2026年高效精练九年级数学上册苏科版第92页答案
三、解答题
19. 如图,PA,PB是$\odot O$的切线,A,B为切点,AC是直径.
(1)求证:$∠ P=2∠ CAB$;
(2)当点D在劣弧AB上时,连接AD,BD,直接写出$∠ D$和$∠ CAB$之间的关系.

答案


19. (1)如图,连接OP,
∵ PA,PB是$\odot O$的切线,$\therefore ∠APB=2∠APO,∠OAP=90°,$
∴ ∠CAB+∠BAP=90°.
∵ PA=PB,∠APO=∠BPO,
∴$ OP⊥AB,\therefore ∠APO+∠BAP=90°,$
∴ ∠APO=∠CAB,
∴ ∠P=2∠CAB;(2)连接BC,
∵ 四边形ACBD内接于$\odot O$,$\therefore ∠ACB+∠D=180°.$
∵ AC是直径,$\therefore ∠ABC=90°,$
∴ ∠CAB+∠ACB=90°,
∴ ∠D=180°-∠ACB=90°+∠CAB。

解析

【分析】
(1)要证明$∠ P=2∠ CAB$,首先利用切线长定理可得$PA=PB$,$OP$平分$∠ APB$,即$∠ P=2∠ APO$;再结合切线的性质得$∠ OAP=90°$,且等腰$△ APB$中$OP⊥ AB$,利用同角的余角相等可证$∠ APO=∠ CAB$,即可推导出结论。(2)要找$∠ D$和$∠ CAB$的关系,连接$BC$后,先根据圆内接四边形对角互补得$∠ ACB+∠ D=180°$,再结合直径所对圆周角是直角,得到$∠ CAB$和$∠ ACB$互余,替换$∠ ACB$即可得到两角的数量关系。
【解析】
(1)证明:连接$OP$,
$\because PA$,$PB$是$\odot O$的切线,$A$、$B$为切点,
$\therefore PA=PB$,$OP$平分$∠ APB$,$∠ OAP=90°$,
$\therefore ∠ APB=2∠ APO$,$∠ CAB+∠ BAP=90°$,
$\because PA=PB$,$OP$平分$∠ APB$,
$\therefore OP⊥ AB$,
$\therefore ∠ APO+∠ BAP=90°$,
$\therefore ∠ APO=∠ CAB$,
$\therefore ∠ APB=2∠ CAB$,即$∠ P=2∠ CAB$。
(2)解:连接$BC$,
$\because$四边形$ACBD$内接于$\odot O$,
$\therefore ∠ ACB+∠ D=180°$,
$\because AC$是$\odot O$的直径,
$\therefore ∠ ABC=90°$,
$\therefore ∠ CAB+∠ ACB=90°$,即$∠ ACB=90°-∠ CAB$,
$\therefore ∠ D=180°-∠ ACB=180°-(90°-∠ CAB)=90°+∠ CAB$。
【答案】
19. (1)如图,连接OP,
∵ PA,PB是$\odot O$的切线,$\therefore ∠APB=2∠APO,∠OAP=90°,$
∴ ∠CAB+∠BAP=90°.
∵ PA=PB,∠APO=∠BPO,
∴$ OP⊥AB,\therefore ∠APO+∠BAP=90°,$
∴ ∠APO=∠CAB,
∴ ∠P=2∠CAB;(2)连接BC,
∵ 四边形ACBD内接于$\odot O$,$\therefore ∠ACB+∠D=180°.$
∵ AC是直径,$\therefore ∠ABC=90°,$
∴ ∠CAB+∠ACB=90°,
∴ ∠D=180°-∠ACB=90°+∠CAB。
【知识点】
切线的性质;圆内接四边形的性质;圆周角定理
【点评】
本题围绕圆的相关性质考察角的等量关系推导,解题核心是熟练掌握切线长定理、圆周角定理、圆内接四边形的性质,需要学生具备基础的辅助线构造能力,通过角的互余、互补关系完成推导。
【难度系数】
0.7
20. (2025·湖北)如图,$\odot O$是$△ ABC$的外接圆,$∠ BAC=45°$.过点$O$作$DF⊥ AB$,垂足为$E$,交$AC$于点$D$,交$\odot O$于点$F$.过点$F$作$\odot O$的切线,交$CA$的延长线于点$G$.
(1) 求证:$FD=FG$;
(2) 若$AB=12$,$FG=10$,求$\odot O$的半径.

