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文檔簡介
專題09圓重難點題型專訓(十大題型)
旨【題型目錄】
題型一圓的基本概念辨析
題型二求圓中弦的條數(shù)
題型三求過圓內一點的最長弦
題型四圓的周長和面積問題
題型五點與圓的位置關系
題型六三角形的外接圓
題型七確定圓的條件
題型八圓中角度的計算
題型九圓中線段長度的計算
題型十求一點到圓上點距離的最值
【知識梳理】
41經典例題一圓的基本概念辨析】
【例1】(2023秋?河北保定?九年級統(tǒng)考期末)下列說法:(1)長度相等的弧是等?。唬?)相等的圓周角所
對的弧相等;(3)劣弧一定比優(yōu)弧短;(4)直徑是圓中最長的弦.其中正確的有()
A.1個B.2個C.3個D.4個
【答案】A
【分析】利用等弧的定義、圓周角定理、弧的定義及弦的定義分別判斷后即可確定正確的選項.
【詳解】解:(1)長度相等的弧不一定是等弧,弧的度數(shù)必須相同,故錯誤;
(2)同圓或等圓中相等的圓心角所對的弧相等,故錯誤;
(3)同圓或等圓中劣弧一定比優(yōu)弧短,故錯誤;
(4)直徑是圓中最長的弦,正確,
綜上所述,四個說法中正確的只有1個,
故選:A.
【點睛】本題考查圓中有關定義,能夠熟練掌握圓的有關知識是解答本題的關鍵.
■【變式訓練】
1.0023春?安徽?九年級專題練習)圓。的直徑4B=26cm,點C是圓。上一點(不與點/、5重合),作CO,43
于點若CZ)=12cm,則4。的長是()
A.8cmB.18cmC.8cm或18cmD.16cm
【答案】c
【分析】分兩種情況畫出圖形,由勾股定理求出5cm,則可得出答案.
【詳解】解:當點。在03上,如圖,連接OC,
圓。的直徑AB=26cm,
0A=OC=13cm,
CD1AB,
???NODC=90。,
DO=yj0C2-CD2=A/132-122=5(cm),
.?.4D=O/+OD=13+5=18(cm);
當點。在線段04上時,如圖,
同理可得出ND=/O-OD=13-5=8(cm),
故選:C.
【點睛】本題考查了勾股定理,圓的性質,熟練掌握勾股定理是解題的關鍵.
2.(2023春?山東濟南?九年級校考開學考試)如圖,正方形中,AB=4,£點沿線段40由/向。
運動(到。停止運動),尸點沿線段由C向3運動(到3停止運動),兩點同時出發(fā),速度相同,連接
EF,作8PLE產于P點,則在整個運動過程中尸點的運動軌跡長為
【答案】岳
【分析】連接8。,交EF于點O,利用全等三角形的判定與性質得到點。為正方形的中心,利用8尸,£尸
得到整個運動過程中尸點的運動軌跡為以為直徑的半圓,再利用圓的周長的公式解答即可.
【詳解】解:如下圖,連接8。,交EF于點O,
由題意得:AE=CF,
???四邊形23CD為正方形,
二.AD=BC,AD\\BC,
乙m0=乙FBQ乙CEO=ABFQAD-AE=BC-CF,
DE=BF,
“EH^xBFO,
:.OD=OB,OE^OF,
-O為正方形ABCD的中心,
正方形ABCD中,AB=4,
BC=CD=%ABCD=90°,
BD=Ja:2+B=J42+42=472,
BO=2桓,
■:BP1EF,
ABPO=90°,
整個運動過程中P點的運動軌跡為以05為直徑的半圓,
???整個運動過程中P點的運動軌跡:;X2也r=也兀,
故答案為:及?!?/p>
【點睛】本題考查了正方形的性質,三角形的全等的判定與性質,點的軌跡的性質,圓,利用正方形的性
質和全等三角形的判定與性質確定出點的軌跡是解題的關鍵.
3.(2023春?廣東河源?九年級校考階段練習)如圖所示,48為。。的直徑,CD是O。的弦,AB,的
延長線交于點E,已知=ZAEC=20°.求//OC的度數(shù).
【答案】60°
【分析】連接。D.由=4B=2OD可得OD=DE,根據(jù)“等邊對等角”得到NOOE=NE=20。,
Affif^CDO=ADOE+AE=40°.又OC=OD,得到/C=/ODC=40。,進而求得4OC=/C+/E=60。.
【詳解】連接OD.
AB=IDE,AB=2OD,
OD=DE,
ZDOE=ZE=20°,
ZCDO=ZDOE+ZE=40°.
OC=OD,
ZC=NODC=40°,
:.ZAOC=ZC+ZE=60°.
【點睛】本題主要考查圓的直徑與半徑關系,等腰三角形的性質,三角形的外角,熟練運用等腰三角形等
邊對等角的性質是解題的關鍵.
,31經典例題二求圓中弦的條數(shù)】
【例2】(2023?浙江?九年級假期作業(yè))如圖,點A,O,。,點C,D,E以及點B,O,C分別在
一條直線上,則圓中弦的條數(shù)為()
A.2條B.3條C.4條D.5條
【答案】A
【分析】根據(jù)弦的定義進行分析,從而得到答案.
