22. (8分)如图,在△ABC中,∠C=90°,⊙O是△ABC的内切圆,切点分别是D,E,F.
(1)连接OA,OB,则∠AOB=
(2)若BD=6,AD=4,求⊙O的半径r.

(1)连接OA,OB,则∠AOB=
$135°$
.(2)若BD=6,AD=4,求⊙O的半径r.
答案
22. (1)$135°$
(2) 如图,连接EO,FO,$\because \odot O$是$△ ABC$的内切圆,切点分别为D,E,F,$\therefore OE⊥ BC$,$OF⊥ AC$,$BD=BE$,$AD=AF$,$EC=CF$,又$\because ∠ C=90°$,$\therefore$ 四边形ECFO是矩形,又$\because EO=FO$,$\therefore$ 矩形OECF是正方形,设$EO=x$,则$EC=CF=x$,在$Rt△ ABC$中,$BC^2+AC^2=AB^2$,故$(x+6)^2+(x+4)^2=10^2$,解得:$x=2$,即$\odot O$的半径$r=2$.
解析
【分析】
(1) 解题思路:首先明确三角形内切圆的圆心是三角形的内心,即三个内角角平分线的交点,因此OA、OB分别平分∠CAB和∠CBA。先结合∠C=90°求出∠CAB与∠CBA的和,再求出两个半角的和,最后利用三角形内角和即可算出∠AOB的度数。
(2) 解题思路:先根据切线长定理得到三组相等的切线段,再结合内切圆半径垂直于切线、∠C=90°的条件,证明四边形OECF是正方形,得到边长等于半径r。最后将直角三角形的三边用含r的式子表示,用勾股定理列方程求解即可得到半径长度。
【解析】
(1)
∵⊙O是△ABC的内切圆,
∴O是△ABC的内心,即OA平分∠CAB,OB平分∠CBA,
∴∠OAB = $\frac{1}{2}$∠CAB,∠OBA = $\frac{1}{2}$∠CBA,
∵∠C=90°,
∴∠CAB + ∠CBA = 90°,
∴∠OAB + ∠OBA = $\frac{1}{2}$×90° = 45°,
在△AOB中,∠AOB = 180° - (∠OAB + ∠OBA) = 180° - 45° = 135°。
(2) 连接EO,FO,
∵⊙O是△ABC的内切圆,切点分别为D,E,F,
∴OE⊥BC,OF⊥AC,BD=BE=6,AD=AF=4,EC=CF,
又
∵∠C=90°,
∴四边形ECFO是矩形,
又
∵EO=FO=r,
∴矩形OECF是正方形,即EC=CF=r,
∴BC=6+r,AC=4+r,AB=4+6=10,
在Rt△ABC中,由勾股定理得$BC^2+AC^2=AB^2$,
代入得:$(r+6)^2+(r+4)^2=10^2$,
整理得$r^2+10r-24=0$,解得$r=2$($r=-12$不符合题意舍去),即⊙O的半径为2。
【答案】
(1) $135°$
(2) $\odot O$的半径$r=2$

【知识点】
三角形内切圆性质;切线长定理;勾股定理
【点评】
本题是圆与直角三角形结合的典型题型,核心考查内切圆相关性质的应用,解题时需要结合角平分线性质、切线长定理、正方形判定和勾股定理多个知识点,理清各线段的数量关系是解题的关键。
【难度系数】
0.7
(1) 解题思路:首先明确三角形内切圆的圆心是三角形的内心,即三个内角角平分线的交点,因此OA、OB分别平分∠CAB和∠CBA。先结合∠C=90°求出∠CAB与∠CBA的和,再求出两个半角的和,最后利用三角形内角和即可算出∠AOB的度数。
(2) 解题思路:先根据切线长定理得到三组相等的切线段,再结合内切圆半径垂直于切线、∠C=90°的条件,证明四边形OECF是正方形,得到边长等于半径r。最后将直角三角形的三边用含r的式子表示,用勾股定理列方程求解即可得到半径长度。
【解析】
(1)
∵⊙O是△ABC的内切圆,
∴O是△ABC的内心,即OA平分∠CAB,OB平分∠CBA,
∴∠OAB = $\frac{1}{2}$∠CAB,∠OBA = $\frac{1}{2}$∠CBA,
∵∠C=90°,
∴∠CAB + ∠CBA = 90°,
∴∠OAB + ∠OBA = $\frac{1}{2}$×90° = 45°,
在△AOB中,∠AOB = 180° - (∠OAB + ∠OBA) = 180° - 45° = 135°。
(2) 连接EO,FO,
∵⊙O是△ABC的内切圆,切点分别为D,E,F,
∴OE⊥BC,OF⊥AC,BD=BE=6,AD=AF=4,EC=CF,
