第2章 直线与圆的位置关系
一、选择题(每小题5分,共30分)
1.已知⊙O的半径是3,圆心O到直线l的距离为2,则直线l与⊙O的公共点的个数为( )
A.0 B.1
C.2 D.无法确定
2.已知等边三角形ABC的边长为2 cm.下列图形中,以A为圆心,半径是3 cm的圆是( )
图6-Z-1
3.如图6-Z-2,PA,PB是⊙O的切线,AC是⊙O的直径,若∠P=50°,则∠BOC的度数为( )
A.25° B.40° C.50° D.60°
图6-Z-2
图6-Z-3
4.如图6-Z-3,⊙O为△ABC的内切圆,∠C=90°,AO的延长线交BC于点D,AC=4,CD=1,则⊙O的半径为( )
A. B. C. D.1
5.如图6-Z-4,AB为⊙O的直径,AD切⊙O于点A,=
11
.则下列结论不一定正确的是( )
A.BA⊥DA B.OC∥AE
C.∠COE=2∠CAE D.OD⊥AC
图6-Z-4
图6-Z-5
6.如图6-Z-5,已知⊙O的半径为1,圆心O到直线l的距离为2,过l上任一点A作⊙O的切线,切点为B,则线段AB长度的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
二、填空题(每小题5分,共30分)
7.如图6-Z-6,∠APB=30°,圆心在PB上的⊙O的半径为1 cm,OP=3 cm.若⊙O沿BP方向平移,当⊙O与直线PA相切时,圆心O平移的距离为________ cm.
图6-Z-6
图6-Z-7
8.如图6-Z-7,已知AD为⊙O的切线,⊙O的直径AB=2,弦AC=1,∠CAD=________°.
9.如图6-Z-8,PA是⊙O的切线,A是切点,PA=4,OP=5,则⊙O的周长为________.(结果保留π)
11
图6-Z-8
图6-Z-9
10.如图6-Z-9,已知等边三角形ABC的边长为6,以AB为直径的⊙O与边AC,BC分别交于D,E两点,则劣弧DE的长为________.
11.如图6-Z-10,AB是⊙O的直径,AC是⊙O的弦,过点C的切线交AB的延长线于点D.若∠A=∠D,CD=3,则图中阴影部分的面积为________.
图6-Z-10
图6-Z-11
12.如图6-Z-11,点C在以AB为直径的半圆上,AB=8,∠CBA=30°,点D在线段AB上运动,点E与点D关于AC对称,DF⊥DE于点D,DF交EC的延长线于点F,下列结论:①CE=CF;②线段EF长的最小值为2 ;③当AD=2时,EF与半圆相切;④若点F恰好落在上,则AD=2 ;⑤当点D 从点A运动到点B时,线段EF扫过的面积是16 .其中正确结论的序号是________.
三、解答题(共40分)
13.(8分)如图6-Z-12,⊙O的直径为AB,点C在圆周上(异于点A,B),AD⊥CD.
(1)若BC=3,AB=5,求AC的长;
(2)若AC是∠DAB的平分线,求证:直线CD是⊙O的切线.
11
图6-Z-12
14.(10分)如图6-Z-13所示,四边形ABCD是平行四边形,以AB为直径的⊙O经过点D,E是⊙O上一点,且∠AED=45°.
(1)判断直线CD与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若⊙O的半径为6 cm,AE=10 cm,求∠ADE的正弦值.
图6-Z-13
15.(10分)如图6-Z-14,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,以AB为直径作半圆O交AC于点D,E为BC的中点,连结DE.
(1)求证:DE是半圆O的切线;
(2)若∠BAC=30°,DE=2,求AD的长.
11
图6-Z-14
16.(12分)如图6-Z-15所示,P为⊙O外一点,PA,PB为⊙O的切线,A,B为切点,AC为⊙O的直径,PO交⊙O于点E.
(1)试判断∠APB与∠BAC的数量关系,并说明理由.
(2)若⊙O的半径为4,P是⊙O外一动点,是否存在点P,使四边形PAOB为正方形?若存在,请求出PO的长,并判断点P的个数及其满足的条件;若不存在,请说明理由.
图6-Z-15
11
详解详析
1.C 2.B
3.C [解析] ∵PA,PB是⊙O的切线,
∴∠OAP=∠OBP=90°.