【詳解】解:圖中的弦有BC,CE共2條.
故選:A.
【點睛】本題主要考查了弦的定義,理解弦的定義是解決本題的關鍵.
【變式訓練】
1.(2023秋?江蘇?九年級專題練習)點A、0、D與點B、O、C分別在同一直線上,圖中弦的條數(shù)為()
A.2B.3C.4D.5
【答案】B
【詳解】試題分析:弦是連接圓上任意兩點的線段,根據(jù)定義作答.
解:由圖可知,點A、B、E、C是OO上的點,
圖中的弦有AB、BC、CE,一共3條.
故選B.
考點:圓的認識.
2.(2023秋?九年級課時練習)如圖,圓中有一條直徑,—條弦,圓中以A為一個端點的優(yōu)弧有—條,劣
弧有一條.
A
【答案】1344
【詳解】圓中有AB一條直徑,AB、CD、EF三條弦,圓中以A為一個端點的優(yōu)弧有四條,劣弧有四條,
故答案為1,3,4,4.
3.(2023?浙江?九年級假期作業(yè))如圖,08c是。。內接三角形,請僅用無刻度的直尺,分別按下列要求
(1)在圖1中,畫山一條與8c相等的弦;
(2)在圖2中,畫出一個與。3C全等的三角形.
【答案】(1)見解析;(2)見解析
【分析】(1)連結CO并延長交。。于£,連接20并延長交。。于。,連結ED,再證/WOC三
(SAS),可得8c=?!?;
(2)連結/。并延長交。。于04=04,連結2。并延長交。。于9,OB=OBr,連結CO并延長交。O
于C\OC=OC',利用邊角邊判定方法先證△BOC三△夕OC(SAS),可得BC=B,C;同理可證△80/三△夕O?
(SAS),可得48=,夕,同理可證ZUOC三八4。。(SAS),可得NC=/。,利用三邊對應相等判定方法可
證A42C三(SSS).
【詳解】解:(1)如圖1,DE為所作;
連結C。并延長交。。于E,連接30并延長交。。于。,連結ED,
:OB=OD=OE=OC,
在△BOC和ZiDOE中,
OC=OE
</COB=ZEOD,
OB=OD
:△BOSADOE(SAS),
(2)如圖2,為所作.
連結NO并延長交。。于4,OA=OA\連結8。并延長交。。于",OB=OBr,連結CO并延長交。。于C,
oc=oc,
在△BOC和△皮OC中,
oc=oc
<ZCOB=/C'OB,,
OB=OB'
???△B0CW0C(SAS),
:?BC=BC;
同理可證△BCM三△BOZ'(SAS),
:,AB=AB,
同理可證ZUOC三(SAS),
:.AC=AC,
在A4BC和A4577中,
AB=A,B,
<AC=A,C,,
BC=B'C
.-.ZU5C=A^^V(SSS).
B,
圖2
【點睛】本題考查僅用無刻度的直尺畫線段,畫三角形,三角形全等判定與性質,圓的性質,掌握圓的性
質與三角形全等判定與性質是解題關鍵.
1經典例題三求過圓內一點的最長弦】
【例3】(2023秋?全國?九年級專題練習)如圖,點8的坐標分別是/(4,0),B(0,4),點C為坐標
平面內一動點,2C=2,點M為線段NC的中點,連接則0M的最大值為()
A.72+1B.V2+—C.2A/2+1D.2A/2--
【答案】C
【分析】根據(jù)同圓的半徑相等可知:點C在半徑為2的02上,通過畫圖可知,C在2。與圓2的交點時,
(W最小,在。3的延長線上時,最大,根據(jù)三角形的中位線定理可得結論.
【詳解】解:如圖,
???點C為坐標平面內一點,BC=2,
;.C在03上,且半徑為2,
取。D=O/=4,連接8,
■.■AM=CM,OD=OA,
;.0M是&ACD的中位線,
:.OM*CD,
當(W最大時,即CD最大,而D,B,C三點共線時,當C在。8的延長線上時,0M最大,
?:0B=0D=4,乙8OD=90°,
:?BD=A6,
??.CZ)=4亞+2,
.-.OM=^CD=2y/2+\,即(W的最大值為2a+1;
故選:C.
【點睛】本題考查了坐標和圖形的性質,三角形的中位線定理等知識,確定0M為最大值時點C的位置是
關鍵,也是難點.
【變式訓練】
1.(2023秋?浙江?九年級專題練習)A、8是半徑為5c加的。。上兩個不同的點,則弦的取值范圍是
()
A.AB>0B.0<AB<5C.0<AB<10D.0<^5<10
【答案】D
【分析】根據(jù)圓的基本性質可直接進行求解.
【詳解】???圓中最長的弦為直徑,
.-.0<J5<10.
二故選D.
【點睛】本題主要考查弦的概念,正確理解圓的弦長概念是解題的關鍵.
2.(2023秋?全國?九年級專題練習)下列說法中正確的有_(填序號).
(1)直徑是圓中最大的弦;(2)長度相等的兩條弧一定是等弧;(3)半徑相等的兩個圓是等圓;(4)面積
相等的兩個圓是等圓;(5)同一條弦所對的兩條弧一定是等弧.
