2026年长江作业本同步练习册九年级数学上册人教版第104页答案
7.如图,AB是$\odot O$的直径,$AD⊥ AB$于点A,$OD$交$\odot O$于点C,$AE⊥ OD$于点E,交$\odot O$于点F,F为弧BC的中点,P为线段AB上一动点,若$CD=4$,则$PE+PF$的最小值是 (


A.4
B.$2\sqrt{7}$
C.6
D.$4\sqrt{3}$

答案

C

解析

【分析】
本题是圆的性质与最短路径(将军饮马)结合的综合题型,解题思路分为三步:①先利用垂径定理、弧中点的性质推导相等的弧,进而得到圆心角的度数,求出圆的半径;②结合直角三角形的性质求出点E对应的线段长度;③利用轴对称性质将PE+PF转化为两点之间的线段长度,用勾股定理计算最小值。
【解析】
1. 推导圆心角度数:
∵AE⊥OD,OD是⊙O的半径,由垂径定理可得$\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{CF}$。

∵F是$\overset{\frown}{BC}$的中点,
∴$\overset{\frown}{CF}=\overset{\frown}{FB}$,
因此$\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{CF}=\overset{\frown}{FB}$,三个弧对应的圆心角之和为平角∠AOB=180°,
故∠AOC=∠COF=∠FOB=60°。
2. 求⊙O的半径:
设⊙O半径为$r$,则$OA=OC=r$,$OD=OC+CD=r+4$。
∵AD⊥AB,
∴△OAD为直角三角形,∠OAD=90°,
结合∠AOD=60°,可得∠ADO=30°,根据直角三角形中30°角所对直角边是斜边的一半,得$OD=2OA$,
即$r+4=2r$,解得$r=4$,因此$OA=OF=4$。
3. 求OE的长度:
在$Rt△ OAE$中,∠AEO=90°,∠AOE=60°,OA=4,
∴$OE=OA·\cos60°=4×\frac{1}{2}=2$。
4. 计算PE+PF的最小值:
作点E关于AB的对称点$E'$,由轴对称性质得$PE=PE'$,
因此$PE+PF=PE'+PF$,当$E'$、P、F三点共线时,$PE'+PF$取最小值,即线段$E'F$的长度。
建平面直角坐标系辅助计算:设O为原点,AB所在直线为x轴,可得$E'(-1,-\sqrt{3})$,$F(2,2\sqrt{3})$,
由勾股定理得:
$E'F=\sqrt{(2+1)^2+(2\sqrt{3}+\sqrt{3})^2}=\sqrt{9+27}=6$。
【答案】
C
【知识点】
垂径定理,将军饮马模型,直角三角形性质
【点评】
本题综合考察圆的基本性质、直角三角形性质和最短路径问题,解题的核心是先通过弧的等量关系求出圆心角度数,再利用轴对称转化线段,最后用勾股定理计算结果,对学生的知识点整合应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
8.如图,某城市新建了一座圆形观景台,台边设置了A,B,C,D四个观景位。已知观景台边缘$\overset{\frown}{AB}=2\overset{\frown}{CD}$,观景位A与B之间的距离为24,观景位C与D之间的距离为13,则这座圆形观景台的半径是

答案

解:设圆形观景台的圆心为O,取$\overset{\frown}{AB}$的中点E,连接OE交AB于点F,连接OA,AE。
$\because \overset{\frown}{AB}=2\overset{\frown}{CD}$,E是$\overset{\frown}{AB}$中点,
$\therefore \overset{\frown}{AE}=\overset{\frown}{BE}=\overset{\frown}{CD}$,
根据同圆中相等的弧所对的弦相等,得$AE=CD=13$。
$\because$ E是$\overset{\frown}{AB}$的中点,OE是半径,
$\therefore OE⊥ AB$,$AF=\frac{1}{2}AB=\frac{1}{2}×24=12$。
在$\mathrm{Rt}△ AEF$中,$EF=\sqrt{AE^2-AF^2}=\sqrt{13^2-12^2}=5$。
设观景台的半径为R,则$OF=OE-EF=R-5$。
在$\mathrm{Rt}△ AOF$中,由勾股定理得:
$R^2=12^2+(R-5)^2$,
展开得$R^2=144+R^2-10R+25$,
化简得$10R=169$,
解得$R=\frac{169}{10}$。
$\frac{169}{10}$(或16.9)

