2021中考数学压轴题题型:专题14圆与相似三角函数综合问题(含原卷及解析卷)
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专题14圆与相似三角函数综合问题
【例1】(2020•绵阳)如图,△ABC内接于⊙O,点D在⊙O外,∠ADC=90°,BD交⊙O于点E,交AC于点F,∠EAC=∠DCE,∠CEB=∠DCA,CD=6,AD=8.
(1)求证:AB∥CD;
(2)求证:CD是⊙O的切线;
(3)求tan∠ACB的值.
【例2】(2020•淄博)如图,△ABC内接于⊙O,AD平分∠BAC交BC边于点E,交⊙O于点D,过点A作AF⊥BC于点F,设⊙O的半径为R,AF=h.
(1)过点D作直线MN∥BC,求证:MN是⊙O的切线;
(2)求证:AB•AC=2R•h;
(3)设∠BAC=2α,求AB+ACAD的值(用含α的代数式表示).
【例3】(2020•恩施州)如图1,AB是⊙O的直径,直线AM与⊙O相切于点A,直线BN与⊙O相切于点B,点C(异于点A)在AM上,点D在⊙O上,且CD=CA,延长CD与BN相交于点E,连接AD并延长交BN于点F.
(1)求证:CE是⊙O的切线;
(2)求证:BE=EF;
(3)如图2,连接EO并延长与⊙O分别相交于点G、H,连接BH.若AB=6,AC=4,求tan∠BHE.
【例4】(2020•孝感)已知△ABC内接于⊙O,AB=AC,∠ABC的平分线与⊙O交于点D,与AC交于点E,连接CD并延长与⊙O过点A的切线交于点F,记∠BAC=α.
(1)如图1,若α=60°,
①直接写出DFDC的值为 ;
②当⊙O的半径为2时,直接写出图中阴影部分的面积为 ;
(2)如图2,若α<60°,且DFDC=23,DE=4,求BE的长.
【例5】(2020•鄂州)如图所示:⊙O与△ABC的边BC相切于点C,与AC、AB分别交于点D、E,DE∥OB.DC是⊙O的直径.连接OE,过C作CG∥OE交⊙O于G,连接DG、EC,DG与EC交于点F.
(1)求证:直线AB与⊙O相切;
(2)求证:AE•ED=AC•EF;
(3)若EF=3,tan∠ACE=12时,过A作AN∥CE交⊙O于M、N两点(M在线段AN上),求AN的长.
【例6】(2020•长沙)如图,半径为4的⊙O中,弦AB的长度为43,点C是劣弧AB上的一个动点,点D是弦AC的中点,点E是弦BC的中点,连接DE、OD、OE.
(1)求∠AOB的度数;
(2)当点C沿着劣弧AB从点A开始,逆时针运动到点B时,求△ODE的外心P所经过的路径的长度;
(3)分别记△ODE,△CDE的面积为S1,S2,当S12﹣S22=21时,求弦AC的长度.
【题组一】
1.(2020•西乡塘区模拟)如图,点O是△ABC中AB边上一点,以点O为圆心,OA的长为半径作⊙O,⊙O恰好经过点C,且与边BC,AB分别交于E,F两点.连接AE,过点E作⊙O的切线,交线段BF于点M,交AC的延长线于点N,且EM=BM,EB=AO.
(1)求∠EAM的度数;
(2)求证:AC2=2BM•OB;
(3)若OA=3,求△CNE的面积.
2.(2020•吴江区二模)如图,AB是⊙O的直径,AC是弦,点E在圆外,OE⊥AC于D,BE交⊙O于点F,连接BD,BC,CF,∠BFC=∠AED.
(1)求证:AE是⊙O的切线;
(2)求证:△BOD∽△EOB;
(3)设△BOD的面积为S1,△BCF的面积为S2,若tan∠ODB=53,求S1S2的值.
3.(2020•黄石模拟)如图,AB是⊙O直径,以AB为边作等腰△ABC,且AB=BC,⊙O与边AC相交于点D,过点D作DE⊥BC于点E,并交AB的延长线于点F.
(1)求证:DF是⊙O的切线.
(2)若DF=22,∠F=45°,求由线段BF、FD及BD所围成的图形(阴影部分)面积.
