专题06 圆的综合问题(教师版含解析) -2021年中考数学复习重难点与压轴题型专项训练
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1、备战备战 2021 年中考复习重难点与压轴题型专项训练年中考复习重难点与压轴题型专项训练 专题 06 圆的综合问题 【专题训练】 一、解答题一、解答题 1(2020 柳州市柳林中学中考真题)如图,AB 为O 的直径,C 为O 上的一点,连接 AC、BC,ODBC 于点 E,交O 于 点 D,连接 CD、AD,AD 与 BC 交于点 F,CG 与 BA 的延长线交于点 G (1)求证: ACDCFD; (2)若CDAGCA,求证:CG 为O 的切线; (3)若 sinCAD 1 3 ,求 tanCDA 的值 【答案】 (1)证明:ODBC, CD BD , CADFCD, 又ADCCDF, AC
2、DCFD; (2)证明:连接 OC,如图 1 所示: AB 是O 的直径, ACB90, ABC+CAB90, OBOC, OBCOCB, CDAOBC,CDAGCA, OCBGCA, OCGGCA+OCAOCB+OCA90, CGOC, OC 是O 的半径, CG 是O 的切线; (3)解:连接 BD,如图 2 所示: CADCBD, ODBC, sinCADsinCBD 1 3 DE BD ,BECE, 设 DEx,ODOBr,则 OErx,BD3x 在 Rt BDE 中,BE 2222 92 2BDDExxx , BC2BE4 2x, 在 Rt OBE 中,OE2+BE2OB2, 即(r
3、x)2+(2 2x)2r2, , 解得:r 9 2 x, AB2r9x, 在 Rt ABC 中,AC2+BC2AB2, AC2+(4 2x)2(9x)2, AC7x 或 AC7x(舍去), tanCDAtanCBA 7 4 2 ACx BCx 7 2 8 【点睛】 本题考查了切线的判定,圆周角定理,垂径定理,相似三角形的判定,三角函数等知识本题综合性比较强,熟练掌握圆周 角定理,垂径定理是解题的关键 2 (2020 四川中考真题)如图, 在O 中, 弦 AB 与直径 CD 垂直, 垂足为 M, CD 的延长线上有一点 P, 满足PBDDAB 过 点 P 作 PNCD,交 OA 的延长线于点 N
4、,连接 DN 交 AP 于点 H (1)求证:BP 是O 的切线; (2)如果 OA5,AM4,求 PN 的值; (3)如果 PDPH,求证:AHOPHPAP 【答案】 (1)如图,连接 BC,OB CD 是直径, CBD=90, OC=OB, C=CBO, C=BAD,PBD=DAB, CBO=PBD, OBP=CBD=90, PBOB, PB 是O 的切线; (2)CDAB, CD 垂直平分 AB, PA=PB, OA=OB,OP=OP, PAOPBO(SSS), OAP=OBP=90, AMO=90, OM= 22 OAAM = 22 54 =3, AOM=AOP,OAP=AMO, AO
5、MPOA, OA OP = OM OA , 5 OP = 3 5 , OP= 25 3 , PNPC, NPC=AMO=90, AM PN = OM OP , 4 PN = 3 25 3 , PN=100 9 (3)PD=PH, PDH=PHD, PDN=PHD=AHN, NPC=90,OAP=90, NAH =NPD=90, NAHNPD, AH PD = NA NP , APN+PNA=POA+PNA=90, APN=POA, 又PAN=PAO=90, PANOAP, PN OP = AN AP , NA NP = AP OP , AH PD = AH PH = AP OP , AHOP=
6、HPAP 【点睛】 本题综合考查了切线的判定和性质,垂径定理,圆周角定理,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质等知识, 解题的关键是正确寻找全等三角形或相似三角形解决问题,属于中考压轴题 3 (2020 广东广州市 中考真题)如图,O为等边ABC的外接圆, 半径为 2, 点D在劣弧AB上运动(不与点,A B重合), 连接DA,DB,DC (1)求证:DC是ADB的平分线; (2)四边形ADBC的面积S是线段DC的长x的函数吗?如果是,求出函数解析式;如果不是,请说明理由; (3)若点,M N分别在线段CA,CB上运动(不含端点),经过探究发现,点D运动到每一个确定的位置,DMN 的周
7、长 有最小值t,随着点D的运动,t的值会发生变化,求所有t值中的最大值 【答案】 (1)ABC 为等边三角形,BC=AC, ACBC ,都为 1 3 圆, AOC=BOC=120, ADC=BDC=60, DC 是ADB 的角平分线 (2)是 如图,延长 DA 至点 E,使得 AE=DB 连接 EC,则EAC=180DACDBC AEDB,EACDBC,ACBC, EACDBC(SAS), E=CDB=ADC=60, 故 EDC 是等边三角形, DC=x,根据等边三角形的特殊性可知 DC 边上的高为 3 2 x 2 133 (2 34) 224 DBCADCEACADCCDE SSSSSSxx
8、xx (3)依次作点 D 关于直线 BC、AC 的对称点 D1、D2,根据对称性 C DMN=DM+MN+ND=D1M+MN+ND2 D1、M、N、D 共线时 DMN 取最小值 t,此时 t=D1D2, 由对称有 D1C=DC=D2C=x,D1CB=DCB,D2CA=DCA, D1CD2=D1CB+BCA+D2CA=DCB+60+DCA=120 CD1D2=CD2D1=60, 在等腰 D1CD2中,作 CHD1D2, 则在 Rt D1CH 中,根据 30特殊直角三角形的比例可得 D1H= 1 33 22 CDx , 同理 D2H= 2 33 22 CDx t=D1D2= 33DCx x 取最大
