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北师大版九年级数学全册高分突破必练专题专项34利用垂径定理求线段长度(原卷版+解析)
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这是一份北师大版九年级数学全册高分突破必练专题专项34利用垂径定理求线段长度(原卷版+解析),共38页。
考点1 垂径定理
垂径定理:垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的弧.
符号语言:∵CD为⊙O的直径,AB为⊙O的弦,且CD⊥AB,垂足为E,
∴ AE=BE,
推论:平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧.
∵CD为⊙O的直径,AB为⊙O的弦(不是直径),且AE=BE.
弦心距:圆心到弦的距离(垂线段OE)
常见辅助线做法(考点):1)过圆心,作垂线,连半径,造Rt△,用勾股,求长度;
有弧中点,连中点和圆心,得垂直平分
考点2 垂径定理的应用
经常为未知数,结合方程于勾股定理解答
【典例1】(2022秋•甘井子区校级期末)如图,在⊙O中,弦AB的长为8cm,圆心到AB的距离为3cm,则⊙O的半径为( )
A.4B.5C.3D.
【变式1-1】(2022秋•潼南区期末)如图,AB是⊙O的直径,B是劣弧的中点,AB和CD相交于点E,AB=10,OE=4BE,则CD的长为( )
A.4B.6C.4D.8
【变式1-2】(2022秋•海港区期末)如图,将⊙O沿弦AB折叠,恰好经过圆心O,若⊙O的直径为4,则弦AB的长为( )
A.4B.C.D.2
【变式1-3】(2022秋•南关区校级期末)如图,半径为5的⊙A与y轴交于点B(0,2)、C(0,10),则点A的横坐标为( )
A.﹣3B.3C.4D.6
【典例2】(2022秋•丰满区校级期末)图1是吉林市的彩虹桥图片.图2是彩虹桥示意图,桥拱(ADB)可以近似看作半径为25m的圆弧,桥拱(弧AB)和路面(弦AB)之间用九根钢索相连,钢索垂直路面(弦AB),路面(弦AB)长度为40m,若这九根钢索将路面(弦AB)十等分,求最长钢索CD的长度.
【变式2-1】(2022秋•蔡甸区期末)如图,在⊙O中半径OC与弦AB垂直于点D,且AB=16,OC=10,则CD的长是( )
A.2B.3C.4D.5
【变式2-2】(2022秋•河西区校级期末)如图,M是CD的中点,EM⊥CD,若CD=4,EM=6,则弧CED所在圆的半径为( )
A.B.4C.5D.
【变式2-3】(2022秋•泰兴市期末)如图是一座圆弧型拱桥的截面示意图,若桥面跨度AB=48米,拱高CD=16米(C为AB的中点,D为弧AB的中点).则桥拱所在圆的半径为 米.
【典例3】(2021秋•恩施市校级期末)如图,有一座圆弧形拱桥,桥下水面宽度AB为12m,拱高CD为4m.
(1)求拱桥的半径;
(2)有一艘宽为5m的货船,船舱顶部为长方形,并高出水面3.4m,则此货船是否能顺利通过这座圆弧形拱桥并说明理由.
【变式3-1】(2021秋•姑苏区校级月考)诗句“君到姑苏见,人家尽枕河”所描绘的就是有东方威尼斯之称的水城苏州.小勇要帮忙船夫计算一艘货船是否能够安全通过一座圆弧形的拱桥,现测得桥下水面AB宽度16m时,拱顶高出水平面4m,货船宽12m,船舱顶部为矩形并高出水面3m.
(1)请你帮助小勇求此圆弧形拱桥的半径;
(2)小勇在解决这个问题时遇到困难,请你判断一下,此货船能顺利通过这座拱桥吗?说说你的理由.
【变式3-2】(2022秋•铁西区月考)如图,某地有一座圆弧形拱桥其圆心为O,桥下水面宽度AB为7.2m,拱高CD为2.4m.
(1)求拱桥的半径;
(2)夏季雨季来临时,当水面离桥顶C距离为1m时,就要禁止通行,某天暴雨后桥下水面宽度EF为3m,请通过计算说明是否要禁止通行.
