9. 如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=4,AC=6,AM是中线.
(1)以点A为圆心,以4为半径作⊙A,则点B,C,M与⊙A是什么位置关系?
(2)若以点A为圆心作⊙A,使点B,C,M三点中至少有一个点在圆内,且至少有一个点在圆外,则⊙A的半径r的取值范围是什么?

(1)以点A为圆心,以4为半径作⊙A,则点B,C,M与⊙A是什么位置关系?
(2)若以点A为圆心作⊙A,使点B,C,M三点中至少有一个点在圆内,且至少有一个点在圆外,则⊙A的半径r的取值范围是什么?
答案
9. (1) $\because AB=4,\odot A$的半径为4,$\therefore$点B在$\odot A$上;$\because AC=6>4,\therefore$点C在$\odot A$外;由勾股定理,得$BC=\sqrt{AB^2+AC^2}=2\sqrt{13}$,$\because AM$是边BC上的中线,$\therefore AM=\frac{1}{2}BC=\sqrt{13}<4$,$\therefore$点M在$\odot A$内
(2) 以点A为圆心作$\odot A$,使B,C,M三点中至少有一点在$\odot A$内时,$r>\sqrt{13}$,当至少有一点在$\odot A$外时,$r<6$,故r的取值范围为$\sqrt{13}<r<6$
(2) 以点A为圆心作$\odot A$,使B,C,M三点中至少有一点在$\odot A$内时,$r>\sqrt{13}$,当至少有一点在$\odot A$外时,$r<6$,故r的取值范围为$\sqrt{13}<r<6$
解析
【分析】
要解决这道题,首先明确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,若d=r则点在圆上,d>r则点在圆外,d<r则点在圆内。
对于第(1)问:已知⊙A半径为4,先直接对比AB、AC的长度和半径的大小,即可判断点B、C的位置;再用勾股定理求出斜边BC的长度,利用直角三角形斜边中线等于斜边一半的性质求出AM的长度,对比半径就能得到点M的位置。
对于第(2)问:先确定B、C、M三点到点A的距离的最小值和最大值,要满足至少一个点在圆内,半径需要大于最小距离;要满足至少一个点在圆外,半径需要小于最大距离,结合两个条件即可得到r的取值范围。
【解析】
(1)已知⊙A的半径为4:
∵AB=4,即点B到圆心A的距离等于半径,
∴点B在$\odot A$上;
∵AC=6>4,即点C到圆心A的距离大于半径,
∴点C在$\odot A$外;
在Rt△ABC中,∠BAC=90°,由勾股定理得:
$BC=\sqrt{AB^2+AC^2}=\sqrt{4^2+6^2}=2\sqrt{13}$
∵AM是BC边上的中线,根据直角三角形斜边中线等于斜边的一半,可得:
$AM=\frac{1}{2}BC=\sqrt{13}<4$,即点M到圆心A的距离小于半径,
∴点M在$\odot A$内。
(2)点B、C、M到点A的距离分别为4、6、$\sqrt{13}$,最小距离为$\sqrt{13}$,最大距离为6。
要使三点中至少有一个点在圆内,则$r>\sqrt{13}$;
要使三点中至少有一个点在圆外,则$r<6$;
综上可得r的取值范围为$\sqrt{13}<r<6$。
【答案】
(1) 点B在$\odot A$上,点C在$\odot A$外,点M在$\odot A$内;
(2) $\sqrt{13}<r<6$
【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】
本题是点与圆位置关系的基础应用,解题关键是掌握点和圆位置关系的判定规则,结合直角三角形的性质计算相关线段长度,理解“至少一个在圆内、至少一个在圆外”的含义确定半径的临界值即可解答。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,首先明确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,若d=r则点在圆上,d>r则点在圆外,d<r则点在圆内。
