专题30 与圆有关的位置关系(解析版).docx
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1、专题30 与圆有关的位置关系 【专题目录】技巧1:有关圆的位置关系的四种判断方法技巧2:切线的判定和性质的四种应用类型技巧3:圆中常用的作辅助线的八种方法【题型】一、判断点与圆的位置关系【题型】二、三角形外接圆的相关计算【题型】三、确定圆的条件【题型】四、判断直线与圆的位置关系【题型】五、利用切线的性质定理进行计算【题型】六、切线性质与判定的综合【题型】七、利用切线长定理进行计算【题型】八、三角形内切圆的相关计算【题型】九、圆内接四边形的相关计算【题型】十、判断圆与圆的位置关系【考纲要求】1.了解直线和圆的位置关系,并会判断直线和圆的位置关系2.了解点和圆的位置关系,并会判断点和圆的位置关系3
2、.了解切线的概念,并掌握切线的判定和性质4.掌握三角形内切圆的性质.【考点总结】一、点、线与圆的位置关系1. 如果圆的半径为r,某一点到圆心的距离为d,那么:(1)点在圆外dr;(2)点在圆上d=r;(3)点在圆内drd=rdr3.切线的性质与判定(1)切线的性质定理:圆的切线垂直于经过切点的半径.(2)切线的判定定理:经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.4.*切线长定理(1)切线长:经过圆外一点的圆的切线上,这点和切点之间线段的长,叫做这点到圆的切线长.(2)定理:从圆外一点可以引圆的两条切线,它们的切线长相等,这一点和圆心的连线平分两条切线的夹角.【技巧归纳】技巧1:有关圆的
3、位置关系的四种判断方法类型一:点与圆的位置关系 定义法1如图,在网格中(每个小正方形的边长均为1个单位长度)选取9个格点(格线的交点称为格点)如果以A为圆心,r为半径画圆,选取的格点中除点A外恰好有3个在圆内,则r的取值范围为()A2r B.r3C.r5 D5r5 cmr.点Q在O外RD3 cm,OR3(cm)5 cmr.点R在O内4B5解:直线BD与C相交理由如下:ACB90,A30,AB2BC8 cm.AC4 cm.由三角形的面积公式得ACBCABCD,CD2 cm.2 cm4 cm,直线BD与C相交6解:本题应分两种情况讨论一种情况是:如图,以C为圆心、R为半径的圆与斜边AB相切,过点C
4、作CDAB于点D,则CDR.由勾股定理得AB5.由三角形的面积公式,得SABCACBCCDAB,解得RCD2.4.另一种情况是:如图,点A在圆内,以点C为圆心,R为半径的圆与斜边AB相交于一点,那么R应满足ACRBC,即3BC),求O的半径及点O到AD的距离(第3题)类型四:证切线时辅助线作法的应用4如图,ABC内接于O,CACB,CDAB且与OA的延长线交于点D.判断CD与O的位置关系,并说明理由(第4题)类型五:遇弦加弦心距或半径5如图,在半径为5的O中,AB,CD是互相垂直的两条弦,垂足为P,且ABCD8,则OP的长为()A3 B4 C3 D4(第5题)(第6题)6如图,AB是O的弦,O
5、HAB于点H,点P是优弧上一点,若AB2,OH1,则APB_.类型六:遇直径巧加直径所对的圆周角7如图,在ABC中,ABBC2,以AB为直径的O分别交BC,AC于点D,E,且点D是BC的中点(1)求证:ABC为等边三角形;(2)求DE的长(第7题)类型七:遇切线巧作过切点的半径8如图,O是RtABC的外接圆,ABC90,点P是圆外一点,PA切O于点A,且PAPB.(1)求证:PB是O的切线;(2)已知PA,ACB60,求O的半径(第8题)类型八:巧添辅助线计算阴影部分的面积9如图,点B,C,D都在O上,过点C作ACBD交OB的延长线于点A,连接CD,且CDBOBD30,DB6 cm.(1)求证
