搶分秘籍09 圓中證切線、求弧長、求扇形面積問題-中考《數(shù)學》沖刺搶分押題秘籍(全國卷)_第1頁
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文檔簡介

PAGE1搶分秘籍09圓中證切線、求弧長、求扇形面積問題目錄【解密中考】總結(jié)??键c及應對的策略,精選名校模擬題,講解通關策略(含押題型)【題型一】圓中求角的度數(shù)【題型二】圓中求線段的長【題型三】圓中求弧長、面積【題型四】圓與正多邊形【題型五】證切線與求線段、半徑綜合【題型六】證切線與求弧長、面積綜合【題型七】圓中尺規(guī)作圖與無刻度作圖問題【題型八】圓與(特殊)平行四邊形綜合問題【題型九】生活中的實物抽象出圓的綜合問題【題型十】圓中動點探究型問題【題型十一】圓中新定義探究綜合問題【題型十二】圓與函數(shù)的綜合問題:圓中證切線、求弧長、求扇形面積問題是全國中考的熱點內(nèi)容,更是全國中考的必考內(nèi)容。每年都有一些考生因為知識殘缺、基礎不牢、技能不熟、答欠規(guī)范等原因?qū)е率Х帧?.從考點頻率看,證切線為高頻考點,常結(jié)合判定定理;弧長、扇形面積計算屬基礎高頻,多與圓心角、半徑關聯(lián)。2.從題型角度看,證切線多為解答題,需邏輯推理;弧長、面積計算含選擇、填空及綜合題,常需公式運用與幾何分析,分值8分左右,著實不少?。菏煊浨芯€判定與性質(zhì)、弧長及面積公式;強化幾何證明邏輯,注意輔助線添加;多練綜合題,掌握與三角形等結(jié)合的解題技巧,規(guī)范計算步驟?!绢}型一】圓中求角的度數(shù)【例1】(2025·山西陽泉·一模)如圖,已知是的內(nèi)接三角形,若,則度.【答案】/38度【知識點】圓周角定理【分析】本題主要考查圓周角定理,熟練掌握圓周角定理是解題的關鍵;連接,則有,,進而問題可求解.【詳解】解:連接,如圖所示:∵,∴,∵,∴;故答案為.圓中求角度數(shù)常用技巧:利用圓心角等于弧度數(shù)、圓周角為圓心角一半;直徑對直角;弦切角等于夾弧圓周角;圓內(nèi)接四邊形對角互補,外角等于內(nèi)對角,結(jié)合弧長轉(zhuǎn)化角度?!纠?】(2025·江蘇徐州·一模)如圖,是的弦,是的切線,A為切點,經(jīng)過圓心.若,則°.【答案】29【知識點】圓周角定理、切線的性質(zhì)定理、直角三角形的兩個銳角互余【分析】此題考查圓的切線的性質(zhì)定理,圓周角定理,直角三角形兩銳角互余的性質(zhì),根據(jù)切線的性質(zhì)得到,由此求出的度數(shù),再根據(jù)圓周角定理求出的度數(shù).【詳解】解:連接,∵是的切線,A為切點,∴,∴,∵,∴,∴,故答案為:29.【變式1】(2025·北京·模擬預測)如圖,是的直徑,是上的兩點.若,則的度數(shù)為.【答案】/26度【知識點】同弧或等弧所對的圓周角相等、半圓(直徑)所對的圓周角是直角【分析】本題考查了直徑所對的圓周角是直角,同弧所對的圓周角相等,直角三角形兩銳角互余,熟練掌握知識點是解題的關鍵.先根據(jù)直徑所對的圓周角是直角得到,再求出,最后根據(jù)同弧所對的圓周角相等即可求解.【詳解】解:∵是的直徑,∴,∴,∵,∴,∴,故答案為:【變式2】(2025·江蘇鹽城·一模)如圖,是半圓的直徑,點是弧上的一點,,則的度數(shù)為度.【答案】/42度【知識點】半圓(直徑)所對的圓周角是直角、已知圓內(nèi)接四邊形求角度【分析】本題考查圓的內(nèi)接四邊形的性質(zhì),熟練掌握圓內(nèi)接四邊形對角互補是解題的關鍵.由圓的內(nèi)接四邊形的性質(zhì)求得,再由圓周角定理得出,由三角形內(nèi)角和定理進而可直接答案.【詳解】解:∵是半圓的直徑,,∵,,故答案為:.【變式3】(2025·浙江·模擬預測)如圖,四邊形是的內(nèi)接四邊形,是的直徑,連接,若,則.【答案】35【知識點】半圓(直徑)所對的圓周角是直角、已知圓內(nèi)接四邊形求角度、圓周角定理【分析】本題考查的是圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì)、圓周角定理,根據(jù)圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì)求出,根據(jù)圓周角定理得到,進而求出.【詳解】解:∵四邊形是的內(nèi)接四邊形,∴,∵,∴,∵是的直徑,∴,∴,故答案為:35.【題型二】圓中求線段的長【例1】(2025·河南鄭州·二模)如圖,與相切于點A,交于點B,點C在上,且.若,,則的長為.【答案】【知識點】用勾股定理解三角形、應用切線長定理求解、切線的性質(zhì)定理【分析】本題考查了切線的性質(zhì),切線長定理,勾股定理,根據(jù)切線得到,然后根據(jù)勾股定理得到長,然后設,得到,,,然后在利用勾股定理求出x的值即可解題.【詳解】解:因為與相切于點,所以,在中,.設,則,,,.在中,根據(jù)勾股定理可得,解得,即的長為,故答案為:.圓中求線段長解題技巧如下:利用勾股定理(半徑、弦心距、半弦長構(gòu)直角三角形);應用圓冪定理(相交弦、切割線、割線定理);構(gòu)造相似三角形或全等三角形;借助直徑(直角圓周角)、半徑相等性;結(jié)合三角函數(shù)或解直角三角形,輔以輔助線(連圓心、作垂線等)?!纠?】(2025·江蘇常州·一模)如圖,是的直徑,弦于點,,如果,則的長為.【答案】【知識點】利用垂徑定理求值、用勾股定理解三角形、解直角三角形的相關計算【分析】本題考查垂徑定理,勾股定理,銳角三角函數(shù),熟練掌握垂徑定理是解題的關鍵;連接,判定為等邊三角形,進而求解的長度,進而根據(jù)勾股定理求解即可;【詳解】解:如圖,連接,是的直徑,弦,,,,,為等邊三角形,,,,;故答案為:.【變式1】(2025·河南駐馬店·一模)如圖,在半徑為10的中,、是互相垂直的兩條弦,垂足為,且.則的長為.【答案】【知識點】根據(jù)正方形的性質(zhì)與判定求線段長、利用垂徑定理求值、用勾股定理解三角形【分析】作于M,于N,連接,,,根據(jù)垂徑定理可得,再根據(jù)勾股定理可得,再證明四邊形是正方形則,根據(jù)勾股定理即可求出的長.本題主要考查了垂徑定理,勾股定理和正方形的判定和性質(zhì),熟練掌握以上知識是解題的關鍵.【詳解】解:作于M,于N,連接,,,,,,,,于M,于N,,∴四邊形是矩形,,∴四邊形是正方形,,.故選:B.【變式2】(2025·江蘇南京·一模)如圖,圓內(nèi)接四邊形的對角線互相垂直,且平分,延長,交于點F,若,,則.【答案】/【知識點】利用垂徑定理求值、由平行截線求相關線段的長或比值、用勾股定理解三角形、同弧或等弧所對的圓周角相等【分析】延長交于H,交于G,設、相交于E,根據(jù)角平分線的定義,圓周角定理以及三角形外角的性質(zhì)可得出,根據(jù)垂徑定理得出,證明,根據(jù)平行線分線段成比例可求出,在中,根據(jù)勾股定理得出,解方程求出,即可求解.【詳解】解:延長交于H,交于G,設、相交于E,∵圓內(nèi)接四邊形的對角線互相垂直,∴,∵平分,∴,又,∴,又,∴,∴,∴,∵,∴,又,∴,∴,∴,即,∴,在中,,∴,解得(負值已舍去),∴,∴,故答案為:.【點睛】本題考查了圓周角定理,圓的內(nèi)接四邊形,平行線分線段成比例,垂徑定理,勾股定理等知識,明確題意,添加合適輔助線,判斷出,是解題的關鍵.【變式3】(2025·北京·一模)如圖,,分別與相切于點,,交于點,四邊形是平行四邊形,若,則,劣弧.【答案】/【知識點】應用切線長定理求解、求弧長、切線的性質(zhì)定理、特殊三角形的三角函數(shù)【分析】根據(jù)切線長定理得,結(jié)合平行四邊形的性質(zhì)推得、,通過三角函數(shù)可求得的長,通過弧長公式可求得劣弧的長.【詳解】解:如圖,連接,,分別與相切于點,,,,四邊形是平行四邊形,,,,,劣弧,在中,,,.故答案為:,.【點睛】本題主要考查了切線長定理,切線的性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì),弧長公式,特殊角的三角函數(shù)值,熟練掌握切線長定理是解題關鍵.【題型三】圓中求弧長、面積【例1】(2025·山東濟南·一模)如圖,等邊是的內(nèi)接三角形,若的半徑為,則陰影部分的面積為.【答案】【知識點】求扇形面積、等邊三角形的性質(zhì)、含30度角的直角三角形、利用垂徑定理求值【分析】連接、,連接并延長并于點,根據(jù)垂徑定理和等邊三角形的性質(zhì)求出的面積,再利用扇形的面積公式結(jié)合圖形求解.