1. 如图,在Rt△ABC中,若∠C=90°,AC=3,BC=4,则△ABC的内切圆半径r=。

(第1题)(第2题)(第3题)
(第1题)(第2题)(第3题)
答案
$\boldsymbol{1}$
解析
解:
在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,
由勾股定理得:
$AB=\sqrt{AC^2+BC^2}=\sqrt{3^2+4^2}=5$
设△ABC的内切圆与AB、BC、AC分别相切于点F、E、D,连接OD、OE,
则$OD⊥ AC$,$OE⊥ BC$,$OD=OE=r$。
∵∠C=90°,
∴四边形ODCE是矩形,
又∵$OD=OE$,
∴矩形ODCE是正方形,
∴$CE=CD=r$。
由切线长定理可知:$AD=AF$,$BE=BF$,
∴$AD=AC-CD=3-r$,$BE=BC-CE=4-r$,
又∵$AB=AF+BF=AD+BE$,
∴$5=(3-r)+(4-r)$,
解得$r=1$。
最终
在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,
由勾股定理得:
$AB=\sqrt{AC^2+BC^2}=\sqrt{3^2+4^2}=5$
设△ABC的内切圆与AB、BC、AC分别相切于点F、E、D,连接OD、OE,
则$OD⊥ AC$,$OE⊥ BC$,$OD=OE=r$。
∵∠C=90°,
∴四边形ODCE是矩形,
又∵$OD=OE$,
∴矩形ODCE是正方形,
∴$CE=CD=r$。
由切线长定理可知:$AD=AF$,$BE=BF$,
∴$AD=AC-CD=3-r$,$BE=BC-CE=4-r$,
又∵$AB=AF+BF=AD+BE$,
∴$5=(3-r)+(4-r)$,
解得$r=1$。
最终
2.如图,O为$△ ABC$外接圆的圆心,I为$△ ABC$的内心,连接$BO$,$CI$.若$∠ BCI=38°$,则$∠ OBA=$.

答案
$\boldsymbol{14°}$
解析
解:
∵ I为△ABC的内心,
∴ CI平分∠ACB,
∴ ∠ACB = 2∠BCI = 2×38° = 76°。
∵ O为△ABC外接圆的圆心,
由圆周角定理得:∠AOB = 2∠ACB = 152°,
又∵ OA、OB都是外接圆半径,OA=OB,
∴ ∠OBA = ∠OAB = $\frac{180° - ∠AOB}{2}$ = $\frac{180° - 152°}{2}$ = 14°。
∵ I为△ABC的内心,
∴ CI平分∠ACB,
∴ ∠ACB = 2∠BCI = 2×38° = 76°。
∵ O为△ABC外接圆的圆心,
由圆周角定理得:∠AOB = 2∠ACB = 152°,
又∵ OA、OB都是外接圆半径,OA=OB,
∴ ∠OBA = ∠OAB = $\frac{180° - ∠AOB}{2}$ = $\frac{180° - 152°}{2}$ = 14°。
3.如图,$\odot O$是$△ ABC$的内切圆,切点分别为$D,E,F$,连接$DE,FE$.若$∠ B=60°,∠ C=70°$,则$∠ DEF=$.

答案
$\boldsymbol{65°}$
解析
解:
连接OD,OF。
在$△ ABC$中,
$∠ A = 180° - ∠ B - ∠ C = 180° - 60° - 70° = 50°$。
$\because \odot O$是$△ ABC$的内切圆,切点分别为$D,F$,
$\therefore OD⊥ AB$,$OF⊥ AC$,
$\therefore ∠ ADO = ∠ AFO = 90°$。
在四边形$ADOF$中,
$∠ DOF = 360° - ∠ A - ∠ ADO - ∠ AFO = 360° - 50° - 90° - 90° = 130°$。
由圆周角定理,$∠ DEF$是弧$DF$所对的圆周角,$∠ DOF$是弧$DF$所对的圆心角,
$\therefore ∠ DEF = \frac{1}{2}∠ DOF = \frac{1}{2} × 130° = 65°$。
连接OD,OF。
在$△ ABC$中,
$∠ A = 180° - ∠ B - ∠ C = 180° - 60° - 70° = 50°$。
$\because \odot O$是$△ ABC$的内切圆,切点分别为$D,F$,
$\therefore OD⊥ AB$,$OF⊥ AC$,
$\therefore ∠ ADO = ∠ AFO = 90°$。
在四边形$ADOF$中,
$∠ DOF = 360° - ∠ A - ∠ ADO - ∠ AFO = 360° - 50° - 90° - 90° = 130°$。
由圆周角定理,$∠ DEF$是弧$DF$所对的圆周角,$∠ DOF$是弧$DF$所对的圆心角,
$\therefore ∠ DEF = \frac{1}{2}∠ DOF = \frac{1}{2} × 130° = 65°$。
4.如图,在$Rt△ ABC$中,$∠ ACB=90°$,$AC=12$,$AB=15$,$\odot O$是$△ ABC$的内切圆,连接$OA$,$OC$,则$△ AOC$的面积为.