【答案】(1)(3)(4)
【分析】根據(jù)弦、等圓、等弧的定義分別分析即可.
【詳解】解:(1)直徑是圓中最大的弦,說法正確;
(2)長度相等的兩條弧一定是等弧,說法錯誤,在同圓或等圓中,能夠完全重合的兩段弧為等弧,不但長
度相等,彎曲程度也要相同;
(3)半徑相等的兩個圓是等圓,說法正確;
(4)面積相等的兩個圓是等圓,說法正確;
(5)同一條弦所對的兩條弧一定是等弧,說法錯誤,同一條弦所對的兩條弧不一定是等弧,除非這條弦是
直徑.
故答案為:(1)(3)(4).
【點睛】本題考查了圓的有關概念,熟練掌握弦、等圓、等弧的定義是解題的關鍵.
3.(2023秋?全國?九年級專題練習)如圖所示,48為。。的一條弦,點C為。。上一動點,且
NBG4=30。,點E,尸分別是4C,8C的中點,直線E尸與。。交于G,H兩點,若。。的半徑為7,求
GE+FH的最大值.
【答案】GE+FH的最大值為受.
【分析】由GE+切和E尸組成的弦G”,在。。中,弦G〃最長為直徑14,而E尸可求,所以GE+W
的最大值可求.
【詳解】連結4。,BO,
■:NBC4=30°ZBOA=60°
為等邊三角形,AB=7
■:點E,尸分別是4C,8c的中點
17
.-.EF=-AB=~,vG〃為。。的一條弦
721
??.G〃最大值為直徑14.?.GE+9的最大值為14-/=5.
【點睛】利用直徑是圓中最長的弦,可以解決圓中一些最值問題.
二31經典例題四圓的周長和面積問題】
【例4】(2023春?山東泰安?九年級校考期中)如圖兩個半徑都是4cm的圓外切于點C,一只螞蟻由點/開
始依/、B、C、D、E、F、C、G、/的順序沿著圓周上的8段長度相等的路徑繞行,螞蟻在這8段路徑上
不斷爬行,直到行走2006兀cm后才停下來,則螞蟻停的那一個點為()
A.。點B.E點、C.尸點D.G點
【答案】A
【分析】先求出螞蟻爬行一圈所走的路程,再根據(jù)停下來時重復的圈數(shù)和余數(shù),進而求解即可.
【詳解】解:根據(jù)題意,每段長度為四分之一的圓周長,即9x2x7rx4=27icm,又知繞行8段為一循環(huán),
4
則爬行一圈的路程為2兀x8=16兀cm,
v2006K=125x16KKK6TI,6兀+2兀=3,
???行走200671cm后才停下來,那一個點為D點,
故選:A.
【點睛】本題考查圓的周長,圖形類規(guī)律探究,解答的關鍵是理解題意,能根據(jù)爬行一圈的路程得出重復
的圈數(shù),再由余數(shù)確定最終的位置.
W【變式訓練】
1.(2023春?四川?九年級專題練習)如圖,在A4B。中,ZAOB=90°,ZBAO=30°,30=6,。。的面積
為12萬,點、M,N分別在。。、線段43上運動,則九W長度的最小值等于()
A.—B.—C.V3D.2百
42
【答案】C
【分析】過點。作OC,48,交。。于點P,當點”與點P重合,點N與點C重合時,血W長度的最小即
為線段尸。的長度,利用含30度角的直角三角形的性質及勾股定理得出/。=6括,再由等面積法確定
OC=3拒,由圓的面積得出,=2退=OP,結合圖形即可得出結果.
【詳解】解:過點。作。交。。于點P,當點M與點P重合,點N與點C重合時,長度的最
.-.AB=2BO=n,
???AO=NAB°-BO。=6A/3,
.-.-AOxBO=-ABxOC,
22
解得:OC=3拒,
r。。的面積為12打,設半徑為r,
nr1=12萬
廠==。尸,
PC=OC-OP=M,
即跖V長度的最小值為6,
故選:C.
【點睛】題目主要考查圓與三角形綜合問題,包括含30度角的直角三角形的性質,勾股定理解三角形,圓
的面積等,理解題意,作出輔助線,綜合運用這些知識點是解題關鍵.
2.(2023秋?甘肅天水?八年級校考期末)如圖,已知在應48。中,乙4c8=90。,分別以NC,BC,AB為
直徑作半圓,面積分別記為S,S2,S3,若邑=9兀,則S/+S2等于.
【答案】97r.
【分析】根據(jù)勾股定理和圓的面積公式,可以得到S1+S2的值,從而可以解答本題.
【詳解】解:?.?乙4cB=90。,
:.AC2+BC2=AB2,
2x
■-?S]=ii(。)y,S2=n(磐)2x1~,S3=n(半)2x:,
222,22
2X2X=S
■?■S1+s2=7t(與)2x:+兀(?)7(與)7^
■■?S3=9TI,
.,.SI+S2=9H,
故答案為:971.
【點睛】本題考查勾股定理,解答本題的關鍵是利用數(shù)形結合的思想解答.
3.2023秋?上海徐匯?六年級上海市徐匯中學??计谀┠惩瑢W用所學過的圓與扇形的知識設計了一個問號,
如圖中陰影部分所示,已知圖中的大圓半徑為4,兩個小圓的半徑均為2,請計算圖中陰影部分的周長和面
積.