又
∵∠C=90°,
∴四边形ECFO是矩形,
又
∵EO=FO=r,
∴矩形OECF是正方形,即EC=CF=r,
∴BC=6+r,AC=4+r,AB=4+6=10,
在Rt△ABC中,由勾股定理得$BC^2+AC^2=AB^2$,
代入得:$(r+6)^2+(r+4)^2=10^2$,
整理得$r^2+10r-24=0$,解得$r=2$($r=-12$不符合题意舍去),即⊙O的半径为2。
【答案】
(1) $135°$
(2) $\odot O$的半径$r=2$
【知识点】
三角形内切圆性质;切线长定理;勾股定理
【点评】
本题是圆与直角三角形结合的典型题型,核心考查内切圆相关性质的应用,解题时需要结合角平分线性质、切线长定理、正方形判定和勾股定理多个知识点,理清各线段的数量关系是解题的关键。
【难度系数】
0.7
23. (8分)如图,在$Rt△ ABC$中,$∠ C=90°$,点$D,E,F$分别是边$AB,BC,AC$上的点,以AD为直径的半圆O经过点E,F,且AE平分$∠ CAB$.
(1)求证:BC是半圆O的切线;
(2)若$∠ B=30°$,$AB=12$,求CF的长.

(1)求证:BC是半圆O的切线;
(2)若$∠ B=30°$,$AB=12$,求CF的长.
答案
23. (1) 如图,连接OE,$\because AE$平分$∠ CAB$,$\therefore ∠ CAE=∠ DAE$. $\because OA=OE$,$\therefore ∠ EAO=∠ AEO$,$\therefore ∠ CAE=∠ AEO$,$\therefore AC// OE$. $\because ∠ C=90°$,$\therefore ∠ OEB=90°$. $\because OE$是$\odot O$的半径,$\therefore BC$是半圆O的切线;
(2) $\because ∠ C=∠ OEB=90°$,$∠ B=30°$,$AB=12$,$\therefore AC=\frac{1}{2}AB=6$,$OB=2OE$. $\because OE=OD$,$\therefore OD=BD$,$\therefore OA=OE=OD=BD=4$,$\therefore AD=8$. $\because AD$是半圆O的直径,$\therefore ∠ C=∠ DFA=90°$,$\therefore DF// BC$,$\therefore ∠ B=∠ FDA=30°$,$\therefore AF=\frac{1}{2}AD=4$,$\therefore CF=AC-AF=2$.
解析
【分析】
(1) 证明直线是圆的切线的常规思路是“连半径,证垂直”,因此先连接半径OE。首先利用角平分线的性质得到角相等,再结合等腰三角形等边对等角的性质,通过等量代换得到内错角相等,推出AC//OE,最后结合∠C=90°即可证明OE⊥BC,满足切线的判定条件。
(2) 求CF的长,观察图形可得CF=AC-AF,因此只需分别求出AC和AF的长度即可。先在Rt△ABC中利用30°角直角三角形的性质求出AC;再根据“直径所对的圆周角是直角”得∠AFD=90°,推出DF//BC,得到∠FDA=30°,在Rt△AFD中求出AF的长度,二者作差即可得到CF的长。
【解析】
(1) 证明:如图,连接OE,
∵AE平分∠CAB,
∴∠CAE=∠DAE。
∵OA=OE,
∴∠EAO=∠AEO,
∴∠CAE=∠AEO,
∴AC//OE。
∵∠C=90°,
∴∠OEB=∠C=90°,即OE⊥BC。
又
∵OE是⊙O的半径,
∴BC是半圆O的切线。
(2) 解:
∵∠C=∠OEB=90°,∠B=30°,AB=12,
在Rt△ABC中,∠B=30°,
∴AC=$\frac{1}{2}$AB=6,且OB=2OE。
∵OE=OD,
∴OB=2OD,即BD+OD=2OD,
∴BD=OD,
∴OA=OE=OD=BD,AB=BD+OD+OA=3OA=12,解得OA=4,
∴AD=OD+OA=8。
∵AD是半圆O的直径,
∴∠DFA=90°=∠C,
∴DF//BC,
∴∠FDA=∠B=30°,
在Rt△AFD中,∠FDA=30°,
∴AF=$\frac{1}{2}$AD=4,
∴CF=AC-AF=6-4=2。
【答案】
