圆精典培优竞赛题含详细答案
华南师范大学附属中学-a级考试
圆培优竞赛
1.如图,PA、PB切⊙O于A、B两点,CD切⊙O于点E,交PA,
PB于C、D,若⊙O的半径为r,△PCD
的周长等于3r,则tan∠APB的值是()
A.
51232
13
B.C.
13
D.
13
12553
【答案】B.
【解析】
试题分析:如答图,连接PO,AO,取AO中点G,连接AG,过点A作AH⊥PO于点H,
∵PA、PB切⊙O于A、B两点,CD切⊙O于点E,
∴PA=PB,CA=CE,DB=DE,∠APO=∠BPO,∠OAP=90o.
∵△PCD的周长等于3r,∴PA=PB=
r
.
13
3
13
∵⊙O的半径为r,∴在Rt△APO中,由勾股定理得
POt
2<
br>
.∴
GOr
.
rr
4
2
2
2
3
2
AHOHOA
AHOH
r
,即.
3
r
PAOAOP
13
r
r
2
2
313
∴
AHr,
OHr
.∴
GHGOOHrrr
.
131341352
∵∠OHA=∠OAP=90o,∠HOA=∠AOP,∴△HOA∽△AOP.∴
313
r
AH12
13
∵∠AGH=2∠APO=∠APB,∴
tanAPBta
nAGH
.
GH
513
5
r
52
故选B.
考点:1.切线的
性质;2.切线长定理;3.勾股定理;4.相似三角形的判定和性质;5.锐角三角函数
定义;6.直
角三角形斜边上中线的性质;7.转换思想的应用.
2.如图,以PQ=2r(r∈Q)为直径的圆与
一个以R(R∈Q)为半径的圆相切于点P.正方形ABCD的顶点
A、B在大圆上,小圆在正方形的外
部且与边CD切于点Q.若正方形的边长为有理数,则R、r的值
可能是().
A.R=5,r=2B.R=4,r=32
C.R=4,r=2D.R=5,r=32
【答案】D
【解析】
本题考查圆和勾股定理的综合应用,在竞赛思维训练中有典型意义。
可以将选项中的数据代入圆中,看是否满足条件。
做圆心
O
和正
方形中心
O
。设正方形边长为
a
。设
AB
中点为
H
,连接
OH
并延长,交大圆于点
J
则连接
OA<
br>.由勾股定理有
OHR
2
a
2R
。
2
aa
,
JHRR
2
22
所以
2raRR
2
将各个选项数据代入,知D正确。
3.如图,Rt△ABC中,∠C=90°,AB=5,AC=3,点E在中线AD上,以E为圆心 的⊙E分别与AB、
BC相切,则⊙E的半径为().
A
E
B
D
C
765
B.C.D.1
876
【答案】B.
【解析】
试题分析:作EH⊥AC于H,EF⊥BC于F,EG⊥AB于G,连结EB,EC,设⊙E的半径为R,如图,
∵∠C=90°,AB=5,AC=3,
A.
∴BC=
AB
2AC
2
4
,而AD为中线,
∴DC=2,
∵以E为圆心的⊙E分别与AB、BC相切,
∴EG=EF=R,
∴HC=R,AH=3-R,
∵EH∥BC,
∴△AEH∽△ADC,∴EH:CD=AH:AC,
2(3R)
即EH=, < br>3
∵S
△ABE
+S
△BCE
+S
△ACE
=S
△ABC
,
1112(3R)1
∴×5×R+×4×R+×3×=×3×4,
22232
6
∴R=.
7
故选B.
考点:切线的性质.
4.如图,过D、A、C三点的圆的圆心为E,过B、E、F三点的圆的圆心为D,如果∠A=63o, 那么
∠B=.
【答案】18°
【解析】连接ED,CE,由图可知∠B=∠DEB,∠ECD=∠EDC=2∠B
∵∠A=63o,
∴∠ECA=63o
∴∠A+∠ECA+∠ECD+∠B=180o
∴∠B=18°
5.如图,在以O 为圆心的两个同心圆图2中,MN为大圆的直径,交小圆于点P、Q,大圆的弦MC
交小圆于点A、B. 若OM=2,OP=1,MA=AB=BC,则△MBQ的面积为.
【答案】3
15
8
【解析】
小圆方程x
2
+y
2
=1
MC方程y=k(x+2),x=
y
k2
2kk13k
2
解y
1
=
1k
2
2kk13k
2
y
2
=,
1k
2
y
1
213k
2
==2
y
2
213k
2
2+
13k
2
=4-2
13k
2
3
13k
2
=2
1-3k
2
=
k=
4
9
5
27
此时AM=
1.5
,MB=
6
MC=
36
2
B点坐标为(
5
41
g
) ,
27
94
MBQ面积=
5
4
5
15
327
gg
32
=
g
=3
27
9
27
8
28
6.如图,
已知⊙
O
的半径为9cm,射线
PM
经过点
O
,OP=15
cm,射线
PN
与⊙
O
相切于点
Q
.动
5
点
A
自P点以cms的速度沿射线
PM
方向运动,同时动点
B
也自P点以2cms的速度沿射线
PN
2
方向运动,则它们从点
P
出发s后
AB
所在直线与⊙
O
相切.
【答案】0.5s或10.5s.
【解析】
试题分析:PN与⊙O相切于点Q,O
Q⊥PN,即∠OQP=90°,在直角△OPQ中根据勾股定理就可以求
出PQ的值,过点O作OC⊥
AB,垂足为C.直线AB与⊙O相切,则△PAB∽△POQ,根据相似三角形
的对应边的比相等,就
可以求出t的值.
试题解析:连接OQ,
∵PN与⊙O相切于点Q,
∴OQ⊥PN,即∠OQP=90°,
∵OP=15,OQ=9,
∴PQ=
10
2
6
2
12
(cm).
过点O作OC⊥AB,垂足为C,
5
∵点A的运动速度为cms,点B的运动速度为2cms,运动时间为ts,
2
5
∴PA=t,PB=2t,
2
∵PO=15,PQ=12,
∴
PAPB
,
POPQ
∵∠P=∠P,
∴△PAB∽△POQ,
∴∠PBA=∠PQO=90°,
∵∠BQO=∠CBQ=∠OCB=90°,
∴四边形OCBQ为矩形.
∴BQ=OC.
∵⊙O的半径为,
∴BQ=OC=9时,直线AB与⊙O相切.
①当AB运动到如图1所示的位置,
BQ=PQ-PB=12-2t,
∵BQ=9,
∴8-4t=9,
∴t=0.25(s).
②当AB运动到如图2所示的位置,
BQ=PB-PQ=2t-12,
∵BQ=9,
∴2t-12=9,
∴t=10.5(s).
∴当t为0.5s或10.5s时直线AB与⊙O相切.
考点:1.切线的判定;2.勾股定理;3.矩形的性质;4.相似三角形的判定与性质.
7
.(本题满分13分)在平面直角坐标系
xOy
中,点M(
2
,
2<
br>),以点M为圆心,OM长为半径
作⊙M,使⊙M与直线OM的另一交点为点B,与x轴、y轴的
另一交点分别为点D,A(如图),连接
AM点P是弧AB上的动点.
(1)写出∠AMB的度数;
(2)点Q在射线OP上,且OP·OQ=20,过点Q作QC
垂直于直线OM,垂足为C,直线QC交x轴于
点E.
①当动点P与点B重合时,求点E的坐标;
②连接QD,设点Q的纵坐标为t,△QOD的面积为S,求S与t的函数关系式及S的取值范围. <
br>【答案】(1)90°;(2)①(
52
,0);②S=
2t
,5≤S
≤10.
【解析】
试题分析:(1)首先过点M作MH⊥OD于点H,由点M(
2
,
2
),可得∠MOH=45°,OH=MH=
2
,
继而求
得∠AOM=45°,又由OM=AM,可得△AOM是等腰直角三角形,继而可求得∠AMB的度数;
(2)①由OH=MH=
2
,MH⊥OD,即可求得OD与OM的值,继而可得OB的长,又
由动点P与点B重
合时,OPOQ=20,可求得OQ的长,继而求得答案;
1
②由OD=
22
,Q的纵坐标为t,即可得S=
22t
=
2t
,然后分别从当动点P与B点重合时,过
2
点Q作QF⊥x轴,垂足为F点,与
当动点P与A点重合时,Q点在y轴上,去分析求解即可求得答
案.
试题解析:(1)过点M
作MH⊥OD于点H,∵点M(
2
,
2
),∴OH=MH=
2
,∴∠MOD=45°,∵
∠AOD=90°,∴∠AOM=45°,∵OM=AM,∴∠OAM=∠
AOM=45°,∴∠AMO=90°,∴∠AMB=90°;
(2)①∵OH=MH=
2<
br>,MH⊥OD,∴OM=
MH
2
OH
2
=2,OD=2OH
=
22
,∴OB=4,∵动点P与点B
重合时,OPOQ=20,∴OQ=5,∵∠O
QE=90°,∠POE=45°,∴OE=
52
,∴E点坐标为(
52
,0
);
1
②∵OD=
22
,Q的纵坐标为t,∴S=
22t
=
2t
,如图2,当动点P与B点重合时,过点Q作
2
QF⊥x轴,垂足为
F点,∵OP=4,OPOQ=20,∴OQ=5,∵∠OFC=90°,∠QOD=45°,∴t=QF=52
=5;
2
52
,
2
此时S=
2
如图3,当动点P与A点重合时,Q点在y轴上,∴OP=
22
,∵OPOQ=20,∴t=
OQ=
52
,此时S=
252
=10;∴S的取值范围为5≤S≤10.
考点:圆的综合题.
8.(本题满分10分)如图,AB是⊙O的直径,弦DE垂直平分半径
OA,C为垂足,弦DF与半径OB
相交于点P,连结EF、EO,若DE=
23
,∠
DPA=45°.
(1)求⊙O的半径;
(2)求图中阴影部分的面积.
【答案】(1)2;(2)
2
.
【解析】
试题分析
:(1)根据垂径定理得CE的长,再根据已知DE平分AO得CO=
11
AO=OE,解直角
三角形
22
求解.
(2)先求出扇形的圆心角,再根据扇形面积和三角形的面积公式计算即可.
111
试题解析:(1)∵直径AB⊥DE,∴CE=DE=
3
.∵DE平分AO,∴CO=AO=O
E.又∵∠OCE=90°,
222
∴sin∠CEO=
CO1CE
3
=,∴∠CEO=30°.在Rt△COE中,OE===2,∴⊙O的半径为2;
o
EO
2cos30
3
2
(2)连接OF.在Rt△DCP中,∵∠DPC=45°,∴∠D
=90°﹣45°=45°,∴∠EOF=2∠D=90°,
90
∴
S
扇形
OEF
=
2
2
=π.
360
1<
br>∵∠EOF=2∠D=90°,OE=OF=2,∴
S
RtOEF
=×OE×
OF=2,∴
S
阴影
=
S
扇形OEF
S
RtO
EF
=
2
.
2
考点:1.扇形面积的计算;2.线段垂直平分线的性质;3.解直角三角形.
9.如图,在矩形ABCD中,AB=20cm,BC=4cm,点p从A开始折线A——B——C ——D以4cm秒的
速度移动,点Q从C开始沿CD边以1cm秒的速度移动,如果点P、Q分别从A、 C同时出发,当其
中一点到达D时,另一点也随之停止运动,设运动的时间t(秒)
(1)t为何值时,四边形APQD为矩形.
(2)如图(2),如果⊙P和⊙Q的半径都是2cm,那么t为何值时,⊙P和⊙Q外切?
2028
【答案】(1)4;(2)t为4s,s,s时,⊙P与⊙Q外切.
