2021学年第二章 直线与圆的位置关系2.2 切线长定理课时训练
展开2.2切线长定理
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一、单选题
1.有一个内角为120°的菱形的内切圆半径为 3 ,则该菱形的边长是( )
A.3+32B.33C.4D.6
【答案】C
【解析】解:过A作AE⊥BC,
∵内切圆半径为 3 ,∴AE的长度为2 3 ,
∵∠BAD=120°,则∠ABC=60°,
在Rt△ABC中,AE=2 3 ,∠ABC=60°,
∴AB=4,
2.如图,P为⊙O外一点,PA、PB分别切⊙O于A、B,CD切⊙O于点E,分别交PA、PB于点C、D,若PA=5,则△PCD的周长为( )
A.5B.7C.8D.10
【答案】D
【解析】解:∵PA、PB为圆的两条相交切线,
∴PA=PB,
同理可得:CA=CE,DE=DB.
∵△PCD的周长=PC+CE+ED+PD,
∴△PCD的周长=PC+CA+BD+PD=PA+PB=2PA,
∴△PCD的周长=10,
3.如图,在▱APBC中,∠C=40°,若⊙O与PA、PB相切于点A、B,则∠CAB=( )
A.40°B.50°C.60°D.70°
【答案】D
【解析】解:∵⊙O与PA、PB相切于点A、B,
∴PA=PB
∵四边形APBC是平行四边形,
∴四边形APBC是菱形,
∴∠P=∠C=40°,∠PAC=140°
∴∠CAB= 12 ∠PAC
=70°
4.如图,是用一把直尺、含60°角的直角三角板和光盘摆放而成,点 为60°角与直尺交点,点 B 为光盘与直尺唯一交点,若 AB=3 ,则光盘的直径是( ).
A.B.C.6D.3
【答案】A
【解析】解:设三角板与圆的切点为C,连接OA、OB,如下图所示:
由切线长定理知 AB=AC=3,OA平分∠BAC ,
∴∠OAB=60° ,
在 Rt△ABO 中, tan∠OAB=OBAB
∴OB=ABtan∠OAB=3×3=33
∴光盘的直径为 63 ,
5.如图,点E为Rt△ABC的直角边AC上一点,以CE为直径的半圆与斜边AB相切于点D,连结DE.若∠B=70°,则∠CED为( )
A.70°B.65°C.55°D.35°
【答案】C
【解析】解:连接CD ,
∵∠ACB=90° ,
∴ BC与半圆相切于点C ,
∵半圆与斜边AB相切于点D,
∴BC=BD ,
∵∠B=70°,
∴∠BCD=∠BDC=180°−70°2=55° ,
∴∠DCE=90°−55°=35° ,
∵CE为直径,
∴∠CDE=90° ,
∴∠CED =90°−∠DCE=90°−35°=55°.
6.探究性学习小组的同学接受了测量同样型号圆柱工件直径的任务.他们使用的工具是有一个角是60°的直角三角板和刻度尺.小明的测量方法如图甲所示.测得PC=12cm.小亮的测量方法如图乙所示.则与QA的值最接近的是( )
A.8cmB.7 cmC.6 cmD.5 cm
【答案】B
【解析】解:如图甲,连结OP,并设⊙O与x轴相切于点D,图乙,连结OQ、OA,并设⊙O与x轴相切于点E,
∴由切线定义及圆性质可得四边形OPCD是正方形,
∴OQ=OP=PC=12cm,
由题意可知:∠QAO=(180°-∠BAC)÷2=60°,
∴∠QOA=90°-∠QAO=30°,
∴tan∠QOA=AQ÷OQ,
即tan30°= 33 = AQ12 ,
解得AQ= 43 .
∵1.5< 3 <2,
∴6< 43 <8.
7.如图,从圆O外一点P引圆O的两条切线PA,PB,切点分别为A,B.如果∠APB=60°,PA=8,那么弦AB的长是( )
A.4B.8C.43D.83
【答案】B
【解析】解:∵从圆O外一点P引圆O的两条切线PA,PB,切点分别为A,B. ∴PA=PB,又∵∠APB=60°,∴三角形PAB是等边三角形,∴AB=PA=8.