(1) 如图,连接OE,$\because AE$平分$∠ CAB$,$\therefore ∠ CAE=∠ DAE$. $\because OA=OE$,$\therefore ∠ EAO=∠ AEO$,$\therefore ∠ CAE=∠ AEO$,$\therefore AC// OE$. $\because ∠ C=90°$,$\therefore ∠ OEB=90°$. $\because OE$是$\odot O$的半径,$\therefore BC$是半圆O的切线;
(2) $\because ∠ C=∠ OEB=90°$,$∠ B=30°$,$AB=12$,$\therefore AC=\frac{1}{2}AB=6$,$OB=2OE$. $\because OE=OD$,$\therefore OD=BD$,$\therefore OA=OE=OD=BD=4$,$\therefore AD=8$. $\because AD$是半圆O的直径,$\therefore ∠ C=∠ DFA=90°$,$\therefore DF// BC$,$\therefore ∠ B=∠ FDA=30°$,$\therefore AF=\frac{1}{2}AD=4$,$\therefore CF=AC-AF=2$.

【知识点】
切线的判定;含30°角的直角三角形的性质;圆周角定理
【点评】
本题是圆与特殊直角三角形结合的常见综合题,第一问考查切线的常规判定方法,第二问综合了平行线的判定、圆周角定理和特殊直角三角形的边长关系,解题时注意合理添加辅助线,结合已知条件逐步推导即可。
【难度系数】
0.7
(1) 证明直线是圆的切线的常规思路是“连半径,证垂直”,因此先连接半径OE。首先利用角平分线的性质得到角相等,再结合等腰三角形等边对等角的性质,通过等量代换得到内错角相等,推出AC//OE,最后结合∠C=90°即可证明OE⊥BC,满足切线的判定条件。
(2) 求CF的长,观察图形可得CF=AC-AF,因此只需分别求出AC和AF的长度即可。先在Rt△ABC中利用30°角直角三角形的性质求出AC;再根据“直径所对的圆周角是直角”得∠AFD=90°,推出DF//BC,得到∠FDA=30°,在Rt△AFD中求出AF的长度,二者作差即可得到CF的长。
【解析】
(1) 证明:如图,连接OE,
∵AE平分∠CAB,
∴∠CAE=∠DAE。
∵OA=OE,
∴∠EAO=∠AEO,
∴∠CAE=∠AEO,
∴AC//OE。
∵∠C=90°,
∴∠OEB=∠C=90°,即OE⊥BC。
又
∵OE是⊙O的半径,
∴BC是半圆O的切线。
(2) 解:
∵∠C=∠OEB=90°,∠B=30°,AB=12,
在Rt△ABC中,∠B=30°,
∴AC=$\frac{1}{2}$AB=6,且OB=2OE。
∵OE=OD,
∴OB=2OD,即BD+OD=2OD,
∴BD=OD,
∴OA=OE=OD=BD,AB=BD+OD+OA=3OA=12,解得OA=4,
∴AD=OD+OA=8。
∵AD是半圆O的直径,
∴∠DFA=90°=∠C,
∴DF//BC,
∴∠FDA=∠B=30°,
在Rt△AFD中,∠FDA=30°,
∴AF=$\frac{1}{2}$AD=4,
∴CF=AC-AF=6-4=2。
【答案】
(1) 如图,连接OE,$\because AE$平分$∠ CAB$,$\therefore ∠ CAE=∠ DAE$. $\because OA=OE$,$\therefore ∠ EAO=∠ AEO$,$\therefore ∠ CAE=∠ AEO$,$\therefore AC// OE$. $\because ∠ C=90°$,$\therefore ∠ OEB=90°$. $\because OE$是$\odot O$的半径,$\therefore BC$是半圆O的切线;
(2) $\because ∠ C=∠ OEB=90°$,$∠ B=30°$,$AB=12$,$\therefore AC=\frac{1}{2}AB=6$,$OB=2OE$. $\because OE=OD$,$\therefore OD=BD$,$\therefore OA=OE=OD=BD=4$,$\therefore AD=8$. $\because AD$是半圆O的直径,$\therefore ∠ C=∠ DFA=90°$,$\therefore DF// BC$,$\therefore ∠ B=∠ FDA=30°$,$\therefore AF=\frac{1}{2}AD=4$,$\therefore CF=AC-AF=2$.