【詳解】解:連接、,連接并延長并于點,如下圖,則.等邊是的內(nèi)接三角形,,,,,,,,圖中陰影部分的面積.故答案為:.【點睛】本題考查了等邊三角形的性質(zhì),扇形的面積公式,垂徑定理,含的直角三角形的性質(zhì),勾股定理,三角形面積計算,作出輔助線求出的面積是解答關鍵.圓中求弧長與面積,核心抓圓心角、半徑:弧長用L=\frac{n\pir}{180}或L=\thetar(θ為弧度),扇形面積用S=\frac{n\pir^2}{360}或S=\frac{1}{2}\thetar^2。遇組合圖形,分割為扇形、三角形等,利用垂徑定理、勾股定理求半徑或圓心角,輔以角度轉(zhuǎn)換(弧度與角度)?!纠?】(2025·遼寧大連·一模)如圖,扇形紙扇打開后,外側(cè)兩竹條夾角,,的長度為(用含的式子表示).【答案】【知識點】求弧長【分析】本題考查弧長計算公式,根據(jù)外側(cè)兩竹條夾角和弧長計算公式可以得到弧的長.【詳解】解:∵,,∴的長為:,故答案為:.【變式1】(2025·山東濟南·一模)如圖,邊長為6的正六邊形內(nèi)接于,則圖中陰影部分的面積為.(結(jié)果保留)【答案】/【知識點】正多邊形和圓的綜合、求扇形面積【分析】本題主要考查了扇形面積計算,正六邊形的性質(zhì)等知識點.將陰影部分合并即可得到扇形的面積,利用扇形面積公式計算即可.【詳解】解:根據(jù)題意,圖形可轉(zhuǎn)換成下圖,∵是正六邊形,∴,∵,∴是等邊三角形,∴,∴,故答案為:.【變式2】(2025·廣東陽江·二模)如圖,等圓和相交于兩點,經(jīng)過的圓心,若,則圖中陰影部分的面積為【答案】【知識點】全等的性質(zhì)和SAS綜合(SAS)、等邊三角形的判定和性質(zhì)、求其他不規(guī)則圖形的面積【分析】本題考查了相交弦定理,全等的判定及性質(zhì),扇形的面積公式,轉(zhuǎn)化思想是解題的關鍵.先證明,再把陰影部分面積轉(zhuǎn)換為扇形面積,最后代入扇形面積公式即可.【詳解】如圖,連接,,∵等圓和相交于A,B兩點∴,∵和是等圓∴∴是等邊三角形∴∵,,∴∴.故答案為:.【變式3】(2025·河南安陽·模擬預測)如圖所示是某同學“抖空竹”的一個瞬間.已知繩子分別與空竹相切于點,且,連接左右兩個繩柄,經(jīng)過圓心,分別交于點,經(jīng)測量,則圖中陰影部分的面積為.【答案】【知識點】切線的性質(zhì)定理、根據(jù)特殊角三角函數(shù)值求角的度數(shù)、全等的性質(zhì)和SAS綜合(SAS)、求其他不規(guī)則圖形的面積【分析】本題考查了切線的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),扇形的面積等,連接,可證,得到,,利用三角函數(shù)可得,即得,得到,最后根據(jù)即可求解,正確作出輔助線是解題的關鍵.【詳解】解:如圖,連接,∵是的切線,點為切點,∴,∵,,∴,∴,,,∵,∴,,∴,在中,,∴,∴,∴,∴,故答案為:.【題型四】圓與正多邊形【例1】(2025·陜西西安·三模)如圖,正六邊形與正方形有重合的中心O,若是正n邊形的一個中心角,則n的值為.【答案】12【知識點】求正多邊形的中心角、已知正多邊形的中心角求邊數(shù)【分析】本題主要考查了求正多邊形的中心角,已知正多邊形的中心角求邊數(shù)等知識點,熟練掌握正n邊形的每個中心角都等于是解題的關鍵.連接,由正六邊形與正方形可得,,進而可得,再由“正n邊形的每個中心角都等于”即可得出答案.【詳解】解:連接,正六邊形與正方形有重合的中心O,,,是正n邊形的一個中心角,.故答案為:12.圓與正多邊形求解,關鍵利用外接圓/內(nèi)切圓性質(zhì):圓心即正多邊形中心,半徑為外接圓半徑,邊心距為內(nèi)切圓半徑。將正多邊形分割為等腰三角形,用圓心角(360°/n)、勾股定理或三角函數(shù)求邊長、邊心距,結(jié)合對稱性作輔助線(連圓心、作高)?!纠?】(2025·江蘇南京·模擬預測)如圖,過四邊形的頂點A,C,D的圓,分別交于點E,若,,則的度數(shù)為【答案】52【知識點】圓周角定理、已知圓內(nèi)接四邊形求角度【分析】本題考查了圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì),圓周角定理,掌握圓圓周角定理是解題的關鍵.連接,根據(jù)圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì)求出,再根據(jù)三角形的外角性質(zhì)計算求出,得到答案.【詳解】解:如圖,連接,四邊形為圓內(nèi)接四邊形,,,,是的外角,,,的度數(shù)為:,故答案為:.【變式1】(2025·廣東茂名·一模)如圖,正六邊形的邊長為,以頂點為圓心,的長為半徑畫弧,交正六邊形于點、,則圖中陰影部分的面積為.(結(jié)果保留)【答案】【知識點】求扇形面積、正多邊形的內(nèi)角問題【分析】本題考查了正多邊形的定義及內(nèi)角和,扇形的面積公式,解題的關鍵是掌握相關知識.根據(jù)正多邊形的定義求出該多邊形的內(nèi)角,再根據(jù)扇形的面積公式求解即可.【詳解】解:多邊形是正六邊形,該多邊形的內(nèi)角是,即,陰影部分的面積為,故答案為:.【變式2】(2025·安徽合肥·一模)如圖1,這是中國古建筑中的正六邊形窗戶設計圖,圖2是由其抽象而成的正六邊形,是它的外接圓,連接,,作.若劣弧的長為,則.【答案】【知識點】正多邊形和圓的綜合、求扇形半徑、求正多邊形的中心角、解直角三角形的相關計算【分析】先求出中心角,再根據(jù)弧長公式求得半徑為2,然后解即可.【詳解】解:∵正六邊形,是它的外接圓,∴中心角,∵劣弧的長為,∴,解得:,∵,∴,∴,故答案為:.【點睛】本題考查了圓圓與正多邊形,解直角三角形,中心角的求解,弧長公式,綜合性較強,熟練掌握知識點是解題的關鍵.【變式3】(2025·天津和平·一模)我國魏晉時期的數(shù)學家劉徽首創(chuàng)“割圓術”,以“圓的內(nèi)接正多邊形的面積”來無限逼近“圓面積”.并指出在圓的內(nèi)接正多邊形邊數(shù)加倍的過程中“割之彌細,所失彌少,割之又割,以至于不可割,則與圓周合體,而無所失矣”.劉徽將極限思想和無窮小分割引入了數(shù)學證明,并運用“割圓術”計算出圓周率.如圖①,的半徑為1,運用“割圓術”,以圓內(nèi)接正六邊形面積近似估計的面積,可得的估計值為.(1)如圖②,在圓內(nèi)接正十二邊形中,(度);(2)用圓內(nèi)接正十二邊形作近似估計,可得的估計值為.【答案】303【知識點】正多邊形和圓的綜合【分析】本題考查了正多邊形與圓,三角形的面積的計算,正確地作出輔助線是解題的關鍵.(1)根據(jù)正多邊形與圓的關系可進行求解;(2)過A作于M,根據(jù)直角三角形的性質(zhì)得到,根據(jù)三角形的面積公式得到,于是得到正十二邊形的面積為,根據(jù)圓的面積公式即可得到結(jié)論.【詳解】解:(1)如圖,是正十二邊形的一條邊,點O是正十二邊形的中心,∴;故答案為30;(2)過A作于M,如圖所示:在正十二邊形中,,∴,∴,∴正十二邊形的面積為,∴,∴,∴的近似值為3,故答案為3.【題型五】證切線與求線段、半徑綜合【例1】(2025·四川資陽·一模)如圖,在中,,,兩點分別在邊,上,過,兩點的與相交于點,連接,,.(1)求證:是的切線;(2)若,,求的半徑.【答案】(1)見解析(2)3【知識點】證明某直線是圓的切線、解直角三角形的相關計算、用勾股定理解三角形、半圓(直徑)所對的圓周角是直角【分析】(1)連接,通過是直徑,得到,推出,通過,推出,再利用,得到,推導出,得證;(2)先通過,得到,再利用勾股定理求出,再證明,得到,再計算出,接著證明,利用,算得半徑長度.【詳解】(1)證明:連接,如圖所示:是直徑,,,,,,,,,是的切線.(2)解:連接,,如圖所示:,,,,是直徑,【點睛】本題考查了直徑所對的圓周角是90度,圓切線的判定與性質(zhì),解直角三角形,三角形內(nèi)角和定理,勾股定理,三角形全等的判定與性質(zhì),熟練掌握以上知識點是解題的關鍵.證切線:點在圓上則證半徑垂直于直線;點未知則證圓心到直線距離等于半徑。求半徑:利用切線垂直性構(gòu)直角三角形,結(jié)合勾股定理、相似、圓冪定理,或切線長定理,輔作圓心與切點連線等輔助線?!纠?】