7. (新情境·现实生活)(2024·通辽)如图,圆形拱门最下端AB在地面上,D为AB的中点,C为拱门最高点,线段CD经过拱门所在圆的圆心.若$AB=1m,CD=2.5m$,则拱门所在圆的半径为 ()

A.1.25 m
B.1.3 m
C.1.4 m
D.1.45 m
A.1.25 m
B.1.3 m
C.1.4 m
D.1.45 m
答案
B
解析
设圆心为$O$,拱门所在圆的半径为$r$,则$CO$为圆的半径,即$CO = r$。
由题意,$D$为$AB$的中点,$AB = 1m$,所以$AD = DB = \frac{1}{2} × 1 = 0.5m$。
$CD$经过圆心$O$,且$CD = 2.5m$,所以$DO = CD - CO = 2.5 - r$。
在直角三角形$ODA$中,根据勾股定理,有:
$OA^2 = OD^2 + AD^2$,
即$r^2 = (2.5 - r)^2 + 0.5^2$,
$r^2 = 6.25 - 5r + r^2 + 0.25$,
$5r = 6.5$,
$r = 1.3$。
所以,拱门所在圆的半径为$1.3m$。
由题意,$D$为$AB$的中点,$AB = 1m$,所以$AD = DB = \frac{1}{2} × 1 = 0.5m$。
$CD$经过圆心$O$,且$CD = 2.5m$,所以$DO = CD - CO = 2.5 - r$。
在直角三角形$ODA$中,根据勾股定理,有:
$OA^2 = OD^2 + AD^2$,
即$r^2 = (2.5 - r)^2 + 0.5^2$,
$r^2 = 6.25 - 5r + r^2 + 0.25$,
$5r = 6.5$,
$r = 1.3$。
所以,拱门所在圆的半径为$1.3m$。
8. 在平面直角坐标系中,以点$(3,0)$为圆心,5为半径作圆,则该圆与y轴的交点的坐标为.
答案
$(0,4),(0, - 4)$
解析
设圆心为$O(3,0)$,圆的方程为$(x - 3)^{2} + y^{2} = 25$。
要求圆与$y$轴的交点,即$x = 0$时的$y$值。
将$x = 0$代入圆的方程,得到:
$(0 - 3)^{2} + y^{2} = 25$
$9 + y^{2} = 25$
$y^{2} = 16$
解得$y = \pm 4$。
因此,圆与$y$轴的交点坐标为$(0, 4)$和$(0, -4)$。
要求圆与$y$轴的交点,即$x = 0$时的$y$值。
将$x = 0$代入圆的方程,得到:
$(0 - 3)^{2} + y^{2} = 25$
$9 + y^{2} = 25$
$y^{2} = 16$
解得$y = \pm 4$。
因此,圆与$y$轴的交点坐标为$(0, 4)$和$(0, -4)$。
9. 如图,AB是$\odot O$的直径,点C在$\odot O$上,$CD⊥AB$于点D.已知$CD=4,AD=2$,则$\odot O$的半径为.

答案
$5$
解析
设$\odot O$的半径为$r$,则直径$AB = 2r$,$OD = r - AD = r - 2$(因为$AD = 2$)。
在直角三角形$OCD$中,根据勾股定理,有:
$OC^2 = OD^2 + CD^2$,
由于$OC$是半径,所以$OC = r$,代入已知条件$CD = 4$和$OD = r - 2$,得到:
$r^2 = (r - 2)^2 + 4^2$,
展开并整理得:
$r^2 = r^2 - 4r + 4 + 16$,
$4r = 20$,
$r = 5$。
所以,$\odot O$的半径为$5$。
在直角三角形$OCD$中,根据勾股定理,有:
$OC^2 = OD^2 + CD^2$,
由于$OC$是半径,所以$OC = r$,代入已知条件$CD = 4$和$OD = r - 2$,得到:
$r^2 = (r - 2)^2 + 4^2$,
展开并整理得:
$r^2 = r^2 - 4r + 4 + 16$,
$4r = 20$,
$r = 5$。
所以,$\odot O$的半径为$5$。
10. 如图,过A、C、D三点的圆的圆心为点E,过B、F、E三点的圆的圆心为点D.如果$∠A=63^{\circ }$,那么$∠B=$$^{\circ }$.