对于第(1)问:已知⊙A半径为4,先直接对比AB、AC的长度和半径的大小,即可判断点B、C的位置;再用勾股定理求出斜边BC的长度,利用直角三角形斜边中线等于斜边一半的性质求出AM的长度,对比半径就能得到点M的位置。
对于第(2)问:先确定B、C、M三点到点A的距离的最小值和最大值,要满足至少一个点在圆内,半径需要大于最小距离;要满足至少一个点在圆外,半径需要小于最大距离,结合两个条件即可得到r的取值范围。
【解析】
(1)已知⊙A的半径为4:
∵AB=4,即点B到圆心A的距离等于半径,
∴点B在$\odot A$上;
∵AC=6>4,即点C到圆心A的距离大于半径,
∴点C在$\odot A$外;
在Rt△ABC中,∠BAC=90°,由勾股定理得:
$BC=\sqrt{AB^2+AC^2}=\sqrt{4^2+6^2}=2\sqrt{13}$
∵AM是BC边上的中线,根据直角三角形斜边中线等于斜边的一半,可得:
$AM=\frac{1}{2}BC=\sqrt{13}<4$,即点M到圆心A的距离小于半径,
∴点M在$\odot A$内。
(2)点B、C、M到点A的距离分别为4、6、$\sqrt{13}$,最小距离为$\sqrt{13}$,最大距离为6。
要使三点中至少有一个点在圆内,则$r>\sqrt{13}$;
要使三点中至少有一个点在圆外,则$r<6$;
综上可得r的取值范围为$\sqrt{13}<r<6$。
【答案】
(1) 点B在$\odot A$上,点C在$\odot A$外,点M在$\odot A$内;
(2) $\sqrt{13}<r<6$
【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】
本题是点与圆位置关系的基础应用,解题关键是掌握点和圆位置关系的判定规则,结合直角三角形的性质计算相关线段长度,理解“至少一个在圆内、至少一个在圆外”的含义确定半径的临界值即可解答。
【难度系数】
0.7
10. 已知A,B,C,D是$\odot O$上的四点,延长DC,AB相交于点E,若$BC=BE$。求证:$△ ADE$是等腰三角形。

答案
10. $\because A,B,C,D$是$\odot O$上的四点,$\therefore ∠ A = ∠ BCE$,$\because BC=BE$,$\therefore ∠ E = ∠ BCE$,$\therefore ∠ A = ∠ E$,$\therefore DA=DE$,即$△ ADE$是等腰三角形
解析
【分析】
要证明△ADE是等腰三角形,可通过证明该三角形有两个内角相等推导。首先根据圆内接四边形的性质,可得∠A等于其外角∠BCE;再结合已知BC=BE,根据等腰三角形等边对等角的性质可得∠E=∠BCE;通过等量代换得到∠A=∠E,最后根据等角对等边即可判定△ADE是等腰三角形。
【解析】
证明:
∵A、B、C、D是$\odot O$上的四点,四边形ABCD为$\odot O$的内接四边形,
∴∠A=∠BCE(圆内接四边形的外角等于它的内对角)。
∵BC=BE,
∴∠E=∠BCE(等腰三角形等边对等角)。
∴∠A=∠E(等量代换)。
∴DA=DE(等腰三角形等角对等边),即$△ ADE$是等腰三角形。
【答案】
$\because A,B,C,D$是$\odot O$上的四点,$\therefore ∠ A = ∠ BCE$,$\because BC=BE$,$\therefore ∠ E = ∠ BCE$,$\therefore ∠ A = ∠ E$,$\therefore DA=DE$,即$△ ADE$是等腰三角形
【知识点】
圆内接四边形的性质;等腰三角形的判定与性质
【点评】
本题是基础几何证明题,综合考查了圆和等腰三角形的相关性质,解题核心是利用圆内接四边形的外角性质完成角的等量代换,整体思路清晰,难度较低。
【难度系数】
0.8
要证明△ADE是等腰三角形,可通过证明该三角形有两个内角相等推导。首先根据圆内接四边形的性质,可得∠A等于其外角∠BCE;再结合已知BC=BE,根据等腰三角形等边对等角的性质可得∠E=∠BCE;通过等量代换得到∠A=∠E,最后根据等角对等边即可判定△ADE是等腰三角形。