1.(2022秋•河西区校级期末)高速公路的隧道和桥梁最多,如图是一个隧道的横截面,若它的形状是以O为圆心的圆的一部分,路面AB=8米,净高CD=8米,则此圆的半径OA=( )
A.5米B.米C.6米D.米
2.(2022秋•门头沟区期末)石拱桥是中国传统桥梁四大基本形式之一,它的主桥拱是圆弧形.如图,已知某公园石拱桥的跨度AB=16米,拱高CD=4米,那么桥拱所在圆的半径OA= 米.
3.(2021秋•任城区校级期末)在直径为20m的圆柱形油槽内注入一些油后,截面如图所示,液面宽AB=12m,如果继续向油槽内注油,使液面宽为16m,那么液面上升了 m.
4.(2021秋•溧水区期末)在一个残缺的圆形工件上量得弦BC=8cm,的中点D到弦BC的距离DE=2cm,则这个圆形工件的半径是 cm.
5.(2022秋•孝南区期末)小明很喜欢钻研问题,一次数学老师拿来一个残缺的圆形瓦片(如图所示)让小明求瓦片所在圆的半径.小明连接瓦片弧线两端AB,量得弧AB的中心C到AB的距离CD=4cm,AB=16cm,很快求得圆形瓦片所在圆的半径为 cm.
(2022秋•越秀区校级期末)嘉兴南湖不仅是党的诞生地,它优美的风光还吸引全国各地的旅客前来观赏.如图是南湖的一座三孔桥,某天测得最大桥拱的水面宽AB为6m,桥顶C到水面AB的距离为2m,则这座桥桥拱半径
为 m.
7.(2022秋•利通区期末)如图,在平面直角坐标系中,过格点A、B、C作以圆弧,则圆心的坐标是 .
8.(2022秋•河北区校级期末)蔬菜基地圆弧形蔬菜大棚的剖面如图所示,已知AB=16m,半径OA=10m,则高度CD为 m.
9.(2022秋•凤凰县期末)如图,是一个高速公路的隧道的横截面,若它的形状是以O为圆心的圆的一部分,路面AB=10米,拱高CD=7米,则此圆的半径OA= .
10.(2022•防城区校级模拟)如图,一条公路的转弯处是一段圆弧(),点O是这段弧所在圆的圆心,AB=40m,点C是的中点,CD⊥AB且CD=10m,则这段弯路所在圆的半径为 .
11.(2022秋•南开区校级期末)如图所示,在平面直角坐标系中,已知一圆弧过正方形网格的格点A,B,C,已知A点的坐标为(﹣3,5),B点的坐标为(1,5),C点的坐标为(4,2),则该圆弧所在圆的圆心坐标为 .
12.(2022秋•江都区月考)将一个篮球放在高为18cm的长方体纸盒内,发现篮球的一部分露出纸盒,其截面如图所示,若测得AB=24cm,则该篮球的半径为 cm.
13.(2022秋•咸宁月考)《九章算术》被尊为古代数学“群经之首”,其卷九勾股篇记载:今有圆材埋于壁中,不知大小.以锯锯之,深一寸,锯道长一尺.问径几何?如图,大意是,今有一圆柱形木材,埋在墙壁中,不知其大小,用锯去锯这木材,锯口深CD等于1寸,锯道AB长1尺,问圆形木材的直径是 寸.(1尺=10寸)
14.(2020秋•禅城区校级期中)如图,某隧道的截面是一个半径为3.4米的半圆形,一辆宽3.2米的厢式卡车(截面是长方形)恰好能通过该隧道,则这辆卡车的高为多少米?
15.(2020秋•亭湖区校级期中)如图,一条公路的转弯处是一段圆弧,点O是的圆心,E为上一点,OE⊥CD,垂足为F.已知CD=300m,EF=50m,求这段弯路的半径.