【知识点】
切线的判定;含30°角的直角三角形的性质;圆周角定理
【点评】
本题是圆与特殊直角三角形结合的常见综合题,第一问考查切线的常规判定方法,第二问综合了平行线的判定、圆周角定理和特殊直角三角形的边长关系,解题时注意合理添加辅助线,结合已知条件逐步推导即可。
【难度系数】
0.7
24. (10分)某商场经营某种品牌的童装,进价为每件70元,根据市场调研,在一段时间内,当童装的销售定价为每件110元时,可售出20件,而每件定价每降低1元,销售量就增加2件.
(1) 当童装销售定价为每件100元时,销售量为
(2) 直接写出销售量y(件)与售价x(元/件)的函数关系式为
(3) 该童装的销售定价为每件多少元时,商场销售该品牌童装可盈利1200元?
(1) 当童装销售定价为每件100元时,销售量为
40
件;(2) 直接写出销售量y(件)与售价x(元/件)的函数关系式为
$y=-2x+240$
;(3) 该童装的销售定价为每件多少元时,商场销售该品牌童装可盈利1200元?
答案
24. (1)40
(2) 依题意,$y=20+(110-x)×2=-2x+240$,故答案为:$y=-2x+240$.
(3) 设童装的销售定价为每件$x$元时,商场销售该品牌童装可盈利1200元,则$(x-70)(-2x+240)=1200$,解得:$x_1=90$,$x_2=100$,答:童装的销售定价为每件90元或100元时,商场销售该品牌童装可盈利1200元.
(2) 依题意,$y=20+(110-x)×2=-2x+240$,故答案为:$y=-2x+240$.
(3) 设童装的销售定价为每件$x$元时,商场销售该品牌童装可盈利1200元,则$(x-70)(-2x+240)=1200$,解得:$x_1=90$,$x_2=100$,答:童装的销售定价为每件90元或100元时,商场销售该品牌童装可盈利1200元.
解析
【分析】
(1)先计算定价从110元降到100元的降价金额,再结合“每降1元销量增加2件”计算增加的销量,最后加原有销量即可得到总销量;
(2)售价为x元时,先算出售价比110元低的金额,再得到对应增加的销量,用原有销量加增加的销量即可得到y与x的关系式,化简即可;
(3)销售总利润=单件利润×总销量,单件利润为(售价-进价),总销量用第(2)问的函数式代入,结合总盈利1200元列一元二次方程,求解后验证解符合实际意义即可。
【解析】
(1) 定价从110元降到100元,降价金额为$110-100=10$元,增加的销量为$10×2=20$件,总销量为$20+20=40$件。
(2) 售价为x元时,比110元低$(110-x)$元,增加的销量为$2(110-x)$件,因此销量:
$y=20+2(110-x)$
化简得:$y=-2x+240$
(3) 设销售定价为每件x元时,盈利1200元。
单件利润为$(x-70)$元,销量为$(-2x+240)$件,根据总利润公式列方程:
$(x-70)(-2x+240)=1200$
整理得$x^2-190x+9000=0$
因式分解得$(x-90)(x-100)=0$
解得$x_1=90$,$x_2=100$,两个解均大于进价70,符合销售实际。
【答案】
(1) $\boxed{40}$
(2) $\boxed{y=-2x+240}$
(3) 童装的销售定价为每件90元或100元时,商场销售该品牌童装可盈利1200元。
【知识点】
一次函数的实际应用;一元二次方程的应用;销售利润问题
【点评】
本题是典型的销售类实际应用题,解题关键是理清销量、售价、利润之间的等量关系,正确列出函数式和方程,求解后要注意验证结果是否符合实际销售的取值要求。
【难度系数】
0.75
(1)先计算定价从110元降到100元的降价金额,再结合“每降1元销量增加2件”计算增加的销量,最后加原有销量即可得到总销量;
(2)售价为x元时,先算出售价比110元低的金额,再得到对应增加的销量,用原有销量加增加的销量即可得到y与x的关系式,化简即可;