【解析】
证明:
∵A、B、C、D是$\odot O$上的四点,四边形ABCD为$\odot O$的内接四边形,
∴∠A=∠BCE(圆内接四边形的外角等于它的内对角)。
∵BC=BE,
∴∠E=∠BCE(等腰三角形等边对等角)。
∴∠A=∠E(等量代换)。
∴DA=DE(等腰三角形等角对等边),即$△ ADE$是等腰三角形。
【答案】
$\because A,B,C,D$是$\odot O$上的四点,$\therefore ∠ A = ∠ BCE$,$\because BC=BE$,$\therefore ∠ E = ∠ BCE$,$\therefore ∠ A = ∠ E$,$\therefore DA=DE$,即$△ ADE$是等腰三角形
【知识点】
圆内接四边形的性质;等腰三角形的判定与性质
【点评】
本题是基础几何证明题,综合考查了圆和等腰三角形的相关性质,解题核心是利用圆内接四边形的外角性质完成角的等量代换,整体思路清晰,难度较低。
【难度系数】
0.8
11. 如图,在$△ ABC$中,$∠ ACB=90°$,$O$是边$AC$上的一点,以点$O$为圆心,$OA$为半径的圆分别交$AB$,$AC$于点$E$,$D$,在$BC$的延长线上取点$F$,使得$BF=EF$,$EF$与$AC$交于点$G$.
(1)试判断直线$EF$与$\odot O$的位置关系,并说明理由;
(2)若$OA=2$,$∠ A=30°$,求图中阴影部分的面积.

(1)试判断直线$EF$与$\odot O$的位置关系,并说明理由;
(2)若$OA=2$,$∠ A=30°$,求图中阴影部分的面积.
答案
11. (1) 如图,连接OE,$\because OA=OE$,$\therefore ∠ A = ∠ AEO$,$\because BF=EF$,$\therefore ∠ B = ∠ BEF$,$\because ∠ ACB=90°$,$\therefore ∠ A + ∠ B = 90°$,$\therefore ∠ AEO + ∠ BEF = 90°$,$\therefore ∠ OEG=90°$,$\therefore EF$是$\odot O$的切线
(2) $\because AD$是$\odot O$的直径,$\therefore ∠ AED=90°$,$\because ∠ A=30°$,$\therefore ∠ EOD=60°$,$\therefore ∠ EGO=30°$,$\because AO=2$,$\therefore OE=2$,$\therefore EG=2\sqrt{3}$,$\therefore$阴影部分的面积$=\frac{1}{2} × 2 × 2\sqrt{3} - \frac{60 · π × 2^2}{360}=2\sqrt{3}-\frac{2}{3}π$
解析
【分析】
(1)判断直线与圆的位置关系优先考虑切线的判定定理,因此先连接半径OE,要证EF是切线只需证OE⊥EF。利用等腰三角形等边对等角的性质,结合Rt△ABC中两锐角互余的特点,可推导出∠AEO与∠BEF的和为90°,进而得到∠OEG=90°即可证明。
(2)阴影部分为不规则图形,可转化为△OEG的面积减去扇形ODE的面积计算。先根据圆周角定理得出圆心角∠EOD的度数,再在直角三角形中求出相关边长,分别计算三角形和扇形的面积后作差即可。
【解析】
(1) 连接OE,
∵ OA=OE,
∴ ∠A = ∠AEO,
∵ BF=EF,
∴ ∠B = ∠BEF,
∵ ∠ACB=90°,
∴ ∠A + ∠B = 90°,
∴ ∠AEO + ∠BEF = 90°,
∴ ∠OEG=180°-(∠AEO + ∠BEF)=90°,即OE⊥EF,
又
∵ OE是⊙O的半径,
∴ EF是⊙O的切线。
(2)
∵ AD是⊙O的直径,
∴ ∠AED=90°,
∵ ∠A=30°,
∴ ∠EOD=2∠A=60°,
在Rt△OEG中,∠OEG=90°,∠EOG=60°,
∴ ∠EGO=30°,
