与圆相关的位置关系(11种模型).docx
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1、题型:四点共一题型二:圆周角定理题量三:垂径定理题型四:切割线定理题型五:切线长定理与圆相关的位置关系重难点04与圆相关的位置关系(U种模型)题型六:弦切角定理题型匕相交弦定理题型八:阿基米德折弦定理题型九:相交回问题题型h阅中的定值问题题型十一:圆中的最值问题题型一:四点共圆一.填空题(共1小题)1.(2021秋自贡期末)如图,8。为边长为。的菱形ABCD的对角线,N8AD=60,点M,N分别从点A,B同时出发,以相同的速度沿A8,Bz)向终点8和。运动,连接Z)M和AMoM和AN相交于点P,连接8P,则8P的最小值为Ia-CVl【分析】由菱形ABCD中N8AO=60得到aA8O为等边三角形
2、、AB=AD,得到NDAM=NABN=60,由点M和点N的时间和速度相同得到AM=8N,得证aDAMgZXABM得到NAZ)M=NBAM再结合NZMP+NB4N=60得到N尸D4+NO=60,从而得到NAPD=120,延长CO至点E,使得ED=CD,连接AE,则是等边三角形,得到AE=ED=AD=a.ZEAD=ZED=ZAED=60,得到NDEA+NAPO=180、ZEAD+NDAP+NEOA+NADP=180,即得点A、P、D、E四点共圆,记为OO,连接BO交C)O于点P,此时BP最小,过点。作。”_LE。于点H,连接OO,OE,则NEOO=2NE4。=120o,NoHZ)=90,从而得到O
3、o的半径的长,ZHDO=30o,进而得到NoZ)B=90,结合BD=求得08的长,最后得到80的最小值.【解答】解:菱形ABCo中NBAQ=60,AB。为等边三角形,AB=AD,:.AB=AD=BD=a,NOAM=NA8N=60,Y点M和点N的时间和速度相同,:AM=BN,AMzZXABN(SAS),:ZADM=ZBAN,VZDAP+ZBAN=ZDAM=60o,ZPDA+ZMD=60o,ZAPD=120,延长8至点E,使得EO=CQ,连接AE,则AAEO是等边三角形,.AE=ED=AD=a,ZEAD=ZEDA=ZAED=60o,ZDEA+ZAPD=180o,NEAD+NOAP+NEOA+NAQ
4、P=180,点A、P、DsE四点共圆,记为。O,连接8。交。于点P,此时BP最小,过点。作01EO于点”,连接0。,则NEOQ=2NE4Q=120,0HD=9C,DH=Xed=Iu,22;NHDO=30,JLa_,r=OD=里叵a,ZODB=ZEDA+ZADB-ZODE=60o+60-30cos303-32=90。,0VD2+BD2(-a)2+a2=-a,-BPttl=OB-r=挈a-与a=亨a,故答案为:也a3【点评】本题考查了菱形的性质、等边三角形的判定与性质、垂径定理、全等三角形的判定与性质、四点共圆等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线、构造等边三角形解决问题,熟知圆外一点到圆上点的距
5、离的最小值判断.二.解答题(共5小题)2.(2022松北区三模)如图,已知四边形ABCO内接于G)0,连接AC、BD,ZADC+2ZACD=180.(1)求证:80平分NABC(2)如图2,若4OB+JlBAC=90,求证:AB=AC.2(3)在(2)的条件下,连接。并延长交OO于点E交48、AC于点“、K,连接E8,当AC=30,BE=Il时,求tanNABC的值.【分析】(1)利用圆内接四边形的性质,等式的性质和角平分线的定义解答即可;(2)设NBAC=2,利用圆周角定理,三角形的内角和定理和等腰三角形的判定定理解答即可;(3)连接CE并延长至点M,使EM=E8,连接AE,AM,过点A作A
6、N_LCM于点M连接0A,OC,利用圆周角定理和线段垂直平分线的判定与性质得到EA=EC,通过证明AAENgZAE8,得到AM=A8,设EN=m,则MN=EN+EM=m+11,则CN=m+11,EA=EC=EN+NC=2m+,利用勾股定理列出关于用的方程,解方程求得加值,则EN=7,EA=I7+ll=25,利用勾股定理求得AM利用直角三角形的边角关系定理求得tan/AEM利用圆周角定理和等量代换的性质即可得出结论.【解答】(1)证明:四边形ABa)内接于。0,;NAQC+NABC=180.VZADC+2Z4CD=180o,/.NABC=2NACD.*:ZASD=ZACDt:,ZABC=2ZAS