(3)销售总利润=单件利润×总销量,单件利润为(售价-进价),总销量用第(2)问的函数式代入,结合总盈利1200元列一元二次方程,求解后验证解符合实际意义即可。
【解析】
(1) 定价从110元降到100元,降价金额为$110-100=10$元,增加的销量为$10×2=20$件,总销量为$20+20=40$件。
(2) 售价为x元时,比110元低$(110-x)$元,增加的销量为$2(110-x)$件,因此销量:
$y=20+2(110-x)$
化简得:$y=-2x+240$
(3) 设销售定价为每件x元时,盈利1200元。
单件利润为$(x-70)$元,销量为$(-2x+240)$件,根据总利润公式列方程:
$(x-70)(-2x+240)=1200$
整理得$x^2-190x+9000=0$
因式分解得$(x-90)(x-100)=0$
解得$x_1=90$,$x_2=100$,两个解均大于进价70,符合销售实际。
【答案】
(1) $\boxed{40}$
(2) $\boxed{y=-2x+240}$
(3) 童装的销售定价为每件90元或100元时,商场销售该品牌童装可盈利1200元。
【知识点】
一次函数的实际应用;一元二次方程的应用;销售利润问题
【点评】
本题是典型的销售类实际应用题,解题关键是理清销量、售价、利润之间的等量关系,正确列出函数式和方程,求解后要注意验证结果是否符合实际销售的取值要求。
【难度系数】
0.75
25. (10分)如图1,张爷爷用30 m长的隔离网在一段15 m长的院墙边围成矩形养殖园,已知矩形的边CD靠院墙,AD和BC与院墙垂直,设AB的长为x m.
(1)当围成的矩形养殖园面积为108 m²时,求BC的长;
(2)如图2,张爷爷打算在养殖园饲养鸡、鸭、鹅三种家禽,需要在中间多加上两道隔离网.已知两道隔离网与院墙垂直,请问此时养殖园的面积能否达到100 m²?若能,求出AB的长;若不能,请说明理由.

(1)当围成的矩形养殖园面积为108 m²时,求BC的长;
(2)如图2,张爷爷打算在养殖园饲养鸡、鸭、鹅三种家禽,需要在中间多加上两道隔离网.已知两道隔离网与院墙垂直,请问此时养殖园的面积能否达到100 m²?若能,求出AB的长;若不能,请说明理由.
答案
25. (1) $\because$ 隔离网的总长为30 m,且$AB=x$ m,$\therefore AD=\frac{30-x}{2}$ m. 根据题意得:$x·\frac{30-x}{2}=108$,整理得:$x^2-30x+216=0$,解得:$x_1=12$,$x_2=18$(不符合题意,舍去),$\therefore \frac{30-x}{2}=\frac{30-12}{2}=9$.答:$BC$的长为9 m;
(2) 养殖园的面积不能达到100 m²,理由如下:$\because$ 隔离网的总长为30 m,且$AB=x$ m,$\therefore AD=\frac{30-x}{4}$ m. 根据题意得:$x·\frac{30-x}{4}=100$,整理得:$x^2-30x+400=0$,$\because \Delta=(-30)^2-4×1×400=-700<0$,$\therefore$ 该方程无实数根,$\therefore$ 养殖园的面积不能达到100 m².
(2) 养殖园的面积不能达到100 m²,理由如下:$\because$ 隔离网的总长为30 m,且$AB=x$ m,$\therefore AD=\frac{30-x}{4}$ m. 根据题意得:$x·\frac{30-x}{4}=100$,整理得:$x^2-30x+400=0$,$\because \Delta=(-30)^2-4×1×400=-700<0$,$\therefore$ 该方程无实数根,$\therefore$ 养殖园的面积不能达到100 m².