答案
$\boldsymbol{18}$
解析
解:
在$Rt△ABC$中,$∠ ACB=90°$,
由勾股定理得:$BC = \sqrt{AB^2 - AC^2} = \sqrt{15^2 - 12^2} = 9$。
设$△ ABC$的内切圆半径为$r$,
由三角形面积与内切圆半径的关系:$S_{△ ABC} = \frac{1}{2}(AB+BC+AC)· r$,
又$S_{△ ABC} = \frac{1}{2}· AC· BC = \frac{1}{2}×12×9 = 54$,
代入得:$\frac{1}{2}×(15+9+12)· r = 54$,
解得$r=3$。
∵$\odot O$是$△ ABC$的内切圆,
∴点$O$到$AC$边的距离等于内切圆半径$r=3$,
∴$S_{△ AOC} = \frac{1}{2}· AC· r = \frac{1}{2}×12×3 = 18$。
在$Rt△ABC$中,$∠ ACB=90°$,
由勾股定理得:$BC = \sqrt{AB^2 - AC^2} = \sqrt{15^2 - 12^2} = 9$。
设$△ ABC$的内切圆半径为$r$,
由三角形面积与内切圆半径的关系:$S_{△ ABC} = \frac{1}{2}(AB+BC+AC)· r$,
又$S_{△ ABC} = \frac{1}{2}· AC· BC = \frac{1}{2}×12×9 = 54$,
代入得:$\frac{1}{2}×(15+9+12)· r = 54$,
解得$r=3$。
∵$\odot O$是$△ ABC$的内切圆,
∴点$O$到$AC$边的距离等于内切圆半径$r=3$,
∴$S_{△ AOC} = \frac{1}{2}· AC· r = \frac{1}{2}×12×3 = 18$。
5.如图,△ABC的内切圆⊙O与BC,CA,AB分别相切于点D,E,F,且AB=18,BC=28,CA=26,则AF=.

答案
$\boldsymbol{8}$
解析
解:
根据切线长定理,可得:
$AF = AE$,$BF = BD$,$CD = CE$。
设$AF = x$,则$AE = x$,
$BF = AB - AF = 18 - x$,
$CE = AC - AE = 26 - x$,
因此$BD = 18 - x$,$CD = 26 - x$。
又$\because BD + CD = BC$,$BC=28$,
$\therefore (18 - x) + (26 - x) = 28$,
解得$x=8$,即$AF=8$。
根据切线长定理,可得:
$AF = AE$,$BF = BD$,$CD = CE$。
设$AF = x$,则$AE = x$,
$BF = AB - AF = 18 - x$,
$CE = AC - AE = 26 - x$,
因此$BD = 18 - x$,$CD = 26 - x$。
又$\because BD + CD = BC$,$BC=28$,
$\therefore (18 - x) + (26 - x) = 28$,
解得$x=8$,即$AF=8$。
6.如图,$\odot O$为$△ ABC$的内切圆,切点分别为$F,G,H$.$D,E$分别为$BC,AC$上的点,且$DE$为$\odot O$的切线.
(1)若$∠ C=40°$,则$∠ AOB=$;
(2)若$AC=8,AB=6,BC=9$,求$△ CDE$的周长.