6、:AC是O的切线;(2)求由弦CD,BD与所围成的阴影部分的面积(结果保留)(第9题)答案1解:如图,连接OA,OF.设OAOFr cm,ABa cm.(第1题)在RtOAB中,r2a2,在RtOEF中,r242,a216164a.解得a18,a24(舍去)r28280.r14,r24(舍去)即该半圆的半径为4 cm.点拨:在有关圆的计算题中,求角度或边长时,常连接半径构造等腰三角形或直角三角形,利用特殊三角形的性质来解决问题2证明:如图,连接AD,BD.(第2题)DAC,DBC都是所对的圆周角DACDBC.CD平分ACM,DPAC,DHCM,DPDH.在ADP和BDH中,ADPBDH.APB
7、H.点拨:本题通过作辅助线构造圆周角,然后利用“同弧所对的圆周角相等”得到DACDBC,为证两三角形全等创造了条件3(1)证明:如图,过点D作O的直径DE,连接AE,EC,AC.(第3题)DE是O的直径,ECDEAD90.又CDAB,ECAB.BACACE.BCAE.在RtAED中,AD2AE2DE2,AD2BC24R2.(2)解:如图,过点O作OFAD于点F.弦AD,BC的长是方程x26x50的两个根(ADBC),AD5,BC1.由(1)知,AD2BC24R2,52124R2.R.EAD90,OFAD,OFEA.又O为DE的中点,OFAEBC,即点O到AD的距离为.点拨:本题作出直径DE,利
8、用“直径所对的圆周角是直角”构造了两个直角三角形,给解题带来了方便4解:CD与O相切,理由如下:如图,作O的直径CE,连接AE.(第4题)CE是O的直径,EAC90.EACE90.CACB,BCAB.ABCD,ACDCAB.BACD.又BE,ACDE.ACEACD90,即OCDC.又OC为O的半径,CD与O相切5C6.60(第7题)7(1)证明:如图,连接AD,AB是O的直径,ADB90.点D是BC的中点,AD是线段BC的垂直平分线ABAC.又ABBC,ABBCAC.ABC为等边三角形(2)解:如图,连接BE.AB是O的直径,AEB90.BEAC.ABC是等边三角形,AEEC,即E为AC的中点
9、又D是BC的中点,故DE为ABC的中位线DEAB21.8(1)证明:如图,连接OB,OAOB,(第8题)OABOBA.PAPB,PABPBA.OABPABOBAPBA,即PAOPBO.又PA是O的切线,PAO90.PBO90.OBPB.又OB是O的半径,PB是O的切线(2)解:如图,连接OP,PAPB,点P在线段AB的垂直平分线上OAOB,点O在线段AB的垂直平分线上OP为线段AB的垂直平分线又BCAB,POBC.AOPACB60.由(1)知PAO90.APO30.PO2AO.在RtAPO中,AO2PA2PO2,AO23(2AO)2.又AO0,AO1.O的半径为1.(第9题)9(1)证明:如图
10、,连接CO,交DB于点E,O2CDB60.又OBE30,BEO180603090.ACBD,ACOBEO90,即OCAC.又点C在O上,AC是O的切线(2)解:OEDB,EBDB3 cm.在RtEOB中,OBE30,OEOB.EB3 cm,由勾股定理可求得OB6 cm.CDBDBO,DEBE,CEDOEB,CDEOBE.SCDESOBE.S阴影S扇形COB626(cm2)【题型讲解】【题型】一、判断点与圆的位置关系例1、若A的半径为5,圆心A的坐标是(1,2),点P的坐标是(5,2),那么点P的位置为()A在A内B在A上C在A外D不能确定【答案】A【提示】先根据两点间的距离公式计算出PA的长,