【答案】陰影部分的周長為48.82,陰影部分的面積為40.82
【分析】根據(jù)圓的周長和面積公式分別求出陰影的周長和面積,再進行運算即可.
3
【詳解】解:。陰影=2(4圓-尺小圓)+大圓+。小圓)+。小圓
3
=2x(4-2)+—x(2^x4+2^x2)+2^x2
=8+13萬
?48.82;
3
s陰影二大圓+S小圓)+S小圓
3
=—(^x42+^X22^)+^X22
二13萬
?40.82.
答:陰影部分的周長為48.82,陰影部分的面積為40.82.
【點睛】本題考查了圓的面積、周長公式的運用;能夠熟練運用公式,并正確化簡計算是解題的關鍵.
J【經典例題五點與圓的位置關系】
【例5】(2023秋?廣東惠州?九年級??茧A段練習)如圖,在RM48c中,/C=90。,/C=4,8c=7,點
。在邊8c上,CD=3,。/的半徑長為3,。。與相交,且點B在。。外,那么。。的半徑長「可能是
【答案】B
【分析】連接40交。/于E,根據(jù)勾股定理求出4D的長,從而求出的長,再根據(jù)相交兩圓的位
置關系得出,?的范圍即可.
【詳解】解:連接/。交。/于E,如圖1,
圖1
在RtANCD中,由勾股定理得:AD=ylAC2+CD2=742+32=5-
貝i|DE=/D-/E=5-3=2,
BC=7,CD=3,
:.BD=l-3=4,
二。。與。/相交,且點3在。。外,必須2<r<4,
即只有選項B符合題意,
故選:B.
【點睛】本題考查了相交兩圓的性質,點與圓的位置關系,勾股定理等知識點,能熟記相交兩圓的性質和
點與圓的位置關系的內容是解題的關鍵.
*【變式訓練】
1.(2。23?山東泰安?統(tǒng)考三模)如圖,拋物線>*-4與x軸負半軸交于點/,P是以點°(。,3)為圓心,2
【答案】A
【分析】連接2尸,如圖,先解方程;,-4=0得/(-4,0),8(4,0),再判斷。。為“8尸的中位線得到
OQ=;BP,利用點與圓的位置關系,8尸過圓心C時,PB最小,如圖,點P運動到P位置時,BP最小,
然后計算出即可得到線段。。的最小值.
【詳解】解:連接AP,如圖,
用軍得網=4,x2=-4,
.-.A[-4,0),5(4,0),
???0是線段尸/的中點,
為23P的中位線,
;.OQ=;BP,
當5尸最小時,。。最小,
而5尸過圓心。時,心最小,如圖,點尸運動到P位置時,BP最小,
BC=A/32+42=5,
.-.BP'=5-2=3,
???線段。。的最小值是;3.
故選:A.
【點睛】本題考查了點與圓的位置關系:點的位置可以確定該點到圓心距離與半徑的關系,反過來已知點
到圓心距離與半徑的關系可以確定該點與圓的位置關系.也考查了三角形中位線.確定尸'位置是解題的關
鍵.
2.(2023?河南南陽?統(tǒng)考一模)如圖,點E是正方形28CZ)邊2C上一動點(點E不與點8、C重合),連接
DE,過點/作交CD于尸,垂足為尸,連接尸C,已知正方形的邊長為2,則尸C的最小值
【答案】V5-1
【分析】以《。為直徑作。連接S,交?!辄c尸,根據(jù)點圓最值的性質,則尸C為最小距離,再根
據(jù)勾股定理計算即可.
【詳解】解:???",",
.??點P的運動軌跡是以工。為直徑的圓上一段圓弧上,
如圖,取工。中點連接CH,交?!辄c尸,則尸C為所求,
???正方形的邊長為2,
.-.DC=2,DH=\,
C77=A/22+12=#>,
■■CP=45-1.
故答案為:V5-1.
【點睛】本題考查了正方形的性質的應用,點圓最值的應用是解題關鍵.
3.(2023秋?江蘇?九年級專題練習)在矩形NBCD中,AB=6,AD=8.
AI---------------\D
B'---------------1c
(1)若以A為圓心,8長為半徑作則8、C、。與圓的位置關系是什么?
(2)若作。/,使8、C、。三點至少有一個點在。/內,至少有一點在。/外,則。/的半徑/的取值范圍
是一
【答案】(1)點B在。/內,點C在。/外,點。在。/上
(2)6<r<10
【分析】(1)根據(jù)點到圓的位置關系,比較與圓的半徑之間的大小關系,即可得解;
(2)根據(jù)題意,和點到圓心的距離與圓的半徑之間的關系,即可得解.
【詳解】(1)解:連接ZC,
AB=6,AD=8,
AC=ylAB2+BC2=^62+82=10,
Qe/的半徑為8,
AB<8,AD=8,AC>8
.,?點3在。/內,點C在ON外,點。在。/上;
(2)解:AB=6,4。=8,AC=10,
又,??以點A為圓心作04,使B,C,。三點中至少有一個點在圓內,且至少有一點在圓外,
,。工的半徑廠的取值范圍是6<r<10.
