1.如图,以点 P 为圆心作圆,所得的圆与直线 l 相切的是()

A.以 PA 为半径的圆
B.以 PB 为半径的圆
C.以 PC 为半径的圆
D.以 PD 为半径的圆
A.以 PA 为半径的圆
B.以 PB 为半径的圆
C.以 PC 为半径的圆
D.以 PD 为半径的圆
答案
B
解析
根据直线与圆相切的判定:若圆心到直线的距离等于圆的半径,则圆与该直线相切。由图可知,PB⊥直线l,即点P到直线l的距离等于线段PB的长度,因此以PB为半径的圆与直线l相切。
2.如图,PA,PB分别与$\odot O$相切于A,B两点,C为$\odot O$上一点,连接AC,BC。若$∠ P=50°$,则$∠ ACB=$()

A.$60°$
B.$75°$
C.$70°$
D.$65°$
A.$60°$
B.$75°$
C.$70°$
D.$65°$
答案
D
解析
连接OA、OB,∵PA,PB分别与⊙O相切于A,B两点,∴OA⊥PA,OB⊥PB,即∠OAP=∠OBP=90°。在四边形OAPB中,∠AOB=360°-∠OAP-∠OBP-∠P=360°-90°-90°-50°=130°。根据圆周角定理,弧AB所对的圆周角∠ACB等于弧AB所对圆心角∠AOB的一半,因此∠ACB=½∠AOB=½×130°=65°。
3.如图,正五边形ABCDE内接于$\odot O$,若P为$\overset{\frown}{DE}$上的一点(点P不与点D重合),则$∠ CPD$的度数为()

A.$30°$
B.$36°$
C.$60°$
D.$72°$
A.$30°$
B.$36°$
C.$60°$
D.$72°$
答案
B
解析
连接OC、OD,因为正五边形ABCDE内接于⊙O,所以圆周被五等分,弧CD对应的圆心角∠COD = 360°÷5 = 72°。根据圆周角定理,同弧所对的圆周角等于对应圆心角的一半,∠CPD是弧CD所对的圆周角,因此∠CPD = 1/2∠COD = 1/2×72° = 36°。
4.小明测量一个圆形零件的半径时,他将直尺、三角尺和这个零件放置于桌面上,如图,零件与直尺、三角尺均相切。若测得点A与其中一个切点B的距离为3 cm,则这个零件的半径是 cm.

答案
$3\sqrt{3}$
解析
解:设圆形零件的圆心为O,连接OA、OB。
∵点B是圆与直尺的切点,
∴OB⊥AB。
由切线长定理可知,点A到圆的两条切线的切线长相等,且OA平分两条切线的夹角。
由图可知三角尺与直尺的夹角为60°,因此两条切线在点A处的夹角为180°-60°=120°,
∴∠OAB = $\frac{1}{2}×120°=60°$。
在Rt△OAB中,AB=3 cm,$\tan∠OAB=\frac{OB}{AB}$,
∴$OB = AB·\tan60° = 3×\sqrt{3}=3\sqrt{3}$ cm。
∵点B是圆与直尺的切点,
∴OB⊥AB。
由切线长定理可知,点A到圆的两条切线的切线长相等,且OA平分两条切线的夹角。
由图可知三角尺与直尺的夹角为60°,因此两条切线在点A处的夹角为180°-60°=120°,
∴∠OAB = $\frac{1}{2}×120°=60°$。
在Rt△OAB中,AB=3 cm,$\tan∠OAB=\frac{OB}{AB}$,
∴$OB = AB·\tan60° = 3×\sqrt{3}=3\sqrt{3}$ cm。
5.如图,A,B,C,D为一个正多边形的顶点,O为正多边形的中心.若∠ADB=15°,则这个正多边形的边数是.

答案
$\boldsymbol{12}$
解析
解:连接OA,OB。
∵O为正多边形的中心,
∴点A、B、D在以O为圆心、OA为半径的外接圆上。
由圆周角定理可得:
∠AOB = 2∠ADB = 2×15° = 30°。
正多边形的边数为 $\frac{360°}{30°}=12$。
∵O为正多边形的中心,
∴点A、B、D在以O为圆心、OA为半径的外接圆上。
由圆周角定理可得:
∠AOB = 2∠ADB = 2×15° = 30°。
正多边形的边数为 $\frac{360°}{30°}=12$。
6. 提升题 如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为$(2\sqrt{2},0)$,以OA为直径在x轴上方作半圆,直线l的解析式为$y=x+t$。若直线l与半圆只有一个公共点,则t的取值范围是。
.