答案


20. (1)$\because DF⊥AB$,GF是$\odot O$的切线,即$DF⊥GF,∴ AB// GF,∴ ∠BAC=∠G=45°,∴ ∠FDG=90°-45°=45°$,即$△DFG$是等腰直角三角形,$\therefore FD=FG$;(2)$\because DF⊥AB,∴ AE=BE=\frac{1}{2}AB=6.∵ ∠BAC=45°$,$\therefore ∠ADE=90°-45°$,即$△ADE$是等腰直角三角形,$\therefore EA=ED=6$.由(1)得$FD=FG=10,∴ EF=DF-DE=10-6=4$,如图所示,连接OA,设$OE=x$,则$OF=OE+EF=x+4=OA,∴$ 在$Rt△AOE$中,$OA^2=AE^2+OE^2,∴ (x+4)^2=6^2+x^2$,解得,$x=\frac{5}{2},∴ OA=x+4=\frac{5}{2}+4=\frac{13}{2},∴ \odot O$的半径为$\frac{13}{2}$。

解析

【分析】
(1)要证$FD=FG$,可证$△ DFG$为等腰直角三角形。首先利用切线的性质得$GF⊥ DF$,结合$DF⊥ AB$可推出$AB// GF$,进而得到$∠ G=∠ BAC=45°$,结合$∠ GFD=90°$即可推出$∠ FDG=∠ G$,得证结论。
(2)求$\odot O$的半径,先由垂径定理求出$AE$的长度,再根据$∠ BAC=45°$得到等腰直角$△ ADE$,求出$DE$的长,结合$FD=FG$得到$EF$的长度,连接$OA$,设$OE$为未知数,用含未知数的式子表示半径,在$Rt△ AOE$中利用勾股定理列方程求解即可。
【解析】
(1) 证明:
$\because DF⊥ AB$,$GF$是$\odot O$的切线,
$\therefore DF⊥ GF$,
$\therefore AB// GF$,
$\therefore ∠ G=∠ BAC=45°$,
在$Rt△ GFD$中,$∠ FDG=90°-∠ G=90°-45°=45°$,
$\therefore ∠ G=∠ FDG$,
$\therefore FD=FG$。
(2) 解:
$\because DF⊥ AB$,且$DF$过圆心$O$,由垂径定理得:
$AE=BE=\frac{1}{2}AB=\frac{1}{2}×12=6$,
$\because ∠ BAC=45°$,$∠ AED=90°$,
$\therefore △ ADE$是等腰直角三角形,
$\therefore ED=AE=6$,
由(1)得$FD=FG=10$,
$\therefore EF=FD-DE=10-6=4$,
连接$OA$,设$OE=x$,则$\odot O$的半径$OA=OF=OE+EF=x+4$,
在$Rt△ AOE$中,由勾股定理得$OA^2=AE^2+OE^2$,
代入得:$(x+4)^2=6^2+x^2$,
展开化简得$8x=20$,解得$x=\frac{5}{2}$,
$\therefore OA=x+4=\frac{5}{2}+4=\frac{13}{2}$。
【答案】
(1) 证明见上述过程;(2) $\odot O$的半径为$\frac{13}{2}$。

【知识点】
切线的性质、垂径定理、勾股定理
【点评】
本题属于圆的综合中档题,结合了特殊直角三角形的性质考查圆的相关定理,解题时需熟练掌握切线、垂径定理的应用,学会构造直角三角形,借助方程思想求解半径是这类题型的常用思路。
【难度系数】
0.6
21. 如图,在$△ ABC$中,$AB=AC$,$O$是$BC$的中点,$\odot O$与$AB$相切于点$D$,与$BC$交于点$E$,$F$,$DG$是$\odot O$的直径,弦$GF$的延长线交$AC$于点$H$,且$GH ⊥ AC$。
(1)求证:$AC$是$\odot O$的切线;
(2)若$DE=2$,$GH=3$,求$\overset{\frown}{DE}$的长$l$。