(2025·遼寧鐵嶺·一模)如圖,是的直徑,點在上,點在的延長線上,,平分交于點,連接.(1)求證:是的切線.(2)當,時,求的長.【答案】(1)見解析(2)【知識點】證明某直線是圓的切線、相似三角形的判定與性質(zhì)綜合、圓周角定理【分析】本題考查了切線的判定和性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),直徑對的圓周角是直角,熟練掌握切線的判定定理是解題的關鍵.(1)連接,根據(jù)直徑所對的圓周角為直角得到.根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)得到,求得,根據(jù)切線的判定定理得到結(jié)論;(2)根據(jù)相似三角形的判定和性質(zhì)定理得到.求得.連接,根據(jù)角平分線的定義得到,求得,得到,根據(jù)等腰直角三角形的性質(zhì)即可得到結(jié)論.【詳解】(1)證明:如圖,連接,∵是的直徑,..,.∵,...是的半徑,是的切線;(2)解:,,..∴...如圖,連接,平分,...是的直徑,...【變式1】(2025·江蘇鹽城·一模)如圖,在中,,為邊上的點,以為直徑作交于點,連接并延長交于點,連接,.(1)求證:是的切線;(2)若,,求點到的距離.【答案】(1)見解析(2)【知識點】半圓(直徑)所對的圓周角是直角、證明某直線是圓的切線、用勾股定理解三角形【分析】(1)連接,根據(jù),可得,從而得到,再由,可得,即可求證;(2)連接,設的半徑為r,則,,在中,根據(jù)勾股定理可得,從而得到,在中,可得,再由為的直徑,可得,然后根據(jù),可求出,即可求解.【詳解】(1)證明:如圖,連接,∵,∴,∵,∴,∵,∴,∵,∴,∴,∴,即,∵是半徑,∴是的切線;(2)解:如圖,連接,設的半徑為r,則,,在中,,∵,∴,解得:,∴,在中,,∵為的直徑,∴,∵,∴,即,解得:,即點到的距離為.【點睛】此題考查了等腰三角形的性質(zhì),直角三角形的兩個銳角互余,切線的判定定理,圓周角定理,勾股定理,正確作出輔助線是解題的關鍵.【變式2】(2025·貴州六盤水·一模)如圖,為的直徑,已知,點P在延長線上,.(1)求證:是的切線;(2)已知平分,,,求的長.【答案】(1)見解析(2),【知識點】證明某直線是圓的切線、相似三角形的判定與性質(zhì)綜合、圓周角定理、解直角三角形的相關計算【分析】(1)連接,則,由,根據(jù)垂徑定理得,得,繼而得到,進而即可證明是的切線;(2)由,得可證明,根據(jù)相似三角形對應邊成比例則可得到,繼而得到,由的半徑為5,進而即可求得答案.【詳解】(1)證明:連接,則,∵為的直徑,,∴,,∴,∵∴∴,∴,∴,即,∵是的半徑,∴是的切線.(2)解:∵,∴∵,∴,∴,∴,∴,∵的半徑為5,∴,∴,∴,∴,∴的長為,的長為.【點睛】本題重點考查垂徑定理、圓周角定理、切線的判定、相似三角形的判定與性質(zhì)、解直角三角形等知識,正確地作出輔助線是解題的關鍵.【變式3】(2025·廣東茂名·一模)如1圖,是的直徑,是的弦,點是外一點,.(1)求證:與相切.(2)如2圖,連接、,若,與交于點.①證明:;②連接交于點,連接,若,,求的長.【答案】(1)見解析(2)①見解析;②【知識點】半圓(直徑)所對的圓周角是直角、解直角三角形的相關計算、證明某直線是圓的切線、相似三角形的判定與性質(zhì)綜合【分析】(1)根據(jù)是的直徑,得出,再證明,即可證明結(jié)論;(2)①連接,證明,得出,得出,即可證明結(jié)論;②連接,根據(jù),,求出,,,,證明,得出,證明,得出,證明,得出,代入數(shù)據(jù)求出結(jié)果即可.【詳解】(1)證明:是的直徑,,,,,即,與相切;(2)①證明:如圖,連接,,,,,,又,,即,,;②連接,如圖所示:∵,,∴,,∴,,∴,∴,∵,∴,∴,∵,,∴,∵,∴,即①,∵,,∴,∴,即②,∴,∴,∵,∴,∴,即,解得:.【點睛】本題主要考查了切線的性質(zhì),三角形全等的判定和性質(zhì),圓周角定理,解直角三角形的相關計算,相似三角形的判定和性質(zhì),勾股定理,解題的關鍵是作出輔助線熟練掌握相關的判定和性質(zhì).【題型六】證切線與求弧長、面積綜合【例1】(2025·遼寧沈陽·模擬預測)如圖,內(nèi)接于,是的直徑,點在上,點是的中點,過點作,垂足為點,的延長線交的延長線于點.(1)求證:是的切線;(2)若,,求的長.【答案】(1)見解析(2)【知識點】證明某直線是圓的切線、求弧長、等邊三角形的判定和性質(zhì)、圓周角定理【分析】本題考查了圓的切線的判定,圓周角定理,等腰三角形的判定與性質(zhì),等邊三角形的判定與性質(zhì),弧長公式,正確添加輔助線是解題的關鍵.(1)連接,由圓周角定理得到,然后證明,由,得到,即可證明;(2)先證明,則可求,則,可證明為等邊三角形,則,可求,那么,則半徑,再由弧長公式求解.【詳解】(1)證明:連接,∵點是的中點,∴,∴,∵,∴,∴,∴∵,∴,∵是半徑,∴是的切線;(2)解:如圖∵,∴,∵,∴,∴∴∵,∴,∵,∴為等邊三角形,∴,∵,,∴,∴,∴,∴的長為.證切線:點在圓上則證半徑⊥直線,點外則證距離=半徑。求弧長面積:借切線得直角或圓心角,用弧長(L=\frac{n\pir}{180})、面積公式(S=\frac{n\pir^2}{360}),輔分割圖形、連切點與圓心構(gòu)特殊三角形。【例2】(2025·遼寧·一模)如圖,在中,,以為直徑作交于點D,過圓心O作交于點E,連接.(1)如圖1,求證:是的切線;(2)如圖2,若,,求圖中陰影部分的面積.【答案】(1)詳見解析(2)【知識點】證明某直線是圓的切線、求其他不規(guī)則圖形的面積、全等的性質(zhì)和SAS綜合(SAS)、圓周角定理【分析】(1)連接,根據(jù)平行線的性質(zhì)得到,求得,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)得到,根據(jù)切線的判定定理得到結(jié)論;(2)如圖,連接,,根據(jù)圓周角定理得到,證出四邊形為正方形,根據(jù)正方形的面積公式和扇形的面積公式即可得到結(jié)論.【詳解】(1)證明:如圖,連接,,,,,,在與中,,,,是的半徑,與相切;(2)解:如圖,連接,,,,,,四邊形為正方形,,∴,,,,圖中陰影部分的面積=四邊形的面積-扇形的面積.【點睛】本題考查了切線的判定和性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),正方形的判定和性質(zhì),圓周角定理,扇形面積的計算,熟練掌握切線的判定定理是解題的關鍵.【變式1】(2025·遼寧鞍山·模擬預測)如圖,在中,,以為直徑的分別交于點D,G,過點D作于點E,交的延長線于點(1)求證:與相切;(2)當時,求陰影部分的面積.【答案】(1)見解析(2)【知識點】證明某直線是圓的切線、求其他不規(guī)則圖形的面積、等腰三角形的性質(zhì)和判定、求扇形面積【分析】(1)連接,由可得,再由可得,等量代換可得,根據(jù)同位角相等兩條直線平行可得,又因為,根據(jù)垂直于兩條平行線中的一條,與另一條也垂直,得到,即可證明結(jié)論;(2)先證明,可得,,利用含的直角三角形的性質(zhì)與勾股定理可得,,結(jié)合,從而可得答案.【詳解】(1)證明:,,,,,,,,為的半徑,與相切;(2)解:,,,,,,,,,,,,【點睛】本題考查的是等腰三角形的性質(zhì),平行線的判定,切線的判定,等邊三角形的判定與性質(zhì),勾股定理的應用,求解扇形的面積,熟練的證明圓的切線是解本題的關鍵.【變式2】(2025·湖北襄陽·模擬預測)如圖,在中,,是的平分線,O是上一點,O經(jīng)過A,D兩點,交于點E,交于點F.(1)求證:是的切線;(2)若,求的長l.【答案】(1)見解析(2)【知識點】求弧長、解直角三角形的相關計算、等腰三角形的性質(zhì)和判定、證明某直線是圓的切線【分析】本題考查切線的判定、弧長公式、等邊三角形的判定和性質(zhì)、解直角三角形,圓周角定理,解題的關鍵是學會添加常用輔助線,靈活運用所學知識解決問題,屬于中考??碱}型.(1)連接,只要證明即可解決問題;(2)作于點G,連接,證明為矩形,則可得求得的度數(shù),再求得,即可利用弧長公式解答.【詳解】(1)證明:如圖,連接.是的平分線,

.,.

..

.是的半徑,

是的切線;(2)解:如圖,作于點G,連接.則,是的直徑,,四邊形為矩形,...