∵ AO=2,
∴ OE=OA=2,
∴ OG=2OE=4,由勾股定理得$EG=\sqrt{OG^2-OE^2}=\sqrt{4^2-2^2}=2\sqrt{3}$,
∴ 阴影部分的面积=$S_{△ OEG}-S_{扇形ODE}=\frac{1}{2} × 2 × 2\sqrt{3} - \frac{60 · π × 2^2}{360}=2\sqrt{3}-\frac{2}{3}π$。
【答案】
(1) 直线EF是$\odot O$的切线,理由如下:
如图,连接OE,$\because OA=OE$,$\therefore ∠ A = ∠ AEO$,$\because BF=EF$,$\therefore ∠ B = ∠ BEF$,$\because ∠ ACB=90°$,$\therefore ∠ A + ∠ B = 90°$,$\therefore ∠ AEO + ∠ BEF = 90°$,$\therefore ∠ OEG=90°$,$\therefore EF$是$\odot O$的切线

(2) $2\sqrt{3}-\frac{2}{3}π$
【知识点】
切线的判定、扇形面积计算、等腰三角形的性质
【点评】
本题属于圆的基础综合题,核心考查切线的判定方法和不规则图形面积的求解思路,解题的关键是正确作出辅助线,将待求的不规则面积转化为熟悉的规则图形面积的差,是圆相关知识的常考题型。
【难度系数】
0.6
(1)判断直线与圆的位置关系优先考虑切线的判定定理,因此先连接半径OE,要证EF是切线只需证OE⊥EF。利用等腰三角形等边对等角的性质,结合Rt△ABC中两锐角互余的特点,可推导出∠AEO与∠BEF的和为90°,进而得到∠OEG=90°即可证明。
(2)阴影部分为不规则图形,可转化为△OEG的面积减去扇形ODE的面积计算。先根据圆周角定理得出圆心角∠EOD的度数,再在直角三角形中求出相关边长,分别计算三角形和扇形的面积后作差即可。
【解析】
(1) 连接OE,
∵ OA=OE,
∴ ∠A = ∠AEO,
∵ BF=EF,
∴ ∠B = ∠BEF,
∵ ∠ACB=90°,
∴ ∠A + ∠B = 90°,
∴ ∠AEO + ∠BEF = 90°,
∴ ∠OEG=180°-(∠AEO + ∠BEF)=90°,即OE⊥EF,
又
∵ OE是⊙O的半径,
∴ EF是⊙O的切线。
(2)
∵ AD是⊙O的直径,
∴ ∠AED=90°,
∵ ∠A=30°,
∴ ∠EOD=2∠A=60°,
在Rt△OEG中,∠OEG=90°,∠EOG=60°,
∴ ∠EGO=30°,
∵ AO=2,
∴ OE=OA=2,
∴ OG=2OE=4,由勾股定理得$EG=\sqrt{OG^2-OE^2}=\sqrt{4^2-2^2}=2\sqrt{3}$,
∴ 阴影部分的面积=$S_{△ OEG}-S_{扇形ODE}=\frac{1}{2} × 2 × 2\sqrt{3} - \frac{60 · π × 2^2}{360}=2\sqrt{3}-\frac{2}{3}π$。
【答案】
(1) 直线EF是$\odot O$的切线,理由如下:
如图,连接OE,$\because OA=OE$,$\therefore ∠ A = ∠ AEO$,$\because BF=EF$,$\therefore ∠ B = ∠ BEF$,$\because ∠ ACB=90°$,$\therefore ∠ A + ∠ B = 90°$,$\therefore ∠ AEO + ∠ BEF = 90°$,$\therefore ∠ OEG=90°$,$\therefore EF$是$\odot O$的切线
(2) $2\sqrt{3}-\frac{2}{3}π$
【知识点】
切线的判定、扇形面积计算、等腰三角形的性质
【点评】
本题属于圆的基础综合题,核心考查切线的判定方法和不规则图形面积的求解思路,解题的关键是正确作出辅助线,将待求的不规则面积转化为熟悉的规则图形面积的差,是圆相关知识的常考题型。
【难度系数】
0.6
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