二、填空题
8.如图,PA,PB分别与⊙O相切于A、B两点,点C为劣弧AB上任意一点,过点C的切线分别交AP,BP于D,E两点.若AP=8,则△PDE的周长为 .
【答案】16
【解析】解:∵DA、DC、EB、EC分别是⊙O的切线,
∴DA=DC,EB=EC;
∴DE=DA+EB,
∴PD+PE+DE=PD+DA+PE+BE=PA+PB,
∵PA、PB分别是⊙O的切线,
∴PA=PB=8,
∴△PDE的周长=16.
9.如图,已知ABCD是一个半径为R的圆内接四边形,AB=12,CD=6,分别延长AB和DC,它们相交于点P,且BP=8,∠APD=60°,则R= .
【答案】
【解析】解:由切割线定理得PB•PA=PC•PD,则有
8×20=PC(PC+6).
解得PC=10.
在△PAC中,由PA=2PC,∠APC=60°,得∠PCA=90°.
从而AD是圆的直径.由勾股定理,得
AD2=AC2+CD2=(PA2﹣PC2)+CD2=202﹣102+62=336.
∴AD= 336 =4 21
∴R= 12 AD=2 21 .
10.已知:如图,AB=BC,∠ABC=90°,以AB为直径的⊙O交OC与点D,AD的延长线交BC于点E,过D作⊙O的切线交BC于点F.下列结论:①CD2=CE·CB;②4EF 2=ED ·EA;③∠OCB=∠EAB;④DF=12CD .其中正确的只有 .(填序号)
【答案】①、②、④
【解析】①连接BD,
∵AB为直径,∴∠ADB=90°,∴∠DBE+∠3=90°,∵∠ABC=90°,
∴∠1+∠DBE=90°,∴∠1=∠3,又∵DO=BO,∴∠1=∠2,∴∠2=∠3,
∴∠CDB=∠CED,∵∠DCB=∠ECD,∴△CDE∽△CBD,∴CD2=CE⋅CB ,故①正确;
②∵过D作⊙O的切线交BC于点F,∴FD是⊙O的切线,∵∠ABC=90°,
∴CB是⊙O的切线,∴FB=DF,∴∠FDB=∠FBD,∴∠1=∠FDE,∴∠FDE=∠3,
∴DF=EF,∴EF=FB,∴EB=2EF,∵在Rt△ABE中,BD⊥AE,∴EB2=ED⋅EA ,
∴4EF2=ED⋅EA ,故②正确;
③∵AO=DO,∴∠OAD=∠ADO,假设③∠OCB=∠EAB成立,则∠OCB=0.5∠COB,
∴∠OCB=30°,而 BOBC=BOAB=12 ,与tan30°= 33 矛盾,
故③∠OCB=∠EAB不成立,故此选项错误;
④∵∠CDF=∠CBO=90°,∠DCF=∠OCB,∴△CDF∽△CBO,∴DFBO=CDBC ,∴DFCD=BOBC ,
∵AB=BC,∴DF=0.5CD;故④正确.
11.如图,PA,PB是⊙O的切线,A,B为切点,AC是⊙O的直径,∠BAC=25°,则∠P的度数为 .
【答案】50º
【解析】解:根据切线的性质定理得∠PAC=90°,
∴∠PAB=90°−∠BAC=90°−25°=65°.
根据切线长定理得PA=PB,
所以∠PBA=∠PAB=65°,
所以∠P=50°.
12.如图,Rt△ABC的内切圆⊙I分别与斜边AB、直角边BC、CA切于点D、E、F,AD=3,BD=2,则Rt△ABC的面积为 .
【答案】6
【解析】解:∵Rt△ABC的内切圆⊙I分别与斜边AB、直角边BC、CA切于点D、E、F,AD=3,BD=2,
∴AD=AF=3,BD=BE=2,FC=EC,
设FC=EC=x,
则(3+x)2+(2+x)2=52,
解得:x1=1,x2=-6(不合题意舍去),
则AC=4,BC=3,
故Rt△ABC的面积为: 12 ×4×3=6.