而∠P=50°,
∴∠AOB=360°-90°-90°-50°=130°.
又∵AC是⊙O的直径,
∴∠BOC=180°-130°=50°.故选C.
4.A [解析] 设⊙O与AC的切点为M,⊙O的半径为r,如图,连结OM,
∵∠C=90°,
∴CM=r.
易得△AOM∽△ADC,
∴OM∶CD=AM∶AC,
即r∶1=(4-r)∶4,
解得r=.
5.D
6.C [解析] 当OA⊥l时,AB的长度最小,连结OB.
∵OA⊥l,∴OA=2.
又∵AB是⊙O的切线,
∴OB⊥AB.
11
在Rt△AOB中,AB===.故选C.
7.1或5
8.30 [解析] ∵AB为⊙O的直径,
∴∠C=90°.
∵AB=2,AC=1,∴∠B=30°,∠BAC=60°.
∵AD为⊙O的切线,
∴BA⊥AD,
∴∠CAD=∠BAD-∠BAC =90°-60°=30°.
9.6π
10.π [解析] 连结OD,OE,易证△ODE是等边三角形,∠DOE=60°,又OD=AB=3,根据弧长公式,得劣弧DE的长为=π.
11. [解析] 如图,连结OC.
∵过点C的切线交AB的延长线于点D,
∴OC⊥CD,∴∠OCD=90°,
即∠D+∠COD=90°.
∵AO=CO,∴∠A=∠ACO,
∴∠COD=2∠A.
∵∠A=∠D,∴∠COD=2∠D,
11
∴3∠D=90°,
∴∠D=30°,
∴∠COD=60°.
∵CD=3,∴OC=3×=,
∴阴影部分的面积=×3×-=.
12.①③⑤
13.解:(1)∵AB是⊙O的直径,点C在⊙O上,
∴∠ACB=90°.
∵BC=3,AB=5,
∴AC=4.
(2)证明:连结OC.
∵AC是∠DAB的平分线,
∴∠DAC=∠BAC.
∵OA=OC,∴∠OAC=∠OCA,
∴∠DAC=∠OCA,∴AD∥OC.
又∵AD⊥DC,∴OC⊥DC.
又∵点C在⊙O上,
∴直线CD是⊙O的切线.
14.解:(1)相切.理由如下:
如图,连结DO.
∵∠AED=45°,
11
∴∠AOD=90°.
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,
∴∠ODC=∠AOD=90°.
又∵OD是⊙O的半径,CD经过点D,
∴CD是⊙O的切线.
(2)如图,连结EB.∵AB为⊙O的直径,
∴∠AEB=90°.
∵AB=2×6=12(cm),AE=10 cm,
∠ADE=∠ABE,
∴sin∠ADE=sin∠ABE===.
15.解:(1)证明:如图,连结OD,OE,BD.
∵AB为半圆O的直径,
∴∠ADB=∠BDC=90°.
∵在Rt△BDC中,E为斜边BC的中点,∴DE=BE.
在△OBE和△ODE中,
∴△OBE≌△ODE,
∴∠ODE=∠ABC=90°.
又∵OD是半圆O的半径,
11
∴DE为半圆O的切线.
(2)在Rt△ABC中,∠BAC=30°,
∴BC=AC,∠C=60°.
∵BC=2DE=4,∴AC=8.
∵∠C=60°,DE=EC,
∴△DEC为等边三角形,即DC=DE=2,
∴AD=AC-DC=6.
16.解:(1)∠APB=2∠BAC.
理由:∵PA,PB为⊙O的切线,
∴PA=PB,∠APO=∠BPO=∠APB.
易证Rt△PAF≌Rt△PBF,
∴∠PFA=∠PFB=90°,
∴∠APO+∠PAB=90°.
∵PA切⊙O于点A,
∴PA⊥OA,即∠BAC+∠PAB=90°,
∴∠APO=∠BAC,
∴∠APB=2∠BAC.
(2)存在.
∵当四边形PAOB是正方形时,
PA=AO=OB=BP=4,PO⊥AB且PO=AB,
∴PO·AB=PA·PB,
即PO2=PA2,PO2=16,
∴PO=4 (负值已舍).
11
故这样的点P有无数个,它们到圆心O的距离等于4 .
11