2. 如图3,两个同心圆圆心为O,大圆半径OC,OD分别交小圆于A,B两点.
求证:AB//CD.

求证:AB//CD.
答案
2. 提示:证明$∠ OAB=∠ OCD$.
解析
【分析】
要证明两条直线平行,可根据平行线的判定定理,通过证明同位角相等、内错角相等或同旁内角互补推导。本题中AB和CD被OC所截,可证明同位角∠OAB=∠OCD:首先结合同心圆的特征,同圆的半径相等,可得△OAB和△OCD均为等腰三角形,二者有公共顶角∠O,因此可推出底角相等,进而得到同位角相等,证明两直线平行。
【解析】
证明:
∵ OA、OB是小圆的半径,
∴ OA=OB,
∴ △OAB为等腰三角形,$∠ OAB = \frac{180° - ∠ O}{2}$。
又
∵ OC、OD是大圆的半径,
∴ OC=OD,
∴ △OCD为等腰三角形,$∠ OCD = \frac{180° - ∠ O}{2}$。
∴ $∠ OAB = ∠ OCD$,
根据“同位角相等,两直线平行”,可得$AB// CD$。
【答案】
$AB// CD$,得证。
【知识点】
圆的半径相等;等腰三角形性质;平行线判定
【点评】
本题是圆相关的基础证明题,解题核心是利用同圆半径相等得到等腰三角形,再结合等腰三角形的角的特征推导角的等量关系,进而用平行线判定定理完成证明,解题思路较为直接。
【难度系数】
0.8
要证明两条直线平行,可根据平行线的判定定理,通过证明同位角相等、内错角相等或同旁内角互补推导。本题中AB和CD被OC所截,可证明同位角∠OAB=∠OCD:首先结合同心圆的特征,同圆的半径相等,可得△OAB和△OCD均为等腰三角形,二者有公共顶角∠O,因此可推出底角相等,进而得到同位角相等,证明两直线平行。
【解析】
证明:
∵ OA、OB是小圆的半径,
∴ OA=OB,
∴ △OAB为等腰三角形,$∠ OAB = \frac{180° - ∠ O}{2}$。
又
∵ OC、OD是大圆的半径,
∴ OC=OD,
∴ △OCD为等腰三角形,$∠ OCD = \frac{180° - ∠ O}{2}$。
∴ $∠ OAB = ∠ OCD$,
根据“同位角相等,两直线平行”,可得$AB// CD$。
【答案】
$AB// CD$,得证。
【知识点】
圆的半径相等;等腰三角形性质;平行线判定
【点评】
本题是圆相关的基础证明题,解题核心是利用同圆半径相等得到等腰三角形,再结合等腰三角形的角的特征推导角的等量关系,进而用平行线判定定理完成证明,解题思路较为直接。
【难度系数】
0.8
3. 如图4,在矩形ABCD中,AB=6 cm,AD=8 cm.
(1)以点A为圆心、8cm为半径作⊙A,求点B,C,D与⊙A的位置关系;
(2)若以点A为圆心作⊙A,使B,C,D三点中至少有一个点在圆内,且至少有一点在圆外,求⊙A的半径r的取值范围.

(1)以点A为圆心、8cm为半径作⊙A,求点B,C,D与⊙A的位置关系;
(2)若以点A为圆心作⊙A,使B,C,D三点中至少有一个点在圆内,且至少有一点在圆外,求⊙A的半径r的取值范围.
答案
3. (1)点B在$\odot A$内,点D在$\odot A$上,点C在$\odot A$外.
(2)由题意,以点A为圆心作$\odot A$,使B,C,D三点中至少有一个点在圆内,且至少有一点在圆外,又$\because AB=6\ \mathrm{cm},AD=8\ \mathrm{cm},AC=10\ \mathrm{cm},\therefore \odot A$的半径r的取值范围是$6\ \mathrm{cm}<r<10\ \mathrm{cm}$.
(2)由题意,以点A为圆心作$\odot A$,使B,C,D三点中至少有一个点在圆内,且至少有一点在圆外,又$\because AB=6\ \mathrm{cm},AD=8\ \mathrm{cm},AC=10\ \mathrm{cm},\therefore \odot A$的半径r的取值范围是$6\ \mathrm{cm}<r<10\ \mathrm{cm}$.