11、然后比较PA与半径的大小,再根据点与圆的关系的判定方法进行判断【详解】圆心A的坐标是(1,2),点P的坐标是(5,2),AP=45,点P在A内,故选A例2、已知O的半径为5,若PO4,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无法判断【答案】A【提示】已知圆O的半径为r,点P到圆心O的距离是d,当rd时,点P在O内,当r=d时,点P在O上,当rd时,点P在O外,根据以上内容判断即可【详解】O的半径为5,若PO4,45,点P与O的位置关系是点P在O内,故选:A【题型】二、三角形外接圆的相关计算例3、有一题目:“已知;点为的外心,求”嘉嘉的解答为:画以及它的外接圆,连接,如图
12、由,得而淇淇说:“嘉嘉考虑的不周全,还应有另一个不同的值”,下列判断正确的是( )A淇淇说的对,且的另一个值是115B淇淇说的不对,就得65C嘉嘉求的结果不对,应得50D两人都不对,应有3个不同值【答案】A【提示】直接利用圆内接四边形的性质结合圆周角定理得出答案【详解】解:如图所示:BOC=130,A=65,A还应有另一个不同的值A与A互补故A18065115故选:A例4、过三点(2,2),(6,2),(4,5)的圆的圆心坐标为( )A(4,)B(4,3)C(5,)D(5,3)【答案】A【提示】根据题意,可知线段AB的线段垂直平分线为x=4,然后由C点的坐标可求得圆心的横坐标为x=4,然后设圆
13、的半径为r,则根据勾股定理可求解.【详解】设圆的半径为r,则根据勾股定理可知:,解得r=,因此圆心的纵坐标为,因此圆心的坐标为(4,).故选A【题型】三、确定圆的条件例5、如图,、为O的切线,切点分别为A、B,交于点C,的延长线交O于点D下列结论不一定成立的是( )A为等腰三角形B与相互垂直平分C点A、B都在以为直径的圆上D为的边上的中线【答案】B【提示】连接OB,OC,令M为OP中点,连接MA,MB,证明RtOPBRtOPA,可得BP=AP,OPB=OPA,BOC=AOC,可推出为等腰三角形,可判断A;根据OBP与OAP为直角三角形,OP为斜边,可得PM=OM=BM=AM,可判断C;证明OB
14、COAC,可得PCAB,根据BPA为等腰三角形,可判断D;无法证明与相互垂直平分,即可得出答案【详解】解:连接OB,OC,令M为OP中点,连接MA,MB,B,C为切点,OBP=OAP=90,OA=OB,OP=OP,RtOPBRtOPA,BP=AP,OPB=OPA,BOC=AOC,为等腰三角形,故A正确;OBP与OAP为直角三角形,OP为斜边,PM=OM=BM=AM点A、B都在以为直径的圆上,故C正确;BOC=AOC,OB=OA,OC=OC,OBCOAC,OCB=OCA=90,PCAB,BPA为等腰三角形,为的边上的中线,故D正确;无法证明与相互垂直平分,故选:B例6、如图,已知是的两条切线,A
15、,B为切点,线段交于点M给出下列四种说法:;四边形有外接圆;M是外接圆的圆心,其中正确说法的个数是( )A1B2C3D4【答案】C【提示】由切线长定理判断,结合等腰三角形的性质判断,利用切线的性质与直角三角形的斜边上的中线等于斜边的一半,判断,利用反证法判断【详解】解:如图, 是的两条切线, 故正确, 故正确, 是的两条切线, 取的中点,连接,则 所以:以为圆心,为半径作圆,则共圆,故正确, M是外接圆的圆心, 与题干提供的条件不符,故错误,综上:正确的说法是个,故选C【题型】四、判断直线与圆的位置关系例7、如图,中,以点为圆心,为半径作,当时,与的位置关系是( )A相离B相切C相交D无法确定
16、【答案】B【提示】根据中, ,求出AC的值,再根据勾股定理求出BC 的值,比较BC与半径r的大小,即可得出与的位置关系【详解】解:中, ,cosA=,AC=4BC=当时,与的位置关系是:相切故选:B【题型】五、利用切线的性质定理进行计算例8、如图,AB是O的弦,AC与O相切于点A,连接OA,OB,若O130,则BAC的度数是()A60B65C70D75【答案】B【提示】利用切线的性质及等腰三角形的性质求出OAC及OAB即可解决问题【详解】解:AC与O相切于点A,ACOA,OAC90,OAOB,OABOBAO130,OAB25,BACOACOAB902565故选:B例9、如图,AB是的切线,A切
