:(1)过点O作OH⊥CD于点H,连接OC,
在Rt△OPH中,∠P=30°,OP=OB+BP=2+1=3,
∴OH=12OP=12×3=32,PH=OP•cs30°=3×32=332,
在Rt△OHC中,CH=OC2−OH2=22−(32)2=72.
∵CD=2CH,
∴CD=2×72=7.
∴PC=PH−HC=332−72=33−72.
(2)由(1)知:PD=CD+PC=7+33−72=33+72,PA=5,∠P=30°,
∴S△PBC=12PB⋅PC⋅sin30°=12×1×33−72×12=33−78,S△PAD=12PD⋅PA⋅sin30°=12×33+72×5×12=5(33+7)8,
∴S四边形ABCD=S△PAD−S△PBC=5(33+7)8−33−78=63+374.
总结提升:本题考查垂径定理,解直角三角形以及勾股定理的应用,三角形的面积,通过解直角三角形其实三角形的高是解题的关键.
4.(2022秋•思明区校级期中)如图,AB与⊙O相切于点B,AO交⊙O于点C,AO的延长线交⊙O于点D,E是BCD上不与B,D重合的点,∠A=30°.
(1)求∠BED的大小;
(2)若点F在AB的延长线上,且BF=AB,求证:DF与⊙O相切.
思路引领:(1)根据切线的性质,得出∠ABO=90°,进而求出∠AOB=60°,∠BOD=120°,再根据圆周角定理得出答案;
(2)根据等腰三角形的判定和性质可得AB=DB,进而得出DB=AB=BF,根据“三角形一边的中线等于这边的一半,这个三角形是直角三角形”得出OD⊥DF即可.
(1)解:连接OB,
∵AB与⊙O相切于点B,
∴OB⊥AB,即∠ABO=90°,
∵∠A=30°,
∴∠AOB=90°﹣30°=60°,
∴∠BOD=180°﹣60°=120°,
∴∠BED=12∠BOD=60°,
(2)证明:连接BD,
∵OB=OD,∠BOD=120°,
∴∠ODB=12(180°﹣60°)=30°=∠A,
∴AB=DB,
又∵AB=BF,
∴DB=AB=BF,
∴△ADF是直角三角形,
即∠ADF=90°,
∵OD⊥DF,OD是半径,
∴DF是⊙O的切线.
总结提升:本题考查切线的性质和判定,圆周角定理以及等腰三角形、直角三角形性质,掌握切线的性质和判定方法,圆周角定理以及等腰三角形、直角三角形的性质是正确解答的前提.
5.(2020秋•平邑县期末)如图,已知AB是⊙O的直径,点P在BA的延长线上,PD切⊙O于点D,过点B作BE⊥PD,交PD的延长线于点C,连接AD并延长,交BE于点E.
(1)求证:AB=BE;
(2)如果PD=23,∠ABC=60°,求BC的长.
思路引领:(1)连接OD,如图,根据切线的性质得到OD⊥PC,则可判断OD∥BE,所以∠ODA=∠E,加上∠ODA=∠OAD,所以∠OAD=∠E,然后根据等腰三角形的判定定理得到结论;
(2)利用OD∥BE得到∠DOP=∠ABC=60°,根据含30度的直角三角形三边的关系得到OD=2,PO=4,则PB=6,然后在Rt△PBC中利用∠P=30度得到BC的长.
(1)证明:连接OD,如图,
∵PD切⊙O于点D,
∴OD⊥PC,
∵PC⊥BE,
∴OD∥BE,
∴∠ODA=∠E,
∵OA=OD,
∴∠ODA=∠OAD,
∴∠OAD=∠E,
∴AB=BE;
(2)解:∵OD∥BE,
∴∠DOP=∠ABC=60°,
在Rt△POD中,∵∠P=90°﹣∠POC=30°,
∴OD=33PD=33×23=2,
∴PO=2OD=4,
∴PB=PO+OB=6,
在Rt△PBC中,BC=12PB=3.
总结提升:本题考查了切线的性质:圆的切线垂直于经过切点的半径.也考查了含30度的直角三角形三边的关系.
6.(2022•松阳县二模)如图,已知以AB为直径的半圆,圆心为O,弦AC平分∠BAD,点D在半圆上,过点C作CE⊥AD,垂足为点E,交AB的延长线于点F.