解析
【分析】
要判断点与圆的位置关系,需依据点到圆心的距离$d$与圆半径$r$的大小关系判定:若$d<r$,点在圆内;$d=r$,点在圆上;$d>r$,点在圆外。
(1) 先计算点$B$、$C$、$D$到圆心$A$的距离,再与半径$8\mathrm{cm}$比较,即可确定三点与$\odot A$的位置关系;
(2) 先求出$B$、$C$、$D$三点到$A$点的距离的最小值和最大值,要满足“至少一个点在圆内,至少一个点在圆外”,则半径$r$需大于最小距离、小于最大距离,即可得到$r$的取值范围。
【解析】
(1) 连接$AC$,
∵ 四边形$ABCD$是矩形,
∴ $∠ ABC=90°$,$BC=AD=8\ \mathrm{cm}$,
在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,由勾股定理得:
$AC=\sqrt{AB^2+BC^2}=\sqrt{6^2+8^2}=10\ \mathrm{cm}$,
已知$\odot A$的半径$r=8\ \mathrm{cm}$,
∵ $AB=6\ \mathrm{cm}<8\ \mathrm{cm}$,
∴ 点$B$在$\odot A$内;
∵ $AD=8\ \mathrm{cm}=r$,
∴ 点$D$在$\odot A$上;
∵ $AC=10\ \mathrm{cm}>8\ \mathrm{cm}$,
∴ 点$C$在$\odot A$外。
(2) $B$、$C$、$D$三点到点$A$的距离分别为$AB=6\ \mathrm{cm}$,$AD=8\ \mathrm{cm}$,$AC=10\ \mathrm{cm}$,其中最小距离为$6\ \mathrm{cm}$,最大距离为$10\ \mathrm{cm}$。
要使三点中至少有一个点在圆内,需半径$r>6\ \mathrm{cm}$;要使至少有一个点在圆外,需半径$r<10\ \mathrm{cm}$,
因此$\odot A$的半径$r$的取值范围是$6\ \mathrm{cm}<r<10\ \mathrm{cm}$。
【答案】
(1) 点$B$在$\odot A$内,点$D$在$\odot A$上,点$C$在$\odot A$外;
(2) $\odot A$的半径$r$的取值范围是$6\ \mathrm{cm}<r<10\ \mathrm{cm}$。
【知识点】
点与圆的位置关系;矩形的性质;勾股定理
【点评】
本题重点考查点与圆位置关系的判定方法,解题的核心是准确计算各点到圆心的距离,再结合题意分析半径的取值边界,整体难度较低,掌握基础判定规则即可顺利解答。
【难度系数】
0.8
要判断点与圆的位置关系,需依据点到圆心的距离$d$与圆半径$r$的大小关系判定:若$d<r$,点在圆内;$d=r$,点在圆上;$d>r$,点在圆外。
(1) 先计算点$B$、$C$、$D$到圆心$A$的距离,再与半径$8\mathrm{cm}$比较,即可确定三点与$\odot A$的位置关系;
(2) 先求出$B$、$C$、$D$三点到$A$点的距离的最小值和最大值,要满足“至少一个点在圆内,至少一个点在圆外”,则半径$r$需大于最小距离、小于最大距离,即可得到$r$的取值范围。
【解析】
(1) 连接$AC$,
∵ 四边形$ABCD$是矩形,
∴ $∠ ABC=90°$,$BC=AD=8\ \mathrm{cm}$,
在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,由勾股定理得:
$AC=\sqrt{AB^2+BC^2}=\sqrt{6^2+8^2}=10\ \mathrm{cm}$,
已知$\odot A$的半径$r=8\ \mathrm{cm}$,
∵ $AB=6\ \mathrm{cm}<8\ \mathrm{cm}$,
∴ 点$B$在$\odot A$内;
∵ $AD=8\ \mathrm{cm}=r$,
∴ 点$D$在$\odot A$上;
∵ $AC=10\ \mathrm{cm}>8\ \mathrm{cm}$,
∴ 点$C$在$\odot A$外。