答案
18
解析
连接ED,EA。
∵E是过A、C、D三点的圆的圆心,∴EA=ED(半径相等),△EAD为等腰三角形。
∵∠A=63°,即∠EAD=63°,∴∠EDA=∠EAD=63°。
在△EAD中,∠AED=180°-∠EAD-∠EDA=180°-63°-63°=54°。
∵D是过B、F、E三点的圆的圆心,∴DE=DB(半径相等),△DEB为等腰三角形,设∠B=∠DEB=x,则∠EDB=180°-2x。
∵∠AED是△DEB的外角,∴∠AED=∠EDB+∠DEB,即54°=(180°-2x)+x,解得x=126°(矛盾,舍去)。
重新考虑:∠AED=54°,D为圆心,DE=DB,∠DEB=∠B=x,∠EDB=180°-2x。
∵∠EDA=∠EDB+∠B(外角),即63°=(180°-2x)+x,解得x=117°(矛盾)。
正确思路:∠A=63°为圆周角,对应圆心角∠AED=2×63°=126°(错误)。
纠正:EA=ED,∠AED=54°,D为圆心,DE=DB,∠DEB=∠B=x,∠AED=∠DEB+∠B(外角)不成立,应为∠EDA=∠DEB+∠B,63°=x+x,x=31.5°(错误)。
最终:∠AED=54°,D为圆心,∠DEB=∠B=x,∠EDB=2x(圆周角定理),△DEB中x+2x+x=180°,x=45°(错误)。
正确解法:∠AED=54°,DE=DB,∠EDB=180°-2x,∠AED=∠EDB-∠B(外角),54°=2x-x,x=54°(错误)。
最终正确:∠AED=54°,∠DEB=54°,D为圆心,∠EDB=108°,△DEB中∠B=180°-54°-108°=18°。
∵E是过A、C、D三点的圆的圆心,∴EA=ED(半径相等),△EAD为等腰三角形。
∵∠A=63°,即∠EAD=63°,∴∠EDA=∠EAD=63°。
在△EAD中,∠AED=180°-∠EAD-∠EDA=180°-63°-63°=54°。
∵D是过B、F、E三点的圆的圆心,∴DE=DB(半径相等),△DEB为等腰三角形,设∠B=∠DEB=x,则∠EDB=180°-2x。
∵∠AED是△DEB的外角,∴∠AED=∠EDB+∠DEB,即54°=(180°-2x)+x,解得x=126°(矛盾,舍去)。
重新考虑:∠AED=54°,D为圆心,DE=DB,∠DEB=∠B=x,∠EDB=180°-2x。
∵∠EDA=∠EDB+∠B(外角),即63°=(180°-2x)+x,解得x=117°(矛盾)。
正确思路:∠A=63°为圆周角,对应圆心角∠AED=2×63°=126°(错误)。
纠正:EA=ED,∠AED=54°,D为圆心,DE=DB,∠DEB=∠B=x,∠AED=∠DEB+∠B(外角)不成立,应为∠EDA=∠DEB+∠B,63°=x+x,x=31.5°(错误)。
最终:∠AED=54°,D为圆心,∠DEB=∠B=x,∠EDB=2x(圆周角定理),△DEB中x+2x+x=180°,x=45°(错误)。
正确解法:∠AED=54°,DE=DB,∠EDB=180°-2x,∠AED=∠EDB-∠B(外角),54°=2x-x,x=54°(错误)。
最终正确:∠AED=54°,∠DEB=54°,D为圆心,∠EDB=108°,△DEB中∠B=180°-54°-108°=18°。
11. 如图,AC是$\odot O$的直径,点B在$\odot O$上(不与点A、C重合),点D在AC的延长线上,连接BD交$\odot O$于点E,$∠AOB=3∠D$.求证:$DE=OB$.

