2026年长江作业本同步练习册九年级数学下册人教版第63页答案
5. 四边形$ABCD$内接于$\odot O$,$AB=AD$,$AC$是$\odot O$的直径,过点$A$作$MN// BD$.
(1)如图①,求证:$MN$是$\odot O$的切线;
(2)如图②,当$AB=2\sqrt{3}$,$∠ BAD=60^{\circ}$时,连接$DO$并延长,分别交$AM$,$AB$于点$E$,$F$,交$\odot O$于点$G$,求图中阴影部分的面积.

答案

(1) 略 (2) $2\sqrt{3}-\frac{2}{3}π$

解析

(1) 证明:连接 $ BD $,$ AC $ 与 $ BD $ 交于点 $ H $。
∵ $ AB = AD $,
∴ $ \overset{\frown}{AB} = \overset{\frown}{AD} $,
∵ $ AC $ 是直径,
∴ $ AC ⊥ BD $(垂径定理),即 $ ∠ AHB = 90° $。
∵ $ MN // BD $,
∴ $ ∠ NAC = ∠ AHB = 90° $,
∵ $ OA $ 是半径,
∴ $ MN $ 是 $ \odot O $ 的切线。
(2) 解:连接 $ OB $。
∵ $ AB = AD = 2\sqrt{3} $,$ ∠ BAD = 60° $,
∴ $ △ ABD $ 是等边三角形,$ BD = AB = 2\sqrt{3} $,$ ∠ ABD = 60° $。
∵ $ AC $ 是直径,$ AB = AD $,
∴ $ AC ⊥ BD $,$ BH = \frac{1}{2}BD = \sqrt{3} $。
在 $ \mathrm{Rt}△ ABH $ 中,$ AH = AB · \cos 60° = 2\sqrt{3} × \frac{1}{2} = \sqrt{3} $,$ BH = AB · \sin 60° = 3 $。
设 $ \odot O $ 半径为 $ r $,则 $ OH = r - AH = r - \sqrt{3} $。
在 $ \mathrm{Rt}△ OBH $ 中,$ OB^2 = OH^2 + BH^2 $,即 $ r^2 = (r - \sqrt{3})^2 + 3 $,解得 $ r = 2 $。
∵ $ AB = AD $,$ OB = OD $,
∴ $ AO $ 垂直平分 $ BD $,$ ∠ BAO = \frac{1}{2}∠ BAD = 30° $。
∵ $ OA = OB $,
∴ $ ∠ AOB = 120° $,$ ∠ AOD = 120° $,$ ∠ AOG = 60° $。
∵ $ MN $ 是切线,
∴ $ OA ⊥ MN $,$ ∠ EAO = 90° $。
在 $ \mathrm{Rt}△ AOE $ 中,$ ∠ AOE = 60° $,$ AE = OA · \tan 60° = 2\sqrt{3} $。
$ S_{△ AOE} = \frac{1}{2} × OA × AE = \frac{1}{2} × 2 × 2\sqrt{3} = 2\sqrt{3} $。
$ S_{\mathrm{扇形} AOG} = \frac{60°}{360°} × π × 2^2 = \frac{2}{3}π $。
阴影部分面积 $ = S_{△ AOE} - S_{\mathrm{扇形} AOG} = 2\sqrt{3} - \frac{2}{3}π $。
答案:(2) $ 2\sqrt{3} - \frac{2}{3}π $
6. 如图,$C$是以$AB$为直径的$\odot O$上的一点,过$O$作$OE⊥ AC$于点$E$,过点$A$作$\odot O$的切线交$OE$的延长线于点$F$,连接$CF$并延长交$BA$的延长线于点$P$.
(1)求证:$PC$是$\odot O$的切线;
(2)若$AF=1$,$OA=2\sqrt{2}$,求$PC$的长.

答案

1. (1)证明:
连接$OC$。
因为$OE⊥ AC$,$OA = OC$(圆的半径),根据等腰三角形三线合一性质,$OE$是$∠ AOC$的平分线,所以$∠ AOF=∠ COF$。
在$△ AOF$和$△ COF$中,$\{\begin{array}{l}OA = OC\\∠ AOF=∠ COF\\OF = OF\end{array} $,根据$SAS$(边角边)定理,$△ AOF≌△ COF$。
所以$∠ OCF=∠ OAF$。
因为$PA$是$\odot O$的切线,$OA$是半径,所以$∠ OAF = 90^{\circ}$,则$∠ OCF=∠ OAF = 90^{\circ}$,即$OC⊥ PC$。
又因为$OC$是$\odot O$的半径,所以$PC$是$\odot O$的切线。
2. (2)
在$Rt△ AOF$中,$OA = 2\sqrt{2}$,$AF = 1$,根据勾股定理$OF=\sqrt{OA^{2}+AF^{2}}$,则$OF=\sqrt{(2\sqrt{2})^{2}+1^{2}}=\sqrt{8 + 1}=3$。
因为$△ AOF≌△ COF$,所以$CF = AF = 1$。
设$PC=x$,则$PO=x + 1$。
在$Rt△ POC$中,根据勾股定理$PC^{2}+OC^{2}=PO^{2}$,已知$OC = OA=2\sqrt{2}$。
即$x^{2}+(2\sqrt{2})^{2}=(x + 1)^{2}$。
展开$(x + 1)^{2}=x^{2}+2x + 1$,则$x^{2}+8=x^{2}+2x + 1$。
移项可得$2x=8 - 1$,即$2x=7$,解得$x=\frac{7}{2}$。
所以(1)得证;(2)$PC$的长为$\frac{7}{2}$。