13.如图,AB为半⊙O的直径,C为半圆弧的三等分点,过B,C两点的半⊙O的切线交于点P,若AB的长是2a,则PA的长是 .
【答案】7a
【解析】解:连接OC、OP;
∵C为半圆弧的三等分点,
∴∠BOC=120°;
已知PC、PB都是⊙O的切线,
由切线长定理知:∠POB=12∠BOC=60°;
在Rt△POB中,OB=a,∠POB=60°,则PB=3a;
在Rt△ABP中,由勾股定理得:
AP= .
三、解答题
14.如图,⊙O经过点B、D、E,BD是⊙O的直径,∠C=90°,BE平分∠ABC.
(1)试说明直线AC是⊙O的切线;
(2)当AE=4,AD=2时,求⊙O的半径及BC的长.
【答案】(1)证明:连接OE.
∵BE是∠ABC的平分线,
∴∠1=∠2.
∵OE=OB,
∴∠1=∠3.
∴∠2=∠3.
∴OE∥BC.
又∠C=90°,
∴∠AEO=90°.
∴AC是⊙O的切线.
(2)解:设⊙O的半径为r,在Rt△AEO中,由勾股定理可得OA2=OE2+AE2.
∵AE=4,AD=2,
∴(2+r)2=r2+42.
∴r=3.
∵OE∥BC,
∴AOAB=OEBC.
∴2+32+6=3BC.
∴BC=245.
【解析】(1)连接OE,证明出∠AEO=90°,即可说明直线AC是⊙O的切线;
(2)知道OE∥BC,利用平行线分线段成比例定理即可解答.
15.如图,AB是⊙O的直径,点P在AB的延长线上,弦CE交AB于点D.连接OE、AC,且∠P=∠E,∠POE=2∠CAB.
(1)求证:CE⊥AB;
(2)求证:PC是⊙O的切线;
(3)若BD=2OD,PB=9,求⊙O的半径及tan∠P的值.
【答案】(1)证明:连接OC,
∴∠COB=2∠CAB,
又∠POE=2∠CAB.
∴∠COD=∠EOD,
则弧BC=弧BE,
即CE⊥AB;
(2)证明:∵CE⊥AB,∠P=∠E,
∴∠P+∠PCD=∠E+∠PCD=90°,
又∠OCD=∠E,
∴∠OCD+∠PCD=∠PCO=90°,
∴PC是⊙O的切线;
(3)解:设⊙O的半径为r,OD=x,则BD=2x,r=3x,
∵CD⊥OP,OC⊥PC,
∴Rt△OCD∽Rt△OPC,
∴OC2=OD•OP,即(3x)2=x•(3x+9),
解之得x= 32 ,
∴⊙O的半径r= 92 ,
在Rt△OCP中, PC= PO2−OC2 = (92+9)2+(92)2 =9 2 ,
tan∠P= OCPC = 24 .
【解析】(1)此题方法不唯一,主要是运用“同弧所对的圆周角是圆心角的一半”,题中给出的是证明弧BC和弧BE所对的圆心角相等,则所对的弧相等,则由垂径定理可证得;
2)证明相切,需证明半径OC⊥CP,即证明∠PCO=90°;而由(1)可得∠P+∠PCD=∠E+∠PCD=90°,而由半径OE=OC,根据等边对等角,可得∠OCD=∠E,则可证得∠OCD+∠PCD=∠PCO=90°;
3)要求⊙O的半径,可考虑运用勾股定理的方法和相似三角形的方法,题中给出的是运用相似三角形的判定和性质解答,由BD=2OD,可得边BD,半径与OD的关系,则证明Rt△OCD∽Rt△OPC,可得边 OC2=OD•OP,代入相关数据,求出半径OC和OD;在Rt△OCP中,tan∠P= OCPC ,OC已求,则PO=OB+PB,则可求出PC,代入即可解出.
16.如图, PA , PB 分别与⊙O相切于 A , B 两点,点 C 在⊙O上,已知 ∠C=65° ,求 ∠P 的度数.