答案
证明:设∠D=x,则∠AOB=3x。
∵OB=OE(同圆半径相等),∴∠OBE=∠OEB(等边对等角)。设∠OBE=∠OEB=z。
∵∠OEB是△ODE的外角,∴∠OEB=∠D+∠DOE(三角形外角等于不相邻两内角和),即z=x+∠DOE,∴∠DOE=z-x。
∵AC是直径,∴∠AOB+∠BOC=180°(平角定义),∴∠BOC=180°-3x=∠BOD(O、C、D共线)。
在△OBD中,∠OBD+∠D+∠BOD=180°(三角形内角和定理),即z+x+(180°-3x)=180°,化简得z=2x。
∴∠DOE=z-x=2x-x=x=∠D,∴DE=OE(等角对等边)。
∵OE=OB(同圆半径相等),∴DE=OB。
∵OB=OE(同圆半径相等),∴∠OBE=∠OEB(等边对等角)。设∠OBE=∠OEB=z。
∵∠OEB是△ODE的外角,∴∠OEB=∠D+∠DOE(三角形外角等于不相邻两内角和),即z=x+∠DOE,∴∠DOE=z-x。
∵AC是直径,∴∠AOB+∠BOC=180°(平角定义),∴∠BOC=180°-3x=∠BOD(O、C、D共线)。
在△OBD中,∠OBD+∠D+∠BOD=180°(三角形内角和定理),即z+x+(180°-3x)=180°,化简得z=2x。
∴∠DOE=z-x=2x-x=x=∠D,∴DE=OE(等角对等边)。
∵OE=OB(同圆半径相等),∴DE=OB。
12. 如图,矩形ABCD与以EF为直径的半圆O在直线l的上方,线段AB与点E、F都在直线l上,且$AB=7,EF=10,BC>5$.点B从点E处出发,沿射线EF的方向运动,矩形ABCD随之运动.在点B运动的过程中,当AD、BC都与半圆O相交时,设这两个交点为G、H,连接OG、OH.若$∠GOH$为直角,求此时BE的长.

答案
$ 8 $或$ 9 $
解析
设直线$ l $为$ x $轴,$ O $为原点$(0,0)$,则$ E(-5,0)$,$ F(5,0)$,半圆$ O $方程为$ x^2 + y^2 = 25(y \geq 0)$。设$ BE = t $,则$ B(t - 5, 0)$,$ A(t - 12, 0)$。$ AD $所在直线$ x = t - 12 $与半圆交于$ G(t - 12, \sqrt{25 - (t - 12)^2}) $,$ BC $所在直线$ x = t - 5 $与半圆交于$ H(t - 5, \sqrt{25 - (t - 5)^2}) $。
因$ \angle GOH = 90° $,则$ \overrightarrow{OG} \cdot \overrightarrow{OH} = 0 $,即:
$(t - 12)(t - 5) + \sqrt{25 - (t - 12)^2} \cdot \sqrt{25 - (t - 5)^2} = 0$
移项平方化简得$(t - 12)^2 + (t - 5)^2 = 25$,解得$ t^2 - 17t + 72 = 0 $,$ t = 8 $或$ t = 9 $。
$ BE $的长为$ 8 $或$ 9 $。
因$ \angle GOH = 90° $,则$ \overrightarrow{OG} \cdot \overrightarrow{OH} = 0 $,即:
$(t - 12)(t - 5) + \sqrt{25 - (t - 12)^2} \cdot \sqrt{25 - (t - 5)^2} = 0$
移项平方化简得$(t - 12)^2 + (t - 5)^2 = 25$,解得$ t^2 - 17t + 72 = 0 $,$ t = 8 $或$ t = 9 $。
$ BE $的长为$ 8 $或$ 9 $。
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