9、值时,t 取最大值 即 D 与 O、C 共线时 t 取最大值,x=4 所有 t 值中的最大值为4 3 【点睛】 本题考查圆与正多边形的综合以及动点问题,关键在于结合题意作出合理的辅助线转移已知量 4(2020 辽宁盘锦市 中考真题)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EFAB ,垂足为F,AEFD (1)求证:ADBC; (2)点G在BC的延长线上,连接 ,2AGDAGD 求证:AG与O相切; 当 2 ,4 5 AF CE BF 时,直接写出CG的长 【答案】 (1)证明: ACAC BD , DAEP BAEF EFAB 90BFE 90BBEF
10、 90AEFBEF 即 90AEB ADBC (2)连接AO ACAC 2AOED AOEDAG ADBC 90AEO 90AOEOAE 90DAGOME 即90OAG AGAO AO是O的半径 AG 与O相切 如图, BC 为直径,EFAB, BAC=BFE=90, ACFE, 2 5 CEAF BEBF , CE=4, BE=10, BC=14, OA=OC=7, 7 43OE , 在 Rt AOE 中,由勾股定理,得 22 732 10AE , AOEDAG,90AEOAEG, AEOGEA, OEAE AEGE ,即 32 10 2 10GE , 40 3 GE , 4028 4 33
11、 CGGECE 【点睛】 本题考查了相似三角形的判定和性质,切线的判定和性质,圆周角定理,勾股定理,以及等角的余角相等,解题的关键是熟 练掌握所学的知识,正确作出辅助线,从而进行解题 5(2020 山东淄博市 中考真题)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 AFBC 于点 F,设O 的半径为 R,AFh (1)过点 D 作直线 MNBC,求证:MN 是O 的切线; (2)求证:ABAC2Rh; (3)设BAC2,求 ABAC AD 的值(用含 的代数式表示) 【答案】 解:(1)证明:如图 1,连接 OD, AD 平分BAC,BADCA
12、D, 又OD 是半径,ODBC, MNBC,ODMN,MN 是O 的切线; (2)证明:如图 2,连接 AO 并延长交O 于 H, AH 是直径,ABH90AFC, 又AHBACF, ACFAHB, ACAF AHAB , ABACAFAH2Rh; (3)如图 3,过点 D 作 DQAB 于 Q,DPAC,交 AC 延长线于 P,连接 CD, BAC2,AD 平分BAC, BADCAD,BDCD, BADCAD,DQAB,DPAC,DQDP, Rt DQBRt DPC(HL),BQCP, DQDP,ADAD, Rt DQARt DPA(HL),AQAP, AB+ACAQ+BQ+AC2AQ, c
13、osBAD AQ AD ,AD cos AQ , ABAC AD 2 cos AQ AQ 2cos (1)连接 OD, 由角平分线的性质可得BADCAD, 可得, 由垂径定理可得 ODBC, 可证 ODMN, 可得结论; (2)连接 AO 并延长交O 于 H, 通过证明 ACFAHB, 可得 ACAF AHAB , 可得结论; (3)由“HL”可证 Rt DQBRt DPC, Rt DQARt DPA,可得 BQCP,AQAP,可得 AB+AC2AQ,由锐角三角函数可得 AD cos AQ ,即可求解 【点评】本题是圆的综合题,考查了圆的有关知识,角平分线的性质,全等三角形的判定和性质,相似三
14、角形的判定和性质, 添加恰当辅助线构造全等三角形或相似三角形是本题的关键 6(2020 黑龙江大庆市 中考真题)如图,在ABC中,ABAC,以AB为直径的O交BC于点D,连接AD,过 点D作DMAC,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: 2 DNBNBNAC; (3)若6BC , 3 cos 5 C ,求DN的长 【答案】 (1)如图,连接 OD, AB 为O的直径, ADB=90, AB=AC, BD=CD,点 D 为 BC 的中点, 又AO=BO, OD 为 ABC 的中位线, ODAC, DMAC, ODMN, 故MN是O的切线 (2)ADB=
15、90, 1+3=90, DMAC, 3+5=90,2+3=90, 2=5, AB=AC,ADBC, 4=5, 1=2, 1=4, N=N, BNDDNA, BNDN DNAN , AB=AC, BNDNDN DNBNABBNAC , 2 DNBNBNAC (3)6BC , BD=CD=3, 3 cos 5 C , AC=5 cos CD C , AB=5, 由勾股定理可得 AD=4,, 由(2)可得, BNDDNA, 3 4 BNDNBD DNANAD 3 4 BDDN, 3 4 DN AN , 3 4 DN ABBN ,即 3 3 4 5 4 DN DN , 解得: 60 7 DN 【点睛】