答案


21. (1)连接OA,过点O作$OM⊥AC$于点M,如图,$\because AB=AC$,点O是BC的中点,$\therefore AO$为$∠BAC$的平分线.$\because \odot O$与AB相切于点D,DG是$\odot O$的直径,$\therefore OD$为$\odot O$的半径,$\therefore OD⊥AB$,又$OM⊥AC,∴ OM=OD$,即OM为$\odot O$的半径,$\therefore AC$是$\odot O$的切线;(2)过点E作$EN⊥AB$于点N,如图,$\because$ 点O为$\odot O$的圆心,$\therefore OD=OG,OE=OF$,在$△ODE$和$△OGF$中,$\begin{cases}OD=OG,\\∠DOE=∠GOF,\\OE=OF,\end{cases}∴ △ODE≌ △OGF(SAS),∴ DE=GF.∵ DE=2,GH=3,∴ GF=2$,$\therefore FH=GH-GF=3-2=1.∵ AB=AC$,点O是BC的中点,$\therefore OB=OC.∴ ∠B=∠C$,又$OE=OF,∴ BE=CF.∵ GH⊥AC,EN⊥AB,∴ ∠BNE=∠CHF=90°$,在$△BNE$和$△CHF$中,$\begin{cases}∠BNE=∠CHF=90°,\\∠B=∠C,\\BE=CF,\end{cases}$$\therefore △BNE≌ △CHF(AAS),∴ EN=FH=1$,在$Rt△DEN$中,$DE=2,EN=1,∴ ∠EDN=30°$,由(1)可知:$OD⊥AB,∴ ∠ODE=90°-∠EDN=90°-30°=60°$,又$OD=OE,∴ △ODE$为等边三角形,$\therefore ∠DOE=60°$,$OD=OE=DE=2,∴ \overset{\frown}{DE}$的长$l=\frac{60π×2}{180}=\frac{2π}{3}$。

解析

【分析】
(1)要证明AC是$\odot O$的切线,根据切线判定定理,需证圆心O到AC的距离等于圆的半径。已知$\odot O$与AB相切于D,可得$OD⊥AB$且OD是半径;结合$AB=AC$、O是BC中点,由等腰三角形三线合一可知AO平分$∠ BAC$,过O作$OM⊥AC$,根据角平分线的性质可得$OM=OD$,即OM为$\odot O$的半径,即可完成证明。
(2)求$\overset{\frown}{DE}$的长,需要先确定弧对应的圆心角度数和圆的半径:首先利用SAS证明$△ ODE≌△ OGF$,可得$DE=GF$,结合已知线段长度求出FH的长;再通过AAS证明$△ BNE≌△ CHF$,得到$EN=FH$,在$Rt△ DEN$中由边的关系推出$∠ EDN=30°$,结合$OD⊥AB$可得$∠ ODE=60°$,进而判断$△ ODE$为等边三角形,得到圆心角$∠ DOE=60°$、半径$OD=2$,最后代入弧长公式计算即可。
【解析】
(1)连接OA,过点O作$OM⊥AC$于点M,
$\because AB=AC$,点O是BC的中点,$\therefore AO$为$∠BAC$的平分线。
$\because \odot O$与AB相切于点D,DG是$\odot O$的直径,$\therefore OD$为$\odot O$的半径,$\therefore OD⊥AB$。
又$OM⊥AC$,$\therefore OM=OD$,即OM为$\odot O$的半径,$\therefore AC$是$\odot O$的切线。
(2)过点E作$EN⊥AB$于点N,
$\because$ 点O为$\odot O$的圆心,$\therefore OD=OG,OE=OF$。
在$△ODE$和$△OGF$中,
$\begin{cases}OD=OG,\\∠DOE=∠GOF,\\OE=OF,\end{cases}$
$\therefore △ODE≌ △OGF(SAS)$,$\therefore DE=GF$。
$\because DE=2,GH=3$,$\therefore GF=2$,$\therefore FH=GH-GF=3-2=1$。
$\because AB=AC$,点O是BC的中点,$\therefore OB=OC$,$\therefore ∠B=∠C$。
又$OE=OF$,$\therefore BE=CF$。
$\because GH⊥AC,EN⊥AB$,$\therefore ∠BNE=∠CHF=90°$。
在$△BNE$和$△CHF$中,
$\begin{cases}∠BNE=∠CHF=90°,\\∠B=∠C,\\BE=CF,\end{cases}$
$\therefore △BNE≌ △CHF(AAS)$,$\therefore EN=FH=1$。
在$Rt△DEN$中,$DE=2,EN=1$,$\therefore ∠EDN=30°$。
由(1)可知$OD⊥AB$,$\therefore ∠ODE=90°-∠EDN=90°-30°=60°$。
又$OD=OE$,$\therefore △ODE$为等边三角形,$\therefore ∠DOE=60°$,$OD=OE=DE=2$。
$\therefore \overset{\frown}{DE}$的长$l=\frac{60π×2}{180}=\frac{2π}{3}$。
【答案】
(1)证明见解析;(2)$\overset{\frown}{DE}$的长为$\frac{2π}{3}$。