7、D,平分NABC(2)证明:设NBAC=2, ZADB+ZBAC=90o,2ZADB=90o-a. :ZADB=NACB,.NACB=90-a. ZBAC+ZABC+ZACB=180,ZABC=I80o-2a-(90o-a)=90o-a,:.ZABC=乙ACB,:.AB=ACx(3)解:连接CE并延长至点M,使EM=E8,连接AE,AM,过点A作AN上CM于点N,连接04,OC,如图,由(1)知:80平分NA8C,:NABD=NCBD,AD=CD.:.AD=CD.点D在线段AC的垂直平分线上,:OA=OC, 点O在线段AC的垂直平分线上, OD是线段C的垂直平分线, 点七在。上,/,EA=EC
8、.YNAEM+NAEC=180,ZAEC=ZABC,ZEM+ZABC=180. 四边形4E8C为圆的内接四边形,ZAE+ZACB=180. :NABC=NACB,:ZAEM=ZAEB.在;%和中,AE=AE=180(依据1)VZB=ZDJZAEC+ZB=180 点A,B,C,E四点在同一个圆上(对角互补的四边形四个顶点共圆),点B,。在点A,C,E所确定的OO上(依据2) 点A,B,C,。四点在同一个圆上反思归纳:(1)上述探究过程中的“依据1”、“依据2”分别是指什么?依据1:圆内接四边形对角互补;依据2:过不在同直线上的三个点有且只有个IL.(2)如图3,在四边形A8C。中,Z1=Z2,/
9、3=45,则N4的度数为45.拓展探究:(3)如图4,己知AASC是等腰三角形,AB=AC,点。在SC上(不与8C的中点重合),连接AD作点C关于AO的对称点E,连接仍并延长交Ao的延长线于凡连接AE,DE.求证:AfD,BfE四点共圆;若48=2,AOAF的值是否会发生变化,若不变化,求出其值;若变化,请说明理由.A【分析】(1)根据圆内接四边形的性质、过三点的圆解答即可;(2)根据四点共圆、圆周角定理解答;(3)根据轴对称的性质得到AE=AC,DE=DC,ZAEC=ZACE,NDEC=NDCE,进而得到NAro=NA8C,证明结论;连接CR证明aA8OsZa尸8,根据相似三角形的性质列出比
10、例式,计算即可.【解答】(1)解:依据1:圆内接四边形对角互补:依据2:过不在同一直线上的三个点有且只有一个圆,故答案为:圆内接四边形对角互补;过不在同一直线上的三个点有且只有一个圆;(2)解:VZ1=Z2, 点A,B,C,。四点在同一个圆上,Z3=Z4,.N3=45,.N4=45,故答案为:45;(3)证明:VAB=AC,:.ZABC=NACB, :点E与点C关于AD的对称,AE=ACfDE=DC,:.ZAEC=ZACEfNDEC=NDCE,:.ZAED=ZAC,:.ZAED=NABC,A,D,B,七四点共圆;解:AOAF的值不会发生变化,理由如下:如图4,连接CE丁点七与点C关于AD的对称
11、,:.FE=FC,:.NFEC=ZFCE,.ZFED=ZFCDt A,D,B,E四点共圆,:NFED=/BAF,:NBAF=FCD,A,B,F,C四点共圆,:ZAFB=ZACB=NABe,:ZBAd=ZFAB, XABDsXAFB, AD=AB*ABAF,ad*af=ab2=s.图4【点评】本题考查的是四点共圆、相似三角形的判定和性质、轴对称的性质,正确理解四点共圆的条件是解题的关键.4.(2022春金山区校级月考)如图,A8为半圆O的直径,48=8,过8作AB的垂线8Q,点。为直线BQ上一点,连接AC交半圆O于点E,以8为圆心,BC为半径作圆弧交AE于点O(Z)不与A重合).(1)如图1,连
12、接OE、OB交于点G,若G为aABE重心时,求COSNo84的值;(2)如图2,设tanCA8=x,-=y,求y关于X的函数关系式,并写出定义域;GE(3)延长8。交会于点R延长尸0交射线CB于点P,设。3与线段48交于点H,连接QH,NAQH的度数是否发生变化,若不变,请求出度数;若变化,请至少给出两种不同情况下所对应的度数;若P08s2A8C,求AC的长.【分析】(1)连接8E,过点。作。KJ_AB于点K,由直径所对的圆周角是直角可得N4E8=NBEC=90,根据等腰三角形性质可得CE=QE由G为aABE重心,可得点。是AE的中点,再运用勾股定理和三角函数定义即可得出答案;(2)连接8E,