33
【解析】
试题分析:(1)四边形APQD为矩形,也就是AP=DQ,分别用含t的代数式表示,解即可; < br>(2)主要考虑有四种情况,一种是P在AB上,一种是P在BC上时.一种是P在CD上时,又分为两种情况,一种是P在Q右侧,一种是P在Q左侧.并根据每一种情况,找出相等关系,解即可.
试题解析:(1)根据题意,当AP=DQ时,四边形APQD为矩形.此时,4t=20-t,解得t=4(s ).
答:t为4时,四边形APQD为矩形
(2)当PQ=4时,⊙P与⊙Q外切.
①如果点P在AB上运动.只有当四边形APQD为矩形时,PQ=4.由(1),得t=4(s);
②如果点P在BC上运动.此时t≥5,则CQ≥5,PQ≥CQ≥5>4,∴⊙P与⊙Q外离;
③如果点P在CD上运动,且点P在点Q的右侧.可得CQ=t,CP=4t-24.当CQ- CP=4时,⊙P与⊙Q
20
外切.此时,t-(4t-24)=4,解得t=(s);
3
④如果点P在CD上运动,且点P在点Q的左侧.当CP- CQ=4时,⊙P与⊙Q外切.此时,4t-24-t=4,
28
解得t=(s),
3
28
∵点P从A开始沿折线A-B-C- D移动到D需要11s,点Q从C开始沿CD边移动到D需要20s,而
3
<11,
2028
∴当t为4s,s,s时,⊙P与⊙Q外切.
33
考点:1.矩形的性质;2.圆与圆的位置关系.
10.(10分)如图,以线 段AB为直径的⊙O交线段AC于点E,点D是AE的中点,连接OD并延长
1
交⊙O于点M, ∠BOE=60°,cosC=,BC=
23
.
2
(1)求
A
的度数;
(2)求证:BC是⊙
O
的切线;
(3)求弧AM的长度.
【答案】(1)30°;(2)证明见试题解析;(3)
.
【解析】
试题分析:(1)根据三角函数的知识即可得出∠A的度数.
(2)要证BC是⊙O的切线,只要证明AB⊥BC即可.
(3)根据垂径定理求得∠AOM =60°,运用三角函数的知识求出OA的长度,即可求得弧AM的长度.
11
试题解析:( 1)∵OA=OE,∴∠A=∠OEA,∵∠BOE=∠A+∠OEA=2∠A,∴∠A=∠BOE=×60°= 30°;
22
1
(2)在△ABC中,∵cosC=,∴∠C=60°,又∵∠A= 30°,∴∠ABC=90°,∴AB⊥BC,∵AB为直
2
径,∴BC是⊙O的切线; AB
(3)∵点D是AE的中点,∴OM⊥AE,∵∠A=30°,∴∠AOM=60°,在RT△ ABC中,tanC=,
BC
160
3
∵BC=
23< br>,∴AB=BCtanC=
233
=6,∴OA=AB=3,∴弧AM的长==π.
2180
考点:切线的判定.
11.已知在平面直角坐标系xOy中
,O是坐标原点,以P(1,1)为圆心的⊙P与x轴,y轴分别相
切于点M和点N,点F从点M出发,
沿x轴正方向以每秒1个单位长度的速度运动,连接PF,过点
PE⊥PF交y轴于点E,设点F运动的
时间是t秒(t>0)
(1)若点E在y轴的负半轴上(如图所示),求证:PE=PF;
(2)在点F运动过程中,设OE=a,OF=b,试用含a的代数式表示b;
(3)作点F
关于点M的对称点F′,经过M、E和F′三点的抛物线的对称轴交x轴于点Q,连接
QE.在点F运动
过程中,是否存在某一时刻,使得以点Q、O、E为顶点的三角形与以点P、M、F
为顶点的三角形相似
?若存在,请直接写出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析;(2)b=2+
a或2﹣a;(3)当
t
117
或
2
或
22
或
22
时,以点
4
Q、O、E为顶点的三角形与以点P、M、F为顶点的三
角形相似.
【解析】
试题分析:(1)连接PM,PN,运用△PMF≌△PNE证明.
(2)分两种情况①当t>1时,点E在y轴的负半轴上,0<t≤1时,点E在y轴的正半轴或原点<
br>上,再根据(1)求解.
(3)分两种情况,当1<t<2时,当t>2时,三角形相似时还各
有两种情况,根据比例式求出时
间t:
如答图3,(Ⅰ)当1<t<2时,
∵F(1+t,0),F和F′关于点M对称,∴F′(1﹣t,0).
∵经过M、E和F′三点的抛物线的对称轴交x轴于点Q,∴Q(1﹣t,0).∴OQ=1﹣t.
由(1)得△PMF≌△PNE,∴NE=MF=t,∴OE=t﹣1.
1
1t
t1
OEOQ
2
,
当△O
EQ∽△MPF时,,即
1t
MPMF
1
2
1
2
解得,
t
1
117117
(舍去).
,
t
2
44
1
1t
t1
OEOQ
2<
br>,解得,
t2, t2
(舍去).
当△OEQ∽△MFP时
,,即
12
t1
MFMP
(Ⅱ)如答图4,当t>2时,
∵F(1+t,0),F和F′关于点M对称,∴F′(1﹣t,0)
∵经过M、E和F′三点的抛物线的对称轴交x轴于点Q,∴Q(1﹣t,0)∴OQ=t﹣1,
由(1)得△PMF≌△PNE∴NE=MF=t.∴OE=t﹣1.
1
t1t1
2
OEOQ
当△OEQ∽△MPF时,,即,无解.
1t
MPMF
1
t1
t1
2
OEOQ
当△OEQ∽△MFP时,∴,即,解得,
t
1
22,
t
2
22
.
t1
MFMP
1
2<
br>1
2
综上所述,当
t
117
或
2
或22
或
22
时,以点Q、O、E为顶点的三角形与以点P、M、F
4
为顶点的三角形相似.
试题解析:解:(1)证明:如答图1,连接PM,PN,
∵⊙P与x轴,y轴分别相切于点M和点N,
∴PM⊥MF,PN⊥ON且PM=PN
∴∠PMF=∠PNE=90°且∠NPM=90°.
∵PE⊥PF,∠NPE=∠MPF=90°﹣∠MPE.
NPEMPF<
br>
在△PMF和△PNE中,
PNPM
,
PNEPMF
∴△PMF≌△PNE(ASA).∴PE=PF.
(2)①当t>1时,点E在y轴的负半轴上,如答图1,
由(1)得△PMF≌△PNE,∴NE=MF=t,PM=PN=1.
∴b=OF=OM+MF=1+t,a=NE﹣ON=t﹣1,
∴b﹣a=1+t﹣(t﹣1)=2,∴b=2+a.
②0<t≤1时,如答图2,点E在y轴的正半轴或原点上,
同理可证△PMF≌△PNE,
∴b=OF=OM+MF=1+t,a=ON﹣NE=1﹣t,
∴b+a=1+t+1﹣t=2,
∴b=2﹣a,
(3)当
t
117
或
2
或
22
或
22
时,以点Q、O、
E为顶点的三角形与以点P、M、F为顶点
4
的三角形相似.
考点:1.单动点和轴
对称问题;2.切线的性质;3.全等三角形的判定和性质;4.相似三角形的判定
和性质;5.分类思
想和方程思想的应用.
12.如图(1),抛物线
yx
2
xc与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中点A的坐标为
(﹣2,0).
(1)求此抛物线的解析式;
(2)①若点D是第一象限内抛物线上的一个动点,过点D作D
E⊥x轴于E,连接CD,以OE为直径
作⊙M,如图(2),试求当CD与⊙M相切时D点的坐标;
②点F是x轴上的动点,在抛物线上是否存在一点G,使A、C、G、F四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点G的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
yx
2
x3
;
(2)①(
33
;②存在,(4,3)或(
27,
3
)或(
27, 3
).
15
,
35
)
28
1
4
1
4
【解析】
试题
分析:(1)把A的坐标代入抛物线的解析式,即可得到关于c的方程,求的c的值,则抛物线
的解析式
即可求解.
(2)①连接MC、MD,证明△COM∽△MED,根据相似三角形的对应边的比相等即可求解.
②分四种情况进行讨论,根据平行四边形的性质即可求解.
试题解析:解:(1)∵点A(﹣
2,0)在抛物线
yx
2
xc
上,
∴
0
2
2c
,解得c=3.
∴抛物线的解析式是:
yx
2
x3
.
(2)①令
D(x,y),(x>0,y>0),则E(x,0),M(
由(1)知C(0,3),
如答图1,连接MC、MD
x
,0),
2
1
4
1
4
2
1
4
∵DE、CD与⊙O相切,∴∠CMD=
90°.
x
COOM
3
∴△COM∽△MED.∴,即
2
.
x
y
MEED
2
又∵
yx<
br>2
x3
,∴
1
4
3
3
,解得x=
15
.
x1
2
x
2
x3
2
4
x
2
33
15
,∴
y35
.
28
33
∴D点的坐标是:(
15
,
35
).
28
又∵x>0,∴x=
②假设存在满足条件的点
G(a,b).
若构成的四边形是□ACGF,(答图2)则G与C关于直线x=2对称,
∴G点的坐标是:(4,3).
若构成的四边形是□ACFG,(答图3,4)则由平行四边形的性质有b=
3
,
又∵
3a
2
a3
,解得a=
27
,此
时G点的坐标是:(
27, 3
).
若构成的四边形是□AGCF,(答图5)则CGFA,
∴G点的坐标是:(4,3).
显而易见,AFCG不能构成平行四边形.
综上所述,在抛物线上存在点G,使A、C、G、
F四点为顶点的四边形是平行四边形,点G的坐标
为(4,3)或(
27,
3
)或(
27, 3
).
考点:1.单动点问题;2.二次函数综合
题;3.曲线上点的坐标与方程的关系;4.直线与圆相切的性
质;5.相似三角形的判定和性质;6.
平行四边形的性质;7.分类思想的应用.
13.如图,矩形ABCD的边AB=3cm,AD=4c
m,点E从点A出发,沿射线AD移动,以CE为直径作圆
O,点F为圆O与射线BD的公共点,连接E
F、CF,过点E作EG⊥EF,EG与圆O相交于点G,连接
CG.
(1)试说明四边形EFCG是矩形;
(2)当圆O与射线BD相切时,点E停止移动,在点E移动的过程中,
①矩形EFCG的面
积是否存在最大值或最小值?若存在,求出这个最大值或最小值;若不存在,说
明理由;
②求点G移动路线的长.
【答案】(1)证明见解析;(2)①存在,矩形EFCG的面积最
大值为12,最小值为
15
108
;②.
4
25
1
4
【解析】
试题分析:(1)只要证到三个内角等于90°即可.
(2)①易证点D在⊙O上,根据圆周
角定理可得∠FCE=∠FDE,从而证到△CFE∽△DAB,根据相似
3CF
2
三
角形的性质可得到S
矩形ABCD
=2S
△CFE
=.然后只需求出CF的范
围就可求出S
矩形ABCD
的范围.
4
②根据圆周角定理和矩形的性质可证
到∠GDC=∠FDE=定值,从而得到点G的移动的路线是线段,只
需找到点G的起点与终点,求出该
线段的长度即可.
试题解析:解:(1)证明:如图,
∵CE为⊙O的直径,∴∠CFE=∠CGE=90°.
∵EG⊥EF,∴∠FEG=90°.∴∠CFE=∠CGE=∠FEG=90°.
∴四边形EFCG是矩形.
(2)①存在.
如答图1,连接OD,
∵四边形ABCD是矩形,∴∠A=∠ADC=90°.
∵点O是CE的中点,∴OD=OC.∴点D在⊙O上.