解析

【分析】
要解决本题,首先利用已知的弧的倍数关系,将$\overset{\frown}{AB}$等分,得到和$\overset{\frown}{CD}$相等的弧,从而转化得到相等的弦长;再结合垂径定理,过圆心作弦AB的垂线,构造出直角三角形;最后设半径为未知数,利用勾股定理列方程即可求出半径。
【解析】
设圆形观景台的圆心为O,取$\overset{\frown}{AB}$的中点E,连接OE交AB于点F,连接OA,AE。
$\because \overset{\frown}{AB}=2\overset{\frown}{CD}$,E是$\overset{\frown}{AB}$中点,
$\therefore \overset{\frown}{AE}=\overset{\frown}{BE}=\overset{\frown}{CD}$,
根据同圆中相等的弧所对的弦相等,得$AE=CD=13$。
$\because$ E是$\overset{\frown}{AB}$的中点,OE是半径,
$\therefore OE⊥ AB$,$AF=\frac{1}{2}AB=\frac{1}{2}×24=12$。
在$\mathrm{Rt}△ AEF$中,由勾股定理得:$EF=\sqrt{AE^2-AF^2}=\sqrt{13^2-12^2}=5$。
设观景台的半径为R,则$OF=OE-EF=R-5$。
在$\mathrm{Rt}△ AOF$中,由勾股定理得:
$R^2=12^2+(R-5)^2$,
展开得$R^2=144+R^2-10R+25$,
化简得$10R=169$,
解得$R=\frac{169}{10}=16.9$。
【答案】
$\frac{169}{10}$(或16.9)
【知识点】
弧弦的关系、垂径定理、勾股定理
【点评】
本题是圆中求半径的典型题型,解题关键是通过弧的等量关系转化弦长,结合垂径定理构造直角三角形,运用方程思想求解,能有效考查对圆的基本性质的掌握和综合应用能力。
【难度系数】
0.6
9.“天下名瓷出醴陵”,湖南省醴陵是釉下五彩瓷的原产地,生产的瓷器闻名四方,远销世界各地.如图是醴陵生产的某种瓷碗正面的形状示意图.$\overset{\frown}{AB}$是$\odot O$的一部分,D是$\overset{\frown}{AB}$的中点,连接OD,与弦AB交于点C,连接OA,OB.已知AB=24 cm,碗深CD=8 cm,则$\odot O$的半径OA为
.

答案

解:
∵ D是$\overset{\frown}{AB}$的中点,OD是$\odot O$的半径,
∴ 根据垂径定理,$OD⊥ AB$,$AC=BC=\frac{1}{2}AB$。
∵ $AB=24\ \mathrm{cm}$,
∴ $AC=12\ \mathrm{cm}$。
设$\odot O$的半径$OA=r\ \mathrm{cm}$,则$OD=r\ \mathrm{cm}$,
∵ $CD=8\ \mathrm{cm}$,
∴ $OC=OD-CD=(r-8)\ \mathrm{cm}$。
在$\mathrm{Rt}△ OAC$中,由勾股定理得:
$OA^2=AC^2+OC^2$,
即$r^2=12^2+(r-8)^2$,
展开得:$r^2=144 + r^2 -16r +64$,
整理得:$16r=208$,
解得:$r=13$。
∴ $\odot O$的半径$OA$为$\boldsymbol{13\ \mathrm{cm}}$。

