7. 如图,以点 O 为圆心的同心圆中,大圆的弦 AB 分别交小圆于 C,D 两点.
(1) 求证:$∠ AOC=∠ BOD$;
(2) 求证:$AC=BD$.

(1) 求证:$∠ AOC=∠ BOD$;
(2) 求证:$AC=BD$.
答案
7. 证明:(1) $\because OA=OB,\therefore ∠ A=∠ B. \because OC=OD,\therefore ∠ OCD=∠ ODC. \because ∠ AOC=∠ OCD-∠ A,∠ BOD=∠ ODC-∠ B,\therefore ∠ AOC=∠ BOD.$
(2) $\because OA=OB,∠ AOC=∠ BOD,OC=OD, \therefore △ AOC≌ △ BOD(\mathrm{SAS}),\therefore AC = BD.$
(2) $\because OA=OB,∠ AOC=∠ BOD,OC=OD, \therefore △ AOC≌ △ BOD(\mathrm{SAS}),\therefore AC = BD.$
解析
【分析】
(1) 要证明$∠ AOC=∠ BOD$,首先利用同圆半径相等的性质,可得$OA=OB$、$OC=OD$,根据等腰三角形两底角相等,可推出$∠ A=∠ B$,$∠ OCD=∠ ODC$;再结合三角形外角的性质,可得$∠ OCD=∠ A+∠ AOC$,$∠ ODC=∠ B+∠ BOD$,变形后通过等量代换即可证明两个角相等。
(2) 要证明$AC=BD$,可通过证明两条线段所在的$△ AOC$和$△ BOD$全等实现:已知$OA=OB$,$OC=OD$,结合第(1)问已证的$∠ AOC=∠ BOD$,满足全等三角形的SAS判定条件,证明全等后对应边相等,即可得$AC=BD$。
【解析】
(1) 证明:$\because OA=OB$,$\therefore ∠ A=∠ B$。$\because OC=OD$,$\therefore ∠ OCD=∠ ODC$。$\because ∠ AOC=∠ OCD-∠ A$,$∠ BOD=∠ ODC-∠ B$,$\therefore ∠ AOC=∠ BOD$。
(2) 证明:在$△ AOC$和$△ BOD$中,$\{\begin{array}{l}OA=OB\\ ∠ AOC=∠ BOD\\ OC=OD\end{array} $,$\therefore △ AOC≌△ BOD(\mathrm{SAS})$,$\therefore AC=BD$。
【答案】
(1) $∠ AOC=∠ BOD$,得证;
(2) $AC=BD$,得证。
【知识点】
圆的基本性质,等腰三角形的性质,全等三角形的判定与性质
【点评】
本题是圆与三角形结合的基础题型,解题核心是利用同圆半径相等得到相等的边,再结合三角形的相关性质推导角相等、证明全等,进而得到待证结论,侧重对基础知识的应用考查。
【难度系数】
0.8
(1) 要证明$∠ AOC=∠ BOD$,首先利用同圆半径相等的性质,可得$OA=OB$、$OC=OD$,根据等腰三角形两底角相等,可推出$∠ A=∠ B$,$∠ OCD=∠ ODC$;再结合三角形外角的性质,可得$∠ OCD=∠ A+∠ AOC$,$∠ ODC=∠ B+∠ BOD$,变形后通过等量代换即可证明两个角相等。
(2) 要证明$AC=BD$,可通过证明两条线段所在的$△ AOC$和$△ BOD$全等实现:已知$OA=OB$,$OC=OD$,结合第(1)问已证的$∠ AOC=∠ BOD$,满足全等三角形的SAS判定条件,证明全等后对应边相等,即可得$AC=BD$。
【解析】
(1) 证明:$\because OA=OB$,$\therefore ∠ A=∠ B$。$\because OC=OD$,$\therefore ∠ OCD=∠ ODC$。$\because ∠ AOC=∠ OCD-∠ A$,$∠ BOD=∠ ODC-∠ B$,$\therefore ∠ AOC=∠ BOD$。
(2) 证明:在$△ AOC$和$△ BOD$中,$\{\begin{array}{l}OA=OB\\ ∠ AOC=∠ BOD\\ OC=OD\end{array} $,$\therefore △ AOC≌△ BOD(\mathrm{SAS})$,$\therefore AC=BD$。
【答案】
(1) $∠ AOC=∠ BOD$,得证;
(2) $AC=BD$,得证。
【知识点】
圆的基本性质,等腰三角形的性质,全等三角形的判定与性质
【点评】
本题是圆与三角形结合的基础题型,解题核心是利用同圆半径相等得到相等的边,再结合三角形的相关性质推导角相等、证明全等,进而得到待证结论,侧重对基础知识的应用考查。
【难度系数】
0.8
8. 如图,在 $△ ABC$ 中,$∠ ACB = 90°, AC = 3, BC = 4, AB$ 的中点为点 $M$.
(1)以点 $C$ 为圆心,3 为半径作 $\odot C$,则点 $A,B,M$ 分别与 $\odot C$ 有怎样的位置关系?
(2)若以 $C$ 为圆心作 $\odot C$,使 $A,B,M$ 三点中至少有一点在 $\odot C$ 内,且至少有一点在 $\odot C$ 外,求 $\odot C$ 的半径 $r$ 的取值范围.

(1)以点 $C$ 为圆心,3 为半径作 $\odot C$,则点 $A,B,M$ 分别与 $\odot C$ 有怎样的位置关系?