(2) $B$、$C$、$D$三点到点$A$的距离分别为$AB=6\ \mathrm{cm}$,$AD=8\ \mathrm{cm}$,$AC=10\ \mathrm{cm}$,其中最小距离为$6\ \mathrm{cm}$,最大距离为$10\ \mathrm{cm}$。
要使三点中至少有一个点在圆内,需半径$r>6\ \mathrm{cm}$;要使至少有一个点在圆外,需半径$r<10\ \mathrm{cm}$,
因此$\odot A$的半径$r$的取值范围是$6\ \mathrm{cm}<r<10\ \mathrm{cm}$。
【答案】
(1) 点$B$在$\odot A$内,点$D$在$\odot A$上,点$C$在$\odot A$外;
(2) $\odot A$的半径$r$的取值范围是$6\ \mathrm{cm}<r<10\ \mathrm{cm}$。
【知识点】
点与圆的位置关系;矩形的性质;勾股定理
【点评】
本题重点考查点与圆位置关系的判定方法,解题的核心是准确计算各点到圆心的距离,再结合题意分析半径的取值边界,整体难度较低,掌握基础判定规则即可顺利解答。
【难度系数】
0.8
一、选择题
1. 下列条件中不能确定一个圆的是(
A.圆心与半径
B.直径
C.三角形的三个顶点
D.平面上任意的三个已知点
1. 下列条件中不能确定一个圆的是(
D
)A.圆心与半径
B.直径
C.三角形的三个顶点
D.平面上任意的三个已知点
答案
1. D
解析
【分析】
要判断哪个条件不能确定一个圆,首先明确确定圆的核心要素是圆心(确定位置)和半径(确定大小),再结合各选项的条件逐一验证:首先,若已知条件能唯一确定圆心和半径,就能确定一个圆;其次,过三点作圆的前提是三点不共线,共线的三点无法确定圆,据此分析各选项即可。
【解析】
我们逐个分析选项:
A选项:已知圆心和半径,圆心确定圆的位置,半径确定圆的大小,可唯一确定一个圆,不符合题意;
B选项:已知直径,直径的中点就是圆心,直径长度的一半是半径,可唯一确定一个圆,不符合题意;
C选项:三角形的三个顶点一定不共线,根据过不共线三点有且只有一个圆的定理,可唯一确定三角形的外接圆,不符合题意;
D选项:平面上任意三个已知点,如果三个点在同一条直线上,就不存在同时经过这三个点的圆,因此无法确定一个圆,符合题意。
【答案】
D
【知识点】
确定圆的条件;过三点的圆
【点评】
本题是基础概念题,解题的关键是牢记确定圆的条件,尤其注意只有过不共线的三个点才能唯一确定一个圆,不要遗漏三点共线的特殊情况。
【难度系数】
0.8
要判断哪个条件不能确定一个圆,首先明确确定圆的核心要素是圆心(确定位置)和半径(确定大小),再结合各选项的条件逐一验证:首先,若已知条件能唯一确定圆心和半径,就能确定一个圆;其次,过三点作圆的前提是三点不共线,共线的三点无法确定圆,据此分析各选项即可。
【解析】
我们逐个分析选项:
A选项:已知圆心和半径,圆心确定圆的位置,半径确定圆的大小,可唯一确定一个圆,不符合题意;
B选项:已知直径,直径的中点就是圆心,直径长度的一半是半径,可唯一确定一个圆,不符合题意;
C选项:三角形的三个顶点一定不共线,根据过不共线三点有且只有一个圆的定理,可唯一确定三角形的外接圆,不符合题意;
D选项:平面上任意三个已知点,如果三个点在同一条直线上,就不存在同时经过这三个点的圆,因此无法确定一个圆,符合题意。
【答案】
D
【知识点】
确定圆的条件;过三点的圆
【点评】
本题是基础概念题,解题的关键是牢记确定圆的条件,尤其注意只有过不共线的三个点才能唯一确定一个圆,不要遗漏三点共线的特殊情况。
【难度系数】
0.8
2. 下面四个命题中真命题的个数有(
①经过三点一定可以作圆;
②任意一个三角形一定有一个外接圆,而且只有一个外接圆;
③任意一个圆一定有一个内接三角形,而且只有一个内接三角形;
④三角形的外心到三角形三个顶点的距离相等.
A.4
B.3
C.2
D.1
C
)①经过三点一定可以作圆;
②任意一个三角形一定有一个外接圆,而且只有一个外接圆;
③任意一个圆一定有一个内接三角形,而且只有一个内接三角形;
④三角形的外心到三角形三个顶点的距离相等.