16.(2022秋•新昌县期中)市区古城门外有一水门(也可以说是一种特殊的拱桥),已知水门的跨径(水门桥拱圆弧所对的弦的长)为18.2m,拱高(水门桥拱圆弧的中点到弦的距离)为6.2m.求此水门的桥拱圆弧的半径(精确到0.1m).
17.(2022秋•余杭区校级月考)如图,某地欲搭建圆弧形拱桥,设计要求跨度AB=32米,拱高CD=8米
(1)求该圆弧所在圆的半径;
(2)在距离桥的一端4米处欲立一桥墩EF支撑,求桥墩EF高度.
18.(2022秋•海淀区校级月考)如图是一个半圆形桥洞的截面示意图,圆心为O,直径AB是河底线,弦CD是水位线,CD∥AB,AB=10米,OE⊥CD于点E,此时测得OE:CD=3:8.
(1)求CD的长;
(2)如果水位以0.4米/小时的速度上升,则经过多长时间桥洞会刚刚被灌满?
19.(2022秋•湖口县期中)如图是某隧道入口的截面示意图,其上方是一个半圆,下方是一个长方形,现有一辆满载货物的卡车,宽3米,高4米,请判断这辆卡车能否通过该隧道.
20.(2022•开福区一模)如图,在⊙O中,AB、AC是互相垂直且相等的两条弦,OD⊥AB,OE⊥AC,垂足分别为D、E.
(1)求证:四边形ADOE是正方形;
(2)若AC=2cm,求⊙O的半径.
21.(2022秋•红安县期中)如图,一圆弧形桥拱的圆心为E,拱桥的水面跨度AB=80米,桥拱到水面的最大高度DF为20米.求:
(1)桥拱的半径;
(2)现水面上涨后水面跨度为60米,求水面上涨的高度为 米.
专项34 利用垂径定理求线段长度
考点1 垂径定理
垂径定理:垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的弧.
符号语言:∵CD为⊙O的直径,AB为⊙O的弦,且CD⊥AB,垂足为E,
∴ AE=BE,
推论:平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧.
∵CD为⊙O的直径,AB为⊙O的弦(不是直径),且AE=BE.
弦心距:圆心到弦的距离(垂线段OE)
常见辅助线做法(考点):1)过圆心,作垂线,连半径,造Rt△,用勾股,求长度;
有弧中点,连中点和圆心,得垂直平分
考点2 垂径定理的应用
经常为未知数,结合方程于勾股定理解答
【典例1】(2022秋•甘井子区校级期末)如图,在⊙O中,弦AB的长为8cm,圆心到AB的距离为3cm,则⊙O的半径为( )
A.4B.5C.3D.
【答案】B
【解答】解:∵弦AB的长为8cm,圆心O到AB的距离OC为3cm,
∴AC=BC=4cm,∠ACO=90°,
由勾股定理得:OA===5(cm).
故选:B.
【变式1-1】(2022秋•潼南区期末)如图,AB是⊙O的直径,B是劣弧的中点,AB和CD相交于点E,AB=10,OE=4BE,则CD的长为( )
A.4B.6C.4D.8
【答案】B
【解答】解:连接OC,
∵直径OB=OC=5,
∵OE=4BE,
∴BE=1,OE=4,
∵AB是⊙O的直径,B是劣弧的中点,
∴∠OEC=90°,CE=DE,
由勾股定理得:CE===3,
∴CD=3+3=6,
故选:B.
【变式1-2】(2022秋•海港区期末)如图,将⊙O沿弦AB折叠,恰好经过圆心O,若⊙O的直径为4,则弦AB的长为( )
A.4B.C.D.2
【答案】D
【解答】解:作半径OC⊥AB于H,连接OA,
∵⊙O沿弦AB折叠,恰好经过圆心O,
∴AB垂直平分OC,
∴OH=OC=×2=1,AB=2AH,
∴AH===,
∴AB=2,
故选:D.