(1)求证:EF与半圆O相切于点C.
(2)若AO=3,BF=2,求tan∠ACE的值.
思路引领:(1)根据垂直定义可得∠E=90°,再利用角平分线和等腰三角形的性质可证AE∥OC,然后利用平行线的性质可求出∠OCF=90°,即可解答;
(2)根据已知可求出OF=5,AF=8,再在Rt△OCF中,利用勾股定理求出CF=4,然后证明A字模型相似三角形△FCO∽△FEA,从而利用相似三角形的性质求出AE,EF的长,最后在Rt△ACE中,利用锐角三角函数的定义进行计算即可解答.
(1)证明:∵CE⊥AD,
∴∠E=90°,
∵AC平分∠BAD,
∴∠EAC=∠CAO,
∵OA=OC,
∴∠CAO=∠ACO,
∴∠EAC=∠ACO,
∴AE∥OC,
∴∠E=∠OCF=90°,
∵OC是半⊙O的半径,
∴EF与半圆O相切于点C;
(2)∵AO=3,BF=2,
∴OF=OB+BF=5,OC=3,
∴AF=OF+OA=8,
∵∠OCF=90°,
∴CF=OF2−OC2=52−32=4,
∵∠E=∠OCF=90°,∠F=∠F,
∴△FCO∽△FEA,
∴FCEF=OCEA=OFAF,
∴4EF=3EA=58,
∴EA=245,EF=325,
∴CE=EF﹣CF=125,
在Rt△ACE中,tan∠ACE=AECE=245125=2,
∴tan∠ACE的值为2.
总结提升:本题考查了切线的判定,相似三角形的判定与性质,解直角三角形,勾股定理,熟练掌握切线的判定,以及相似三角形的判定与性质是解题的关键.
7.(2022•石家庄模拟)古希腊数学家毕达哥拉斯认为:“一切平面图形中最美的是圆”,它的完美来自对称.其中切弦(chrdfcntact)亦称切点弦,是一条特殊弦,从圆外一点向圆引两条切线,连接这两个切点的弦称为切弦.此时,圆心与已知点的连线垂直平分切弦.
(1)为了说明切弦性质的正确性,需要对其进行证明.如下给出了不完整的“已知”和“求证”,请补充完整,并写出“证明”过程.
已知:如图1,P是⊙O外一点, .
求证: .
(2)如图2,在(1)的条件下,CD是⊙O的直径,连接AD,BC,若∠ADC=50°,∠BCD=70°,OC=2,求OP的长.
思路引领:(1)根据命题的条件和结论即可写成已知和求证,连接OA、OB,根据切线的性质可得∠OAP=∠OBP=90°,然后证明Rt△OAP≌Rt△OBP,从而可得∠AOP=∠BOP,最后利用等腰三角形的三线合一性质即可解答;
(2)连接OA、OB,根据等腰三角形的性质求出∠AOD和∠BOC,从而求出∠AOB,然后在Rt△OBP中利用锐角三角函数进行计算即可解答.
解:(1)已知:如图1,P是⊙O外一点,PA、PB与⊙O分别相切于点A、B,连接AB,OP,
求证:OP垂直平分AB,
证明:连接OA、OB,
∵PA、PB与⊙O分别相切于点A、B,
∴∠OAP=∠OBP=90°,
∵OA=OB,OP=OP,
∴Rt△OAP≌Rt△OBP(HL),
∴∠AOP=∠BOP,
∵OA=OB,
∴OP垂直平分AB,
故答案为:PA、PB与⊙O分别相切于点A、B,连接AB,OP;OP垂直平分AB;
(2)连接OA、OB,
∵OA=OD,
∴∠ADC=∠DAO=50°,
∴∠AOD=180°﹣∠ADC﹣∠DAO=80°,
∵OB=OC,
∴∠DCB=∠OBC=70°,
∴∠BOC=180°﹣∠DCB﹣∠OBC=40°,
∴∠AOB=180°﹣∠AOD﹣∠BOC=60°,
由(1)得:
∠BOP=∠AOP=12∠AOB=30°,
∵∠OBP=90°,OB=OC=2,
∴OP=OBcs30°=232=433,
∴OP的长为433.
总结提升:本题考查了解直角三角形,切线的性质,圆周角定理,垂径定理,全等三角形的判定与性质,根题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.
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