(2)若以 $C$ 为圆心作 $\odot C$,使 $A,B,M$ 三点中至少有一点在 $\odot C$ 内,且至少有一点在 $\odot C$ 外,求 $\odot C$ 的半径 $r$ 的取值范围.
答案
8. (1) $\because$在$△ ABC$中,$∠ ACB=90°,AC=3,BC=4,AB$ 的中点为点 $M$,$\therefore AB=\sqrt{3^2+4^2}=5$,$CM=\frac{1}{2}AB=2.5. \because$以点 $C$ 为圆心,3 为半径作$\odot C$,$\therefore AC=3$,则点 $A$ 在圆上,$CM=2.5<3$,则点 $M$ 在圆内,$BC=4>3$,则点 $B$ 在圆外.
(2)以点 $C$ 为圆心作$\odot C$,使 $A,B,M$ 三点中至少有一点在$\odot C$内时,$r>2.5$,当至少有一点在$\odot C$外时,$r<4$,故$\odot C$的半径 $r$ 的取值范围为 $2.5<r<4.$
(2)以点 $C$ 为圆心作$\odot C$,使 $A,B,M$ 三点中至少有一点在$\odot C$内时,$r>2.5$,当至少有一点在$\odot C$外时,$r<4$,故$\odot C$的半径 $r$ 的取值范围为 $2.5<r<4.$
解析
【分析】
解本题的核心是掌握点与圆的位置关系判定规则:设圆的半径为r,点到圆心的距离为d,当d=r时点在圆上,d<r时点在圆内,d>r时点在圆外。
第(1)问:先利用勾股定理求出直角三角形斜边AB的长度,再结合“直角三角形斜边中线等于斜边一半”的性质求出点M到C的距离,最后分别将点A、B、M到C的距离和半径3对比,即可判断三点与圆的位置关系。
第(2)问:要满足“至少一点在圆内、至少一点在圆外”,只需让半径大于三个点到C距离的最小值,同时小于三个点到C距离的最大值,找到对应最值即可确定r的取值范围。
【解析】
(1)在$△ ABC$中,$∠ ACB=90°$,$AC=3$,$BC=4$,
由勾股定理得:$AB=\sqrt{AC^2+BC^2}=\sqrt{3^2+4^2}=5$,
∵M是AB的中点,
∴$CM=\frac{1}{2}AB=2.5$,
已知$\odot C$半径$r=3$:
∵$AC=3=r$,
∴点A在$\odot C$上;
∵$CM=2.5<3$,
∴点M在$\odot C$内;
∵$BC=4>3$,
∴点B在$\odot C$外。
(2)点A、B、M到圆心C的距离分别为3、4、2.5,最小距离为2.5,最大距离为4,
要使三点中至少有一点在$\odot C$内,需满足$r>2.5$,
要使三点中至少有一点在$\odot C$外,需满足$r<4$,
因此$\odot C$的半径r的取值范围为$2.5<r<4$。
【答案】
(1)点A在$\odot C$上,点M在$\odot C$内,点B在$\odot C$外;
(2)$2.5<r<4$
【知识点】
点与圆的位置关系、勾股定理、直角三角形斜边中线性质
【点评】
本题属于基础应用题,重点考查点和圆位置关系的判定方法,解题关键是准确求出各点到圆心的距离,结合距离和半径的大小关系求解,第二问注意分析“至少”对应的边界条件,避免取到不符合要求的边界值。
【难度系数】
0.8
解本题的核心是掌握点与圆的位置关系判定规则:设圆的半径为r,点到圆心的距离为d,当d=r时点在圆上,d<r时点在圆内,d>r时点在圆外。
第(1)问:先利用勾股定理求出直角三角形斜边AB的长度,再结合“直角三角形斜边中线等于斜边一半”的性质求出点M到C的距离,最后分别将点A、B、M到C的距离和半径3对比,即可判断三点与圆的位置关系。
第(2)问:要满足“至少一点在圆内、至少一点在圆外”,只需让半径大于三个点到C距离的最小值,同时小于三个点到C距离的最大值,找到对应最值即可确定r的取值范围。
【解析】
(1)在$△ ABC$中,$∠ ACB=90°$,$AC=3$,$BC=4$,
由勾股定理得:$AB=\sqrt{AC^2+BC^2}=\sqrt{3^2+4^2}=5$,
∵M是AB的中点,
∴$CM=\frac{1}{2}AB=2.5$,
已知$\odot C$半径$r=3$:
∵$AC=3=r$,
∴点A在$\odot C$上;
∵$CM=2.5<3$,
∴点M在$\odot C$内;
∵$BC=4>3$,
∴点B在$\odot C$外。
(2)点A、B、M到圆心C的距离分别为3、4、2.5,最小距离为2.5,最大距离为4,
要使三点中至少有一点在$\odot C$内,需满足$r>2.5$,
要使三点中至少有一点在$\odot C$外,需满足$r<4$,
因此$\odot C$的半径r的取值范围为$2.5<r<4$。
【答案】
(1)点A在$\odot C$上,点M在$\odot C$内,点B在$\odot C$外;
(2)$2.5<r<4$
【知识点】
点与圆的位置关系、勾股定理、直角三角形斜边中线性质
【点评】
本题属于基础应用题,重点考查点和圆位置关系的判定方法,解题关键是准确求出各点到圆心的距离,结合距离和半径的大小关系求解,第二问注意分析“至少”对应的边界条件,避免取到不符合要求的边界值。
【难度系数】
0.8
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