(1)若$∠ C=40°$,则$∠ AOB=$;
(2)若$AC=8,AB=6,BC=9$,求$△ CDE$的周长.
答案
(1) $\boldsymbol{110°}$
解析
解:
(1)
∵ $\odot O$为$△ ABC$的内切圆,
∴ $AO$平分$∠ BAC$,$BO$平分$∠ ABC$,
∴ $∠ OAB=\frac{1}{2}∠ BAC$,$∠ OBA=\frac{1}{2}∠ ABC$,
∴ $∠ AOB=180°-(∠ OAB+∠ OBA)$
$=180°-\frac{1}{2}(∠ BAC+∠ ABC)$
$=180°-\frac{1}{2}(180°-∠ C)$
$=90°+\frac{1}{2}∠ C$。
∵ $∠ C=40°$,
∴ $∠ AOB=90°+20°=110°$。
(2)
根据切线长定理,得:$AF=AH$,$BF=BG$,$CG=CH$。
设$AF=AH=x$,$BF=BG=y$,$CG=CH=z$,则:
$\begin{cases}x+y=AB=6\\y+z=BC=9\\x+z=AC=8\end{cases}$
三式相加得$2(x+y+z)=23$,即$x+y+z=11.5$,
∴ $z=(x+y+z)-(x+y)=11.5-6=5.5$,即$CG=CH=5.5$。
设$DE$与$\odot O$的切点为$M$,
∵ $DE$是$\odot O$的切线,
∴ $DM=DG$,$EM=EH$,
∴ $△ CDE$的周长$=CD+CE+DE$
$=CD+CE+DM+EM$
$=CD+DG+CE+EH$
$=CG+CH$
$=5.5+5.5=11$。
答:$△ CDE$的周长为$11$。
(1)
∵ $\odot O$为$△ ABC$的内切圆,
∴ $AO$平分$∠ BAC$,$BO$平分$∠ ABC$,
∴ $∠ OAB=\frac{1}{2}∠ BAC$,$∠ OBA=\frac{1}{2}∠ ABC$,
∴ $∠ AOB=180°-(∠ OAB+∠ OBA)$
$=180°-\frac{1}{2}(∠ BAC+∠ ABC)$
$=180°-\frac{1}{2}(180°-∠ C)$
$=90°+\frac{1}{2}∠ C$。
∵ $∠ C=40°$,
∴ $∠ AOB=90°+20°=110°$。
(2)
根据切线长定理,得:$AF=AH$,$BF=BG$,$CG=CH$。
设$AF=AH=x$,$BF=BG=y$,$CG=CH=z$,则:
$\begin{cases}x+y=AB=6\\y+z=BC=9\\x+z=AC=8\end{cases}$
三式相加得$2(x+y+z)=23$,即$x+y+z=11.5$,
∴ $z=(x+y+z)-(x+y)=11.5-6=5.5$,即$CG=CH=5.5$。
设$DE$与$\odot O$的切点为$M$,
∵ $DE$是$\odot O$的切线,
∴ $DM=DG$,$EM=EH$,
∴ $△ CDE$的周长$=CD+CE+DE$
$=CD+CE+DM+EM$
$=CD+DG+CE+EH$
$=CG+CH$
$=5.5+5.5=11$。
答:$△ CDE$的周长为$11$。
7. 提升题 如图,$\odot O$是四边形$ABCD$的外接圆,$AC$是$\odot O$的直径,$BD$平分$∠ ABC$.
(1)若$∠ ACB = 25°$,则$∠ BDC =$;
(2)$E$是弦$BD$上一点,且$E$是$△ ABC$的内心,连接$AE$,求证:$DA = DE$.

(1)若$∠ ACB = 25°$,则$∠ BDC =$;
(2)$E$是弦$BD$上一点,且$E$是$△ ABC$的内心,连接$AE$,求证:$DA = DE$.
答案
(1) $\boldsymbol{65°}$
解析
解:
(1) ∵ AC是⊙O的直径,
∴ ∠ABC=90°,
∵ BD平分∠ABC,
∴ ∠ABD=∠CBD=45°,
在Rt△ABC中,∠ACB=25°,
∴ ∠BAC=90°-∠ACB=65°,
∵ ∠BDC与∠BAC都是弧BC所对的圆周角,
∴ ∠BDC=∠BAC=65°。
(2) 证明:
∵ E是△ABC的内心,
∴ AE平分∠BAC,BE平分∠ABC,
∴ ∠BAE=∠CAE,∠ABE=∠CBE。
∵ ∠DAE=∠DAC + ∠CAE,
∠DEA是△ABE的外角,
∴ ∠DEA=∠ABE + ∠BAE。
∵ ∠DAC与∠DBC都是弧DC所对的圆周角,
∴ ∠DAC=∠DBC,
又∵ ∠DBC=∠ABE,
∴ ∠DAC=∠ABE,
∴ ∠DAC + ∠CAE = ∠ABE + ∠BAE,
即∠DAE=∠DEA,
∴ DA=DE。
(1) ∵ AC是⊙O的直径,
∴ ∠ABC=90°,
∵ BD平分∠ABC,
∴ ∠ABD=∠CBD=45°,
在Rt△ABC中,∠ACB=25°,
∴ ∠BAC=90°-∠ACB=65°,
∵ ∠BDC与∠BAC都是弧BC所对的圆周角,
∴ ∠BDC=∠BAC=65°。
(2) 证明:
∵ E是△ABC的内心,
∴ AE平分∠BAC,BE平分∠ABC,
∴ ∠BAE=∠CAE,∠ABE=∠CBE。
∵ ∠DAE=∠DAC + ∠CAE,
∠DEA是△ABE的外角,
∴ ∠DEA=∠ABE + ∠BAE。
∵ ∠DAC与∠DBC都是弧DC所对的圆周角,
∴ ∠DAC=∠DBC,
又∵ ∠DBC=∠ABE,
∴ ∠DAC=∠ABE,
∴ ∠DAC + ∠CAE = ∠ABE + ∠BAE,
即∠DAE=∠DEA,
∴ DA=DE。
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