7. 如图,⊙O的半径为2√2,AB,AC是⊙O的两条弦,AB= 2√3,AC= 4.如果以点O为圆心,作一个与AC相切的圆,那么这个圆的半径是多少? 它与AB有怎样的位置关系?

答案
半径为2,与AB相离。
解析
过点$O$作$OD\perp AC$于点$D$,$OE\perp AB$于点$E$。
因为$AC$是$\odot O$的弦,$OD\perp AC$,所以$AD=\frac{1}{2}AC=\frac{1}{2}×4 = 2$。
在$Rt\triangle AOD$中,$OA = 2\sqrt{2}$,$AD = 2$,由勾股定理得$OD=\sqrt{OA^{2}-AD^{2}}=\sqrt{(2\sqrt{2})^{2}-2^{2}}=\sqrt{8 - 4}=\sqrt{4}=2$。
因为以点$O$为圆心的圆与$AC$相切,所以该圆的半径$r = OD=2$。
因为$AB$是$\odot O$的弦,$OE\perp AB$,所以$AE=\frac{1}{2}AB=\frac{1}{2}×2\sqrt{3}=\sqrt{3}$。
在$Rt\triangle AOE$中,$OA = 2\sqrt{2}$,$AE=\sqrt{3}$,由勾股定理得$OE=\sqrt{OA^{2}-AE^{2}}=\sqrt{(2\sqrt{2})^{2}-(\sqrt{3})^{2}}=\sqrt{8 - 3}=\sqrt{5}$。
因为$OE=\sqrt{5}\approx2.236$,$r = 2$,且$OE>r$,所以该圆与$AB$相离。
这个圆的半径是$2$,它与$AB$相离。
因为$AC$是$\odot O$的弦,$OD\perp AC$,所以$AD=\frac{1}{2}AC=\frac{1}{2}×4 = 2$。
在$Rt\triangle AOD$中,$OA = 2\sqrt{2}$,$AD = 2$,由勾股定理得$OD=\sqrt{OA^{2}-AD^{2}}=\sqrt{(2\sqrt{2})^{2}-2^{2}}=\sqrt{8 - 4}=\sqrt{4}=2$。
因为以点$O$为圆心的圆与$AC$相切,所以该圆的半径$r = OD=2$。
因为$AB$是$\odot O$的弦,$OE\perp AB$,所以$AE=\frac{1}{2}AB=\frac{1}{2}×2\sqrt{3}=\sqrt{3}$。
在$Rt\triangle AOE$中,$OA = 2\sqrt{2}$,$AE=\sqrt{3}$,由勾股定理得$OE=\sqrt{OA^{2}-AE^{2}}=\sqrt{(2\sqrt{2})^{2}-(\sqrt{3})^{2}}=\sqrt{8 - 3}=\sqrt{5}$。
因为$OE=\sqrt{5}\approx2.236$,$r = 2$,且$OE>r$,所以该圆与$AB$相离。
这个圆的半径是$2$,它与$AB$相离。
8. 如图,已知∠APB= 30°,OP= 3 cm,⊙O的半径为1 cm,若圆心O沿着B→P的方向在直线BP上移动.
(1)当圆心O移动的距离为1 cm时,则⊙O与直线PA的位置关系是什么?
(2)若圆心O的移动距离是d,当⊙O与直线PA相交时,求d的取值范围.

(1)当圆心O移动的距离为1 cm时,则⊙O与直线PA的位置关系是什么?
(2)若圆心O的移动距离是d,当⊙O与直线PA相交时,求d的取值范围.
答案
(1) 过点O作OC⊥PA于点C,在Rt△POC中,∠OPC=30°,则OC=OP·sin30°。初始时OP=3cm,圆心O沿B→P移动1cm后,新OP'=3-1=2cm。此时OC=2×sin30°=1cm,圆半径r=1cm,∵OC=r,∴⊙O与直线PA相切。
(2) 设移动距离为d,圆心到P的距离为|3-d|。圆心到PA的距离h=|3-d|·sin30°=|3-d|/2。⊙O与PA相交时,h<1,即|3-d|/2<1,解得1<d<5。故d的取值范围是1cm<d<5cm。
(1) 相切;(2) 1<d<5。
(2) 设移动距离为d,圆心到P的距离为|3-d|。圆心到PA的距离h=|3-d|·sin30°=|3-d|/2。⊙O与PA相交时,h<1,即|3-d|/2<1,解得1<d<5。故d的取值范围是1cm<d<5cm。
(1) 相切;(2) 1<d<5。
9. 在△ABC中,∠A= 45°,AC= 4,BC= 5,以点C为圆心,r为何值时,⊙C与线段AB:
(1)只有一个公共点?
(2)有两个公共点?
(3)没有公共点?
(4)有公共点?
(1)只有一个公共点?
(2)有两个公共点?
(3)没有公共点?
(4)有公共点?
答案
(1) 过点$ C $作$ CD \perp AB $于点$ D $,在$ Rt\triangle ACD $中,$ \angle A=45^\circ $,$ AC=4 $,则$ CD=AC \cdot \sin45^\circ=4×\frac{\sqrt{2}}{2}=2\sqrt{2} $(即圆心$ C $到$ AB $的距离$ d=2\sqrt{2} $)。
当$ \odot C $与线段$ AB $只有一个公共点时,分两种情况:
① 相切:$ r=d=2\sqrt{2} $;
② 半径$ r $介于$ CA $与$ CB $之间($ CA=4 $,$ CB=5 $),且端点$ A $在圆内、$ B $在圆外或圆上:$ 4 < r \leq5 $。
综上,$ r=2\sqrt{2} $或$ 4 < r \leq5 $。
(2) 有两个公共点时,$ r > d $且圆与线段$ AB $相交于两点,此时$ 2\sqrt{2} < r \leq4 $($ r=4 $时,点$ A $在圆上,另一个交点在线段$ AB $上)。
(3) 没有公共点时,$ r < d $,即$ r < 2\sqrt{2} $。
(4) 有公共点包括有一个、两个或无数个公共点,此时$ r \geq2\sqrt{2} $。
(1) $ r=2\sqrt{2} $或$ 4 < r \leq5 $
(2) $ 2\sqrt{2} < r \leq4 $
(3) $ r < 2\sqrt{2} $
(4) $ r \geq2\sqrt{2} $
当$ \odot C $与线段$ AB $只有一个公共点时,分两种情况:
① 相切:$ r=d=2\sqrt{2} $;
② 半径$ r $介于$ CA $与$ CB $之间($ CA=4 $,$ CB=5 $),且端点$ A $在圆内、$ B $在圆外或圆上:$ 4 < r \leq5 $。
综上,$ r=2\sqrt{2} $或$ 4 < r \leq5 $。
(2) 有两个公共点时,$ r > d $且圆与线段$ AB $相交于两点,此时$ 2\sqrt{2} < r \leq4 $($ r=4 $时,点$ A $在圆上,另一个交点在线段$ AB $上)。
(3) 没有公共点时,$ r < d $,即$ r < 2\sqrt{2} $。
(4) 有公共点包括有一个、两个或无数个公共点,此时$ r \geq2\sqrt{2} $。
(1) $ r=2\sqrt{2} $或$ 4 < r \leq5 $
(2) $ 2\sqrt{2} < r \leq4 $
(3) $ r < 2\sqrt{2} $
(4) $ r \geq2\sqrt{2} $
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