(3)若tanA=13,BD=1,求FD的长.
4.(2020•三水区一模)如图,AB是⊙O的直径,点E为线段OB上一点(不与O,B重合),作EC⊥OB,交⊙O于点C,作直径CD,过点C的切线交DB的延长线于点P,作AF⊥PC于点F,连接CB.
(I)求证:AC平分∠FAB;
(2)求证:BC2=CE•CP;
(3)当AB=43且CFCP=34时,求弦BC与其所对的劣弧BC所组成的弓形面积.
5.(2020•路北区二模)已知:在矩形ABCD中,E,F分别是边AB,AD上的点,过点F作EF的垂线交DC于点H,以EF为直径作半圆O.
(1)填空:点A (填“在”或“不在”)半圆O上;
当AE=AF时,tan∠AEF的值是 ;
(2)如图1,在△EFH中,当FE=FH时,求证:AD=AE+DH;
(3)如图2,当△EFH的顶点F是边AD的中点时,请直接写出EH、AE、DH三条线段的数量关系.
【题组二】
6.(2020•博罗县一模)如图,△ABC是⊙O的内接三角形,直径AB垂直于弦CG,垂足为点H,过点C作ED⊥CG,交⊙O于点E,且∠CBD=∠A,连接BE,交CG于点F.
(1)求证:BD是⊙O的切线;
(2)求证:BC2=BF•BE;
(3)若CG=8,AB=10,求sinE的值.
7.(2020•深圳模拟)如图,点A(8,0),点B分别在x轴,y轴上,直线y=kx+b与x轴,y轴分别相交于点D,B两点,C在△AOB的外接圆上,且C (4,8).
(1)①直接写出b= .
②求证:当k=43时,BD是⊙O'的切线.
(2)如图1,若点P是优弧BAC上的一点(不与B,C重合),求sin∠BPC的值.
(3)如图2,在(1)的条件下,当P点在⊙O'上运动时,过O作OQ⊥CP于Q,求线段DQ的最小值.
8.(2020•成华区校级模拟)如图,AB为⊙O的直径,C、D为⊙O上不同于A、B的两点,∠ABD=2∠BAC,连接CD,过点C作CE⊥DB,垂足为E,直径AB与CE的延长线相交于点F.
(1)求证:CF是⊙O的切线;
(2)连接BC,求证:BC2=2BE•BO;
(3)当BD=185,sin∠F=35,求CD的长.
9.(2020•姑苏区校级二模)如图,AB是⊙O的直径,C是⊙O上一点,D是弧AC的中点,E为OD延长线上一点,且∠CAE=2∠C,AC与BD交于点H,与OE交于点F.
(1)求证:AE⊥AB;
(2)求证:DF2=FH•FC;
(3)若DH=9,tanC=34,求半径OA的长.
10.(2020•惠城区校级二模)如图(1),在⊙O中,AC是直径,AB,BD,CD是切线,点E为切点.
(1)求证:AB•CD=14AC2;
(2)如图(2),连接AD,BC,交于点F,连接EF并延长,交AC于点G,求证:EF=FG;
(3)如图(3),延长DB,CA,交于点P,连接CE,过点P作PQ⊥DO,交DO的延长线于点Q.若CD=6,PE=4,求OQ的长.
【题组三】
11.(2020•雨花区校级二模)如图,直线l:y=−33x+2与x轴交于点A,与y轴交于点B,C为线段OA的一个动点,以A为圆心,AC长为半径作⊙A,⊙A交AB于点D,连接OD并延长交⊙A于点E,连接CD.
(1)当AC=2时,证明:△OBD是等边三角形;
(2)当△OCD∽△ODA时,求⊙A的半径r;
(3)当点C在线段OA上运动时,求OD•DE的最大值.
12.(2020•石家庄模拟)如图1,在正方形ABCD中,AB=10,点O,E在边CD上,且CE=2,DO=3,以点O为圆心,OE为半径在其左侧作半圆O,分别交AD于点G,交CD的延长线于点F.
(1)AG= ;
(2)如图2,将半圆O绕点E逆时针旋转α(0°<α<180°),点O的对应点为O',点F的对应点为F',设M为半圆O'上一点.
