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题型专项(七) 圆的有关证明与计算
类型1 圆的有关证明与计算(不含函数)
1.(2016·南充)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC的平分线交BC于点O,OC=1,以点O为圆心,OC为半径作半圆.
(1)求证:AB为⊙O的切线;
(2)如果tan∠CAO=,求cosB的值.
解:(1)作OM⊥AB于点M.
∵OA平分∠CAB,OC⊥AC,OM⊥AB,
∴OC=OM.
∴AB是⊙O的切线.
(2)设BM=x,OB=y,
则y2-x2=1①.
∵tan∠CAO==,OC=1,
∴AC=3.
∵cosB==,AB=AM+MB=AC+MB,
∴=.
∴x2+3x=y2+y②.
由①②可以得到:y=3x-1,
∴(3x-1)2-x2=1.
∴x=,y=.
∴cosB==.
2.(2016·贵港模拟)如图,以△ABC的一边AB为直径作⊙O,⊙O与BC边的交点D恰好为BC的中点,过点D作⊙O的切线交AC边于点E.
(1)求证:DE⊥AC;
(2)连接OC交DE于点F,若sin∠ABC=,求的值.
解:(1)证明:连接OD.
∵DE是⊙O的切线,
∴DE⊥OD,即∠ODE=90°.
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∵AB是⊙O的直径,
∴O是AB的中点.
又∵D是BC的中点,∴OD∥AC.
∴∠DEC=∠ODE=90°.
∴DE⊥AC.
(2)连接AD.
∵OD∥AC,∴=.
∵AB为⊙O的直径,∴∠ADB=∠ADC=90°.
又∵D为BC的中点,∴AB=AC.
∵sin∠ABC==,故设AD=3x,则AB=AC=4x,OD=2x.
∵DE⊥AC,∴∠ADC=∠AED=90°.
∵∠DAC=∠EAD,∴△ADC∽△AED.
∴=,即AD2=AE·AC.
∴AE=x.
∴EC=AC-AE=x.
∴==.
3.(2016·玉林)如图,AB是⊙O的直径,点C,D在圆上,且四边形AOCD是平行四边形,过点D作⊙O的切线,分别交OA延长线与OC延长线于点E,F,连接BF.
(1)求证:BF是⊙O的切线;
(2)已知圆的半径为1,求EF的长.
解:(1)证明:连接OD.
∵EF为⊙O切线,
∴∠ODF=90°.
∵四边形AOCD为平行四边形,
∴AO=DC,AO∥DC.
又∵DO=OC=OA,
∴DO=OC=DC.
∴△DOC为等边三角形.
∴∠DOC=∠ODC=60°.
∵DC∥AO,
∴∠AOD=∠ODC=60°.
∴∠BOF=180°-∠COD-∠AOD=60°.
在△DOF和△BOF中,
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∴△DOF≌△BOF.
∴∠OBF=∠ODF=90°.
∴BF是⊙O的切线.
(2)∵∠DOF=60°,∠ODF=90°,
∴∠OFD=30°.
∵∠BOF=60°,∠BOF=∠OFD+∠E,
∴∠E=∠OFD=30°.
∴OF=OE.
又∵OD⊥EF,
∴DE=DF.
在Rt△ODF中,∠OFD=30°,
∴OF=2OD.
∴DF===.
∴EF=2DF=2.
4.(2016·贵港平南模拟)如图,⊙O的半径OC与直径AB垂直,点P在OB上,CP的延长线交⊙O于点D,在OB的延长线上取点E,使ED=EP.
(1)求证:ED是⊙O的切线;
(2)当P为OE的中点,且OC=2时,求图中阴影部分的面积.
解:(1)证明:连接OD.
∵OD是圆的半径,
∴OD=OC.
∴∠CDO=∠DCO.
∵OC⊥AB,
∴∠COP=90°.
∵在Rt△OPC中,∠CPO+∠PCO=90°.
又∵ED=EP,
∴∠EDP=∠EPD=∠CPO.
∴∠EDO=∠EDP+∠CDO=∠CPO+∠DCO=90°.
∴ED⊥OD.
∴ED是⊙O的切线.
(2)∵P为OE的中点,ED=EP,且由(1)知△ODE为直角三角形,
∴PE=PD=ED.∴∠E=60°.
∵OD=OC=2,∴ED==.
∴S阴影=S△ODE-S扇形OBD=×2×-=.
类型2 圆与函数的综合
1.(2016·江西模拟)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=8,tanB=,点P是线段AB上的一个动点,以点P为圆心,PA为半径的⊙P与射线AC的另一个交点为点D,射线PD交射线BC于点E,设PA=x.
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(1)当⊙P与BC相切时,求x的值;
(2)设CE=y,求y关于x的函数关系式,并写出x的取值范围.
解:(1)∵∠ACB=90°,AC=8,tanB=,
∴BC=6,AB=10.
设⊙P与BC相切于点M,
∴PM⊥BC.
∴PM∥AC.
∴=.∴=.
∴x=.
(2)过点P作PH⊥AD,垂足为点H.
∵∠ACB=90°,tanB=,
∴sinA=.
∵PA=x,∴PH=x.
∵∠PHA=90°,∴PH2+AH2=PA2.
∴HA=x.
∵在⊙P中,PH⊥AD,
∴DH=AH=x.
∴AD=x.
又∵AC=8,∴CD=8-x.
∵∠PHA=∠BCA=90°,
∴PH∥BE.∴=.
∴=.
∴y=6-x.(0