S
CF
∵∠FCE=∠FDE,∠A=∠CFE=90°,∴△CFE∽△DAB.∴
CFE
.
S
DAB
DA
2<
br>∵AD=4,AB=3,∴BD=5.
∴
S
CFE
CF
2
13CF
2
3CF
2
CF
34
.∴S
矩形ABCD
=2S
△CFE
=.
S
DAB
1628
4
DA
2
∵四边形EFCG是矩形,∴FC∥EG.∴∠FCE=∠CEG.
∵∠GDC=∠CEG,∠FCE=∠FDE,∴∠GDC=∠FDE.
∵∠FDE+∠CDB=90°,∴∠GDC+∠CDB=90°.∴∠GDB=90°
Ⅰ.当点E在点A(E′)处时,点F在点B(F′)处,点G在点D(G′处,如答图1所示.
此时,CF=CB=4.
Ⅱ.当点F在点D(F″)处时,直径F″G″⊥BD,如答图2所
示,此时⊙O与射线BD相切,CF=CD=3.
Ⅲ.当CF⊥BD时,CF最小,此时点F到达F″
′,如答图3所示.S
△BCD
=BCCD=BDCF″′.
∴4×3=5×CF″′.∴CF″′=
∴
12
≤CF≤4.
5
2
1
2
1
2
12
.
5
108
3
12
3
3CF
2
∵S矩形ABCD
=,∴
S
矩形ABCD
4<
br>2
,即
S
矩形ABCD
12
.
454
4
25
∴矩形EFCG的面积最大值为12,最小值为
108
.
25
②∵∠GDC=∠FDE=定值,点G的起点为D,终点为G″,
∴点G的移动路线是线段DG″.
∵∠GDC=∠FDE,∠DCG″=∠A=90°,∴△DCG″∽△DAB.
DCDG3DG15
,即
,解得
DG
.
DADB454
15
∴点G移动路线的长为.
4
∴考点:1.圆的综合题;2.单动点问题;3.垂线段最短的性质;4.直角三角形斜边上的中线的性质;<
br>5.矩形的判定和性质;6.圆周角定理;7.切线的性质;8.相似三角形的判定和性质;9.分类思想
的
应用.
14.如图,已知l
1
⊥l
2
,⊙O与l
1
,l
2
都相切,⊙O的半径为2cm.矩形ABCD的边AD,AB分别与
l
1
,l
2
重合,AB=4
3
cm,AD=4cm.若⊙
O与矩形ABCD沿l
1
同时向右移动,⊙O的移动速度为3cms,
..
矩
形ABCD的移动速度为4cms,设移动时间为t(s).
(1)如图①,连接OA,AC,则∠OAC的度数为°;
(2)如图②,两个图形移动一段
时间后,⊙O到达⊙O
1
的位置,矩形ABCD到达A
1
B
1
C
1
D
1
的位置,此
时点O
1
,A
1<
br>,C
1
恰好在同一直线上,求圆心O移动的距离(即OO
1
的长);
(3)在移动过程中,圆心O到矩形对角线AC所在直线的距离在不断变化,设该距离为d(cm).当
d<2时,求t的取值范围.(解答时可以利用备用图画出相关示意图)
【答
案】(1)105;(2)
236
;(3)
2
23
<t<
223
.
3
【解析】
试题分析:(1)⊙O与l
1
,l
2
都相切,连接圆心和两个切点,等正方向.OA即为正方形的对角线,
得到∠O
AD=45
0
,再在Rt△ADC中,由锐角三角函数求∠DAC=60
0
,
从而求得∠OAC的度数105
0
.
(2)连接O
1
与切点E,则
O
1
E=2,O
1
E⊥l
1
,利用△O
1
EA
1
∽△D
1
C
1
E
1
,求A
1
E=
可求t,进而求得圆心移动的距离3t=
236
.
(3)
圆心O到对角线AC的距离d<2,即d<r.说明⊙O与AC相交,所以出找两个临界点的t值,
即⊙
O与AC相切.运动中存在两个相切的位置.分别求两个相切时t的值,即可得出d<r时,t
的取值
试题解析:解:(1)105
0
.
(2)O
1
,A
1
,C
1
恰好在同一直线上时,设⊙O与AC的切点为E,连接O
1
E,如答图1,
可得O
1
E=2,O
1
E⊥l
1
,
在R
t△A
1
D
1
C
1
中,∵A
1
D
1
=4,D
1
C
1=
43
,
∴tan∠C
1
A
1
D
1
=
3
.∴∠C
1
A
1
D
1
=60
0
.
223
,
tan60
0
3
2323
∵
A
1
EA
A
1
OO
1
2t2
,∴
t2
,∴t2
.
33
23
,根据2+O
1
O+A
1
E=AA
1
,
3
在Rt△A
1
O
1E中,∠O
1
A
1
E=∠C
1
A
1
D
1
=60
0
.∴A
1
E=
∴OO
1
=3t=
236
.
(3)如答图2,
①当直线AC与⊙O第一次相切
时,设移动时间为t
1
.如位置一,此时⊙O移动到⊙O
2
的位置,矩形ABCD移动到A
2
B
2
C
2
D
2
的
位置.
设⊙O
2
与直线l
1
、A
2
C
2
分别相切于点F、G,连接O
2
F、O
2
G、O
2
A
2
,
∴O
2
F⊥l
1、
O
2
G⊥A
2
C
2
.
又由(2)可得∠C
2
A
2
D
2
=60
0
于,∴∠GA
2
F=1200
.∴∠O
2
A
2
F=60
0
.
23
.
3
232323
∵OO
2
=3t
1
,
AFAA
2
A
2
F4t
1
<
br>,∴
4t
1
.
3t
1
2
,
解得
t
1
2
333
在Rt△O
2
A
2
F中,O
2
F=2,∴A
2
F=
②当点O
1
,A
1
,C
1
恰好在同一直线上时为位置二,设移动时间为t
2<
br>.由(2)可得
t
2
23
2
.
3③当直线AC与⊙O第二次相切时,设移动时间为t
3
.如位置3,由题意知,从位置一到
位置二所用
时间与位置二到位置三所用时间相等.
∴
t
2
t1
t
3
t
2
,即
23
23
23
t
3
223
. ,解得
2
2t2
3
3
3
3
23
<t<
223
.
3
综上所述,当d<2时,t的取值范围为
2
考点:1.双面动平移问题;2.直线与圆的位置关系;3.锐角三角函数定义;4.特殊角的三角函
数
值;5.分类思想的应用.
15.在平面直角坐标系
xOy
中,点M(
2
,
2
),以点M为圆心,OM长为半径作⊙M,使⊙M与直<
br>»
上线OM的另一交点为点B,与
x
轴,
y
轴的另一交点分别
为点D,A(如图),连接AM.点P是
AB
的动点.
(1)写出∠AMB的度数;
(2)点Q在射线OP上,且OP·OQ=20,过点Q作QC垂直于直线OM,垂足为C,直线QC交
x
轴于
点E.
①当动点P与点B重合时,求点E的坐标;
②连接QD,设点Q的纵坐标为t,△QOD的面积为S,求S与t的函数关系式及S的取值范围. <
br>【答案】(1)90°;(2)①(5
2
,0);②S
2t
,5≤S
≤10.
【解析】
试题分析:(1)首先过点M作MH⊥OD于点H,由点M(
2
,
2
),可得∠MOH=45°,OH=MH=
2
,
继而求
得∠AOM=45°,又由OM=AM,可得△AOM是等腰直角三角形,继而可求得∠AMB的度数:
如答图3,过点M作MH⊥OD于点H,
∵点M(
2
,
2
),∴OH=MH=
2
.∴∠MOD=45°.
∵∠AOD=90°,∴∠AOM=45°.
∵OA=OM,∴∠OAM=∠AOM=45°.∴∠AMO=90°.∴∠AMB=90°.
(2)①由OH=MH=
2
,MH⊥OD,即可求得OD与OM的值,继而可得OB的长,又
由动点P与点B重
合时,OPOQ=20,可求得OQ的长,继而求得答案.
1
2
2t2t
②由OD=2
2
,Q的纵坐标为t,即可得S=
2
,然后
分别从当动点P与B点重合时,过
点Q作QF⊥x轴,垂足为F点,与当动点P与A点重合时,Q点在y
轴上,去分析求解即可求得答
案.
试题解析:解:(1)90°.
(2)①由题意,易知:OM=2,OD=2
2
,∴OB=4.
当动点P与点B重合时,∵OP·OQ=20,∴OQ=5.
∵∠OQE=90°,∠POE
=45°,∴OE=5
2
.∴E点坐标为(5
2
,0).
1
22t2t
2
②∵OD=2
2
,Q的纵坐标为t,∴S=.
如答图1,当动点P与B点重合时,过点Q作QF⊥x轴,垂足为F点,
∵OP=4,OPOQ=20,∴OQ=5,
52
∵∠OFC=90°,∠QOD=45°,∴t=QF=
2
.
2
52
5
2
.
此时S=
如答图2,当动点P与A点重合时,Q点在y轴上,
∴OP=2
2
.
∵OPOQ=20,∴t=OQ=5
2
.
此时S=
25210
.
∴S的取值范围为5≤S≤10.
考
点:1.圆的综合题;2.单动点问题;3.等腰直角三角形的判定和性质;4.点的坐标;5.由实际问
题列函数关系式;6.数形结合思想、分类思想和方程思想的应用.
13
yx
2
x2
22
16.在平面直角坐标系
xOy
中,二次函数的图像
与
x
轴交于点A,B(点B在点A
13
yx
2
x2
22
的左侧),与
y
轴交于点C,过动点H(0,
m
)作平
行于
x
轴的直线,直线与二次函数
的图像相交于点D,E.
(1)写出点A,点B的坐标;
(2)若
m>0
,以DE为直径作⊙Q,当
⊙Q与
x
轴相切时,求
m
的值;
(3)直线上是否存在一点F,使
得△ACF是等腰直角三角形?若存在,求
m
的值;若不存在,请
说明理由.
29
1
2
【答案】(1)(4,0)和(-1,0);(2);(3)存在,m=
2
或
4
或3或
1
.
【解析】
试题分析:(1)A、B两点的纵坐标都为0,所以代入y=0,求解即可.
3
(2
)由圆和抛物线性质易得圆心Q位于直线与抛物线对称轴的交点处,则Q的横坐标为
2
,可推<
br>
3
3
出D、E两点的坐标分别为:
m,
m
,
m,
m
,因为D、E都在抛物线上,代入一点即可得
2
2
m.
(3)使得△ACF是等腰直角三角形,重点的需要明白有几种情形,分别
以三边为等腰三角形的两
腰或者底,则共有3种情形;而三种情形中F点在AC的左下或右上方又各存在
2种情形,故共有
6种情形.求解时.利用全等三角形知识易得m的值.
13
x<
br>2
x20
2
试题解析:解:(1)当y=0时,有
2
,
解之得:
x
1
4, x
2
1
,
∴A、B两点的坐标分别为(4,0)和(-1,0).
13
yx
2<
br>x2
22
(2)∵⊙Q与
x
轴相切,且与交于D、E两点, ∴圆心O位于直线与抛物线对称轴的交点处,且⊙Q的半径为H点的纵坐标
m
(
m
0
).
3
3
2
, ∵抛物线的对称轴为
x
1
2
2
2
1
2
3
yxx2
3
3
22
∴D、E两点的坐标分别为:
m,
m
,
m,
m
且均在二次函数
的图像上.
22
∵
m
m
m
2
,解得
2
2
2
2
1
3
2
3
3
m
2929
1m1
22
或(不合题意,舍去).
(3)存在.