①当点F'落在AD边上时,求点M与线段BC之间的最短距离;
②当半圆O'交BC于P,R两点时,若PR的长为53π,求此时半圆O'与正方形ABCD重叠部分的面积;
③当半圆O'与正方形ABCD的边相切时,设切点为N,直接写出tan∠END的值.
13.(2020•天台县一模)如图,四边形ABCD内接于⊙O,BD是⊙O的直径,以AB,BC为邻边作▱ABCE,点E在⊙O内,延长CE交AD于F,连接AC、BE交于点G,连接OG.
(1)直接写出OG与AC的位置关系及OG与DE的数量关系;
(2)猜想线段DE,AC和BD之间的数量关系,并说明理由;
(3)求证:△CDF~△AEF;
(4)若BC=4,CD=3,求9AF2+16DF2的值.
14.(2020•越秀区校级二模)如图,AB是⊙O的直径,点C是⊙O上一点,过点C作⊙O的切线与AB的延长线相交于点P,弦CE平分∠ACB,交AB于点F,连接BE.
(1)利用尺规作图,过点A作AD⊥CP于点D(保留作图痕迹,不写作法);
(2)求证:△PCF是等腰三角形;
(3)若tan∠ABC=43,BE=72,求线段PC的长.
15.(2020•苍溪县模拟)如图,四边形ABCD内接于⊙O,对角线AC是⊙O的直径,过点C作AC的垂线交AD的延长线于点E,F为CE的中点,连接BD,DF,BD与AC交于点P.
(1)求证:DF是⊙O的切线;
(2)若AC=25DE,求tan∠ABD的值;
(3)若∠DPC=45°,PD2+PB2=8,求AC的长.
【题组四】
16.(2020•思明区校级二模)定义:如果三角形的两个内角α与β满足α+2β=90°,那么称这样的三角形为“类直角三角形”.
(1)如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°,BD是∠ABC的平分线.证明△ABD是“类直角三角形”;
(2)如图2,△ABD内接于⊙O,直径AB=10,弦AD=6,点E是弧AD上一动点(包括端点A,D),延长BE至点C,连结AC,且∠CAD=∠AOD,当△ABC是“类直角三角形”时,求AC的长.
17.(2020•玄武区二模)如图,四边形ABCD是矩形,连接AC,E是AC上一点,⊙O经过点C、D、E,分别与AD、BC相交于点F、G,连接ED、EF、EG,延长GE交AD于点H.
(1)求证△HEF∽△DEC;
(2)若AB=6,BC=9,
①当△HEF是等腰三角形时,求CE的长;
②当⊙O与AB相切时,则CE的长为 .
18.(2020•昆山市二模)如图,△ABC内接于⊙O,AB是⊙O的直径,过点A的切线交BC的延长线于点D,E是⊙O上一点,点C,E分别位于直径AB异侧,连接AE,BE,CE,且∠ADB=∠DBE.
(1)求证:CE=CB;
(2)求证:∠BAE=2∠ABC;
(3)过点C作CF⊥AB,垂足为点F,若S△BCFS△ABE=98,求AFBF的值.
19.(2020•宁波模拟)如图①,在△ABC中,∠ACB=90°,AB=4,AC=23,以点A为圆心,3为半径作圆,点D为⊙A上的动点,连结DC,以C为直角顶点作Rt△CDE(点C,D,E按逆时针排列),并使∠CDE=30°,连接AD、BE.
(1)求证:△BEC∽△ADC.
(2)当点D在AB上时,如图②,画出△BEC,连接AE,求AE的长.
(3)在点D运动过程中,AE是否有最大值或最小值?若有,请直接写出AE的最大值或最小值,并写出取得最大值或最小值时∠DAC的度数;若没有,请说明理由
20.(2020•孝南区二模)如图,在⊙O中,弦AB与弦CD相交于G,OA⊥CD于点E,过B的直线与CD的延长线相交于点F,AC∥BF.
(1)若∠FGB=∠FBC,求证:BF是⊙O的切线;
(2)若tan∠F=34,CD=48,求⊙O的半径.
【题组五】
21.(2020•南京一模)如图①,在矩形ABCD中,AB=6,BC=9,点E是BC边上一动点,连接AE、DE,作△ECD的外接⊙O,交AD于点F,交AE于点G,连接FG.