解析
【分析】
(1)解决第一问时,先根据隔离网总长的组成,用AB的长度x表示出垂直边BC的长度,再结合矩形面积公式列一元二次方程;求解后注意AB长度不能超过院墙长度15m,舍去不符合实际的解,最后计算BC的长度即可。
(2)解决第二问时,先明确新增两道垂直隔离网后,垂直于院墙的边共有4条,据此用x表示出垂直边的长度,再列面积为100m²的方程,通过计算根的判别式判断方程是否有实数根,即可确定面积能否达到要求。
【解析】
(1) 已知隔离网总长为30 m,AB的长为x m,隔离网由AB、AD、BC三段组成,且AD=BC,因此$BC=AD=\frac{30-x}{2}$ m。
由于CD靠院墙,AB与CD长度相等,因此AB的长需满足$x≤15$ m。
根据矩形面积公式可列方程:
$x·\frac{30-x}{2}=108$
整理得:$x^2-30x+216=0$
解得:$x_1=12$,$x_2=18$。
$x_2=18>15$,不符合院墙长度限制,故舍去。
因此$BC=\frac{30-12}{2}=9$ m。
(2) 养殖园的面积不能达到100 m²,理由如下:
新增两道与院墙垂直的隔离网后,垂直于院墙的边共4条,因此垂直边长度$AD=\frac{30-x}{4}$ m。
若养殖园面积为100 m²,可列方程:
$x·\frac{30-x}{4}=100$
整理得:$x^2-30x+400=0$
计算根的判别式:$\Delta=(-30)^2-4×1×400=-700<0$
因此该一元二次方程无实数根,不存在符合条件的AB长度,故养殖园面积不能达到100 m²。
【答案】
(1) BC的长为9 m;
(2) 养殖园的面积不能达到100 m²。
【知识点】
一元二次方程的应用、根的判别式、矩形面积计算
【点评】
本题结合生活实际场景考查一元二次方程的应用,解题时要注意结合实际限制条件对方程的解进行取舍,第二问通过根的判别式判断方程解的存在性,是代数知识结合几何应用的典型题型,能较好地考查知识的实际应用能力。
【难度系数】
0.65
(1)解决第一问时,先根据隔离网总长的组成,用AB的长度x表示出垂直边BC的长度,再结合矩形面积公式列一元二次方程;求解后注意AB长度不能超过院墙长度15m,舍去不符合实际的解,最后计算BC的长度即可。
(2)解决第二问时,先明确新增两道垂直隔离网后,垂直于院墙的边共有4条,据此用x表示出垂直边的长度,再列面积为100m²的方程,通过计算根的判别式判断方程是否有实数根,即可确定面积能否达到要求。
【解析】
(1) 已知隔离网总长为30 m,AB的长为x m,隔离网由AB、AD、BC三段组成,且AD=BC,因此$BC=AD=\frac{30-x}{2}$ m。
由于CD靠院墙,AB与CD长度相等,因此AB的长需满足$x≤15$ m。
根据矩形面积公式可列方程:
$x·\frac{30-x}{2}=108$
整理得:$x^2-30x+216=0$
解得:$x_1=12$,$x_2=18$。
$x_2=18>15$,不符合院墙长度限制,故舍去。
因此$BC=\frac{30-12}{2}=9$ m。
(2) 养殖园的面积不能达到100 m²,理由如下:
新增两道与院墙垂直的隔离网后,垂直于院墙的边共4条,因此垂直边长度$AD=\frac{30-x}{4}$ m。
若养殖园面积为100 m²,可列方程:
$x·\frac{30-x}{4}=100$
整理得:$x^2-30x+400=0$
计算根的判别式:$\Delta=(-30)^2-4×1×400=-700<0$
因此该一元二次方程无实数根,不存在符合条件的AB长度,故养殖园面积不能达到100 m²。
【答案】
(1) BC的长为9 m;
(2) 养殖园的面积不能达到100 m²。
【知识点】
一元二次方程的应用、根的判别式、矩形面积计算
【点评】
本题结合生活实际场景考查一元二次方程的应用,解题时要注意结合实际限制条件对方程的解进行取舍,第二问通过根的判别式判断方程解的存在性,是代数知识结合几何应用的典型题型,能较好地考查知识的实际应用能力。
【难度系数】
0.65
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