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∴.【變式3】(2025·湖北孝感·一模)如圖,是的直徑,是的弦,半徑,交于點F,點D在的延長線上,且.(1)求證:是的切線;(2)若,求圖中陰影部分的面積.【答案】(1)見解析(2)【知識點】證明某直線是圓的切線、求其他不規(guī)則圖形的面積、用勾股定理解三角形、圓周角定理【分析】(1)連接,由等邊對等角可得,進而可得,由直角三角形的兩個銳角互余可得,進而可得,即,然后根據(jù)切線的判定定理即可得出結(jié)論;(2)由三角形的內(nèi)角和定理可得,求出,由直角三角形的兩個銳角互余可得,由含度角的直角三角形的性質(zhì)可得,利用勾股定理可得,然后根據(jù)即可得出答案.本題主要考查了等邊對等角,直角三角形的兩個銳角互余,切線的判定,三角形的內(nèi)角和定理,含度角的直角三角形,勾股定理,求其他不規(guī)則圖形的面積,三角形的面積公式,求扇形面積等知識點,熟練掌握相關知識點并能加以綜合運用是解題的關鍵.【詳解】(1)證明:連接.∵,∴,∵,∴,又∵,∴,∵,∴,∴.∴,∴.∵為半徑∴是的切線;(2)解:,∴.∴,∴.∵,,.【題型七】圓中尺規(guī)作圖與無刻度作圖問題【例1】(2025·河南安陽·模擬預測)如圖,為的內(nèi)接三角形,其中是的直徑,請用無刻度的直尺和圓規(guī)作圖,并解答下列問題.(1)作,交射線于點P,且點P在圓外(不寫作法,保留作圖痕跡);(2)求證:為的切線;(3)若,求直徑的長.【答案】(1)見解析(2)見解析(3)【知識點】尺規(guī)作一個角等于已知角、用勾股定理解三角形、半圓(直徑)所對的圓周角是直角、證明某直線是圓的切線【分析】本題考查了作圖-作一個角等于已知角、切線的判定以及勾股定理,熟練掌握運算法則是解題的關鍵.(1)根據(jù)作一個角等于已知角的步驟即可畫出圖形;(2)連接,根據(jù)直徑所對的圓周角等于90度得出,然后根據(jù)角的和差及切線的判定即可得證;(3)設的半徑為r,根據(jù)勾股定理建立方程求解即可得出答案.【詳解】(1)解:作如圖所示.(2)證明:如圖,連接,為的直徑,,即,,,,即,為的半徑,為的切線.(3)解:由(2)知,,,設的半徑為r,,解得,,答:直徑的長為.圓中作圖技巧:找圓心作兩弦垂直平分線交點;作切線過圓上點連半徑作垂線,圓外點用圓心與點連線中點畫弧找切點;等分圓算圓心角(360°/n),輔半徑、垂線、角平分線,借對稱性與基本定理(垂徑、切線性質(zhì))構(gòu)圖?!纠?】(2025·河南鄭州·一模)尺規(guī)作圖與圓結(jié)合如圖,在中,,點在上,以點為圓心,長為半徑的圓與邊相切于點D.(1)請用無刻度的直尺和圓規(guī)作交于點E(不要求寫作法,保留作圖痕跡).(2)連接并延長交于點F.若,,求的長.【答案】(1)見解析(2)【知識點】尺規(guī)作一個角等于已知角、用勾股定理解三角形、切線的性質(zhì)定理、相似三角形的判定與性質(zhì)綜合【分析】本題考查尺規(guī)作圖,切線的性質(zhì),垂徑定理,相似三角形的判定與性質(zhì);(1)以圓心,任意半徑畫弧,分別交、于點、,再以圓心,長為半徑畫弧,交于點,以圓心,長為半徑畫弧,交前弧于點,連接射線交于點E.即可得到,則;(2)如圖,連接過的直徑,交于,由切線得到,再由,,得到,,,再由,得到,,,推出,代入后得到,,再由垂徑定理得到,最后根據(jù)求解即可.【詳解】(1)解:作,如圖即為所求:(2)解:如圖,連接過的直徑,交于,∵長為半徑的圓與邊相切于點D,∴,∵,,∴,,∴,∵,∴,,,∴,∴,解得,,∵即,∴,∴.【變式1】(2025·河南周口·一模)如圖,正方形內(nèi)接于,是的中點,.(1)請用無刻度的直尺和圓規(guī)作圖:過點作的平行線,交于點;(不寫作法,保留作圖痕跡)(2)在(1)的條件下,求的長.【答案】(1)見解析(2)【知識點】角平分線的判定定理、圓周角定理、正多邊形和圓的綜合、求弧長【分析】本題考查了角平分線的性質(zhì)與判定,正多邊形與圓,勾股定理,圓周角定理以及弧長公式,熟練掌握以上知識是解題的關鍵;(1)根據(jù)三角形的角平分線交于一點,連接交于點,連接交于點,連接,即可求解;(2)根據(jù)(1)可得,進而根據(jù)正方形的性質(zhì)求得半徑,再根據(jù)弧長公式,即可求解.【詳解】(1)解:如圖所示,∵正方形內(nèi)接于,∴,是的角平分線,∵是的中點,則∴,即是的角平分線,∴是的角平分線,∴又∵∴∴;(2)解:如圖,連接由(1)可得又∵∴∴【變式2】(2025·河南平頂山·一模)如圖,為的外接圓,且為的直徑.(1)請用無刻度的直尺和圓規(guī)過點作的切線,交的延長線于點.(不寫作法,保留作圖痕跡)(2)若,試判斷的形狀,并說明理由.【答案】(1)見解析(2)為等腰直角三角形,理由見解析【知識點】利用弧、弦、圓心角的關系求解、半圓(直徑)所對的圓周角是直角、切線的性質(zhì)定理、過圓外一點作圓的切線(尺規(guī)作圖)【分析】本題主要考查了尺規(guī)作圖、圓周角定理、切線的性質(zhì),等腰直角三角形的判定.(1)利用尺規(guī)作圖以點為圓心為半徑畫弧,交的延長線于點,再作線段的垂直平分線交線段的延長線于點,直線即為所求;(2)根據(jù)可知,根據(jù)等邊對等角可得,根據(jù)切線的性質(zhì)可知,所以,所以可證是等腰直角三角形.【詳解】(1)解:如下圖所示,以點為圓心為半徑畫弧,交的延長線于點,分別以點、為圓心大于為半徑畫弧,兩弧交于兩點,過兩交點作直線交的延長線于點C,直線即為所求.(2)解:為等腰直角三角形.理由如下:,,為的直徑.,,為的切線,,,,為等腰直角三角形.【變式3】(2025·浙江·一模)按要求作圖:(不寫作法,保留作圖痕跡,標明字母)(1)如圖,的頂點、在上,點在內(nèi),,僅利用無刻度直尺在圖中畫的內(nèi)接三角形,使;(2)如圖,在中,,以為直徑的交邊于點,連接,過點作.請用無刻度的直尺和圓規(guī)作圖:過點作的切線,交于點;若,則.【答案】(1)見解析;(2)見解析,.【知識點】作垂線(尺規(guī)作圖)、圓周角定理、切線的性質(zhì)定理、利用兩角對應相等判定相似【分析】()延長交圓于,連接并延長,交圓于,根據(jù)相似三角形的判定方法即可求證;()過點,作的垂線即可;由,,可得,而點在以為直徑的圓上,為的切線,可得,證明,即可作答.【詳解】(1)解:延長交圓于,連接并延長,交圓于,如圖,理由:∵是的直徑,∴,∵,∴;(2)解:如圖:過點,作的垂線,∴直線即為所求直線;∵,∴,∵,∴,∴,即,∵為的直徑,∴,,∵為的切線,∴,∴,∵,∴,∴,在和中,,∴,∴.【點睛】本題考查了作垂線,全等三角形判定與性質(zhì),切線的性質(zhì),相似三角形的判定與性質(zhì),圓周角定理,平行線的性質(zhì),熟練掌握知識點的應用是解題的關鍵.【題型八】圓與(特殊)平行四邊形綜合問題【例1】(2025·廣東梅州·一模)如圖,四邊形為矩形,E為邊的中點,連接,以為直徑的交于點F,連接,,交于點G.(1)若,,求的長;(2)求證:四邊形是平行四邊形;(3)求證:是的切線.【答案】(1)(2)證明見解析(3)證明見解析【知識點】等邊三角形的判定和性質(zhì)、證明某直線是圓的切線、利用平行四邊形性質(zhì)和判定證明、利用矩形的性質(zhì)證明【分析】(1)如圖,連接,證明是等邊三角形,從而可得答案;(2)證明,,即可得到結(jié)論;(3)如圖所示:連接,證明,即可得到結(jié)論;【詳解】(1)解:如圖,連接,∵,∴,∵,,∴是等邊三角形,∴;(2)證明:∵四邊形是矩形,∴,,,∵E為邊中點,,∴,,∴,,∴四邊形是平行四邊形;(3)證明:如圖所示:連接,∵四邊形是平行四邊形;∴,∴,,∵,∴,∴,∵,,∴,∴,又為的半徑,∴與相切;【點睛】本題考查的是全等三角形的判定與性質(zhì),等邊三角形的判定與性質(zhì),矩形的性質(zhì),平行四邊形的判定與性質(zhì),圓的切線的判定,作出合適的輔助線是解本題的關鍵.圓與平行四邊形結(jié)合,若內(nèi)接于圓則必為矩形(對角互補且相等),對角線即直徑;菱形與圓相切時,利用切線性質(zhì)及菱形對角線垂直平分,邊長等于半徑或借勾股定理。特殊平行四邊形(如正方形)結(jié)合圓心對稱,用對角線與半徑關系、直角特性轉(zhuǎn)化線段與角度?!纠?】(2025·山東日照·一模)如圖,將矩形()沿對角線翻折,的對應點為點,以矩形的頂點為圓心、為半徑畫圓,與相切于點,延長交于點,連接交于點.(1)求證:;(2)當,,求的長.【答案】(1)見解析(2)【知識點】等邊對等角、矩形與折疊問題、證明某直線是圓的切線、解直角三角形的相關計算【分析】(1)連接,由切線的性質(zhì)得,則,由矩形的性質(zhì)得,再由直角三角形兩銳角互余得,根據(jù)對頂角相等和同圓的半徑相等得,,然后由等角的余角相等得,最后由等角對等邊得出結(jié)論;(2)由銳角三角函數(shù)得,,得,解直角三角形求出,由翻折得,由得,再由矩形對邊相等得,最后在中解直角三角形求出,再由線段和差即可求解.