故答案為:6<r<10.
【點睛】本題考查點與圓的位置關系.熟練掌握點到圓心的距離d與圓的半徑/之間的關系,判斷點與圓的
位置關系,是解題的關鍵.
31經典例題六三角形的外接圓】
【例6】(2023秋?江蘇?九年級專題練習)如圖所示,的三個頂點的坐標分別為4(-1,3)、8(-2,-2)、
C(4,-2),則“3C外接圓半徑的長為().
A.3V2B.273c.VioD.VB
【答案】D
【分析】三角形的外心是三邊垂直平分線的交點,設。8C的外心為由8,C的坐標可知/必在直線x=l
上,由圖可知線段/c的垂直平分線經過點(1,0),由此可得過點加作于點。,連接MB,
由勾股定理求出MB的長即可.
【詳解】解:設“8C的外心為
?.?8(-2,-2)、C(4,-2),
-2+4
?O-M必在直線x=-----=1上,
2
由圖可知,線段AC的垂直平分線經過點(1,0),
如圖,過點初作于點。,連接MB,
中,MD=2,BD=3,
由勾股定理得:MB=s/MD2+BD2=A/22+32=V13.
即外接圓半徑的長為JR.
故選D.
【點睛】本題考查求三角形外接圓的半徑,能夠根據(jù)網格和三角形頂點坐標判斷出A48c外心的位置是解題
的關鍵.
W【變式訓練】
1.(2023春?全國?九年級專題練習)如圖,。。是等邊三角形/8C的外接圓,若。。的半徑為2,則
的面積為()
A.—B.V3C.2也D.3c
2
【答案】D
【分析】過點。作OA13C于點〃,根據(jù)等邊三角形的性質即可求出C歸和58的長,再根據(jù)垂徑定理求出
2c的長,最后運用三角形面積公式求解即可.
【詳解】解:過點。作OH1BC于點H,連接NO,BO,
?NBC是等邊三角形,
.■./-ABC=60°,
為三角形外心,
■■.Z.OAH=30°,
:.OH=;OB=\,
-BH=4BO1-OH1=yj3,AH=-AO+OH=2+1=3
,BC=2BH=2M
:.SAARC——BCxAH=—x2^3x3=3A/3
故選:D
【點睛】本題考查了等邊三角形的性質、含30。角的直角三角形的性質,熟練掌握等邊三角形的性質,并能
進行推理計算是解決問題的關鍵.
2.(2023?廣東東莞?模擬預測)如圖,點。是等邊"BC內部一動點,AB=6,連接4D,8,CD,若
ZABD=ZBCD,則AD的長度最小值是.
【答案】273
【分析】根據(jù)等邊三角形的性質和求得NDBC+NBCD=60。,ZBDC=120°,如圖,作
ABOC的外接圓。。,連接05、OD、OC、0A,根據(jù)圓周角定理可得Na=2N5DC=240。,從而求得
NBOC=120°,再根據(jù)等腰三角形的性質可得ZOBC=ZOCB=30°,ZABO=90°,再根據(jù)垂直平分線的判
定可得AO垂直平分BC,從而可得NBAO=4c=30°,再由直角三角形的性質可得BO=\AO,^BO=a,
則/。=2〃,在此△ZB。中,利用勾股定理求得a=2百,則5。=。。=2百,40=4百,再由三角形三邊
關系可得當點4、D、。在一條直線上時,4。最小,即可求解.
【詳解】解:是等邊三角形,
.?.N4BC=N4CB=60。,AB=AC=BC=6,
???/ABD=/BCD,
???/ABC=ZABD+ZDBC=NDBC+/BCD=60°,
/./助。=180。-60。=120。,
如圖,作△5OC的外接圓OO,連接03、OD、OC、OA,
???/a=2/5OC=240。,
NBOC=360°-240°=120°,
:OB=OC,
;,/OBC=/OCB=3G0,
.?.a450=60。+30。=90。,
又AB=AC,
???/O垂直平分5C,
??.ZBAO=-ZBAC=30°f
2
/.BO=—AO,
2
設30=a,則/O=2a,
在MA/B。中,AB-+BO1=AO1,HP62+a2=(2a)2,解得:a=2#),
■-BO=OD=2s/3,AO=45
在△ADO中,AD>AO-DO,
二當點/、D、。在一條直線上時,40最小,
?—04-00=46-26=25
故答案為:2VL
【點睛】本題考查等邊三角形的性質、三角形內角和定理、三角形外接圓、等腰三角形的性質、圓周角定
理、勾股定理、三角形三邊關系、垂直平分線的判定與性質,熟練掌握相關知識是解題的關鍵.
3.(2023秋?全國?九年級專題練習)[探索發(fā)現(xiàn)]有張形狀為直角三角形的紙片,小俊同學想用些大小不同
的圓形紙片去覆蓋這張三角形紙片,經過多次操作發(fā)現(xiàn),如圖1,以斜邊AB為直徑作圓,剛好是可以把
□△ABC覆蓋的面積最小的圓,稱之為最小覆蓋圓.
[理解應用]
我們也可以用一些大小不同的圓覆蓋銳角三角形和鈍角三角形,請你通過操作探究解決下列問題
(1)如圖2.在A48c中,ZA=1O5°,試用直尺和圓規(guī)作出這個三角形的最小覆蓋圓(不寫作法,保留作圖痕
跡).