16、 本题考查圆的切线的判定、相似三角形的性质与判定和解直角三角形,解题的关键是熟练掌握相关性质和判定并灵活应用 7(2020 湖南娄底市 中考真题)如图,点 C 在以AB为直径的O上,BD平分ABC交O于点 D,过 D 作BC的垂 线,垂足为 E (1)求证:DE与O相切; (2)若5,4ABBE,求BD的长; (3)请用线段AB、BE表示CE的长,并说明理由 【答案】 解:(1)连OD,据题意得OBOD, ODBOBD , BD平分ABC, CBDOBD, CBDODB, /OD BC, 又DE BC , DEOD, DE与O相切 (2)AB为O的直径可得:90ADB, 据(1)CBD OBD
17、 且90DEB, 在DBE和ABD中, EBDABDDEBADB, , DBE ABD , 2 BDAB BE , 又5,4ABBE, 202 5BD (3)CEABBE 由EBDABD 得CDAD, 90 ,90ADBCED , 2222 CDADABBD , 222 DEBDBE , 2222222 2()CECDDEABBEBDABBE, 由,Rt DBE Rt ABD得AB BDBE , CEAB BE- 【点睛】 本题主要考查了圆的综合应用,结合三角形相似的知识点进行求解是解题的关键 8(2020 广西中考真题)如图,在ACE中,以AC为直径的O交CE于点,D连接,AD且,DAEAC
18、E 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:FADDAEV: V; (3)若 1 2 tan OAF,求 AE AP 的值 【答案】 (1)证明:AC为直径 90 ,ADC 90 ,ACECAD 又 90DAEDAC o ,OAAP AP 为O的切线 2连 ,OB,PA PB为圆的切线 ,PAPB 又,OBOA OPOP OBPOAP SSSVV ,BODDOA AD 弧DB弧 FADACE ,OFAB 又,ACEDAE Q ,90FADDAEAFDADE o FADDAE AA V: V 3在RtOFA中,
19、1 2 tan OAF 设:,2 ,5OFx AFx OAx, 故 22 5APOAx 51DFODOFOAOFxQ 且FADDAEV: V ,FADDAEACE ,tan ACEtan FAD 即 51 2 x AEDF ACAFx 51555AExx 55 5 1 22 5 x AE APx 【点睛】 本题是圆的综合题目,考查了切线的判定、圆周角定理、切线长定理、相似三角形的判定与性质、三角函数等知识;本题综 合性强,有一定难度,熟练掌握切线的判定和相似三角形的判定与性质是解决问题的关键 9 (2020 湖北恩施土家族苗族自治州 中考真题)如图,AB是O的直径, 直线AM与O相切于点A,
20、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CDCA,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:BEEF; (3)如图,连接EO并延长与O分别相交于点G、H,连接BH若6AB,4AC ,求tanBHE 【答案】 (1)连接 OD, CDCA, CAD=CDA, OA=OD OAD =ODA, 直线AM与O相切于点A, CAO=CAD+OAD=90 ODC=CDA+ODA=90 CE 是O的切线; (2)连接 BD OD=OB ODB=OBD, CE 是O的切线,BF 是O的切线, OBD=ODE=90 EDB=EB
21、D ED=EB AMAB,BNAB AMBN CAD=BFD CAD=CDA=EDF BFD=EDF EF=ED BE=EF (3)过 E 点作 ELAM 于 L,则四边形 ABEL 是矩形, 设 BE=x,则 CL=4-x,CE=4+X (4+x)2=(4-x)2+62 解得:x= 9 4 9 3 4 tan 34 BE BOE OB BOE=2BHE 2 2tan3 tan 1tan4 BHE BOE BHE 解得:tanBHE= 1 3 或-3(-3 不和题意舍去) tanBHE= 1 3 【点睛】 本题主要考查了切线的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,平行线的判定和性质,三角函数/,
22、勾股定理等知识,熟练掌 握这些知识点并能熟练应用是解题的关键 10(2020 湖北孝感市 中考真题)已知ABC内接于O,ABAC,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 (1)如图 1,若60, 直接写出 DF DC 的值为_; 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60,且 2 3 DF DC ,4DE ,求BE的长 【答案】 解:(1) 60BAC,ABAC ABC 是等边三角形, BD 平分ABC, DBC= 1 2 ABC=30, BDC=BAC=60 BCD=180-DBC-BDC=90 BD
23、 是直径, BAD=90,CD=AD 连接 AO 并延长交 BC 于 H 点, AO=BO BAH=ABO=30, AHB=180-BAH-ABC=90 AHBC AF 是O的切线 AFAH 四边形 AHCF 是矩形 AFCF ADB=BDC=60 ADF=180-ADB-BDC=60 FAD=90-ADF=30 1 2 DFDF DCAD ; 半径为 2, AO=OD=2, DBC=30, CD= 1 2 BD=2=AD, DF= 1 2 AD=1, AF= 2222 213ADDF , AOB=180-2ABO=120, AOD=180-AOB=60, 22 16016023 32 ()(
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