解析

【分析】
本题是圆中求半径的典型问题,解题思路如下:1. 首先根据弧中点与半径的条件,联想到垂径定理,可得到OD垂直AB且平分AB,由此求出AC的长度;2. 设圆的半径为r,用含r的式子表示出OC的长度;3. 发现△OAC是直角三角形,利用勾股定理列出关于r的方程,解方程即可得到半径长度。
【解析】
∵ D是$\overset{\frown}{AB}$的中点,OD是$\odot O$的半径,
∴ 根据垂径定理,$OD⊥ AB$,$AC=BC=\frac{1}{2}AB$。
∵ $AB=24\ \mathrm{cm}$,
∴ $AC=12\ \mathrm{cm}$。
设$\odot O$的半径$OA=r\ \mathrm{cm}$,则$OD=r\ \mathrm{cm}$,
∵ $CD=8\ \mathrm{cm}$,
∴ $OC=OD-CD=(r-8)\ \mathrm{cm}$。
在$\mathrm{Rt}△ OAC$中,由勾股定理得:
$OA^2=AC^2+OC^2$,
即$r^2=12^2+(r-8)^2$,
展开得:$r^2=144 + r^2 -16r +64$,
整理得:$16r=208$,
解得:$r=13$。
【答案】
$\boldsymbol{13\ \mathrm{cm}}$
【知识点】
垂径定理;勾股定理;圆的基本性质
【点评】
本题是垂径定理应用的经典题型,常结合勾股定理通过设未知数列方程的方式求解圆的相关线段长度,这类解题方法在圆的线段计算问题中非常常用,要熟练掌握。
【难度系数】
0.8
10.如图,AB,CD为$\odot O$的直径,点E为$\overset{\frown}{AD}$的中点,连接DE,BC,若$∠ B=36°$,则$∠ D$的度数为

答案

$\boldsymbol{63°}$

解析

【分析】
解题时首先利用同圆半径相等得到△OBC为等腰三角形,结合已知∠B的度数求出圆心角∠COB的度数;再利用对顶角相等得到∠AOD的度数;接着根据弧中点的性质,推出弧DE对应的圆心角∠EOD的度数;最后在等腰△ODE中利用三角形内角和定理即可求出∠D的度数。
【解析】
1. 因为OC、OB均为$\odot O$的半径,所以$OC=OB$,$△ OBC$为等腰三角形,故$∠ OCB=∠ B=36°$。根据三角形内角和定理,$∠ COB=180°-∠ B-∠ OCB=180°-36°-36°=108°$。
2. $∠ AOD$与$∠ COB$是对顶角,因此$∠ AOD=∠ COB=108°$。
3. 因为点E为$\overset{\frown}{AD}$的中点,所以$\overset{\frown}{AE}=\overset{\frown}{ED}$,同圆中等弧对应的圆心角相等,故$∠ EOD=\frac{1}{2}∠ AOD=\frac{1}{2}×108°=54°$。
4. 又因为OE、OD均为$\odot O$的半径,所以$OE=OD$,$△ ODE$为等腰三角形,因此$∠ D=∠ OED$。根据三角形内角和定理,$∠ D=\frac{180°-∠ EOD}{2}=\frac{180°-54°}{2}=63°$。
【答案】
$\boldsymbol{63°}$
【知识点】
等腰三角形性质,圆心角与弧的关系,对顶角性质
【点评】
本题属于基础类考题,综合考查了圆的基本性质与三角形的相关性质,解题关键是通过弧中点的性质得到对应圆心角的度数,理清角度之间的转化关系即可快速求解。
【难度系数】
0.7
11.若$\odot O$内的一条弦把圆周分为$3:1$的两段弧,$\odot O$的半径为$R$,那么这条弦的长为________.

