1
第 2 章 直线与圆的位置关系
1.2016·湖州如图 2-BZ-1,⊙O 是 Rt△ABC 的外接圆,∠ACB=90°,∠A=25°,
过点 C 作⊙O 的切线,交 AB 的延长线于点 D,则∠D 的度数是( )
A.25° B.40° C.50° D.65°
图 2-BZ-1
图 2-BZ-2
2.2016·湘西如图 2-BZ-2,在 Rt△ABC 中,∠C=90°,BC=3 cm,AC=4 cm,以点
C 为圆心,以 2.5 cm 为半径画圆,则⊙C 与直线 AB 的位置关系是( )
A.相交 B.相切
C.相离 D.不能确定
3.2017·泰安如图 2-BZ-3,圆内接四边形 ABCD 的边 AB 过圆心 O,过点 C 的切线与
边 AD 所在直线垂直于点 M,若∠ABC=55°,则∠ACD 等于( )
A.20° B.35° C.40° D.55°
图 2-BZ-3
图 2-BZ-4
4.2017·安顺如图 2-BZ-4,⊙O 的直径 AB=4,BC 切⊙O 于点 B,OC 平行于弦 AD,OC=2
5,则 AD 的长为( )
A.
6
5 B.
8
5 C.
7
5 D.
2 3
5
图 2-BZ-5
5.2017·日照如图 2-BZ-5,AB 是⊙O 的直径,PA 切⊙O 于点 A,连结 PO 并延长交⊙O
于点 C,连结 AC,AB=10,∠P=30°,则 AC 的长是( )
A.5 3 B.5 2 C.5 D.
5
2
6.2017·宁波如图 2-BZ-6,在 Rt△ABC 中,∠A=90°,BC=2 2,以 BC 的中点 O
为圆心的⊙O 分别与 AB,AC 相切于 D,E 两点,则DE︵
的长为( )
A.
π
4 B.
π
2 C.π D.2π
图 2-BZ-6
图 2-BZ-7
7.2017·杭州如图 2-BZ-7,AT 切⊙O 于点 A,AB 是⊙O 的直径,若∠ABT=40°,则∠ATB
=________°.
8.2017·镇江如图 2-BZ-8,AB 是⊙O 的直径,AC 与⊙O 相切,CO 交⊙O 于点D.若∠CAD
=30°,则∠BOD=________°.3
图 2-BZ-8
图 2-BZ-9
9.2017·衢州如图 2-BZ-9,在直角坐标系中,⊙A 的圆心 A 的坐标为(-1,0),半
径为 1,P 为直线 y=-
3
4x+3 上的动点,过点 P 作⊙A 的切线,切点为 Q,则切线长 PQ 的最
小值是________.
10.2017·德阳如图 2-BZ-10,已知⊙C 的半径为 3,圆外一定点 O 满足 OC=5,P 为
⊙C 上一动点,经过点 O 的直线 l 上有两点 A,B 且 OA=OB, ∠APB=90°,l 不经过点 C,
则 AB 的最小值为________.
图 2-BZ-10
11.2016·衢州如图 2-BZ-11,AB 为⊙O 的直径,弦CD⊥AB,垂足为 P,直线 BF 与 AD
的延长线交于点 F,且∠AFB=∠ABC.
(1)求证:直线 BF 是⊙O 的切线;
(2)若 CD=2 3,OP=1,求线段 BF 的长.
图 2-BZ-114
12.2017·丽水如图 2-BZ-12,在 Rt△ABC 中,∠C=Rt∠,以 BC 为直径的⊙O 交 AB
于点 D,切线 DE 交 AC 于点 E.
(1)求证:∠A=∠ADE;
(2)若 AD=16,DE=10,求 BC 的长.
图 2-BZ-12
13.2017·湖州如图 2-BZ-13,O 为Rt△ABC 的直角边 AC 上一点,以 OC 为半径的⊙O
与斜边 AB 相切于点 D,交 OA 于点 E.已知 BC= 3,AC=3.
(1)求 AD 的长;
(2)求图中阴影部分的面积.
图 2-BZ-135
14.2017·温州如图 2-BZ-14,在△ABC 中,AC=BC,∠ACB=90°, ⊙O(圆心 O 在
△ABC 内部)经过 B,C 两点,交 AB 于点 E,经过点 E 作⊙O 的切线交 AC 于点 F,连结 CO 并
延长交 AB 于点 G,作 ED∥AC 交 CG 于点 D.