(2)如圖3,在AA8C中,zA=80°,zB=40°,AB=26,請求出aABC的最小覆蓋圓的半徑
[拓展延伸]
(3)如圖4,在AA8C中,已知AB=15,AC=12,BC=9,半徑為1的。。在AA8C的內部任意運動,則。。
覆蓋不到的面積是
C
圖1圖2圖3圖4
【答案】⑴見解析;(2)r=2;(3)54-%.
【分析】(1)由題意,這個三角形的最小覆蓋圓就是三角形的外接圓.三角形外接圓的圓心在每條邊的垂直
平分線上,又因三角形的三條垂直平分線必交于一點,故只需作兩條邊的垂直平分線,其交點即為圓心0,
連接OC,則OC為半徑,畫圖(見解析)即可;
(2)如圖(見解析),AABC的最小覆蓋圓為A48c的外接圓,由已知條件可得/C=60。,則圓心角
ZAOB=2ZC=120°;連接OA、OB,過。作。8,由等腰三角形的性質可得
AH=BH=;AB,NAOH=60°,在RfAAOH中利用勾股定理求解即可;
(3)由已知條件可A48C是直角三角形,利用ZU8C的面積減去圓的面積即可得.
【詳解】(1)由題意,這個三角形的最小覆蓋圓就是三角形的外接圓.三角形外接圓的圓心在每條邊的垂直
平分線上,又因三角形的三條垂直平分線必交于一點,故只需作兩條邊的垂直平分線,其交點即為圓心O,
連接OC,則OC為半徑,畫圖如下:
(2)如圖,M8C的最小覆蓋圓為A48c的外接圓
連接OA、0B,過O作。"
?.?//=80°,4=40°
;.NC=180。一N/-Z8=60°
:.ZAOB=2ZC=nO°(圓周角定理)
OA=OB,貝I]NOAB是等腰三角形
AH=BH=^AB=拒,NAOH=^ZAOB=60°
在PA4O“中,OA=2OH
由勾股定理得:OA2=OH2+AH2=-OA2+3
4
解得:OA=2
故AABC的最小覆蓋圓的半徑為2;
(3)VAB=\5,AC=n,BC=9
AB2=AC2+BC2
48c是直角三角形
S.,Rr=-ACBC=54
又'''Sgio=71
故所求的面積為54-%.
【點睛】本題考查了三角形外接圓的性質,理解題意,將其轉化為三角形外接圓問題是解題關鍵.
j[經典例題七確定圓的條件】
【例7】(2023秋?九年級課前預習)下列說法中,真命題的個數(shù)是()
①任何三角形有且只有一個外接圓;②任何圓有且只有一個內接三角形;③三角形的外心不一定在三角形
內;④三角形的外心到三角形三邊的距離相等;⑤經過三點確定一個圓;
A.1B.2C.3D.4
【答案】B
【分析】①根據(jù)圓的確定,進行判斷即可;②根據(jù)三角形的定義進行判斷即可;③直角三角形的外心在斜
邊上,銳角三角形的外心在三角形內部,鈍角三角形的外心在三角形的外部,進行判斷;④根據(jù)三角形的
外心是三條邊的中垂線的交點,進行判斷即可;⑤不在同一條直線上的三個點確定一個圓.
【詳解】解:①任何三角形有且只有一個外接圓,是真命題;
②任何圓有無數(shù)個內接三角形,原說法錯誤,是假命題;
③三角形的外心不一定在三角形內,是真命題;
④三角形的外心到三角形三個頂點的距離相等,原說法錯誤,是假命題;
⑤不在同一條直線上的三個點確定一個圓,原說法錯誤,是假命題;
綜上,真命題的個數(shù)為2個;
故選B.
【點睛】本題考查三角形的外接圓和圓的確定.熟練掌握不在同一條直線上的三個點確定一個圓,三角形
的外心是三角形三邊的中垂線的交點,是解題的關鍵.
【變式訓練】
1.(2023春?九年級課時練習)如圖,PA、P3為OO的切線,切點分別為A、B,PO交AB于點C,PO
的延長線交OO于點D.下列結論不一定成立的是()
A.AB均為等腰三角形B.48與尸D相互垂直平分
C.點A、B都在以尸。為直徑的圓上D.PC為A3尸4的邊22上的中線
【答案】B
【分析】連接OB,OC,令M為OP中點,連接MA,MB,證明RtZkOPB三Rt2\OPA,可得BP=AP,
ZOPB=ZOPA,ZBOC=ZAOC,可推出48尸/為等腰三角形,可判斷A;根據(jù)△OBP與aOAP為直角三角形,
OP為斜邊,可得PM=OM=BM=AM,可判斷C;證明三△OAC,可得PC1AB,根據(jù)ABPA為等腰三
角形,可判斷D;無法證明與PD相互垂直平分,即可得出答案.