【詳解】(1)證明:如圖,連接.∵與相切于點E,∴,∴.∵四邊形是矩形,∴,∴.∵,∴.∵,∴,∴.(2)解:在中,,,∴,∴,∴,∵四邊形是矩形,∴,由翻折可知,,∵四邊形是矩形,∴,在中,,∴,∴.【點睛】本題是四邊形與圓的綜合題,考查了矩形的性質(zhì)、切線的性質(zhì)、翻折的有關性質(zhì)、銳角三角函數(shù)的定義,正確作出輔助線,巧用解直角三角形是解答本題的關鍵.【變式1】(2025·福建三明·一模)如圖,在中,,外接于.(1)求證:是的切線;(2)若,的半徑,求的面積.【答案】(1)證明見解析(2)【知識點】圓周角定理、證明某直線是圓的切線、三線合一、利用平行四邊形的性質(zhì)證明【分析】本題考查了平行四邊形的性質(zhì)、等腰三角形的性質(zhì)、圓周角定理、圓的切線的判定等知識,熟練掌握圓周角定理和圓的切線的判定是解題關鍵.(1)連接,先證出,再設,根據(jù)圓周角定理可得,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)可得,從而可得,然后根據(jù)圓的切線的判定即可得證;(2)連接,延長交于點,先根據(jù)等腰三角形的三線合一可得,,再設,在和中,利用勾股定理可求出的值,從而可得的長,最后利用平行四邊形的面積公式計算即可得.【詳解】(1)證明:如圖,連接,∵四邊形是平行四邊形,∴,∴,∵,∴,∴,設,由圓周角定理得:,∵,∴,∴,∴,又∵是的半徑,∴是的切線.(2)解:如圖,連接,延長交于點,由(1)已證:,設,則,由(1)已得:,∴,∴,又∵,∴(等腰三角形的三線合一),設,∵的半徑,∴,∴,∵,,∴,在中,,在中,,∴,∴,∴,,∴,∴的面積為.【變式2】(2025·湖南永州·一模)如圖,在正方形中,是上一點,是上一點,,的外接圓交于點.(1)求證:;(2)連接,若,求證:直線是的切線;(3)在(2)的條件下,若,求線段的長度.【答案】(1)見解析(2)見解析(3)【知識點】全等三角形綜合問題、證明某直線是圓的切線、用勾股定理解三角形、圓周角定理【分析】(1)先根據(jù)同弧所對圓周角相等得到,再由等邊對等角得到,然后由正方形的性質(zhì)得到,通過角的和差進而得到,可證,即可證明;(2)連接,,根據(jù)正方形的性質(zhì)易證,從而得到,,結(jié)合(1)中,可推出,然后利用圓周角定理求得,從而得到,得證;(3)連接交于點,連接,根據(jù)正方形的性質(zhì)和直徑所對圓周角為直角,則有,,然后利用(2)中,,求得,可證,從而得到,,最后在中利用勾股定理并結(jié)合(1)中,即可得到答案.【詳解】(1)證明:和為所對圓周角,,,,,四邊形是正方形,,,,,,,即,,.(2)證明:連接,,如圖,四邊形是正方形,,,,,,,,由(1)可知,,,,,又是所對的圓周角,是所對圓心角,,,,直線是的切線.(3)解:連接交于點,連接,如圖,四邊形是正方形,,,,,由(2)可知,,,,由(1)可知,,又是的直徑,,,,,,在中,,,,,即,解得,由(1)可知,線段的長度為.【點睛】本題主要考查了圓周角定理,同弧所對圓周角相等,直徑所對圓周角為直角,正方形的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),切線的判定,平行線的判定和性質(zhì),勾股定理,熟練掌握各種性質(zhì)、定理,作好輔助線是解題的關鍵.【變式3】(2025·福建·一模)如圖,點在菱形的對角線上,與邊相切,切點為點,點在邊的延長線上,且,將射線繞著點逆時針旋轉(zhuǎn)一個角度后與邊,直線分別交于,兩點.(1)當時,等于_____;(2)若與相切于點,連接,如圖2.①求證:平分;②求證:,,三點共線.【答案】(1)(2)①見解析;②見解析【知識點】切線的性質(zhì)定理、角平分線的性質(zhì)定理、等腰三角形的性質(zhì)和判定、利用菱形的性質(zhì)證明【分析】(1)由菱形的性質(zhì)可得:,,平分,根據(jù)得到,推出,由可得,推出,結(jié)合平分,可得,即可求解;(2)①點作于點,連接、,由與相切于點和與邊相切,切點為點,可推出,,,根據(jù)平分,可得,推出,即可證明;②連接并延長交直線于點,由①得:為的切線,結(jié)合,均為的切線,可得,,,設,,,,,,則,得到,即,根據(jù)菱形的性質(zhì)和題意可得:為的中位線,且,得到,,推出,根據(jù)等腰三角形的額判定與性質(zhì)可推出,得到與點重合,即可證明.【詳解】(1)解:當時,點與點重合,如圖,四邊形是菱形,,,平分,,,,,,,,平分,,即,,故答案為:;(2)①如圖,過點作于點,連接、,與邊相切,切點為點,,又平分,,與相切于點,,,,又,,平分;②由①得:為的切線,,均為的切線,,,,設,,,,,,則,解得:,,連接并延長交直線的延長線于點,,,,為的中點,為的中位線,,,,,,,,,,,,點與點重合,,,三點共線.【點睛】本題考查了切線長定理,切線的判定與性質(zhì),三角形的中位線定理,等腰三角形的判定與性質(zhì),角平分線的判定與性質(zhì),菱形的性質(zhì),解題的關鍵是靈活運用相關知識正確添加輔助線.【題型九】生活中的實物抽象出圓的綜合問題【例1】(2025·湖南湘潭·模擬預測)“板車”具有悠久的歷史,是上世紀90年代以前農(nóng)村主要運輸及交通工具.如圖是板車側(cè)面的部分示意圖,為車輪的直徑,過圓心的車架一端點著地時,地面與車輪相切于點,連接.(1)求證:;(2)若測得,求的長.【答案】(1)詳見解析(2)【知識點】切線的性質(zhì)定理、相似三角形的判定與性質(zhì)綜合、圓周角定理、已知正切值求邊長【分析】本題考查了圓周角定理及其推論,切線的性質(zhì),相似三角形的判定與性質(zhì).勾股定理的應用等知識,是一個綜合性較強的題目,熟練運用定理進行推理和計算是解題的關鍵.(1)連接,由圓周角定理及其推論,切線的性質(zhì)可得,,再由得到即可得到結(jié)論,(2)根據(jù),求出,結(jié)合(1)的結(jié)論,證明,列式,得,在中,設,則,運用勾股定理列方程計算,即可作答.【詳解】(1)解:連接,∵是的切線,∴,∵是的直徑,∴.∵∴∵.又∵,∴,(2)解:由(1)可知,在Rt中,,在中,由勾股定理得,∴.又,,,即,,在中,設,則,又,,解得:(負值已舍去).的長為生活中實物抽象圓,抓圓心、半徑(直徑):如車輪、鐘表等,將實物關鍵點(邊緣、中心)對應圓上點與圓心,利用半徑相等、垂徑定理、切線性質(zhì)(如齒輪咬合),轉(zhuǎn)化為圓心距、弦長、位置關系(相切、相交),輔勾股定理或坐標系建模。【例2】(2025·河南濮陽·一模)過山車常見于游樂園和主題樂園中,深受游客的喜愛.如圖2是過山車的示意圖,其中過山車的軌道近似看成,軌道的支撐均與地面垂直,點E為上一點,連接交于點F,連接并延長與交于點G,連接.已知為的直徑且.(1)求證:是的切線;(2)當,的半徑為時,求的面積.【答案】(1)見解析(2)【知識點】證明某直線是圓的切線、已知正弦值求邊長、半圓(直徑)所對的圓周角是直角【分析】()由為的直徑可得,再由得到,即可得,即可求證;()由得,進而得,,作于點,可得,即可根據(jù)求解;【詳解】(1)證明:∵為的直徑,∴∴,∵,,∴,∴,∵,∴,∴,∵是的半徑,∴是的切線;(2)解:∵,∴,∵,的半徑為,,∴,∵,∴,∴,,∴,作于點,則,∴,∴,∴.【點睛】此題考查了直徑所對的圓周角是直角,平行線的性質(zhì),切線的判定,三角函數(shù),解直角三角形,三角形的面積,正確地作出輔助線是解題的關鍵.【變式1】(2025·河北石家莊·模擬預測)如圖1,在矩形硬紙板上剪去矩形,把它與一塊圓形硬紙板拼在同一平面內(nèi),使圓恰好與點、點及邊相接觸(紙板厚度忽略不計).已知,.(1)求該圓形紙板的半徑;(2)如圖2,在上述基礎上,再拼接一塊硬紙板(即圖中),并繞點旋轉(zhuǎn)圓形紙板,使之恰好與點和點相接觸.若,,請你求出(劣弧)的長度.【答案】(1)該圓形紙板的半徑為;(2)的長度為.【知識點】求弧長、解直角三角形的相關計算、利用垂徑定理求值、切線的性質(zhì)定理【分析】()設切點為,連接,交于點,在矩形中,有,,則有四邊形是矩形,由垂徑定理得,,連接,設的半徑為,然后由勾股定理即可求解;()連接,,由勾股定理求出,連接,,過點作,垂足為,則,,然后由,得出,,最后由弧長公式即可求解.【詳解】(1)解:如圖,設切點為,連接,交于點∴,,在矩形中,有,,∴四邊形是矩形,∴,,∴,,連接,設的半徑為,在中,,即,解得:,∴該圓形紙板的半徑為;(2)解:如圖,連接,,在中,有,∴,連接,,過點作,垂足為,∵,∴,,在中,有,∴,,∴的長度為.