【知识点】
切线的判定;全等三角形的判定与性质;弧长计算
【点评】
本题属于圆与三角形的综合题,融合了等腰三角形性质、角平分线性质、全等变换、切线判定、弧长计算等多个考点,解题的核心是通过添加合适的辅助线构造全等三角形,实现线段和角度的转化,对几何逻辑推理能力有一定的考查作用。
【难度系数】
0.6
22. 图1是我们常见的地砖上的图案,其中包含了一种特殊的平面图形——正八边形.

(1)如图2,$AE$是$\odot O$的直径,用直尺和圆规作$\odot O$的内接正八边形$ABCDEFGH$(不写作法,保留作图痕迹);
(2)在(1)的前提下,连接$OD$,已知$OA=5$,若扇形$OAD$($∠ AOD<180°$)是一个圆锥的侧面,则这个圆锥底面圆的半径等于
$\frac{15}{8}$
.

答案


22. (1)如图 (2)$\frac{15}{8}$

解析

【分析】
(1)作圆内接正八边形的核心是构造45°的中心角:首先作直径AE的垂直平分线,得到两条互相垂直的直径,将圆分为4个90°的圆心角,再分别平分这四个直角,得到8个相等的45°圆心角,所有角的边与圆的交点顺次连接即为所求正八边形。
(2)求圆锥底面半径需利用“圆锥侧面展开图的弧长=底面圆周长”的等量关系:先根据正八边形中心角的度数求出∠AOD的大小,代入弧长公式计算扇形OAD的弧长,再结合圆周长公式列方程求解底面半径即可。
【解析】
(1)先作AE的垂直平分线得到直径CG,再分别作四个直角的角平分线,得到与圆相交的另外四条直径,顺次连接各交点,即得到内接正八边形ABCDEFGH,作图痕迹符合要求即可。
(2)解:
∵正八边形的中心角为$\frac{360°}{8}=45°$,
∴$∠ AOD=3×45°=135°$,
根据弧长公式,弧AD的长为:
$l=\frac{nπ R}{180}=\frac{135π×5}{180}=\frac{15π}{4}$,
设圆锥底面圆半径为$r$,
∵圆锥侧面弧长等于底面圆周长,
∴$2π r=\frac{15π}{4}$,
两边同时约去$π$,解得$r=\frac{15}{8}$。
【答案】
(1)如图
(2)$\frac{15}{8}$
【知识点】
正多边形与圆,弧长计算,圆锥的相关计算
【点评】
本题是基础几何综合题,既考察了尺规作图的基本技能,也考察了正多边形性质、弧长公式和圆锥展开对应关系的应用,需要学生掌握几何公式的同时理解图形间的等量关系。
【难度系数】
0.7