①当∠ACF=90°,AC=FC时,如答图1,
过点F作FG⊥y轴于G,∴∠AOC=∠CGF=90°.
∵∠ACO+∠FCG=90°,∠GFC+∠FCG=90°,∴∠ACO=∠CFG.
∴△ACO≌△∠CFG,∴CG=AO=4.
∵CO=2,
∴
mO G
42
2
或
m
=OG=2+4=6 .
②当∠CAF=90°,AC=AF时,如答图2,
过点F作FP⊥x轴于P,∴∠AOC=∠APF=90°.
∵∠ACO+∠OAC=90°,∠FAP+∠OAC=90°,∴∠ACO=∠FAP.
∴△ACO≌△∠FAP,∴FP=AO=4.
∴
mFP4
或
m
=FP=4.
③当∠AFC=90°,FA=FC时,如答图3,
则F点一定在AC的中垂线上,此时存在两个点分别记为F,F′,
分别过F,F′两点作x轴、y轴的垂线,分别交于E,G,D,H.
∵∠DFC+∠CFE=∠CFE+∠EFA=90°,∴∠DFC=∠EFA.
∵∠CDF=∠AEF,CF=AF,∴△CDF≌△AEF.
∴CD=AE,DF=EF.∴四边形OEFD为正方形.
∴OA=OE+AE=OD+AE=OC+CD+AE=OC+2CD.
∴4=2+2CD.∴CD=1,∴m=OC+CD=2+1=3.
∵∠HF′C+∠CGF′=∠CGF′+∠GF′A,∴∠HF′C=∠GF′A.
∵∠H F′C=∠GF′A,CF′=AF′.∴△HF′C≌△GF′A.∴HF′=GF′,CH=AG.
∴四边形OHF′G为正方形.
∴
OHCHCOAGCOAOOGC OAOOHCO4OH2
.∴OH=1.
∴m=
1
. 25
2
131
3
25
∵
yx
2
x2
x
,∴y的最大值为8
.
222
2
8
25
∵直线l 与抛物线有两个交点,∴m<
8
∴m可取值为m=
2
或
4
或3或
1
.
综上所述,m的值为m=
2
或
4
或3或
1
.
考点:1.二次函数综合题;2.单动点问题;3.等腰直角三角形存在性问题;4.二次函数的性质; 5.
曲线上点的坐标与方程的关系;6.直线与圆的位置关系;7.全等三角形的判定和性质;8.正方 形的
判定和性质;9.分类思想的应用.
17.如图甲,四边形OABC的边OA、OC分别 在x轴、y轴的正半轴上,顶点在B点的抛物线交x轴
于点A、D,交y轴于点E,连结AB、AE、B E.已知tan∠CBE=
1
,A(3,0),D(-1,0),E(0,3).
3
(1)求抛物线的解析式及顶点B的坐标;
(2)求证:CB是△ABE外接圆的切线;
(3)试探究坐标轴上是否存在一点P,使以D 、E、P为顶点的三角形与△ABE相似,若存在,直接写
...
出点P的坐标;若不存在,请 说明理由;
.
(4)设△AOE沿x轴正方向平移t个单位长度(0<t≤3)时,△AOE 与△ABE重叠部分的面积为s,求
s与t之间的函数关系式,并指出t的取值范围.
【答案】(1)y=-x
2
+2x+3.B(1,4).(2)证明见解析;(3)P
1
(0,0),P
2
(9,0),P
3
(0,-
1
).(4)
3
3
3
2
t3t
(0t
≤
),
22
s=
.
193
2
t3t
(t
≤
3).
22
2
【解析】
试
题分析:(1)利用两根式列出二次函数解析式y=a(x-3)(x+1),把将E(0,3)代入即可求出a
的值,继而可求顶点B的坐标;
(2)过点B作BM⊥y于点M,利用已知条件先证明AB是
△ABE外接圆的直径.再证CB⊥AB即可.
(3)存在;
(4)分两种情况进行讨论即可.
试题解析:(1)解:由题意,设抛物线解析式为y=a(x-3)(x+1).
将E(0,3)代入上式,解得:a=-1.
∴y=-x
2
+2x+3.
则点B(1,4).
(2)如图,证明:过点B作BM⊥y于点M,则M(0,4).
在Rt△AOE中,OA=OE=3,
∴∠1=∠2=45°,AE=
OA
2
OE
2
=3
2
.
在Rt△EMB中,EM=OM-OE=1=BM,
∴∠MEB=∠MBE=45°,BE=
EM
2
BM
2
=
2
.
∴∠BEA=180°-∠1-∠MEB=90°.
∴AB是△ABE外接圆的直径.
在Rt△ABE中,tan∠BAE=
BE
=
1
=tan∠CBE,
AE
3
∴∠BAE=∠CBE.
在Rt△ABE中,∠BAE+∠3=90°,
∴∠CBE+∠3=90°.
∴∠CBA=90°,即CB⊥AB.
∴CB是△ABE外接圆的切线.
(3)P
1
(0,0),P
2
(9,0),P
3
(0,-
1
).
3
(4)解:设直线AB的解析式为y=kx+b.
k
2,
3kb0,
将A(3,0),B(1,4)代入,得
解得
kb4.
b6.
∴y=-2x+6.
过点E作射线EF∥x轴交AB于点F,当y=3时,得x=
3
,
2
∴F(
3
,3).
2
情况一:如图7,当0<t≤3
时,设△AOE平移到△DNM的位置,MD交AB于点H,MN交AE于点G.
2
则ON=AD=t,过点H作LK⊥x轴于点K,交EF于点L.
由△AHD∽△FHM,得
AD
HK
.即
t
FMHL
HK
.解得HK=2t.
3
t
3HK
2
22
∴S
阴
=S
△MND
-S
△GNA
-S△HAD
=
1
×3×3-
1
(3-t)2-
1
t·2t=-
3
t2+3t.
22
情况二:如图8,当
3
<t≤3时,设△AOE平移到△PQR的位置,PQ交AB于点I,交AE于点V.由
2
3
t
IQ
AQIQ
△IQA∽△IPF,得.即.解得IQ=2(
3-t).
33IQ
FPIP
t
2
∴S阴=S△IQA-S△
VQA=
1
×(3-t)×2(3-t)-
1
(3-t)2=
1(3-t)2=
1
t2-3t+
9
.
22222
3
3
2
t3t (0t
≤
),
22
综上所述:s=
.
193
2
t3t (t
≤
3).
22
2
考点:二次函数综合题.
18.如图,抛物线y=ax
2
+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的对称轴为y轴,且经过(0,0)和(
a,
1
)两点,点P在该抛物线上运动,以点P为圆心的⊙P总经过定点A(0,2).
16
(1)求a,b,c的值;
(2)求证:在点P运动的过程中,⊙P始终与x轴相交;
(3)设⊙P与x轴相交于M(x
1
,0),N(x
2
,0)(x
1
<x
2
)两点,当△AMN为等腰三角形时,求
圆心P的纵坐标.
1
【答案】(1)a=,
b=c=0;(2)证明见解析;(3)P的纵坐标为0或4+2
3
或4﹣2
3
.
4
【解析】
试题分析:(1)根据题意得出二次函数一般形式进而将已知点代入求出a,b,c的值即可;
1
(2)设P(x,y),表示出⊙P的半径r,进而与x
2
比较得出答案即可;
4
(3)分别表示出AM,AN的长,进而分别利用当AM=AN时,当AM=MN时,当AN
=MN时,求出
a的值,进而得出圆心P的纵坐标即可.
试题解析:(1)∵抛物线y=ax
2
+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的对称轴为y轴,且经过(0,0)和
1
(
a
,)两点,
16
∴抛物线的一般式为:y=ax
2
,
1
∴=a(
a
)
2
,
16
1
解得:a=±,
4
1
∵图象开口向上,∴a=,
4
1
∴抛物线解析式为:y=x
2
,
4
1
故a=,b=c=0;
4
(2)设P(x,y
),⊙P的半径r=
x
2
(y2)
2
,
又∵y=1
1
2
x,则r=
x
2
(x
2
2
)
2
,
4
4
1
4
1
x4
>x
2
,
16
4
化简得:r=
∴点P在运动过程中,⊙P始终与x轴相交;
1
4
1
a4
, (3)设P(a,a
2
),∵P
A=
16
4
作PH⊥MN于H,则PM=PN=
又∵PH=
1
2
a,
4
1
4
a4
,
16
则MH
=NH=
1
4
1
a4(a)
2
=2,
164
故MN=4,
∴M(a﹣2,0),N(a+2,0),
又∵A(
0,2),∴AM=
(a2)
2
4
,AN=
(a2)
2
4
,
当AM=AN时,
(a2)
2
4
=
(a2)
2
4
,
解得:a=0,
当AM=MN时,
(a2)
2
4
=4,
解得:a=2
±2
3
(负数舍去),则
当AN=MN时,
(a2)
2
4
=4,
解得:a=﹣2±2
3
(负数舍去),则
1
2<
br>a=4﹣2
3
;
4
1
2
a=4+2
3
;
4
综上所述,P的纵坐标为0或4+2
3
或4﹣2
3
.
考点:二次函数综合题.
19.木匠黄师傅用长AB=3,宽BC=2的矩形木板做一个尽可
能大的圆形桌面,他设计了四种方案:
方案一:直接锯一个半径最大的圆;
方案二:圆心O
1
,O
2
分别在CD,AB上,半径分别是O
1
C,O2
A,锯两个外切的半圆拼成一个圆;
方案三:沿对角线AC将矩形锯成两个三角形,适当平移三角形并锯一个最大的圆;
方案四:锯一块小矩形BCEF拼接到矩形AEFD下面,并利用拼成的木板锯一个尽可能大的圆。
(1)写出方案一中的圆的半径;
(2)通过计算说明方案二和方案三中,哪个圆的半径较大?
(3)在方案四中,设CE=<
br>x
(
0x1
),圆的半径为
y
,
①求
y
关于
x
的函数解析式;
②当
x
取何值时圆的半径最大?最大半径是多少?并说明四种方案中,哪一个圆形桌面的半径最
大
?
【答案】(1)方案一中圆的半径为1
(2)方案三的圆半径较大
(3)①当0
②当时,y最大,y最大=,
四种方案中,第四种方案圆形桌面的半径最大。
【解析】
试题分析:(1)圆的直径就是BC的长
方案二:连O
1
O
2,作EO
1
⊥AB于E,然后利用勾股定理即可得
方案三:连OG,然后利用△OCG∽△CDE即可得
(3)分情况讨论:分0
(2)方案二
如图,连O
1O
2
,作EO
1
⊥AB于E,设O
1
E=X,
222
那么(2X)=2+(3-2X),解得X=
方案三
连OG,∴OG⊥CD,∵∠D=90°,∴OG//DE
∴△OCG∽△CDE,∴
设OG=y,∴,∴y=,∴方案三的圆半径较大
(3)①当0
②当时,y最大,y最大=,
四种方案中,第四种方案圆形桌面的半径最大。
考点:1、两圆外切,2、圆的切线,3、勾股定理,4、相似
20.在平面直角坐标系xOy
中,对于⊙A上一点B及⊙A外一点P,给出如下定义:若直线PB与x
轴有公共点
(记作M),则称直线PB为⊙A的“x关联直线”,记作
l
PBM
.