答案

$\sqrt{2}R$

解析

【分析】
解题时首先明确整个圆周的度数为360°,根据弦分圆周的比例先求出弦所对的劣弧的度数,弧的度数等于它所对圆心角的度数,即可得到弦与两条半径构成的三角形的顶角大小,再结合半径相等判断三角形的形状,最后用勾股定理即可求出弦长。
【解析】
解:
∵整个圆周的度数为360°,弦把圆周分为3:1的两段弧
∴较短弧的度数为$360° × \frac{1}{3+1}=90°$
∴这条弦所对的圆心角为90°
设弦的两个端点为A、B,圆心为O,则OA=OB=R,∠AOB=90°
∴△AOB为等腰直角三角形
由勾股定理得:$AB=\sqrt{OA^2+OB^2}=\sqrt{R^2+R^2}=\sqrt{2}R$
【答案】
$\sqrt{2}R$
【知识点】
弧与圆心角的关系,勾股定理,圆的基本性质
【点评】
本题属于圆的基础计算题,解题的核心是先根据弧的比例求出对应圆心角的度数,再结合特殊三角形的性质计算弦长,解题时注意不要混淆弧的比例对应的圆心角大小。
【难度系数】
0.8
12.如图,$CD⊥ OA$于点$D$,$CE⊥ OB$于点$E$,若$OD=OE$,求证:$\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BC}$。

答案

证明:连接OC。
∵ $CD⊥OA$,$CE⊥OB$,
∴ $∠ CDO = ∠ CEO = 90°$。
在$\mathrm{Rt}△ CDO$和$\mathrm{Rt}△ CEO$中,
$\begin{cases}OD = OE \\OC = OC\end{cases}$
∴ $\mathrm{Rt}△ CDO ≌ \mathrm{Rt}△ CEO$(HL),
∴ $∠ AOC = ∠ BOC$。
∵ 在同圆中,相等的圆心角所对的弧相等,
∴ $\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BC}$。

解析

【分析】
要证明同圆中$\overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BC}$,根据圆的基本性质,只需证明两段弧对应的圆心角$∠ AOC=∠ BOC$即可。已知$CD⊥ OA$、$CE⊥ OB$,可得$△ CDO$和$△ CEO$均为直角三角形,结合已知$OD=OE$,且$OC$为两个直角三角形的公共斜边,可通过HL定理证明两三角形全等,利用全等三角形对应角相等即可得到$∠ AOC=∠ BOC$,最终推得弧相等。
【解析】
证明:连接$OC$。
$\because CD⊥ OA$,$CE⊥ OB$,
$\therefore ∠ CDO = ∠ CEO = 90°$。
在$\mathrm{Rt}△ CDO$和$\mathrm{Rt}△ CEO$中,
$\begin{cases}OD = OE \\OC = OC\end{cases}$
$\therefore \mathrm{Rt}△ CDO ≌ \mathrm{Rt}△ CEO$(HL),
$\therefore ∠ AOC = ∠ BOC$。
$\because$ 在同圆中,相等的圆心角所对的弧相等,
$\therefore \overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BC}$。
【答案】
证明:连接$OC$。
$\because CD⊥ OA$,$CE⊥ OB$,
$\therefore ∠ CDO = ∠ CEO = 90°$。
在$\mathrm{Rt}△ CDO$和$\mathrm{Rt}△ CEO$中,
$\begin{cases}OD = OE \\OC = OC\end{cases}$
$\therefore \mathrm{Rt}△ CDO ≌ \mathrm{Rt}△ CEO$(HL),
$\therefore ∠ AOC = ∠ BOC$。
$\because$ 在同圆中,相等的圆心角所对的弧相等,
$\therefore \overset{\frown}{AC}=\overset{\frown}{BC}$。
【知识点】
HL证全等、全等三角形性质、圆心角与弧的关系
【点评】
本题是圆的基础证明题,解题关键是通过添加辅助线构造全等三角形,将弧相等的证明转化为圆心角相等的证明,需熟练掌握全等三角形判定和圆的基本性质。
【难度系数】
0.8