(1)求证:四边形 CDEF 是平行四边形;
(2)若 BC=3,tan∠DEF=2,求 BG 的长.
图 2-BZ-14
15.2017·金华如图 2-BZ-15,已知 AB 是⊙O 的直径,点 C 在⊙O 上,CD 是⊙O 的切
线,AD⊥CD 于点 D,E 是 AB 延长线上一点,CE 交⊙O 于点 F,连结 OC,AC.
(1)求证:AC 平分∠DAO.
(2)若∠DAO=105°,∠E=30°.
①求∠OCE 的度数;
②若⊙O 的半径为 2 2,求线段 EF 的长.6
图 2-BZ-157
详解详析
1.B [解析] 连结 OC.
∵⊙O 是 Rt△ABC 的外接圆,∠ACB=90°,
∴AB 是⊙O 的直径.
∵∠A=25°,∴∠BOC=2∠A=50°.
∵CD 是⊙O 的切线,∴OC⊥CD,
∴∠D=90°-∠BOC=40°.
2.A [解析] 过点 C 作 CD⊥AB 于点 D.
∵在 Rt△ABC 中,∠C=90°,AC=4 cm,BC=3 cm,
∴AB= AC2+BC2=5 cm.
∵△ABC 的面积=
1
2AC·BC=
1
2AB·CD,
∴3×4=5CD,∴CD=2.4 cm<2.5 cm,
即 d<r,
∴以 2.5 cm 为半径的⊙C 与直线 AB 的位置关系是相交.故选 A.
3.A [解析] 连结 OC,因为 CM 为⊙O 的切线,所以 OC⊥MC.因为 AM⊥MC,所以
AM∥OC,所以∠MAB=∠COB,∠MAC=∠OCA.因为 OB=OC,所以∠OCB=∠OBC=55°,所以
∠MAB=∠COB=180°-2×55°=70°.因为 OA=OC,所以∠OAC=∠OCA=∠MAC,所以
∠MAC=
1
2∠MAB=35°.因为∠ADC+∠ABC=180°,所以∠ADC=180°-∠ABC=180°-55
°=125°,所以∠ACD=180°-∠ADC-∠MAC=180°-125°-35°=20°.
4.B [解析] 连结 BD.∵AB 是⊙O 的直径,∴∠ADB=90°.8
∵OC∥AD,∴∠A=∠BOC,
∴cosA=cos∠BOC.
∵BC 切⊙O 于点 B,
∴OB⊥BC,
∴cos∠BOC=
OB
OC=
2
5,
∴cosA=cos∠BOC=
2
5.
又∵cosA=
AD
AB,AB=4,∴AD=
8
5.
5.A [解析]过点 O 作 OD⊥AC 于点 D,由已知条件和圆的性质易求 OD 的长,再根据勾
股定理即可求出 AD 的长,进而可求出 AC 的长.
过点 O 作 OD⊥AC 于点 D,
∵AB 是⊙O 的直径,PA 切⊙O 于点 A,
∴AB⊥AP,∴∠BAP=90°.
∵∠P=30°,∴∠AOP=60°,
∴∠AOC=120°.
∵OA=OC,∴∠OAD=30°.
∵AB=10,∴OA=5,∴OD=
1
2OA=
5
2,
∴AD= OA2-OD2=
5 3
2 ,
∴AC=2AD=5 3.故选 A.
6.B [解析] 连结 OE,OD,
设⊙O 的半径为 r,9
∵⊙O 分别与 AB,AC 相切于 D,E 两点,
∴OE⊥AC,OD⊥AB,
∴四边形 ADOE 是正方形.
∵O 是 BC 的中点,∴OD 是△ABC 的中位线,
∴OD=AE=
1
2AC,
∴AC=2r,
同理可知:AB=2r,
∴AB=AC,∴∠B=45°.
∵BC=2 2,∴由勾股定理,得 AB=2,
∴r=1,
∴DE︵
=
90π × 1
180 =
π
2 .
故选 B.
7.50 [解析] ∵AT 是⊙O 的切线,∴∠TAB=90°.∵∠ABT=40°,∴∠ATB=50° .
8.120 [解析] 由 AC 与⊙O 相切,得∠CAO=90°,而∠CAD=30°,故∠OAD=60°.
由 OA=OD,得∠OAD=∠ODA =60°,故∠BOD=∠OAD+∠ODA=60°+60°=120°.