(1)已知⊙O是以原点为圆心,1为半径的圆,点P(0,2),
①直线
l
1
:
y2
,直线
l
2
:
yx2
,
直线
l
3
:
y3x2
,直线
l
4
:<
br>y2x2
都经过点P,在直线
l
1
,
l
2,
l
3
,
l
4
中,是⊙O的“x关联直线”的是; <
br>②若直线
l
PBM
是⊙O的“x关联直线”,则点M的横坐标
x
M
的最大值是;
(2)点A(2,0),⊙A的半径为1,
①若
P(-1,2),⊙A的“x关联直线”
l
PBM
:
ykxk2
,点M的横坐标为
x
M
,当
x
M
最大时,求
k的
值;
②若P是y轴上一个动点,且点P的纵坐标
y
p
2
,⊙A的
两条“x关联直线”l
PCM
,
l
PDN
是⊙A的
两条切线
,切点分别为C,D,作直线CD与x轴点于点E,当点P的位置发生变化时,AE的长度是
否发生改变
?并说明理由.
【答案】(1)①
l
3
,l
4
;②
x
M
23
;(2)①
k
3
33
;
②不变,理由见解析.
4
【解析】
试题分析:(1)①②直接根据定义求解即可.
(2)①当直线PB与⊙A相切于点B时,此时点M的横坐标
x
M
最大,求出
此时的k的值.
AD
2
1
,而得出结论. ②根据定义和锐角三
角函数定义得出
ADAEAO
,即
AE
AO2
2
试题
解析:(1)①
l
3
,l
4
.
②
x
M
23
.
3
(2)①如图,当直
线PB与⊙A相切于点B时,此时点M的横坐标
x
M
最大,
作PH⊥x轴于点H,
∴HM=
x
M
1
,AM=
x
M
2
,
在Rt△ABM和Rt△PHM中,
tanAMB
1
∴BM=
1
HM=
(x
M
1)
.
2
2
ABPH
,
BMHM
在Rt△ABM中,
AM
2
AB
2
BM
2
,
43
1
∴
(x
M
2)
2
1(x
M
1
)
2
,解得
x
M
3
.
3
4
∴点M的横坐标
x
M
最大时,
x
M
3
33<
br>43
.∴
k
.
4
3
②当P点的位置发生变化时,AE的长度不发生改变.
如图,⊙A的两条“x关联直线”与⊙A相切于点C,D,∴PC=PD.
又∵AC=A,∴AP垂直平分BC.
在Rt△ADF和Rt△ADP中,
sin
ADFsinAPD
,∴
AFAPAD
2
.
在Rt△AE
F和Rt△AOP中,
cosEAF
∴
AD
2
AEAO.
AFAO
,∴
AFAPAEAO
.
AE
AP
1
,即当P点的位置发生变化时,AE的长度不发生改变.
2<
br>考点:1.新定义;2.直线与圆的位置关系;3.直线上点的坐标与方程的关系;4.锐角三角函数定义
.
21.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4cm,BC=3cm,⊙O为△AB
C的内切圆.
(1)求⊙O的半径;
(2)点P从点B沿边BA向点A以点1cms的速度
匀速运动,以点P为圆心,PB长为半径作圆.设
点P运动的时间为ts.若⊙P与⊙O相切,求t的值
.
2
【答案】(1)1cm;(2)
t
或2.
3
【解析】
试题分析:(1)设⊙O与AB,BC,CA的切点分别为D,E,F,
连接OD,OE,OF,根据切线的性质
证明四边形CEOF是正方形,由勾股定理求AB的长,把AD
,BD用半径r的代数式表示,
从而根据
ABADBD
列方程求解即可.
(2)为⊙P与⊙O外切和⊙P与⊙O内切两种情况讨论即可.
试题解析:(1)如图,设⊙O与AB,BC,CA的切点分别为D,E,F,连接OD,OE,OF,
则AD=AF,BD=BE,CE=CF.
∵⊙O为△ABC的内切圆,∴OF⊥AC,OE⊥BC,即∠OFC=∠OEC=90°.
又∵∠C=90°,∴四边形CEOF是矩形.
又∵OE=OF,∴四边形CEOF是正方形.
设⊙O的半径为rcm,则FC=EC=OE=rcm,
∴
AE
在Rt△
ABC中,∠ACB=90°,AC=4cm,BC=3cm,∴
ABAC
2
BC
2
5cm
.
∵
ADAFACFC4r,BDBEBCEC3r
,
∴
4r3r5
,解得r=1.
∴⊙O的半径为1cm.
(2)如图,过点P作PG⊥BC于点G,
∵∠PGB=∠C=90°,∴PG∥AC.∴△
PBG∽△ABC.∴
PGBGBP
.
ACBCBA
43
又∵BP=t,∴
PGt, BGt
.
55
若⊙P与⊙O相切,,则可分为⊙P与⊙O外切和⊙P与⊙O内切两种情况:
①如图,当⊙P与⊙O外切时,连接OP,则OP=1+t.
过点P作PH⊥OE于点H,
∵∠PHE=∠HEG=∠PGE=90°,∴四边形PHEG是矩形.∴HE=PG,PH=GE.
433
∴
OHOEHE1t,
PHGEBCECBG31t2t
.
555
3
2
2
4
在Rt△OPH中,由勾股定理,得
1t
2t
1t<
br>
,解得
t
.
5
3
5
22
②如图,当⊙P与⊙O内切时,连接OP,则OP=
t1
.
过点O作OM⊥PG于点M,
∵∠MGE=∠OEG=∠OMG=90°,∴四边形OEGM是矩形.∴MG=OE,OM=EG.
433
∴
PMPGECt1,
OMEGBCECBG31t2t
.
555
3
2
4
在Rt△OPM中,由勾股定理,得
t1
2t
t1
<
br>,解得
t2
.
5
5
22
2
综上所述,当⊙P与⊙O相切时,
t
或2.
3
考点:1.单动点和面动问题;2.直线与圆相切的性质;3.矩形、正方形的判定和性质;4.勾股
定理;5.相似三角形的判定和性质;6.方程思想和分类思想的应用.
22.如图,在平面直角坐标
系中,△ABC的顶点坐标分别为A(-2,0)、B(4,0)、C(0,2).
(1)请用尺规作出△ABC的外接圆⊙P(保留作图痕迹,不写作法);
(2)求出(1)中外接圆圆心P的坐标;
(3)⊙P上是否存在一点Q,使得△QBC与△
AOC相似?如果存在,请直接写出点Q坐标;如果不
存在,请说明理由.
【答案】(1)作
图见解析;(2)点P坐标为(1,-1).(3)⊙P上存在一点Q(-2,-2),(2,-4),
使得△QBC与△AOC相似.
【解析】
试题分析:(1)作出AC与BC线段垂直平分线
得出交点即为圆心,进而利用圆心到线段端点距离长
为半径求出即可;
222
(2)
过点P做PD⊥x轴,PE⊥y轴,垂足分别为D、E,连接PC、PE,在Rt△BPD中,BP=x+3,<
br>在Rt△CEP中,CP
2
=(x+2)
2
+1
2
,
由BP=CP,求出x的值,即可得出P点坐标;
(3)利用相似三角形的判定得出△Q
1<
br>BC∽△ACO,进而结合圆周角定理得出Q点坐标.
(1)如图1所示:
(2)如图2,过点P做PD⊥x轴,PE⊥y轴,垂足分别为D、E,连接PC、PE.
∵PD⊥AB,∴AD=BD=3.
∵OB=4,∴OD=OB-BD=1.
∴PE=OD=1.
设DP=x,则OE=PD=x.
在Rt△BPD中,BP
2
=x
2
+3
2
. 在Rt△CEP中,CP
2
=(x+2)
2
+1
2
.
∵BP=CP,
∴x
2
+3
2
=(x+2)
2<
br>+1
2
.
解得:x=1.
∴点P坐标为(1,-1).
(3)如图2,连接BP并延长到⊙P于一点Q
1
,连接CQ
1
,
则BQ
1
是直径,
∴∠Q
1
CB=90°,
又∵∠CAB=∠CQ
1
B,
∴△Q
1
BC∽△ACO,
此时连接AQ
1
则∠Q
1
AB=90°,
∴Q
1
横坐标为:-2,
∵AB=6,BQ
1
=2BP=2
10
,
∴AQ
1
=2,
∴Q
1
(-2,-2),
同理构造直角三角形CFQ
2
,
可得出:CF=6,CQ
2
=2
10
,
∴FQ
2
=2,FO=4,
则Q
2
(2,-4),
综上所述:⊙P上存在一点Q(-2,-2),(2,-4),使得△QBC与△AOC相似.
考点:圆的综合题.
23.如图,在⊙O中,直径AB⊥CD,垂足为E,点
M在OC上,AM的延长线交⊙O于点G,交过C
的直线于F,∠1=∠2,连结CB与DG交于点N.
(1)求证:CF是⊙O的切线;
(2)求证:△ACM∽△DCN;
1
(3)若点M是CO的中点,⊙O的半径为4,cos∠BOC=,求BN的长.
4
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)BN=
6
.
【解析】
试题分析:(1)根据切线的判定定理得出∠1+∠BCO=90°,即可得出答案;
(2)利用已知得出∠3=∠2,∠4=∠D,再利用相似三角形的判定方法得出即可;
(3
)根据已知得出OE的长,进而利用勾股定理得出EC,AC,BC的长,即可得出CD,利用(2)
中
相似三角形的性质得出NB的长即可.
(1)证明:∵△BCO中,BO=CO,
∴∠B=∠BCO,
在Rt△BCE中,∠2+∠B=90°,
又∵∠1=∠2,
∴∠1+∠BCO=90°,
即∠FCO=90°,
∴CF是⊙O的切线;
(2)证明:如图,∵AB是⊙O直径,
∴∠ACB=∠FCO=90°,
∴∠ACB-∠BCO=∠FCO-∠BCO,
即∠3=∠1,
∴∠3=∠2,
∵∠4=∠D,
∴△ACM∽△DCN;
(3)解:∵⊙O的半径为4,即AO=CO=BO=4,
1
在Rt△COE中,cos∠BOC=,
4
1
∴OE=COcos∠BOC=4×=1,
4
由此可得:BE=3,AE=5,由勾股定理可得:
CECO
2
EO
2
4
2
1
2
15,ACCE
2<
br>AE
2
(15)
2
5
2
210
,
BCCE
2
BE
2
(15)
2
3
2
26
,
∵AB是⊙O直径,AB⊥CD,
∴由垂径定理得:CD=2CE=2
15
,
∵△ACM∽△DCN,
CMAC
∴
,
CNCD
∵点M是CO的中点,CM=
11
AO=×4=2,
22
CM
•
CD
2
215
∴CN=
6
,
AC
210
∴BN=BC-
CN=2
6
-
6
=
6
.
考点:圆的综合题. <
br>24.如图1,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠A=90°,BD⊥DC,BC=10cm,CD
=6cm.在线段BC、CD
上有动点F、E,点F以每秒2cm的速度,在线段BC上从点B向点C匀
速运动;同时点E以每秒1cm
的速度,在线段CD上从点C向点D匀速运动.当点F到达点C时,点E
同时停止运动.设点F运
动的时间为t(秒).
(1)求AD的长;
(2)设四边形BFED的面积为y,求y关于t的函数关系式并写出自变量的取值范围
(3)当t为何的值时,以EE为半径的⊙F与CD边只有一个公共点.
图1备用图
5
5
【答案】(1)
32
cm.(2)
y4
t
2
4t24
,0<t<5.(3)
0t
3
0
3060
,
t
,
t5
.
1117
17
【解析】
试题分析:(1)首先根据已知条件“BD⊥DC,
∠A=90°”及平行线的性质(两直线AD∥CB,内错
角∠ADB=∠DBC)证明△ABD∽△D
CB;然后由勾股定理及相似三角形的对应边成比例求得AD的长度;
4
(2)过点E作BC
的垂线,垂足为G.在Rt△DBC和在Rt△EGC中,利用正弦函数求得EG=t,然
5
后
利用割补法求得四边形EFDB的面积;
(3)进行分类讨论.