17、点,连接OA,OB,若,则的度数为( )A40B50C60D70【答案】D【提示】根据切线的性质可得,再根据三角形内角和求出.【详解】AB是的切线故选D.例10、如图,O是等边ABC的内切圆,分别切AB,BC,AC于点E,F,D,P是DF上一点,则EPF的度数是( )A65B60C58D50【答案】B【提示】连接OE,OF求出EOF的度数即可解决问题【详解】解:如图,连接OE,OFO是ABC的内切圆,E,F是切点,OEAB,OFBC,OEB=OFB=90,ABC是等边三角形,B=60,EOF=120,EPF=EOF=60,故选:B例11、如图,ABC内接于圆,过点的切线交的延长线于点则( )A
18、BCD【答案】B【提示】连接OC,根据切线的性质得出OCP=90,再由P=28得出COP,最后根据外角的性质得出CAB.【详解】解:连接OC,CP与圆O相切,OCCP,ACB=90,AB为直径,P=28,COP=180-90-28=62,而OC=OA,OCA=OAC=2CAB=COP,即CAB=31,故选B.例12、如图,分别与O相切于两点,则()ABCD【答案】C【提示】连接OA、OB,根据切线的性质定理,结合四边形AOBP的内角和为360,即可推出AOB的度数,然后根据圆周角定理,即可推出C的度数【详解】解:连接OA、OB,直线PA、PB分别与O相切于点A、B,OAPA,OBPB,P=72
19、,AOB=108,C是O上一点,ACB=54故选:C【题型】六、切线性质与判定的综合例13、如图,AB为O的直径,点C是O上一点,CD与O相切于点C,过点A作ADDC,连接AC,BC(1)求证:AC是DAB的角平分线;(2)若AD2,AB3,求AC的长【答案】(1)见解析;(2)【提示】(1)连接OC,根据切线的性质可得OCD90,再根据ADDC,和半径线段即可证明AC是DAB的角平分线;(2)利用圆周角定理得到ACB90,再证明RtADCRtACB,对应边成比例即可求出AC的长【详解】解:(1)证明:连接OC,如图,CD与O相切于点C,OCD90,ACD+ACO90,ADDC,ADC90,A
20、CD+DAC90,ACODAC,OAOC,OACOCA,DACOAC,AC是DAB的角平分线;(2)AB是O的直径,ACB90,DACB90,DACBAC,RtADCRtACB, ,AC2ADAB236,AC例14、如图,在ABC中,以为直径的O与相交于点,过点作O的切线交于点(1)求证:;(2)若O的半径为,求的长【答案】(1)见详解;(2)4.8【提示】(1)连接OD,由AB=AC,OB=OD,则B=ODB=C,则ODAC,由DE为切线,即可得到结论成立;(2)连接AD,则有ADBC,得到BD=CD=8,求出AD=6,利用三角形的面积公式,即可求出DE的长度【详解】解:连接OD,如图:AB
21、=AC,B=C,OB=OD,B=ODB,B=ODB=C,ODAC,DE是切线,ODDE,ACDE;(2)连接AD,如(1)图,AB为直径,AB=AC,AD是等腰三角形ABC的高,也是中线,CD=BD=,ADC=90,AB=AC=,由勾股定理,得:,;【题型】七、利用切线长定理进行计算例15、如图,P为外一点,PA、PB分别切于A、B两点,若,则( )A2B3C4D5【答案】B【提示】根据切线长定理即可得到答案.【详解】因为PA和PB与相切,根据切线长定理,所以PAPB3,故选B.例16、如图,PA、PB为圆O的切线,切点分别为A、B,PO交AB于点C,PO的延长线交圆O于点D,下列结论不一定成
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