.
答案
解:
由题意可知,半圆的圆心为$C(\sqrt{2}, 0)$,半径$r=\sqrt{2}$,半圆在$x$轴上方,端点为$O(0,0)$和$A(2\sqrt{2},0)$。
分两种情况讨论:
1. 当直线$l$与半圆相切时,直线解析式整理为$x - y + t = 0$,圆心$C$到直线的距离等于半径$\sqrt{2}$。
由点到直线的距离公式:
$d=\frac{|\sqrt{2} - 0 + t|}{\sqrt{1^2 + (-1)^2}}=\frac{|t+\sqrt{2}|}{\sqrt{2}}=\sqrt{2}$
得$|t+\sqrt{2}|=2$,解得$t=2-\sqrt{2}$或$t=-2-\sqrt{2}$。
其中$t=-2-\sqrt{2}$对应直线与$x$轴下方的半圆相切,不符合题意舍去,此时$t=2-\sqrt{2}$满足直线与半圆只有一个公共点。
2. 当直线$l$过半圆端点$A(2\sqrt{2},0)$时,代入$y=x+t$得$0=2\sqrt{2}+t$,解得$t=-2\sqrt{2}$,此时直线与半圆仅交于点$A$,只有一个公共点。
将直线$l$向上平移,直到直线过点$O(0,0)$之前,直线与半圆始终只有一个公共点(另一个交点在$x$轴下方,不在上半圆上);当直线过$O$点时,代入$y=x+t$得$t=0$,此时直线与半圆有两个公共点,不符合要求。
因此该情况下$t$的取值范围是$-2\sqrt{2} ≤ t < 0$。
综上,$t$的取值范围是$\boldsymbol{-2\sqrt{2} ≤ t < 0}$ 或 $\boldsymbol{t=2-\sqrt{2}}$。
由题意可知,半圆的圆心为$C(\sqrt{2}, 0)$,半径$r=\sqrt{2}$,半圆在$x$轴上方,端点为$O(0,0)$和$A(2\sqrt{2},0)$。
分两种情况讨论:
1. 当直线$l$与半圆相切时,直线解析式整理为$x - y + t = 0$,圆心$C$到直线的距离等于半径$\sqrt{2}$。
由点到直线的距离公式:
$d=\frac{|\sqrt{2} - 0 + t|}{\sqrt{1^2 + (-1)^2}}=\frac{|t+\sqrt{2}|}{\sqrt{2}}=\sqrt{2}$
得$|t+\sqrt{2}|=2$,解得$t=2-\sqrt{2}$或$t=-2-\sqrt{2}$。
其中$t=-2-\sqrt{2}$对应直线与$x$轴下方的半圆相切,不符合题意舍去,此时$t=2-\sqrt{2}$满足直线与半圆只有一个公共点。
2. 当直线$l$过半圆端点$A(2\sqrt{2},0)$时,代入$y=x+t$得$0=2\sqrt{2}+t$,解得$t=-2\sqrt{2}$,此时直线与半圆仅交于点$A$,只有一个公共点。
将直线$l$向上平移,直到直线过点$O(0,0)$之前,直线与半圆始终只有一个公共点(另一个交点在$x$轴下方,不在上半圆上);当直线过$O$点时,代入$y=x+t$得$t=0$,此时直线与半圆有两个公共点,不符合要求。
因此该情况下$t$的取值范围是$-2\sqrt{2} ≤ t < 0$。
综上,$t$的取值范围是$\boldsymbol{-2\sqrt{2} ≤ t < 0}$ 或 $\boldsymbol{t=2-\sqrt{2}}$。
7. 提升题 如图,AB是$\odot O$的直径,点C在$\odot O$上,BC平分$∠ ABD$,过点B作$BD⊥ l$于点D.
(1)求证:CD是$\odot O$的切线;
(2)连接OD,若$∠ ABD=60°$,$CD=3$,求OD的长.

(1)求证:CD是$\odot O$的切线;
(2)连接OD,若$∠ ABD=60°$,$CD=3$,求OD的长.
答案
(1) 证明:
连接OC,
∵ OB=OC,
∴ ∠OBC=∠OCB,
∵ BC平分∠ABD,
∴ ∠OBC=∠DBC,
∴ ∠OCB=∠DBC,
∴ OC//BD,
又∵ BD⊥l,即BD⊥CD,
∴ OC⊥CD,
∵ OC是⊙O的半径,
∴ CD是⊙O的切线。
---
(2) 解:
∵ BC平分∠ABD,∠ABD=60°,
∴ ∠DBC=$\frac{1}{2}$∠ABD=30°,
∵ BD⊥CD,∴ ∠D=90°,
在Rt△BCD中,∠DBC=30°,CD=3,
∴ BC=2CD=6,
过点O作OE⊥BC于点E,
由垂径定理得:BE=$\frac{1}{2}$BC=3,
在Rt△OBE中,∠OBE=30°,
∴ $OB=\frac{BE}{\cos30°}=\frac{3}{\frac{\sqrt{3}}{2}}=2\sqrt{3}$,
∴ OC=OB=$2\sqrt{3}$,
由(1)知OC⊥CD,即∠OCD=90°,
在Rt△OCD中,
$OD=\sqrt{OC^2+CD^2}=\sqrt{(2\sqrt{3})^2+3^2}=\sqrt{12+9}=\sqrt{21}$。
答:OD的长为$\sqrt{21}$。
连接OC,
∵ OB=OC,
∴ ∠OBC=∠OCB,
∵ BC平分∠ABD,
∴ ∠OBC=∠DBC,
∴ ∠OCB=∠DBC,
∴ OC//BD,
又∵ BD⊥l,即BD⊥CD,
∴ OC⊥CD,
∵ OC是⊙O的半径,
∴ CD是⊙O的切线。
---
(2) 解:
∵ BC平分∠ABD,∠ABD=60°,
∴ ∠DBC=$\frac{1}{2}$∠ABD=30°,
∵ BD⊥CD,∴ ∠D=90°,
在Rt△BCD中,∠DBC=30°,CD=3,
∴ BC=2CD=6,
过点O作OE⊥BC于点E,
由垂径定理得:BE=$\frac{1}{2}$BC=3,
在Rt△OBE中,∠OBE=30°,
∴ $OB=\frac{BE}{\cos30°}=\frac{3}{\frac{\sqrt{3}}{2}}=2\sqrt{3}$,
∴ OC=OB=$2\sqrt{3}$,
由(1)知OC⊥CD,即∠OCD=90°,
在Rt△OCD中,
$OD=\sqrt{OC^2+CD^2}=\sqrt{(2\sqrt{3})^2+3^2}=\sqrt{12+9}=\sqrt{21}$。
答:OD的长为$\sqrt{21}$。
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