(1)在Rt△BCD中,CD=6cm,BC=10cm,所以BD=8cm.
因为ADBC,所以∠ADB=∠CBD.
在Rt△BCD中,BD=8cm,cos∠ADB=cos∠CBD=
4
,
5
所以AD=BDcos∠ADB=
32
cm.
5
(2)△BCD的面积为24.
如图,过点E作EH⊥AB,垂足为H.
在Rt△CEH中,CE=t,sin∠C=
4
,所以EH=CEsin∠C=
4<
br>t.
55
因此
S
△CEF
1
CFEH
1
(102t)
4
t
4
t
2
4t
.
2255
所以
yS
△BCD
S
△CE
F
24(
4
t
2
4t)
4
t
2
4t24
.定义域为0<t<5.
55
(3)①如图1,当⊙F经过点D,则⊙F与边CD有两个交点
所以过点D作DH⊥BC,EK⊥BC
所以DF=EF
所以在Rt△DFH和Rt△EFK中,
30
所以当
0t
⊙F与边CD只有一个交点。
17
②如图2,
30
当
t
时,⊙F与边CD相切 11
6060
时,⊙F经过点C,所以当
t5
时,⊙
F与边CD只有一个交点。
1717
30
3060
综上所述,当
0
t
,
t
,
t5
时,⊙F与边CD只有一个交点。
1117
17
考点:1.相似三角形的判定与性质;2.勾股定理;3.直角梯形;4.直线
与圆的位置关系.
③如图3,
t
25.在直角坐标系xOy中,已知点P是反比例
函数y=
23
(x>0)图象上一个动点,以P为圆心
x
的圆始终与y轴相切
,设切点为A.
(1)如图1,⊙P运动到与x轴相切,设切点为K,试判断四边形OKPA的形状,并说明理由.
(2)如图2,⊙P运动到与x轴相交,设交点为B,C.当四边形ABCP是菱形时:
①求出点A,B,C的坐标.
1
②在过A,B,C三点的抛物线上是否存在点M,使
△MBP的面积是菱形ABCP面积的?若存在,试
2
求出所有满足条件的M点的坐标;若不存
在,试说明理由.
【答案】(1)四边形OKPA是正方形;(2)A(0,
3
),
B(1,0),C(3,0);(3);(0,
3
),(3,
0),(4,
3
),(7,8
3
).
【解析】
试题分析:(1)四边形OKPA
是正方形.当⊙P分别与两坐标轴相切时,PA⊥y轴,PK⊥x轴,x轴
⊥y轴,且PA=PK,可判
断结论;
23
(2)①连接PB,设点P(x,),过点P作PG⊥BC于G,则半径PB=
PC,由菱形的性质得PC=BC,
x
可知△PBC为等边三角形,在Rt△PBG中,∠PB
G=60°,PB=PA=x,PG=
23
PG
,利用sin∠PBG=,
x
PB
列方程求x即可;
②求直线PB的解析式,利用过A点或C点且平行于PB的直
线解析式与抛物线解析式联立,列方程
组求满足条件的M点坐标即可.
(1)四边形OKPA是正方形.
证明:∵⊙P分别与两坐标轴相切,
∴PA⊥OA,PK⊥OK.
∴∠PAO=∠OKP=90°.
又∵∠AOK=90°,
∴∠PAO=∠OKP=∠AOK=90°.
∴四边形OKPA是矩形.
又∵AP=KP,
∴四边形OKPA是正方形.
(2)①连接PB,设点P的横坐标为x,则其纵坐标为
过点P作PG⊥BC于G.
∵四边形ABCP为菱形,
∴BC=PA=PB=PC(半径).
∴△PBC为等边三角形.
在Rt△PBG中,∠PBG=60°,PB=PA=x,
23
.
x
23
233
PG
PG=
sin∠PBG=,即=
x
.
x2
x
PB
解之得:x=±2(负值舍去).
∴PG=
3
,PA=BC=2.P(2,
3
)
易知四边形OGPA是矩形,PA=OG=2,BG=CG=1,
∴OB=OG-
BG=1,OC=OG+GC=3.
∴A(0,
3
),B(1,0),C(3,0).
②设二次函数解析式为:y=ax
2
+bx+c.
abc
0
据题意得:
9a3bc0
c3
3
a
3
43
解之得:
b
.
3
c3
∴二次函数关系式为:y=
3
2
43
xx+
3
33
u3
uv0
设直线BP的解析式为:y=ux+v,据题意得:
解之得:
.
2uv3
v3
∴
直线BP的解析式为:y=
3
x-
3
,
过点A作直线AM∥BP,
则可得直线AM的解析式为:y=
3
x+
3
.
y3x3
解方程组:
3
2<
br>43
xx3
y
33
x
1
0
x
2
7
得:
;
.
y3y83
1
2过点C作直线CM∥PB,则可设直线CM的解析式为:y=
3
x+t.
∴0=3
3
+t.
∴t=3
3
.
∴直线CM的解析式为:y=
3
x3
3
.
y3x33
解方程组:
343
x2x3
y
33
x
1
3
x
2
4
得:
;<
br>
..
y0
1
y
23
综上可知,满足条件的M的坐标有四个,分别为:(0,
3
),(3,0),
(4,
3
),(7,8
3
).
考点:二次函数综合题.
26.如图所示,
ACAB
,
AB23
,
AC2
,点
D
是以
AB
为直径的半圆
O
上一动点,
DECD
交
直线
AB
于点
E
,设
DAB
(0
90)
.
»
的长; 【小题1】当
18
时,求
BD
【小题1】当
30
时,
求线段
BE
的长;
【小题1】若要使点
E
在线段
BA的延长线上,则
的取值范围是_______.(直接写出答案)
【答案】
【小题1】连接
OD
,在⊙
O
中,∵
DAB18,∴
DOB2DAB36
又∵
AB23
,∴l
BD
»
36
33
1805
【小题1】∵
AB
为⊙
O
的直径,∴
ADB90
,又∵
DAB30
,
AB23
,
∴
BD3
,
ADABcos303
又∵
ACAB
,∴
CAB90
,∴
CADDAB90
,
又∵
ADB90
,∴
DABB90
,∴CADB
又∵
DECD
,∴
CDE90
,∴
CDAADE90
,
又∵
ADEEDB90<
br>,∴
CDAEDB
,∴
CDA
∽
EDB
∴
ACAD
23
23
,又∵
AC2
,∴,∴
BE
3
BE
BEBD
3
【小
题1】
60
<
<
90
【解析】
【小题1】首先连接OD,由圆周角定理,可求得∠DOB的度数,又由⊙O的直径为23,即可求得其
半径,然后由弧长公式,即可求得答案;
【小题1】首先证得△ACD∽△BED,然后由相似三角形
的对应边成比例,可得
ACAD
,继而求得
BEBD
答案; 【小题1】首先求得A与E重合时α的度数,则可求得点E在线段BA的延长线上时,α的取值范
围
.
27.如图,在直角坐标系xoy中,O是坐标原点,点A在x正半轴上,OA=<
br>123
cm,点B在y轴的
正半轴上,OB=12cm,动点P从点A开始沿AO以23
cms的速度向点O移动,移动时间为ts(0<t
<6).
(1)求∠OAB的度数.(2分)
(2)以OB为直径的⊙O
‘
与AB交
于点M,当t为何值时,PM与⊙O
‘
相切?
(3分)(3)动点Q从点A开始沿A
B以4cms的速度向点B移动,动点R从点B开始沿BO以2cms
的速度向点O移动.如果P、Q、
R分别从A、A、B同时移动,当t=4s时,试说明四边形BRPQ为菱
形;(3分)
(4
)在(3)的条件下,以R为圆心,r为半径作⊙R,当r不断变化时,⊙R与菱形BRPQ各边的交点
个数将发生变化,随当交点个数发生变化时,请直接写出r的对应值或取值范围.(4分)
【答案】(1)30°(2)3(3)证明略
(4)0<r<4
3
2个
r=4
3
4个
4
3
<r<86个
r=8
3个
r>8 0个
【解析】解:因为直角坐标系xoy中,O是坐标原点,点A在x正半
轴上,OA=
123
cm,点B在y
轴的正半轴上,OB=12cm,动点P从点A开
始沿AO以
23
cms的速度向点O移动,移动时间为ts(0
<t<6),那么利用
直角三角形中三角函数可知,tan∠OAB=12
123
=1
3
,得到结论
。
第二问中,以OB为直径的⊙O
‘
与AB交于点M,要使PM与⊙O
‘<
br>相切,则连接O’M,O’M=6,O’M垂
直于MP,得到t=3
第三问中,动点Q
从点A开始沿AB以4cms的速度向点B移动,动点R从点B开始沿BO以2cms
的速度向点O移动
.如果P、Q、R分别从A、A、B同时移动,当t=4s时,可知,PQBR,RPBQ,
且BQ=B
R,得到结论。
第四问中,0<r<4
3
2个K]
r=4
3
4个
4
3
<r<86个[
r=83个
r>8 0个
28.△ABC中,∠C=90°,点D在边AB上,
AD=AC=7,BD=BC.动点M从点C出发,以每秒1
个单位的速度沿CA向点A运动,同时,动
点N从点D出发,以每秒2个单位的速度沿DA向点A
运动.当一个点到达点A时,点M、N两点同时停
止运动.设M、N运动的时间为t秒.
⑴求cosA的值.
⑵当以MN为直径的圆与△ABC一边相切时,求t的值.
3
【答案】(1);(2)t=1或t=2.
5
1
2
【解析】
试题分析:(1)设BC=4m,AC=x,用m表示出AC和AB,根据三角函数定义即可求解.
(2)分⊙O与AB相切,⊙O与AC相切和⊙O与BC相切三种情况讨论即可.
(1)设BC=4m,AC=x,则BD=2m,AD=x,
∵
BC
2
CA
2
AB
2
,∴ 16<
br>m
2
+
x
2
=
(2mx)
2
.解
之得 x=3m.
从而AB=5m.
3
因此cosA=.
5
(2)CM=t,AM=7-t,DN=2t,AN=7-2t,其中0≤t≤3.5,
记以MN为直径的圆为⊙O,当⊙O与AB相切时,则MN⊥AB,
AN
72t3
因此
,t=2,符合题意;
AM
7t5
AM7t3
当⊙O与AC相切时,则MN⊥AC,因此
<
br>,t=-14,舍去;
AN72t5
当⊙O与BC相切时,如图,作NE⊥BC,垂
足为E.取EC的中点F,连结OF,则OF⊥BC,即点F
为⊙O与BC相切的切点.连结MF,NF
,则FM⊥FN,因此△FCM∽△NEF.
因此CM·EN=
EF
2
FC
2
.
14312
而CM=t,EN=
(2t)
,EF=FC=EC=
(72t)
,
3525
1432
因此
t[(2t)][(72t)]2
,整理得
t
2
13t140
,解之得
t=1,t=-14(舍去).
355
综上所得,当以MN为直径的圆与△ABC一边相切时,t=1或t=2.
考
点:1.双动点问题;2.勾股定理;3.锐角三角函数定义;4.直线与圆的位置关系;5.分类思想的
应用.
29.在直角坐标系中,A(0,4),B(4
3
,0).点C从点B出发
沿BA方向以每秒2个单位的速度
向点A匀速运动,同时点D从点A出发沿AO方向以每秒1个单位的速
度向点O匀速运动,当其中
一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设点C、D运动的时间是t秒
(t>0).过点C作CE
⊥BO于点E,连结CD、DE.
⑴当t为何值时,线段CD的长为4;
3
⑵当线段DE与以点O为圆心,半径为的⊙O有两个公共交点时,求t的取值范围;
2
⑶当t为何值时,以C为圆心、CB为半径的⊙C与⑵中的⊙O相切?