【點睛】本題考查了切線的性質(zhì),垂徑定理,弧長公式,矩形的判定與性質(zhì),勾股定理等知識,熟練掌握知識點的應用是解題的關鍵.【變式2】(2025·河北唐山·一模)漆扇屬于國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn),它利用了漆不溶于水的特點制作而成,淇淇把自己制作的圓形漆扇放在支架上,如圖14-1所示.圖14-2是其平面示意圖,為圓形漆扇的直徑,點O為圓心,扇柄,且A,O,C,B在同一直線上,為支架,與相切于點C,,點A到桌面的距離為,且與相交于點Q,點B與H的距離.(1)求的度數(shù);(2)求的長度;(3)不改變現(xiàn)有漆扇的大小和位置,直接寫出支架點D到圓形漆扇的最大距離.【答案】(1);(2)的長度為;(3)支架點D到圓形漆扇的最大距離為.【知識點】切線的性質(zhì)定理、解直角三角形的相關計算、求弧長【分析】本題考查了切線的性質(zhì),解直角三角形,弧長公式.(1)根據(jù)切線的性質(zhì)求得,在中,利用三角函數(shù)的定義求解即可;(2)連接,在中,求得,,再求得圓的半徑,利用弧長公式求解即可;(3)連接并延長交于點,作于點,在和中,先后求得、和的長,據(jù)此求解即可.【詳解】(1)解:∵與相切于點C,∴,∴,在中,,,∴,∴,∵,∴,∴;(2)解:連接,在中,,,,∴,,∵,∴,∵為圓的直徑,,∴,∴的長度;(3)解:連接并延長交于點,作于點,此時為支架點D到圓形漆扇的最大距離,在中,,,∴,,在中,,∴,∴,∴支架點D到圓形漆扇的最大距離為.【變式3】(2025·河南鶴壁·一模)物理實驗課上,在做過單擺實驗后,小明想到“數(shù)學來源于生活”,于是從中抽象出了一個數(shù)學平面圖形:如圖(1),直線為水平桌面,線段為支架,虛線為鉛錘P的運動軌跡.現(xiàn)根據(jù)圖形設計出了以下兩個問題.(1)若點到和的距離相等,則稱此時點P的位置為“黃金位置”.過點P作的切線交于點D,如圖(2),若,證明此時點P處于“黃金位置”.(2)已知,,在射線上有一點E,且,連接,如圖(3),在點P運動的過程中,當與相切時,求點P到的距離.【答案】(1)見解析(2)點P到的距離為或.【知識點】切線的性質(zhì)定理、相似三角形的判定與性質(zhì)綜合、因式分解法解一元二次方程、用勾股定理解三角形【分析】(1)過點作于點,于點,利用證明,推出,即可得解;(2)分當P點運動到左側(cè)和右側(cè),兩種情況討論,利用勾股定理求得,,求得,在中,利用勾股定理求解即可.【詳解】(1)證明:如圖,過點作于點,于點,則,∵為的切線,∴,∵,∴,∴,∴,又∵,,∴,∴,即此時點P處于“黃金位置”;(2)解:當P點運動到左側(cè),且與相切時,如圖,過點作于點,于點,連接,∵,,∴,∵與相切,∴,∴,∴,同理,,∴,∴,∴,在中,,解得(負值已舍去),∴點P到的距離為.當P點運動到右側(cè),且與相切時,如圖,過點作于點,于點,連接,∵,,∴,∵與相切,∴,∴,∴,同理,,∴,∴,∴,在中,,解得(負值已舍去),∴點P到的距離為.綜上,點P到的距離為或.【點睛】本題考查了切線的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),勾股定理,解一元二次方程.正確引出輔助線解決問題是解題的關鍵.【題型十】圓中動點探究型問題【例1】(2025·江蘇淮安·一模)如圖,的直徑垂直弦于點E,且,動點P是延長線上一點,交于點Q,連接交于點F.(1)當Q是弧的中點時,求證:;(2)設,,請寫出y關于x的函數(shù)表達式,并說明理由;(3)連接,若是以為腰的等腰三角形,試求的長.【答案】(1)見解析;(2),理由見解析;(3)或【知識點】用勾股定理解三角形、同弧或等弧所對的圓周角相等、半圓(直徑)所對的圓周角是直角、相似三角形的判定與性質(zhì)綜合【分析】本題主要考查了相似三角形的性質(zhì)與判定,垂徑定理,勾股定理,等腰三角形的定義,同弧所對的圓周角相等等,熟知圓的相關知識和相似三角形的性質(zhì)與判定定理是解題的關鍵.(1)連接,易證,由易得,進而即可得證;(2)連接,易求得,證,得到,進而求出和,即可得解;(3)分類討論,或,先根據(jù)勾股定理求出和以及的長,從而得到的長,在利用圓內(nèi)接四邊形對角互補證,代入求出即可.【詳解】(1)證明:如圖所示,連接,∵為直徑,∴,∴,∵,∴,∴,∴,∵Q是弧的中點,∴,∴,∴,∴;(2)解:,理由如下:如圖所示,連接,∵,∴,∵,且為直徑,∴,在中,,∴,∵,∴,∵,∴,∴,即,解得,∴,,∴,即;(3)解:①當時,在中,,∴,∵,∴,∵,∴,∴,即,∴;②當時,在中,,∴,在中,,同理可得,∴,即,解得;綜上,的長為或.圓中動點問題:抓軌跡(圓或圓弧),用幾何法(圓心距、三角形三邊關系、切線性質(zhì))或代數(shù)法(參數(shù)方程、坐標運算),結(jié)合最值臨界位置(如直徑端點、切點),借勾股、相似、圓定義轉(zhuǎn)化條件?!纠?】(2025·貴州·一模)如圖,是半圓O的直徑,點E是半圓O上一動點(不與A,B重合),過點O作,交半圓O于點C,垂足為G,過點C作交于點F,垂足為D.(1)寫出圖中一對全等三角形(用“”連接),圖中直角三角形的個數(shù)有個;(2)求證:;(3)若,,求陰影部分的面積.【答案】(1)(答案不唯一);4(2)見解析(3)【知識點】同(等)角的余(補)角相等的應用、全等的性質(zhì)和ASA(AAS)綜合(ASA或者AAS)、求扇形面積、解直角三角形的相關計算【分析】(1)根據(jù)證明,;根據(jù)直角三角形的判定方法得出答案即可;(2)根據(jù)得出答案即可;(3)根據(jù),求出,得出,求出,根據(jù)求出結(jié)果即可.【詳解】(1)解:∵,,∴,∴,∴,∵,∴,∴,∴.∵,,∴;圖中直角三角形有,,,,共4個.(2)證明:根據(jù)解析(1)可知:,∴;(3)解:在中,,∴,∴,由(2)可知,∴,.在中,,∴.【點睛】本題主要考查了解直角三角形的相關計算,三角形全等的判定和性質(zhì),扇形面積計算,余角的性質(zhì),三角形分類,解題的關鍵是熟練掌握三角形全等的判定方法.【變式1】(2025·河北·一模)如圖,半圓O與直線相切于點,為半圓O的直徑,.P為直線上的一動點,過點P作射線,,射錢隨點P的移動而平移.(1)如圖1,移動點P,使得射線與半圓O交于點D,E,連接,.當時,求的長.(2)如圖2,移動點,使得射線經(jīng)過點C,射線與半圓O交于另一點F,求的長.【答案】(1)(2)【知識點】等邊三角形的判定和性質(zhì)、切線的性質(zhì)定理、求弧長【分析】本題考查等邊三角形的判定和性質(zhì),勾股定理,垂徑定理,熟練掌握等邊三角形的判定和性質(zhì)是解題的關鍵;(1)根據(jù),可得,進而判定為等邊三角形,根據(jù)弧長公式即可求解;(2)連接,作,根據(jù)題意求得的度數(shù),然后根據(jù)勾股定理,即可求解;【詳解】(1)解:,;,為等邊三角形,,則;(2)解:連接,作;,半圓O與直線相切于點,,,,,,;【變式2】(2025·河北石家莊·一模)如圖1,的半徑為10,直線l經(jīng)過的圓心O,且與交于A,B兩點,點C在上,且,點P是直線l上的一個動點(與圓心O不重合),直線與交于點Q.(1)求點C到的距離;(2)如圖2,當與相切時,求的長;(3)如圖3,連接,當時,求與之間的距離;(4)當時,直接寫出的長.【答案】(1)點到的距離為6(2)(3)與之間的距離為(4)5或25【知識點】用勾股定理解三角形、切線的性質(zhì)定理、解直角三角形的相關計算【分析】本題主要考查了切線的性質(zhì),解直角三角形,勾股定理,利用分類討論的思想求解是解題的關鍵.(1)過點C作于M,解求出的長即可得到答案;(2)由切線的性質(zhì)可得,解得到,設,再利用勾股定理建立方程求解即可;(3)求出,得到,則,設點到的距離為h,利用等面積法求出h的值,再根據(jù)平行線的性質(zhì)即可得到答案;(4)分點P在點O右邊和左邊兩種情況,過點P作直線的垂線,垂足為H,設出線段的長,解直角三角形表示出的長,再利用線段的和差關系建立方程求解即可.【詳解】(1)解:如圖所示,過點C作于M,在中,,∴,∴點到的距離為6;(2)解:由切線的性質(zhì)可得,在中,,設,由勾股定理得,∴,解得或(舍去),∴;(3)解:如圖所示,過點C作于M,同理可得,∴,∴,∴,設點到的距離為h,∵,∴,∵,∴與之間的距離為;(4)解:如圖所示,當點P在點O右邊時,過點P作于H,在中,,在中,,由(2)可知,設,則,∵,∴,∴,∴;如圖所示,當點P在點O左邊時,過點P作,交延長線于H,同理可得,設,則,∵,∴,∴,∴;綜上所述,的長為5或25.【變式3】(2025·廣東茂名·一模)閱讀理解:(1)【學習心得】學習完“圓”這一章內(nèi)容后,有一些幾何問題,如果添加輔助圓,可以使問題變得容易.