9.2 2 [解析]连结 PA,PQ,AQ.则 PQ2=PA2-AQ2,PQ= PA2-AQ2.又 AQ=1,故当
PA 有最小值时 PQ 最小.过点 A 作 AP′⊥MN 于点 P′,则 AP′=3,即 PA 的最小值为 3,
故 PQ 最小= 32-12=2 2.
10.4
11.解:(1)证明:∵∠AFB=∠ABC,∠ABC=∠ADC,∴∠AFB=∠ADC,
∴CD∥BF,∴∠APD=∠ABF.
∵CD⊥AB,∴AB⊥BF.10
又∵AB 为⊙O 的直径,
∴直线 BF 是⊙O 的切线.
(2)如图,连结 OD.
∵CD⊥AB,∴PD=
1
2CD= 3.
又∵OP=1,∴OD=2.
∵∠PAD=∠BAF,∠APD=∠ABF=90°,
∴△APD∽△ABF,
∴
AP
AB=
PD
BF,∴
3
4=
3
BF ,∴BF=
4 3
3 .
12.解:(1)证明:如图,连结 OD,
∵DE 是⊙O 的切线,∴∠ODE=90°,
∴∠ADE+∠BDO=90°.
∵∠ACB=90°,∴∠A+∠B=90°.
∵OD=OB,∴∠B=∠BDO.
∴∠A=∠ADE.
(2)如图,连结 CD,∵∠ADE=∠A,
∴AE=DE.
∵BC 是⊙O 的直径,∠ACB=90°.
∴EC 是⊙O 的切线,11
∴DE=EC,∴AE=EC.
∵DE=10,∴AC=2DE=20.
在 Rt△ADC 中,DC= 202-162=12.
设 BD=x,在 Rt△BDC 中,BC2=x2+122,
在 Rt△ABC 中,BC2=(x+16)2-202,
∴x2+122=(x+16)2-202,解得 x=9,
∴BC= 122+92=15.
13.解:(1)在 Rt△ABC 中,∵BC= 3,AC=3,
∴AB= AC2+BC2=2 3.
∵BC⊥OC,
∴BC 是⊙O 的切线.
又∵⊙O 与斜边 AB 相切于点 D,
∴BD=BC= 3,
∴AD=AB-BD=2 3- 3= 3.
(2)在 Rt△ABC 中,
∵sinA=
BC
AB=
3
2 3=
1
2,
∴∠A=30°.
∵⊙O 与斜边 AB 相切于点 D,
∴OD⊥AB,
∴∠AOD=90°-∠A=60°.
∵
OD
AD=tanA=tan30°,∴
OD
3=
3
3 ,
∴OD=1,∴S 阴影=
60π × 12
360 =
π
6 .12
14.解:(1)证明:如图,连结 OE.
∵AC=BC,∠ACB=90°,
∴∠B=45°,
∴∠COE=2∠B=90°.
∵EF 是⊙O 的切线,
∴OE⊥EF,
∴∠FEO=90°,∴∠FEO+∠COE=180°,
∴EF∥CD.
又∵ED∥AC,
∴四边形 CDEF 是平行四边形.
(2)如图,过点 G 作 GH⊥BC,垂足为 H.
∵四边形 CDEF 是平行四边形,
∴∠DEF=∠1.
又∵GH⊥BC,∴∠GHB=∠ACB=90°,
∴AC∥GH,∴∠1=∠2,∴∠DEF=∠2.
又∵tan∠DEF=2,
∴在 Rt△CHG 中,tan∠2=
CH
GH=2.
∵在 Rt△BHG 中,∠B=45°,
∴GH=BH,
∴
CH
BH=2.
又∵BC=3,∴CH=2,BH=1.13
在 Rt△BHG 中,由勾股定理,得 BG= 2.
15.解:(1)证明:∵CD 是⊙O 的切线,∴OC⊥CD.
又∵AD⊥CD,
∴OC∥AD,∴∠DAC=∠ACO.
∵OA=OC,∴∠OAC=∠ACO,
∴∠DAC=∠OAC,
∴AC 平分∠DAO.
(2)①∵OC∥AD,∴∠EOC=∠DAO=105°,
∴∠OCE=180°-∠EOC-∠E=180°-105°-30°=45°.
②如图,过点 O 作 OG⊥CE 于点 G,
∴FG=CG.
在 Rt△OGC 中,OC=2 2,∠OCE=45°,
∴OG=CG=OCsin45°=2 2×
2
2 =2,
∴FG=CG=2.
在 Rt△OGE 中,OG=2,∠E=30°,
∴EG=
OG
tanE=
2
3
3
=2 3,
∴EF=EG-FG=2 3-2.