1256161
【答案】(1);(2)4-
3
<t≤;(3)或.
724024
【解析】
试题分析:(1)过点C作CF⊥AD于点F,则CF,DF
即可利用t表示出来,在Rt△CFD中利用勾
股定理即可得到一个关于t的方程,从而求得t的值;
3
(2)易证四边形ADEC是平行四边形,过点O作OG⊥DE于点G,当线段DE与⊙O相
切时,则OG=,
2
3
在直角△OEG中,OE可以利用t表示,则OG也可以利用t
表示出来,当OG<时,直线与圆相交,
2
据此即可求得t的范围;
(3)分两圆外
切与内切两种情况进行讨论,当外切时,圆心距等于两半径的和,当内切时,圆心
距等于圆C的半径减去
圆O的半径,列出方程即可求得t的值.
(1)过点C作CF⊥AD于点F,
在Rt△AOB中,OA=4,OB=4
3
,
∴∠ABO=30°,
由题意得:BC=2t,AD=t,
∵CE⊥BO,
∴在Rt△CEB中,CE=t,EB=
3
t,
∵CF⊥AD,AO⊥BO,
∴四边形CFOE是矩形,
∴OF=CE=t,OE=CF=4
3
-
3
t,
在Rt△CFD中,DF
2
+CF
2
=CD
2
,
∴(4-t-t)
2
+(4
3
-
3
t)
2
=4
2
,即7t
2
-40t+48=0,
12
,t=4,
7
∵0<t<4,
12
∴当t=时,线段CD的长是4;
7
(2)过点O作OG⊥DE于点G(如图2),
∵AD∥CE,AD=CE=t
∴四边形ADEC是平行四边形,
∴DE∥AB
∴∠GEO=30°,
11
∴OG=OE=(4
3
-
3
t)
22
3
当线段DE与⊙O相切时,则OG=,
2
133
∴
当(4
3
-
3
t)<,且t≤4-时,线段DE与⊙O有两个公共交点.
222
5
∴当4-
3
<t≤时,线段DE与⊙O有两个公共交点;
2
61
(3)当⊙C与⊙O外切时,t=;
40
61
当⊙C与⊙O内切时,t=;
24
6161
∴当t=或秒时,两圆相切.
4024
考点:圆的综合题.
解得:t=
30.如图,直线y=
3
x3
与x轴交于点A,与y轴交于点C,以AC为直径作⊙M,点
D
是劣弧
3
3
2
xbxc
经过点A、C,与x轴交于另一点B,
3
AO上一动点(
D
点与
A,O
不重合).抛物线y=-
(1)求抛物线的解析式及点B的坐标;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,是︱PA—PC
︱的值最大;若存在,求出点P的坐标;
若不存在,请说明理由。
(3)连<
br>CD
交
AO
于点
F
,延长
CD
至
G
,使
FG2
,试探究当点
D
运动到何处时,直线
GA与⊙
M相切,并请说明理由.
【答案】(1)
y
(2)P(-1,
23
)
(3)当D运动到劣弧AO的中点时,直线AG与⊙M相切.证明见解析
【解析】
试题分析:(1)先求出A、C点坐标,再代入y=-
3
2
xbxc
即可
求出b、c的值,从而确定抛
3
3
2
23
xx3
B(1
,0)
33
物线的解析式,由于点A、B关于抛物线的对称轴对称,从而可求出点B的坐标.
(2)连接BC并延长交抛物线对称轴于一点,这一点就是点P.
(3)当D运动到劣弧AO的中点时,直线AG与⊙M相切.
试题解析:(1)解:由
y
3
x3
得A(-3,0),C(0,)
3
c
3
c3
将其代入抛物线解析式得:
解得
:
2
3
b
33
3bc0
3
∴
y
3
2
23
x
x3
33
∵对称轴是x=-1
∴由对称性得B(1,0)
(2)解:延长BC与对称轴的交点就是点P
由B(1,0),C(0,
3
)求得直线BC解析式为:
y3x3
当x=-1时,y=
23
∴P(-1,
23
)
(3)结论:当D运动到劣弧AO的中点时,直线AG与⊙M相切.
证明:∵在RT△AOC中,tan∠CAO=
3
,
3
∴∠CAO=30°,∠ACO=60°,
∵点D是劣弧AO的中点,
∴弧AD=弧OD
∴∠ACD=∠DCO=30°,
∴OF=OCtan30°=1,∠CFO=60°,
∴△AFG中,AF=3-1=2,∠AFG=∠CFO=60°,
∵FG=2,
∴△AFG为等边三角形,
∴∠GAF=60°,
∴∠CAG=30°+60°=90°,
∴AC⊥AG,
∴AG为⊙M的切线.
考点:1.二次函数综合题;2.直线与圆的位置关系.
3
1.如图:在等腰△ABC中,AB=AC,AD上BC,垂足为D,以AD为直径作⊙0,⊙0分别交AB、A
C
于E、F.
(1)求证:BE=CF;
(2)设AD、EF相交于G,若EF=8,BC=10,求⊙0的半径.
【答案】(1)证明见解析;(2)⊙O的半径为5.
【解析】
试题分析:(1)
连接DE,DF,由AB=AC,且AD为BC边上的高,利用三线合一得到D为BC的中点,
AD为顶
角平分线,再由AD为圆O的直径,利用直角所对的角为直角得到一对直角相等,利用AAS
得到三角形
EBD与三角形FCD全等,由全等三角形的对应边相等得到BE=CF,得证;
(2)由EB=CF
,AB=AC,得出AE=AF,确定出AE:AB=AF:AC,且夹角相等,得到三角形AEF与三
角形ABC相似,由相似三角形的对应边成比例得到AG:AD=8:10,设AG=8x,AD=10x,连接
OE,
在直角三角形OEG中,利用勾股定理列出关于x的方程,求出方程的解得到x的值,即可确定出
圆
O的半径.
试题解析:(1)连接DE、DF,
∵AB=AC,AD⊥BC,
∴∠B=∠C,BD=CD,
∵AD为⊙O的直径,
∴∠DEA=∠DFA=90°,
∴△DBE≌△DCF,
∴BE=CF;
(2)∵BE=CF,
∴AE=AF,
AEAF
且∠BAC=∠BAC,
ABAC
∴△AEF∽△ABC,
AGEF8
∴=,
ADBC10
∴设AG=8x,AD=10x,
连接EO,在Rt△OEG中,
∴OE
2
=OG
2
+EG
2
,
∴(5x)
2
=(3x)
2
+4
2
,
x=1,
∴5x=5,
∴⊙O的半径为5.
考点:1.相似三角形的判定与性质,2.全等三角形的判定与性质,3.勾股定理,4.圆周角定理.
32.如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,点A的坐标为(0,4),点B的坐标为(4,0)
,
点C的坐标为(-4,0),点P在射线AB上运动,连结CP与y轴交于点D,连结BD.过P,D
,B
三点作⊙Q与y轴的另一个交点为E,延长DQ交⊙Q于点F,连结EF,BF.
(1)求直线AB的函数解析式;
(2)当点P在线段AB(不包括A,B两点)上时.
①求证:∠BDE=∠ADP;
②设DE=x,DF=y.请求出y关于x的函数解析式;
(3)请你探究:点P在运动过程
中,是否存在以B,D,F为顶点的直角三角形,满足两条直角边
之比为2:1?如果存在,求出此时点
P的坐标:如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=-x+4(2)①见解析y=
2<
br>x(3)存在,点P的坐标为(2,2)或(8,-4)
【解析】
解:(1)设直线AB的函数解析式为y=kx+4,
代入(4,0)得:4k+4=0,
解得:k=-1,
则直线AB的函数解析式为y=-x+4;
(2)①由已知得:
OB=OC,∠BOD=∠COD=90°,
又∵OD=OD,
∴△BDO≌△COD,
∴∠BDO=∠CDO,
∵∠CDO=∠ADP,
∴∠BDE=∠ADP,
②如图,连结PE,
∵∠ADP是△DPE的一个外角,
∴∠ADP=∠DEP+∠DPE,
∵∠BDE是△ABD的一个外角,
∴∠BDE=∠ABD+∠OAB,
∵∠ADP=∠BDE,∠DEP=∠ABD,
∴∠DPE=∠OAB,
∵OA=OB=4,∠AOB=90°,
∴∠OAB=45°,
∴∠DPE=45°,
∴∠DFE=∠DPE=45°,
∵DF是⊙Q的直径,
∴∠DEF=90°,
∴△DEF是等腰直角三角形,
∴DF=
2
DE,即y=
2
x;
(3)当BD:BF=2:1时,
如图,过点F作FH⊥OB于点H,
∵∠DBO+∠OBF=90°,∠OBF+∠BFH=90°,
∴∠DBO=∠BFH,
又∵∠DOB=∠BHF=90°,
∴△BOD∽△FHB,
∴
OBODBD
=2,
HFHBFB
∴FH=2,OD=2BH,
∵∠FHO=∠EOH=∠OEF=90°,
∴四边形OEFH是矩形,
∴OE=FH=2,
1
∴EF=OH=4-OD,
2
∵DE=EF,
1
∴2+OD=4-OD,
2
44
解得:OD=,∴点D的坐标为(0,),
33
14
∴直线CD的解析式为y=x+,
33
x2
由,得:
,
y2
则点P的坐标为(2,2);
当
BD1
时,
BF2
连结EB,同(2)①可得:∠ADB=∠EDP,
而∠ADB=∠DEB+∠DBE,∠EDP=∠DAP+∠DPA,
∵∠DEP=∠DPA,
∴∠DBE=∠DAP=45°,
∴△DEF是等腰直角三角形,
如图,过点F作FG⊥OB于点G,
同理可得:△BOD∽△FGB,
∴
OBODBD1
,
GFGBFB2
1
∴FG=8,OD=BG,
2
∵∠FGO=∠GOE=∠OEF=90°,
∴四边形OEFG是矩形,
∴OE=FG=8,
∴EF=OG=4+2OD,
∵DE=EF,
∴8-OD=4+2OD,
OD=
4
,
3
4
),
3
∴点D的坐标为(0,-
14
直线C
D的解析式为:
yx
,
33
14
yx
x8
由
,得:,
33
y4
yx4
∴点P的坐标为(8,-4),
综上所述,点P的坐标为(2,2)或(8,-4).
33.已知直线y=x+6交x轴于点
A,交y轴于点C,经过A和原点O的抛物线y=ax
2
+bx(a<0)的顶
点B在
直线AC上.
(1)求抛物线的函数关系式;
(2)以B点为圆心,以AB为半径作⊙B,
将⊙B沿x轴翻折得到⊙D,试判断直线AC与⊙D的位置
关系,并说明理由;
¼
(
3)若E为⊙B优弧
ACO
上一动点,连结AE、OE,问在抛物线上是否存在一点M,使∠M
OA︰∠AEO=2
︰3,若存在,试求出点M的坐标;若不存在,试说明理由.
1
【答案】(1)该抛物线的函数关系式为y=﹣x
2
﹣2x;
3
(2)相切,理由见解析;
(3)存在这样的点M,M的坐标为(﹣6+
3
,﹣1+2
3
)或(﹣6﹣
3
,﹣1﹣2
3
).
【解析】
试题分析:(1)根据过A、C两点的直线的解析式即可求出A,C的坐标,根据A
,O的坐标即可得
出抛物线的对称轴的解析式,然后将A点坐标代入抛物线中,联立上述两式即可求出抛
物线的解析
式.
(2)直线与圆的位置关系无非是相切与否,可连接AD,证AD是否与AC
垂直即可.由于B,D关
于x轴对称,那么可得出∠CAO=∠DAO=45°,因此可求出∠DAB=
90°,即DA⊥AC,因此AC与圆D
相切.