【詳解】解:連接OB,OC,令M為OP中點,連接MA,MB,
.B,C為切點,
,?.ZOBP=ZOAP=90°,
,?,OA=OB,OP=OP,
???RtAOPBsRtAOPA,
;.BP=AP,zOPB=zOPA,zBOC=zAOC,
??.△B4為等腰三角形,故A正確;
???△OBP與4OAP為直角三角形,OP為斜邊,
.*.PM=OM=BM=AM
???點A、B都在以尸。為直徑的圓上,故C正確;
vzBOC=zAOC,OB=OA,OC=OC,
.-.AOBC=AOAC,
??.zOCB=zOCA=90o,
???PC1AB,
???△BPA為等腰三角形,
;.PC為的邊48上的中線,故D正確;
無法證明AB與相互垂直平分,
故選:B.
【點睛】本題考查了全等三角形的判定與性質,等腰三角形的判定與性質,圓的性質,掌握知識點靈活運
用是解題關鍵.
2.(2023秋?全國?九年級專題練習)如圖,在矩形N8CD中,E為月8的中點,尸為3C邊上的任意一點,
把△P8E沿PE折疊,得到△班連接CF.若/B=10,BC=12,當CF取最小值時,AP的值等
于一
【答案】y
【分析】點尸在以E為圓心E4為半徑的圓上運動,當E、F、C共線時時,此時尸C的值最小,根據(jù)折疊
的性質,得出AEBPWAEFP,再根據(jù)全等三角形的性質,得出斯_L尸尸,EB=EF,再根據(jù)勾股定理求出
CE,根據(jù)折疊的性質,可知燈=5P,再根據(jù)線段之間的數(shù)量關系,得出C尸=12-BP,再利用勾股定理,
列出方程,解出即可得出答案.
【詳解】解:如圖所示,點尸在以E為圓心,E4為半徑的圓上運動,當E、F、C共線時時,此時CF的
值最小,
根據(jù)折疊的性質,&EBP沿AEFP,
EFLPF,EB=EF,
是48邊的中點,/8=10,
/.AE=EB=EF=5,
AD=BC=n,
:.CE=NBE2+BC?=13,
:.CF=CE-EF=13-5=S.
由折疊可知:FP=BP,
:.CP=BC-BP=n-BP,
在RtZXC尸尸中,根據(jù)勾股定理得:
CF2+FP2=CP2,
82+BP2=(12-族丁,
解得2P=g.
故答案為:y.
【點睛】本題考查了折疊的性質、全等三角形的判定與性質、勾股定理、兩點之間線段最短的綜合運用,
熟練掌握折疊的性質是解題的關鍵.
3.(2023秋?全國?九年級專題練習)已知等邊。8C的邊長為8,點尸是48邊上的一個動點(與點/、B
不重合).
(1)如圖1.當P8=34P時,ABPC的面積為;
(2)直線/是經過點P的一條直線,把。3c沿直線/折疊,點8的對應點是點
①如圖2,當尸8=5時,若直線〃//C,求39的長度;
②如圖3,當尸3=6時,在直線/變化過程中.請直接寫出△NC8'面積的最大值.
【答案】(1)12百;(2)①5月;②4百+24
【分析】(1)先根據(jù)等邊三角形的邊長為8,計算等邊ZU2C的面積,由同高三角形面積的比等于對應底邊
的比,可得aPBC的面積;
(2)①如圖2中,設直線/交3C于點E.連接8夕交尸E于。證明△PE8是等邊三角形,求出。8即可
解決問題;
②如圖3中,過點尸作P4垂直于NC,當8、P、”共線時,ZL4C夕的面積最大,求出尸,的長即可解決
問題.
【詳解】解:(1)如圖1中,
圖1
?.?等邊人<8。的邊長為8,
:.等邊A4BC的面積="、82=16百,
4
,:PB=3AP,
.?.△APC的面積為3x166=12指;
4
故答案為:12百;
(2)①如圖2中,設直線/交于點£連接85咬可于O,
-PEWAC,
:/BPE=U=60。,乙BEP=^C=6。。,
:NEB是等邊三角形,
”8=5,且5,9關于尸E對稱,
:.BBAPE,BB,=2OB,
?"80=30。,
???BB?56
②如圖3中,過點尸作尸H垂直于NC,
圖3
由題意可得:夕在以尸為圓心半徑長為6的圓上運動,
當HP的延長線交圓P于點"時面積最大,
在4PH中,必8=8,PB=6,
■:PA=1,
,.ZPAH=6O°,
:.AH=1,PH=出,
:,BH=6+yfy,
?',S4^CB,的最大值=w乂8乂(6+G)=4G+24.
【點睛】本題屬于三角形綜合題,考查了等邊三角形的性質和判定,軸對稱變換,勾股定理,含30。的直角
三角形的性質,平行線的判定和性質等知識,解題的關鍵是理解題意,靈活運用所學知識解決問題,屬于
中考壓軸題.
J【經典例題八圓中角度的計算】
【例8】1(2023?甘肅白銀???既#┤鐖D,A、B、C是圓。上的三點,且四邊形是平行四邊形,
。尸,OC交圓。于點尸,則40廠等于()
c
【答案】B
【分析】根據(jù)平行四邊形的性質和圓的半徑相等得到為等邊三角形,根據(jù)等腰三角形的三線合一得到
答案.
【詳解】解:
???四邊形48C。是平行四邊形,
OC=AB,又OA=OB=OC,
OA-OB—AB,
.??/08為等邊三角形,
???OFLOC,OC//AB,
--.OFA.AB,
ZAOF=ABOF=30°,
故選:B.