A.4
B.3
C.2
D.1
答案
2. C
解析
【分析】
要解决这道题,我们需要逐一判断4个命题的真假,结合过三点作圆的条件、三角形外接圆、圆的内接三角形、三角形外心的相关概念进行分析即可。判断时要格外注意概念中的限定条件,比如“过三点作圆”要求三点不共线,涉及“唯一”的表述要仔细验证是否成立。
【解析】
我们逐个分析每个命题:
① 经过不在同一直线上的三点才能确定一个圆,若三点共线则无法作圆,因此该命题是假命题;
② 任意三角形的三个顶点都不在同一直线上,因此可以确定唯一的一个外接圆,该命题是真命题;
③ 任意一个圆上可以选取无数组不共线的三个点,每组点都可以构成一个圆的内接三角形,因此圆有无数个内接三角形,该命题是假命题;
④ 三角形的外心是三角形外接圆的圆心,是三角形三边垂直平分线的交点,它到三个顶点的距离都等于外接圆的半径,因此距离相等,该命题是真命题。
综上,真命题为②④,共2个。
【答案】
C
【知识点】
过三点作圆的条件;三角形外接圆与外心;圆的内接三角形
【点评】
本题考查圆的相关基础概念,属于易错题,解题的关键是准确把握相关概念的细节,尤其是容易忽略的限定条件,避免因概念记混导致判断错误。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,我们需要逐一判断4个命题的真假,结合过三点作圆的条件、三角形外接圆、圆的内接三角形、三角形外心的相关概念进行分析即可。判断时要格外注意概念中的限定条件,比如“过三点作圆”要求三点不共线,涉及“唯一”的表述要仔细验证是否成立。
【解析】
我们逐个分析每个命题:
① 经过不在同一直线上的三点才能确定一个圆,若三点共线则无法作圆,因此该命题是假命题;
② 任意三角形的三个顶点都不在同一直线上,因此可以确定唯一的一个外接圆,该命题是真命题;
③ 任意一个圆上可以选取无数组不共线的三个点,每组点都可以构成一个圆的内接三角形,因此圆有无数个内接三角形,该命题是假命题;
④ 三角形的外心是三角形外接圆的圆心,是三角形三边垂直平分线的交点,它到三个顶点的距离都等于外接圆的半径,因此距离相等,该命题是真命题。
综上,真命题为②④,共2个。
【答案】
C
【知识点】
过三点作圆的条件;三角形外接圆与外心;圆的内接三角形
【点评】
本题考查圆的相关基础概念,属于易错题,解题的关键是准确把握相关概念的细节,尤其是容易忽略的限定条件,避免因概念记混导致判断错误。
【难度系数】
0.7
3. 在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$∠ C=90°$,$AC=9$,$BC=12$,则其外接圆的直径为(
A.15
B.7.5
C.6
D.3
A
)A.15
B.7.5
C.6
D.3
答案
3. A
解析
【分析】
解题时首先回忆直角三角形外接圆的相关性质:90°的圆周角所对的弦是直径,因此直角三角形的外接圆直径等于其斜边的长度。所以解题步骤分为两步:第一步用勾股定理计算Rt△ABC的斜边长度,第二步将斜边长度对应为外接圆直径即可得到结果。
【解析】
在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$∠ C=90°$,根据勾股定理可得斜边$AB$的长度为:
$AB=\sqrt{AC^2+BC^2}=\sqrt{9^2+12^2}=\sqrt{81+144}=\sqrt{225}=15$
根据圆周角定理的推论:90°的圆周角所对的弦是直径,可知直角三角形的外接圆直径等于斜边的长度,因此该三角形外接圆的直径为15。
故选:A
【答案】
A
【知识点】
勾股定理;直角三角形外接圆性质;圆周角定理推论
【点评】
本题属于基础题型,将勾股定理与圆的基本性质结合考查,只要熟记相关性质和定理,就能快速计算得出答案。
【难度系数】
0.8
解题时首先回忆直角三角形外接圆的相关性质:90°的圆周角所对的弦是直径,因此直角三角形的外接圆直径等于其斜边的长度。所以解题步骤分为两步:第一步用勾股定理计算Rt△ABC的斜边长度,第二步将斜边长度对应为外接圆直径即可得到结果。
【解析】
在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$∠ C=90°$,根据勾股定理可得斜边$AB$的长度为:
$AB=\sqrt{AC^2+BC^2}=\sqrt{9^2+12^2}=\sqrt{81+144}=\sqrt{225}=15$
根据圆周角定理的推论:90°的圆周角所对的弦是直径,可知直角三角形的外接圆直径等于斜边的长度,因此该三角形外接圆的直径为15。
故选:A
【答案】
A
【知识点】
勾股定理;直角三角形外接圆性质;圆周角定理推论
【点评】
本题属于基础题型,将勾股定理与圆的基本性质结合考查,只要熟记相关性质和定理,就能快速计算得出答案。
【难度系数】
0.8
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