(3)根据圆周角定理可得出∠AEO=45
°,那么∠MOA=30°,即M点的纵坐标的绝对值和横坐标的
绝对值的比为tan30°,由此可得
出x,y的比例关系式,然后联立抛物线的解析式即可求出M点
的坐标.(要注意的是本题要分点M在x
轴上方还是下方两种情况进行求解).
试题解析:(1)根据题意知:A(﹣6,0),C(0,6)
2
∵抛物线y=ax+bx(a<0)经过A(﹣6,0),0(0,0).
b
∴对称轴x=
=﹣3,b=6a…①
2a
当x=﹣3时,代入y=x+6得y=﹣3+6=3,
∴B点坐标为(﹣3,3).
∵点B在抛物线y=ax
2
+bx上,
∴3=9a﹣3b…②
1
结合①②解得a=﹣,b=﹣2,
3
1
2
∴该抛物线的函数关系式为y=﹣x﹣2x;
3
(2)相切
理由:连接AD,
∵AO=OC
∴∠ACO=∠CAO=45°
∵⊙B与⊙D关于x轴对称
∴∠BAO=∠DAO=45°
∴∠BAD=90°
又∵AD是⊙D的半径,
∴AC与⊙D相切.
1
∵抛物线的函数关系式为y=﹣x
2
﹣2x,
3
∴函数顶点坐标为(﹣3,3),
由于D、B关于x轴对称,
则BD=3×2=6;
(3)存在这样的点M.
设M点的坐标为(x,y)
∵∠AEO=∠ACO=45°
而∠MOA:∠AEO=2:3
∴∠MOA=30°
当点M在x轴上方时,
3
y
=tan30°=,
3
x
∴y=﹣
3
x.
3
1
∵点M在抛物线y=﹣x
2
﹣2x上,
3
∴﹣
3
1
x=﹣x
2
﹣2x,
3
3
解得x=﹣6+
3
,x=0(不合题意,舍去)
∴M(﹣6+
3
,﹣1+2
3
).
当点M在x轴下方时,
3
x,
3
3
y
=tan30°=,
3
x
∴y=1
∵点M在抛物线y=﹣x
2
﹣2x上.
3
∴
3
1
x=﹣x
2
﹣2x,
3
3
解得x=﹣6﹣
3
,x=0(不合题意,舍去).
∴M(﹣6﹣
3
,﹣1﹣2
3
),
∴M的坐标为(﹣6+
3
,﹣1+2
3
)或(﹣6﹣
3
,﹣1﹣2
3).
.
考点:二次函数综合题.
34.如图,在平面直角坐标系xOy中,
AB在x轴上,以AB为直径的半⊙O’与y轴正半轴交于点C,
连接BC,AC.CD是半⊙O’的切
线,AD⊥CD于点D.
(1)求证:∠CAD=∠CAB;
1
(2)已知抛物线
yax
2
bxc
过A、B、C三点,AB=10,tan∠CAD=.
2
①求抛物线的解析式;
②判断抛物线的顶点E是否在直线CD上,并说明理由;
③在抛物线上是否存在一点P,使四边形PBCA是直角梯形.若存在,直接写出点P的
坐标(不写求
解过程);若不存在,请说明理由.
1
2
3
【答案】
(1)证明见解析;(2)y=-x-x+4;顶点E是否在直线CD上,理由见解析;P
1
(
-10,
42
-6),P
2
(10,-36).
【解析】
试题分析:(1)连接O′C,由CD是⊙O的切线,可得O′C⊥CD,则可证得O′C∥AD,又由O′A
=O′C,
则可证得∠CAD=∠CAB;
(2)①首先证得△CAO∽△BCO,根据相似
三角形的对应边成比例,可得OC
2
=OAOB,又由tan∠CAO=tan
1∠CAD=,则可求得CO,AO,BO的长,然后利用待定系数法即可求得二次函数的解析式;
2
②首先证得△FO′C∽△FAD,由相似三角形的对应边成比例,即可得到F的坐标,求得直线DC
的
解析式,然后将抛物线的顶点坐标代入检验即可求得答案;
③根据题意分别从PA∥BC与PB∥AC去分析求解即可求得答案,小心漏解.
试题解析:(1)证明:连接O′C,
∵CD是⊙O′的切线,
∴O′C⊥CD,
∵AD⊥CD,
∴O′C∥AD,
∴∠O′CA=∠CAD,
∵O′A=O′C,
∴∠CAB=∠O′CA,
∴∠CAD=∠CAB;
(2)解:①∵AB是⊙O′的直径,
∴∠ACB=90°,
∵OC⊥AB,
∴∠CAB=∠OCB,
∴△CAO∽△BCO,
OCOB
∴,
OAOC
即OC
2
=OAOB,
1
∵tan∠CAO=tan∠CAD=,
2
∴AO=2CO,
又∵AB=10,
∴OC
2
=2CO(10-2CO),
解得CO
1
=4,CO
2
=0(舍去),
∴CO=4,AO=8,BO=2
∵CO>0,
∴CO=4,AO=8,BO=2,
∴A(-8,0),B(2,0),C(0,4),
∵抛物线y=ax
2
+bx+c过点A,B,C三点,
∴c=4,
由题意得:
4a2b40
,
64a8b
40
1
a
4
解得:
,
3
b
2
1
2
3
x-x+4;
42
②设直线DC交x轴于点F,
∴△AOC≌△ADC,
∴AD=AO=8,
∵O′C∥AD,
∴△FO′C∽△FAD,
O
FO
C
∴,
AFAD
∴O′FAD=O′CAF,
∴8(BF+5)=5(BF+10),
1016
∴BF=,F(,0);
33
设直线DC的解析式为y=kx+m,
∴抛物线的解析式为:y=-
m4
则
16
,
km0
3
m4
解得:
3
,
k
4
3
x+4,
4
1312525由y=-x
2
-x+4=-(x+3)
2
+得顶点E的坐标为(-3,)
,
42444
253
将E(-3,)代入直线DC的解析式y=--x+4中,
44
325
右边=-×(-3)+4==左边,
44
∴抛物线顶点E在直线CD上;
(3)存在,P
1
(-10,-6),P
2
(10,-36).
①∵A(-8,0),C(0,4),
1
∴过A、C两点的直线解析式为y=x+4,
2
1
设过点B且与
直线AC平行的直线解析式为:y=x+b,把B(2,0)代入得b=-1,
2
1
∴直线PB的解析式为y=x-1,
2
∴直线DC的解析式为
y=-
1
yx1
2
∴
,
13
yx
2
x4
42
x10
x2
解得
,
(舍去),
y6
y0
∴P
1
(-10,-6).
②求P
2
的方法应为过点A作与BC平行的直线,
可求出BC解析式,进而求出与之平行的直线的解析式,
与求P
1
同法,可
求出x
1
=-8,y
1
=0(舍去);x
2
=10,y2
=-36.
∴P
2
的坐标(10,-36).
考点:二次函数综合题.
35.如图1,在平面直角坐标系中,有一矩形ABCD,其三个顶
点的坐标分别为A(2,0)、B(8,0)、C
(8,3).将直线l:y=-3x-3以每秒3个单
位的速度向右运动,设运动时间为t秒.
y
y
D
C
·
O
A
(图1)
B
x
O
(图2)
M
x
(1)当t=_________时,直线l经过点A.(直接填写答案)
(2)设直线l扫过矩形ABCD的面积为S,试求S>0时S与t的函数关系式.
(3)在
第一象限有一半径为3、且与两坐标轴恰好都相切的⊙M,在直线l出发的同时,⊙M以每秒
2个单位的
速度向右运动,如图2所示,则当t为何值时,直线l与⊙M相切?
y
O
(备用图)
x
【答案】(1)1;
(2)
当1<t≤
427
2
时,S=
t1
;
32
当
421
<t≤3时,S=9t-;
32
103
时,S=-(3t-10)
2
+18;
32
当3<t≤
当t>
10
时,S=18;
3
(3)t=5-
10
或t=5+
10
.
【解析】
试题分析:(1)y=-3x-3与x轴交点坐标是(-1,0),直线l经过点A
(2,0),故向右平移3个
单位长度,直线l:y=-3x-3以每秒3个单位的速度向右运动,所以
t=1;
(2)求出直线l:y=﹣3x+9t﹣3,再分情况讨论;
(3)分两种情况讨论,借助三角形相似即可.
试题解析:(1)y=-3x-3与x轴交点
坐标是(-1,0),直线l经过点A(2,0),故向右平移3个单
位长度,直线l:y=-3x-3
以每秒3个单位的速度向右运动,所以t=1;
(2)由题意,可知矩形ABCD顶点D的坐标为(2,3).
由一次函数的性质可知,当t
由小到大变化时,直线l:y=﹣3(x﹣3t)-3=﹣3x+9t﹣3向右平移,依次
扫过矩形AB
CD的不同部分.
可得当直线经过A(2,0)时,t=1;当直线经过D(2,3)时,t=
4
;当直线经过B(8,0)时,t=3;当直线经过
3
C(8,3)时,t=10
.
3
4
①当1<t≤时,如图所示.
3
设直线l:y=-3x+9t﹣3与x轴交于点P,与AD交于点Q.
令y=0,可得x=3t﹣1,∴AP=3t﹣3;
令x=2,可得y=9t﹣9,∴AQ=9t﹣9.
1127
2
∴S=S<
br>△APQ
=APAQ=(3t﹣3)(9t﹣9)=
t1
;
222
②当
4
<t≤3时,如图所示.
3
设直线l:y=-3x+9t﹣3与x轴交于点P,与CD交于点Q.
令y=0,可得x=3t﹣1,∴AP=3t﹣3;
令y=3,可得x=3t﹣2,∴DQ=3t﹣4.
121
S=S
梯形APQD
=(DQ+AP)AD=9t-;
22
③当3<t≤
10
时,如图所示.
3
设直线l:y=-3x+9t﹣3与BC交于点P,与CD交于点Q.
令x=8,可得y=9t﹣27,∴BP=9t﹣27,CP=30﹣9t;
令y=3,可得x=3t﹣2,∴DQ=3t﹣4,CQ=10﹣3t.
S=S
矩形
ABCD
﹣S
△PQC
=18﹣
13
CPCQ=-(3t-10)<
br>2
+18;
22
④当t>
10
时,S=S<
br>矩形ABCD
=18.
3
综上所述,S与t的函数关系式为:
2
74
2
St1,1<t
23
21
4
S9t-
,<t3
2
3
;
S-
3
(3t-10)
2
+18,
3<
t
10
23
10
S18,
t>
3
(3)若直线l:y=﹣3x+9t﹣3与⊙M相切,如图所示,应有两条符合条件的
切线.
设直线与x轴、y轴交于A、B点,则A(3t﹣1,0)、B(0,9t﹣3),∴OB=3OA.
由题意,可知⊙M与x轴相切,设切点为D,连接MD;
设直线与⊙M的一个切点为P,连接
MP并延长交x轴于点G;过P点作PN⊥MD于点N,PH⊥x轴于点H.
易证△PMN∽△BAO,∴PN:MN=OB:OA=3,∴PN=3MN.
在Rt△PM
N中,由勾股定理得:PM
2
=PN
2
+MN
2
,解得:M
N=
310910
,PN=,
1010
∴PH=ND=MD﹣MN=3﹣<
br>310910
,OH=OD﹣HD=OD﹣PN=2t+3﹣,
1010
∴P
(2t+3﹣
910310
,3﹣),代入直线解析式求得:t=5﹣
10
;
1010
同理,当切线位于另外一侧时,可求得:t=5+
10
.
考点:动点问题.