我們把這個過程稱為“化隱圓為顯圓”.這類題目主要是兩種類型.①類型一,“定點定長”:如圖1,在中,,,D是外一點,且,求的度數(shù).解:由題意,若以點(定點)為圓心,(定長)為半徑作輔助圓(可在圖1中畫出輔助圓),則點、必在上,是所對的圓心角,而是所對的圓周角,從而可容易得到________.②類型二,“定角定弦”:如圖2,中,,,,是內(nèi)部的一個動點,且滿足,求線段長的最小值.請將以下解題過程補充完整.解:∵,∴,∵,∴,∴_______,(定角)∴點在以(定弦)為直徑的上,如圖2,連接交于點,此時最?。埻瓿珊竺娴慕忸}過程.(2)【方法應用】如圖3,在矩形中,已知,,點是邊上一動點(點P不與B,C重合),連接,作點關于直線的對稱點,則線段的最小值為________(直接寫結(jié)果).(3)【能力拓展】如圖4,在正方形中,,動點E,F(xiàn)分別在邊,上移動,且滿足.連接和,交于點P.點E從點D開始運動到點C時,點P也隨之運動,請求出點的運動路徑長.【答案】(1)①28;②見解析;(2)4;(3)【知識點】根據(jù)正方形的性質(zhì)求線段長、圓周角定理、求某點的弧形運動路徑長度、根據(jù)成軸對稱圖形的特征進行求解【分析】(1)①根據(jù)圓周角定理:在同圓或等圓中,一條弧所對的圓周角等于它所對的圓心角的一半即可得;②先求出,從而可得點在以(定弦)為直徑的上,然后連接交于點,此時最小,根據(jù)圓的性質(zhì)可得,利用勾股定理求出的長,根據(jù)線段長的最小值等于即可得;(2)連接,先利用矩形的性質(zhì)、勾股定理可得,再根據(jù)軸對稱的性質(zhì)可得,從而可得點在以點為圓心,為半徑的圓上運動,則當點在線段上時,的值最小,最小值為,由此即可得;(3)先證出,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)可得,從而可得,則點的運動路徑是在以為直徑的圓的上,再利用等腰三角形的性質(zhì)和直角三角形的性質(zhì)可得,,最后利用弧長公式計算即可得.【詳解】解:(1)①∵,,∴如圖1,以點(定點)為圓心,(定長)為半徑作輔助圓,則點、必在上,∵是所對的圓心角,而是所對的圓周角,且,∴,故答案為:28.②∵,∴,∵,∴,∴,(定角)∴點在以(定弦)為直徑的上,如圖2,連接交于點,此時最?。叩闹睆剑?,在中,,∴線段長的最小值為.(2)如圖3,連接,∵在矩形中,,,∴,∵點與點關于直線的對稱,∴,∴點在以點為圓心,為半徑的圓上運動,∴當點在線段上時,的值最小,最小值為,故答案為:4.(3)如圖4,連接,交于點,∵四邊形是正方形,∴,,在和中,,∴,∴,∵,∴,∴,∴,∴在點的運動過程中,始終有,又∵點從點開始運動到點時,點也隨之運動,∴點的運動路徑是在以為直徑的圓的上,如圖4,取的中點,連接,∴,,∴點的運動路徑長為.【點睛】本題考查了圓周角定理、弧長公式、正方形的性質(zhì)、軸對稱的性質(zhì)、勾股定理、等腰三角形的性質(zhì)等知識,較難的是題(3),正確找出點的運動路徑是解題關鍵.【題型十一】圓中新定義探究綜合問題【例1】(24-25九年級上·浙江湖州·階段練習)定義:若圓內(nèi)接三角形是等腰三角形,我們就稱這樣的三角形為“圓等三角形”.

(1)如圖1,是的一條弦(非直徑),若在上找一點,使得是“圓等三角形”,則這樣的點能找到__________個.(2)如圖2,四邊形是的內(nèi)接四邊形,連結(jié)對角線,和均為“圓等三角形”,且.①當時,求度數(shù).②如圖3,當,時,求陰影部分的面積.【答案】(1)4(2)①或或;②陰影部分面積為:【知識點】等腰三角形的性質(zhì)和判定、用勾股定理解三角形、利用弧、弦、圓心角的關系求解、求其他不規(guī)則圖形的面積【分析】(1)過作直線的垂線交于,,分別以和為圓心,為半徑作弧與圓的交點就是所求的點;(2)①根據(jù)圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì)得到,當時,當時,當時,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)即可得到結(jié)論;②)根據(jù)圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì)得到推出是等邊三角形,得到.連接.根據(jù)圓周角定理得到,,求得,,根據(jù)等邊三角形的性質(zhì)得到,根據(jù)扇形和三角形的面積公式即可得到結(jié)論.【詳解】(1)解:過作直線的垂線交于,,分別以和為圓心,為半徑作弧與圓的交點就是所求的點;如圖所示:

滿足條件的點C共有4個,故答案為:4;(2)解∶①,,為“圓等三角形,當時,,,當時,,當時,,綜上所述:的度數(shù)為或或;②,,為“圓等三角形”,是等邊三角形,,連接,,交于,

,,,,,,,共線,,與是等邊三角形,,,陰影部分的面積扇形的面積的面積.【點睛】本題考查了等腰三角形的性質(zhì),扇形的面積和三角形的面積,等邊三角形的判定和性質(zhì),分類討論是解題的關鍵.圓中新定義探究題,先精讀定義,明確核心條件(如“關聯(lián)點”“等距圓”等),結(jié)合圓的基本性質(zhì)(半徑、弧、角、位置關系),通過畫圖、特例驗證、代數(shù)建模(設坐標、列方程)轉(zhuǎn)化定義,利用幾何定理(全等、相似、勾股)推關系,分類討論不同情形下的結(jié)論。【例2】(2025·黑龍江哈爾濱·模擬預測)定義:三角形一個內(nèi)角的平分線與另一個內(nèi)角的鄰補角的平分線相交所成的銳角稱為該三角形第三個內(nèi)角的“張望角”.(1)如圖1,點D在的延長線上,是中的“張望角”,求證:;(2)如圖2,內(nèi)接于,點D在的延長線上,點E在上,連接,連接,點F在上,,連接,連接并延長交的延長線于點I,求證:是中的“張望角”;(3)如圖3,在(2)的條件下,若是的直徑,過點I作的垂線,點G為垂足,交于點H,若,,求的長.【答案】(1)見解析(2)見解析(3)【知識點】三角形的外角的定義及性質(zhì)、圓周角定理、已知圓內(nèi)接四邊形求角度、相似三角形的判定與性質(zhì)綜合【分析】(1)根據(jù)題中“張望角”的定義和角平分線的定義得到,結(jié)合三角形的外角性質(zhì)可得結(jié)論;(2)先根據(jù)圓周角定理和角平分線定義可得平分,再根據(jù)圓周角定理,結(jié)合圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì)可證明平分,進而根據(jù)“張望角”的定義可得結(jié)論;(3)連接,,先證明得到,進而證明得到,過F作于M,在上截取,連接,,證明,求得,,,過I作于K,,在中,由勾股定理求得,進而可求解.【詳解】(1)證明:是中的“張望角”,∴分別是,的平分線;(2)證明:,,,即平分,,,∵四邊形內(nèi)接于,,,,,即平分,是中的“張望角”;(3)解:連接,,是中的“張望角”,∴,∵,∴,又,∴,即,∵,∴,∴,∵四邊形內(nèi)接于,∴,又,∴,∴,∵是的直徑,,∴,又,∴,即,∴,∴,過F作于M,在上截取,連接,,則垂直平分,∴,∴,設,則,∵平分,,∴,∴,∴,∴,∴,又,∴,∴,設,又,∴,解得(負值已舍去),∴,∴,由得,則;∵,∴,∴,過I作于K,則是等腰直角三角形,∴,設,則,在中,由得,解得(負值已舍去),即,∴.【點睛】本題是圓的綜合題,考查了角平分線的定義,圓周角定理,圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì),弧與弦的關系,相似三角形的判定與性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),勾股定理,三角形的外角性質(zhì),等腰三角形的判定與性質(zhì),解一元二次方程等知識,涉及知識點較多,綜合性強,熟練掌握相關知識的聯(lián)系與運用是解題的關鍵.【變式1】(2025·寧夏銀川·一模)定義:三角形一邊上的點將該邊分為兩條線段,且這兩條線段的積等于這個點與該邊所對頂點連線長度的平方,則稱這個點為三角形該邊的“平方點”,如圖1,中,點E是邊上一點,連接,若,則稱點E是中邊上的“平方點”.(1)如圖2,已知在四邊形中,平分于點E,,求證:點E是中邊上的“平方點”;(2)如圖3,是的內(nèi)接三角形,點E是中邊上的“平方點”,延長交于點D,若,求證:;(3)如圖4,在中,,,,過點D作于點D,點E是邊上的“平方點”,求線段BE的長.【答案】(1)證明見解析(2)證明見解析(3)5或8【知識點】用勾股定理解三角形、同弧或等弧所對的圓周角相等、相似三角形的判定與性質(zhì)綜合【分析】本題考查了定義新運算,相似三角形的判定與性質(zhì),圓周角定理,勾股定理,一元二次方程的解法,解題的關鍵是掌握相似三角形的判定與性質(zhì).