(1)求证△AFG∽△AED;
(2)当BE的长为 时,△AFG为等腰三角形;
(3)如图②,若BE=1,求证:AB与⊙O相切.
22.(2020•南京二模)在正方形ABCD中,点E是BC边上一动点,连接AE,沿AE将△ABE翻折得△AGE,连接DG,作△AGD的外接⊙O,⊙O交AE于点F,连接FG、FD.
(1)求证∠AGD=∠EFG;
(2)求证△ADF∽△EGF;
(3)若AB=3,BE=1,求⊙O的半径.
23.(2020•梁子湖区一模)如图,AB是⊙O的直径,点C在⊙O上,连接AC,BC,OE⊥AC于点E,ED∥AB交BC于点F,且∠ECD=∠CFD.
(1)求证:CD是⊙O的切线;
(2)求证:CD2=FD•ED;
(3)若sinA=35,BC=6,求CD的长.
24.(2020•乐清市一模)如图1,△ABC内接于⊙O,∠ACB=60°,D,E分别是∠ABC和∠BAC所对弧的中点,弦DE分别交AC,BC于点F,G,连接DC,CE.
(1)求证:△CFG是等边三角形.
(2)若AB=12,
①如图2,当AC为⊙O的直径时,求DF的长.
②当AC将△CDG的面积分成了1:2的两部分时,求AC的长.
(3)连接BD交AC于点H,若CFFH=43,则BCAC的值为 .(请直接写出答案)
25.(2020•盘锦)如图,BC是⊙O的直径,AD是⊙O的弦,AD交BC于点E,连接AB,CD,过点E作EF⊥AB,垂足为F,∠AEF=∠D.
(1)求证:AD⊥BC;
(2)点G在BC的延长线上,连接AG,∠DAG=2∠D.
①求证:AG与⊙O相切;
②当AFBF=25,CE=4时,直接写出CG的长.
【题组六】
26.(2020•桂林)如图,将一副斜边相等的直角三角板按斜边重合摆放在同一平面内,其中∠CAB=30°,∠DAB=45°,点O为斜边AB的中点,连接CD交AB于点E.
(1)求证:A,B,C,D四个点在以点O为圆心的同一个圆上;
(2)求证:CD平分∠ACB;
(3)过点D作DF∥BC交AB于点F,求证:BO2+OF2=EF•BF.
27.(2020•大庆)如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O交BC于点D,连接AD,过点D作DM⊥AC,垂足为M,AB、MD的延长线交于点N.
(1)求证:MN是⊙O的切线;
(2)求证:DN2=BN•(BN+AC);
(3)若BC=6,cosC=35,求DN的长.
28.(2020•鄂尔多斯)我们知道,顶点坐标为(h,k)的抛物线的解析式为y=a(x﹣h)2+k(a≠0).今后我们还会学到,圆心坐标为(a,b),半径为r的圆的方程(x﹣a)2+(y﹣b)2=r2,如:圆心为P(﹣2,1),半径为3的圆的方程为(x+2)2+(y﹣1)2=9.
(1)以M(﹣3,﹣1)为圆心,3为半径的圆的方程为 .
(2)如图,以B(﹣3,0)为圆心的圆与y轴相切于原点,C是⊙B上一点,连接OC,作BD⊥OC,垂足为D,延长BD交y轴于点E,已知sin∠AOC=35.
①连接EC,证明:EC是⊙B的切线;
②在BE上是否存在一点Q,使QB=QC=QE=QO?若存在,求点Q的坐标,并写出以Q为圆心,以QB为半径的⊙Q的方程;若不存在,请说明理由.
29.(2020•广西)如图,在△ACE中,以AC为直径的⊙O交CE于点D,连接AD,且∠DAE=∠ACE,连接OD并延长交AE的延长线于点P,PB与⊙O相切于点B.
(1)求证:AP是⊙O的切线;
(2)连接AB交OP于点F,求证:△FAD∽△DAE;
(3)若tan∠OAF=12,求AEAP的值.
30.(2020•黄石)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AD平分∠BAC交BC于点D,O为AB上一点,经过点A、D的⊙O分别交AB、AC于点E、F.
(1)求证:BC是⊙O的切线;
(2)若BE=8,sinB=513,求⊙O的半径;
(3)求证:AD2=AB•AF.
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