13、过点E作EMA8,交Bc)的延长线于点M,由石MAB,可得480GSMOE,Z84OS笈),再结合已知可得:),=延,BC=8x,运用勾股定理AC=JaB2+BC2CD=82+(8x)2=81+x2*利用三角函数定义即可得出答案;(3)如图3,延长AB交。8于点M,连接CM,由NC8W=90,BM=BC,可得NM=45,再根据四边形8”M是圆内接四边形,即可得出答案;分两种情况:当里=堕=1时,设/A8尸=N尸=,则NBAC=NAoF=2,ZBDC=BCAB2ZACB=3,利用直角三角形性质可得2a+3a=90,解得:a=18,故NBAC=36,如图5,作等腰4H7K,RT=RK,ZTRK=3
14、6a,则NRTK=NRKT=72,作NRTK的平分线交RK于点G,作RHLTK于点H,GMLTK于点M,推出TG=TX=RG,设TG=TK=RG=LGK=m(0),根据a7GKsR7,可求得m=娓进而求得cos36o2=遍+1,即可求出AC当理=强时,如图6,设。尸交AC于点”,连接8E,则NPOB4ABBC=ZACBt可证得C8E=NE8产=NA8P=30,得出NC=60,即可求得AC【解答】解:(I)如图1,连接BE,过点。作。KJM8于点K,AB为半圆。的直径,ZAEB=ZBEC=90o,以8为圆心,BC为半径作圆弧交AE于点。,/,BD=BCt:.CE=DEi为A4BE重心,。为AB的
15、中点,点。是AE的中点,:.AD=DE,:.AD=DE=ce=1ac,3TcosC=丝=至,BCAC:.BC2=IAC2f3在RtZUBC中,AB2+BC2=AC2f82+aC2=AC2,3解得:AC=46C=42AD=4粕,3;BD=BC=4近,VDKlAB,BC;DK/BCt.BK_CD_2II.,I-,ABAC3,BK=4B=W3316在RtZBOK中,COSNOBA=驳=T=-=2jE;BD423(2)如图2,连接BE,过点E作EMA&交Bo的延长线于点M,:EMAB,BOGS例OE,ABADSAMED,._GO_OBAB-ADy-一IIymm三三,GEEMEMDE:0为AB的中点,.
16、AB=20B,.GO_OB_1xAB_1xAD_ADGEEM2EM2DECDVtanZCA=x,AB=Sf*=Xt即BC=8x,ABAC=VaB2+BC2=V82+(8x)2=8V1+x2,.cosC=%=K,BCAC.CE=BC2(如)JAC8l+x2Vl+x2;CD=2CE=16X2,Vl+x2,AD=AC-CD=Wi+/-*2=,82,8-82v-AD-1+xL,1-x2-CD当x;2x2Vl+x2.AO0,8-8x20,0x0),:/GTK=ZTRK,NK=NK,atgksartk,TGGK即1m欣TirMT,n1+m-1=0,/w0,w-5-1*Hl,,2,RK=疾,2:RHLTKt
17、*.TH=HK=L2,RHrRK2-HK2=,5+产,:GMRH,OKGMs丛KRH,h.11,=GKj即KQ2,*KHRK,5+l,22.KM=3-疾,4TM=1-3-辰=娓+,44,CosNGTM=史=返色,即CoS36。=返11,TG44在图4,RtZXABC中,旭=CoSNBAC=COS360=遍十】AC4.AC=48遍+1=84当里=迈时,如图6,设O产交AC于点,连接BE,则NPo8=AC8,ABBC.NC48+NACB=90,NPoB=NAOF,ZCAfi+ZAOF=90,ZO7A=90o,BPOFLAE,VZAEB=90,:.ZAHO=NAEB,:OF/BE,:/F=/EBF,
18、:0B=OF,JZF=ABF,;BC=BD,BELCD,:ACBE=NEBF,,ZCBE=ZEBF=ZABF,ZCBE=ZEBF=ZABF=W,ZC=90oNCBE=60,.AC=应=_=W,sinCSin6003综上所述,AC的长为8U-8或独巨.3【点评】本题属于圆综合题,考查了垂径定理,勾股定理,圆周角定理,圆内接四边形的性质,等腰三角形性质,相似三角形的判定和性质,锐角三角函数,解直角三角形等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题,属于中考压轴题.5. (2022春长沙月考)已知点M、N分别在aABC的边AB、Ae上,且不同于所在边的端点,满足MC=AaNB=AB
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