(1)先證,得,再由平分,得,即可得答案;(2)由點E是中邊上的“平方點”得,再證,得,可得,即可得答案;(3)先求出的長,設,得,解答即可.【詳解】(1)證明:,,,,,平分,,,點E是中BD邊上的“平方點”;(2)證明:點E是中邊上的“平方點”,,是的內(nèi)接三角形,,,,,,,;(3)解:,,,,,,,設,由題意得:,,,解得:,,的長為5或.【變式2】(2025·廣東深圳·模擬預測)綜合與探究【定義】三角形一邊上的點將該邊分為兩條線段,若這兩條線段長度的乘積等于這個點與該邊所對頂點距離的平方,則稱這個點為三角形中該邊上的“亮點”.如圖(a),在中,是邊上一點,連接,若,則稱點是中邊上的“亮點”.【概念理解】(1)如圖(b),在中,,,,分別是的高線,角平分線,中線.請判斷,,三點中哪些是中邊上的“亮點”,并說明理由.【性質(zhì)應用】(2)如圖(c),在中,,,.若是邊上的“亮點”,求的長.【拓展提升】(3)如圖(d),內(nèi)接于⊙,是中邊上的“亮點”且.若,求的值.【答案】(1),是中邊上的“亮點”,理由見解析;(2)或9;(3)【知識點】用勾股定理解三角形、同弧或等弧所對的圓周角相等、相似三角形的判定與性質(zhì)綜合、解直角三角形的相關計算【分析】本題主要考查了相似三角形的性質(zhì)與判定,同弧所對的圓周角相等,解直角三角形,勾股定理,直角三角形的性質(zhì)等等,正確理解“亮點”的定義是解題的關鍵.(1)證明,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)可得,由直角三角形的性質(zhì)可得,則,據(jù)此可得答案;(2)分當和當兩種情況,作于點,解直角三角形求出的長,設出的長,表示出的長,根據(jù),,建立方程討論求解即可;(3)延長交于點,連接、,證明,推出,即可得到,解直角三角形得到;設,則,,進而得.求出.則,據(jù)此可得答案.【詳解】解:(1),是中邊上的“亮點”,理由如下:是的高線,,,∵,∴,,,點是中邊上的亮點在中,是中線,,點是中邊上的亮點.(2)①當時,如圖,作于點,在中,,∴可設,∴,∵,∴,∴∴,,在中,,∴設,則,∵是邊上的“亮點”,∴,∵,∴解得,(舍)∴;②當時,由①可知,,設,則,∵是邊上的“亮點”,∴,∵,∴,解得,(舍)即.綜上所述,的長為4或9.(3)延長交于點,連接、,,,,,.點是中邊上的亮點,,.∵,∴,設,則,..在中,.又,.解得..【變式3】(2025·廣東韶關·一模)綜合與實踐【主題】圓形紙片與剪紙藝術【素材】圖1中半徑為2的圓形紙片()若干.【實踐操作】活動一:如圖2,在該圓形紙片()上剪出一個圓周角為90°的扇形.活動二:如圖3,在另一圓形紙片()內(nèi)剪出一個內(nèi)接正六邊形,設該正六邊形的面積為,再連接,,剪出,設的面積為.活動三:在活動二的基礎上,裝飾粘貼上六個弧形花瓣,中心為點,所在圓的圓心恰好是的內(nèi)心.【實踐探索】(1)根據(jù)剪紙要求,計算圖2中的扇形的面積.(2)請直接寫出的值:______.(3)求弧形花瓣總的周長(圖4中實線部分的長度).(結(jié)果保留)【答案】(1)(2)2(3)【知識點】等邊三角形的判定和性質(zhì)、正多邊形和圓的綜合、求弧長、解直角三角形的相關計算【分析】本題考查正多邊形和圓,弧長的計算,圓周角定理,三角形的內(nèi)心的性質(zhì)以及直角三角形的邊角關系,弧長的計算方法是正確解答的關鍵.(1)連接,根據(jù)圓周角定理可得為的直徑,即可求得的長,利用扇形面積公式即可解答;(2)連接,證明,即可解答;(3)根據(jù)正六邊形的性質(zhì),三角形內(nèi)心的性質(zhì)以及直角三角形的邊角關系求出所對應的圓心角的度數(shù)及半徑,由弧長公式求出弧的長,再計算長的6倍即可.【詳解】(1)解:如圖,連接,,為的直徑,即,,,扇形的面積為;(2)解:如圖,連接,六邊形為正六邊形,,,,等邊三角形,,,,,同理可得,,故答案為:2;(3)解:如圖,過點作于點,六條等弧所對應的弦構(gòu)成一個正六邊形,中心為點,,,是等邊三角形,,,點是的內(nèi)心,,,在中,,,,的長為,花窗的周長為.【題型十二】圓與函數(shù)的綜合問題【例1】(2025·浙江舟山·一模)如圖1,以點為圓心的圓與y軸、x軸分別交于點A、B、C、D,直線與相切于點H,交x軸于點E,交y軸于點.(1)填空:的長為______;的長為______;的半徑為______;的長為______;(2)如圖2,點P是直徑上的一個動點(不與C、D重合),連結(jié)并延長交于點.①當時,求的值;②設,,求y與x的函數(shù)關系式.【答案】(1)5,,2,2(2)①;②y與x的函數(shù)關系式為【知識點】一次函數(shù)與幾何綜合、切線的性質(zhì)定理、相似三角形的判定與性質(zhì)綜合、解直角三角形的相關計算【分析】(1)利用直線解析式求出點E和點F坐標,進而得到和的長度,再根據(jù)邊角關系可得,繼而得到和;(2)①易證,從而求出的長,進而即可得解;②構(gòu)造8字型相似,作軸于點K,軸于點J,則,,解直角三角形可得,進而得到、和,再在中,,進而建立等式求解.【詳解】(1)解:直線交x軸于點E,交y軸于點F,令得,,解得,;令得,,;,,連接,則,,,,,即的半徑為2;,,是等邊三角形,;故答案為:5,,2,2;(2)解:①連接、,,,,,,,,為直徑,,,,;②由①知,,如圖,作軸于點K,軸于點J,則,,,,,,,在中,,,,,,,在中,,,即,整理得,與x的函數(shù)關系式為.【點睛】本題主要考查了圓周角定理、一次函數(shù)與坐標軸交點、特殊直角三角形、相似三角形的判定和性質(zhì)等內(nèi)容,綜合性強,難度大,熟練掌握相關知識是解題的關鍵.圓與函數(shù)結(jié)合,聯(lián)立方程(如圓與直線、拋物線方程),用判別式判位置關系,參數(shù)方程轉(zhuǎn)三角函數(shù)求最值,借圓心距公式(如點到直線距離)算弦長、切點,坐標法設點代入,結(jié)合幾何性質(zhì)(垂徑、對稱)簡化運算?!纠?】(2025·廣東清遠·模擬預測)如圖,拋物線與軸交于,兩點,與軸交于點,.拋物線的對稱軸與經(jīng)過點的直線交于點,與軸交于點.(1)求拋物線的表達式;(2)若在拋物線上存在點,使得是以為直角邊的直角三角形,求出所有點的坐標;(3)以點為圓心,畫半徑為的圓,為上一個動點,請求出的最小值.【答案】(1)(2)存在,或或(3)【知識點】待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、相似三角形的判定與性質(zhì)綜合、線段周長問題(二次函數(shù)綜合)、特殊三角形問題(二次函數(shù)綜合)【分析】(1)根據(jù)題意,可求出點的坐標,再運用待定系數(shù)法即可求解;(2)根據(jù)直角三角形的性質(zhì),分類討論:①當時;②當時;分別求出直線的解析式,再聯(lián)立二次函數(shù)為二元一次方程組求解即可;(3)如圖,在上取點,使,連接,可證,得,當點三點共線時,的值最小,運用勾股定理即可求解.【詳解】(1)解:∵拋物線的對稱軸,,∴,.∴將代入,得,解得,拋物線的解析式為;(2)解:存在點,理由如下:直線的解析式為,將代入得解得:∴直線的解析式為:∵拋物線對稱軸與軸交于點,∴當時,,∴,①當時,設直線交對稱軸于點,∵,,二次函數(shù)對稱軸為,∴,,軸,∴是等腰直角三角形,,∵,∴,且,∴,∴,∴點坐標為,設直線的解析式為,將點坐標代入,得,解得,直線的解析式為,解方程組,得或,∴點的坐標為;②∵,,∴∴∴是直角三角形,當時,根據(jù)點關于拋物線對稱軸對稱,則直線經(jīng)過點坐標為,設直線的解析式為,將點坐標代入,得,解得,直線的解析式為,解方程組,解得或,∴點的坐標為或;綜上,點的坐標為或或;(3)解:已知,以點為圓心,畫半徑為的圓,點為上一個動點,如圖,在上取點,使,連接,,∴,,,又,,,即,當點三點共線時,的值最小,即為線段的長,的最小值為.【點睛】本題主要考查待定系數(shù)法求解析式,二次函數(shù)與特殊三角形,圓的基礎知識,相似三角形的判定和性質(zhì),勾股定理,最短路徑等知識的綜合,掌握二次函數(shù)圖象的性質(zhì),特殊三角形的性質(zhì),最短路徑的計算方法是解題的關鍵.【變式1】(2025·北京·一模)對于平面直角坐標系中的點P與,若將點P繞著點C旋轉(zhuǎn)得到點Q,直線剛好與相切,則稱點P為的“旋切點”.(1)已知的半徑為1,①在點,,中,點是的“旋切點”,其中;②已知點,點N為的“旋切點”,且,求點的坐標;(2)已知點,,,若線段上每個點都是的“旋切點”,且,直接寫出的取值范圍.【答案】(1)①,②或(2)或【知識點】切線的性質(zhì)定理、根據(jù)旋

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