【點睛】本題考查的是圓內半徑相等,平行四邊形的性質定理、等邊三角形的性質的綜合運用,掌握等腰
三角形的三線合一是解題的關鍵.
【變式訓練】
1.(2023?四川廣元?統(tǒng)考一模)如圖,4B為。。的直徑,是的弦,48、的延長線交于點E,已
知AB=2DE,//EC=20。,則//OC的度數(shù)為()
c
【答案】c
【分析】連接。。,根據(jù)等腰三角形的判定和性質,得至UZDOE=N/EC=20°,再根據(jù)三角形外角的性質,
得到"CO=480=40。,利用三角形內角和定理,得到/。。。=100。,即可求出//OC的度數(shù).
【詳解】解:連接。。,
AB=2DE,
:.OD=DE,
■:NAEC=20°,
NDOE=20°,
ZCDO=ZDOE+ZE=40°,
OC=OD,
.-.ZDCO=ZCDO=40°,
ZCOD=180°-ZDCO-ZCDO=100°,
ZAOC=180O-ZDOE-ZCOD=60°,
故選C.
【點睛】本題考查了等腰三角形的判定和性質,三角形外角的性質,三角形內角和定理,熟練掌握等腰三
角形等邊對等角的性質是解題關鍵.
2.(2023秋?全國?九年級專題練習)如圖,在矩形48CD中,AB=6,BC=4,M,N分別是2C,CD上
的動點,連接/M,BN交于點、E,且NBND=2AMC.
BM?
(1)AAEB=.
(2)連接CE,則CE的最小值為.
【答案】90。/90度2
【分析】(1)由NBND=ZAMC,/氏¥。+/氏\(=180。推出/可瓦0+/加。勿=180。,最后利用矩形的性質
即可得解;
(2)先確定E點的運動路徑是個圓,再利用圓的知識和兩點這間線段最短確定CE最短長度,然后利用勾
股定理即可得解.
【詳解】(1)?:NBND=NAMC,ZBND+NBNC=180°,
:.ZBNC+ZAMC=1^0°,
ZNEM+ZNCM=180°
?四邊形/BCD是矩形,
;.NBCD=90°,ZNEM=90°,
N4EB=90°,
故答案為90。.
(2)?.?NNE8=90。,點K在以4B為直徑的圓上,設4B的中點為O,則當。,E,C三點共線時,CE的值
最小,止匕時CE=OC-O£=OC—O2
AB=6,BC=4,
OB=—AB=3,
2
???OC=NOB2+BC?=打+42=5,
:.CE=OC-OB=2,
故答案為2.
【點睛】本題考查了矩形的性質,勾股定理,最短距離,圓等知識的應用,熟練掌握其性質是解決此題的
關鍵.
3.(2023秋?全國?九年級專題練習)如圖,在。。中,C為。。上一點,連接。C,BC.
(1)^ZAOC-ZABC=30°,求180C的度數(shù);
(2)若力。的面積與JOC的面積之比為5:3,求學的值.
【答案】⑴此OC的度數(shù)為50。
BCV5
(/)=—
AB5
【分析】(1)設/BOC=無。,先根據(jù)等邊對等角和三角形內角和定理得到
/OBA=45°,ZOBC=90°-^x°,再根據(jù)44。。一//8。=30。建立方程求解即可;
(2)過C作C31O8于H^OA=OB=OC=5a,根據(jù)三角形面積之比求出=3(z,則由勾股定理得
OH=4a,進而得到28=02-08=。,再利用勾股定理求出BC、的長即可得到答案.
【詳解】(1)解:設Z8OC=x。,
■.■OA=OB=OC,OA±OB,
1Rf)°—/ROC11
:.ZOBA=45°,/OBC=/OCB=——=------=90°——x°,
22
-ZAOC-ZABC=30°,
90°+x。-(45。+90°一;xj=30,
解得x=50,
/.ZBOC=50°;
(2)解:過。作于〃,設04=08=00=5。,
???AAOB的面積與ASOC的面積之比為5:3,
-OAOB<
.2_____=3
,,12,
-OBCHJ
2
045
CH3
CH=3a,
???OH=4OC1-CH1=4a>
:.BH=OB-OH=a,
在RLHBC中,由勾股可得3C=y]CH2+BH2=屈a,
在RtA048中,由勾股可得AB=yJOA1+OB2=5y[2a,
.BCy/5
??=.
AB5
【點睛】本題主要考查了圓的基本性質,勾股定理,等邊對等角,三角形內角和定理,正確作出輔助線構
造直角三角形是解題的關鍵.
一31經典例題九圓中線段長度的計算】
【例9】(2023?全國?九年級專題練習)如圖的方格紙中,每個方格的邊長為1,4。兩點皆在格線的交點
上,今在此方格紙格線的交點上另外找兩點2、C,使得O8C的外心為O,求3C的長度為何()
I-----------1—I1—I----------1—I---1
II??AII??
i_____I_____L-.____I____I___I______I
IIIIIIII
IIIIIIII
I---------1---------I1--------I--------1------I-----------1
IIIIIIII
I_____I_____II____I____I___I______I
iiI
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