【答案】解:连接OA、OB,
∵PA、PB是⊙O切线,
∴PA⊥OA,PB⊥OB,
∴∠PAO=∠PBO=90°,
∵∠P+∠PAO+∠AOB+∠PBO=360°,
∴∠P=180°-∠AOB,
∵∠C=65°,
∴∠AOB=2∠C=130°,
∴∠P=180°-130°=50°.
【解析】连接OA、OB,PA、PB是⊙O切线,得出PA⊥OA,PB⊥OB,∠PAO=∠PBO=90°,由∠P+∠PAO+∠AOB+∠PBO=360°,得出∠P=180°-∠AOB,由此得出 ∠P 的度数.
17.如图,☉O与四边形ABCD的四边都相切.若∠AOB=70°,求∠COD的度数.
【答案】解:∵☉O为四边形ABCD的内切圆,∴∠OAB=∠OAD,∠ODA=∠ODC,∠OCD=∠OCB,∠OBC=∠OBA.∴∠OAB+∠OBA+∠ODC+∠OCD=∠OAD+∠OBC+∠ODA+∠OCB=180°.∴∠AOD+∠BOC=∠AOB+∠COD=180°.∴∠COD=180°-∠AOB=110°
【解析】根据切线长定理得出∠OAB=∠OAD,∠ODA=∠ODC,∠OCD=∠OCB,∠OBC=∠OBA.根据等式的性质得出∠OAB+∠OBA+∠ODC+∠OCD=∠OAD+∠OBC+∠ODA+∠OCB=180°.根据三角形的内角和及等式的性质得出∠AOD+∠BOC=∠AOB+∠COD=180°.从而得出答案。
18.已知⊙O中,AC为直径,MA、MB分别切⊙O于点A、B.
(Ⅰ)如图①,若∠BAC=250,求∠AMB的大小;
(Ⅱ)如图②,过点B作BD⊥AC于点E,交⊙O于点D,若BD=MA,求∠AMB的大小.
【答案】解:(Ⅰ)∵MA切⊙O于点A,∴∠MAC=90°.
又∠BAC=25°,∴∠MAB=∠MAC-∠BAC=65°.
∵MA、MB分别切⊙O于点A、B,∴MA=MB.
∴∠MAB=∠MBA.
∴∠AMB=180°-(∠MAB+∠MBA)=50°.
(Ⅱ)如图,连接AD、AB,
∵MA⊥AC,又BD⊥AC,
∴BD∥MA.
又∵BD=MA,∴四边形MADB是平行四边形.
又∵MA=MB,∴四边形MADB是菱形.∴AD=BD.
又∵AC为直径,AC⊥BD,
∴ AB =" AD" .
∴AB=AD=BD.∴△ABD是等边三角形.∴∠D=60°.
∴在菱形MADB中,∠AMB=∠D=60°
【解析】(1)由 MA切⊙O于点A,根据切线的性质得出∠MAC=90°. 再由∠MAC-∠BAC得出∠MAB的度数,根据MA、MB分别切⊙O于点A、B,得出MA=MB.推出∠MAB=∠MBA.由此得出答案;
(2) 连接AD、AB, 先证出四边形MADB是平行四边形,再证出四边形MADB是菱形.再得出 △ABD是等边三角形. 由此得出结论。
19.如图,已知在△ABC中,∠A=90°
(1)请用圆规和直尺作出⊙P,使圆心P在AC边上,且与AB,BC两边都相切(保留作图痕迹,不写作法和证明).
(2)若∠B=60°,AB=3,求⊙P的面积.
【答案】(1) 解:如图所示,则⊙P为所求作的圆.
(2)解:∵∠B=60°,BP平分∠ABC,
∴∠ABP=30°,
∵tan∠ABP= APAB ,∴AP= 3 ,
∴S⊙P=3π.
【解析】(1)作∠ABC的平分线交AC于P,再以P为圆心PA为半径即可作出⊙P;(2)根据角平分线的性质得到∠ABP=30°,根据三角函数可得AP= 3 ,再根据圆的面积公式即可求解.
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