【变式1-3】(2022秋•南关区校级期末)如图,半径为5的⊙A与y轴交于点B(0,2)、C(0,10),则点A的横坐标为( )
A.﹣3B.3C.4D.6
【答案】B
【解答】解:过A作AD⊥BC于D,连接AB,
∵半径为5的⊙A与y轴交于点B(0,2)、C(0,10),
∴AB=5,BC=10﹣2=8,OB=2,
∵AD⊥BC,AD过圆心A,
∴CD=BD=4,
由勾股定理得:AD===3,
∴点A的横坐标是3,
故选:B.
【典例2】(2022秋•丰满区校级期末)图1是吉林市的彩虹桥图片.图2是彩虹桥示意图,桥拱(ADB)可以近似看作半径为25m的圆弧,桥拱(弧AB)和路面(弦AB)之间用九根钢索相连,钢索垂直路面(弦AB),路面(弦AB)长度为40m,若这九根钢索将路面(弦AB)十等分,求最长钢索CD的长度.
【解答】解:如图,设圆心为O,连接OB,
设CD=x,则OC=25﹣x,由勾股定理得,
OC2+BC2=OB2,
即(25﹣x)2+()2=252,
解得x=10,
即CD=10,
答:最长钢索CD的长度为10米.
【变式2-1】(2022秋•蔡甸区期末)如图,在⊙O中半径OC与弦AB垂直于点D,且AB=16,OC=10,则CD的长是( )
A.2B.3C.4D.5
【答案】C
【解答】解:连接OA,
设CD=x,
∵OA=OC=10,
∴OD=10﹣x,
∵OC⊥AB,
∴由垂径定理可知:AB=16,
由勾股定理可知:102=82+(10﹣x)2,
∴x=4,
∴CD=4,
故选:C.
【变式2-2】(2022秋•河西区校级期末)如图,M是CD的中点,EM⊥CD,若CD=4,EM=6,则弧CED所在圆的半径为( )
A.B.4C.5D.
【答案】A
【解答】解:如图,连接OC,
设弧CED所在圆的半径为R,则OC=R,OM=6﹣R,
∵EM经过圆心O,EM⊥CD于M,CD=4,
∴CM=DM=CD=2,
在Rt△OMC中,
由勾股定理得:OC2=OM2+CM2,
即R2=(6﹣R)2+22,
解得:R=,
∴弧CED所在圆的半径为.
故选:A.
【变式2-3】(2022秋•泰兴市期末)如图是一座圆弧型拱桥的截面示意图,若桥面跨度AB=48米,拱高CD=16米(C为AB的中点,D为弧AB的中点).则桥拱所在圆的半径为 米.
【答案】26
【解答】解:如图,设圆的半径为R米,
∵CD平分弧AB,且CD⊥AB,
∴圆心O在CD的延长线上,
∴CD平分AB,
∴AC=AB=24,
连接OA,在Rt△OAC中,AC=24,OA=R,OC=R﹣CD=R﹣16,
∵OA2=OC2+AC2,
∴R2=(R﹣16)2+242,
解得R=26,
即拱桥所在圆的半径26米.
故答案为:26.
【典例3】(2021秋•恩施市校级期末)如图,有一座圆弧形拱桥,桥下水面宽度AB为12m,拱高CD为4m.
(1)求拱桥的半径;
(2)有一艘宽为5m的货船,船舱顶部为长方形,并高出水面3.4m,则此货船是否能顺利通过这座圆弧形拱桥并说明理由.
【解答】解:(1)如图,连接ON,OB.
∵OC⊥AB,
∴D为AB中点,
∵AB=12m,
∴BD=AB=6m.
又∵CD=4m,
设OB=OC=ON=rm,则OD=(r﹣4)m.
在Rt△BOD中,根据勾股定理得:r2=(r﹣4)2+62,
解得r=6.5.
答:拱桥的半径是6.5m;
(2)∵CD=4m,船舱顶部为长方形并高出水面3.4m,
∴CE=4﹣3.4=0.6(m),
∴OE=r﹣CE=6.5﹣0.6=5.9(m),
在Rt△OEN中,EN2=ON2﹣OE2=6.52﹣5.92=7.44,
∴EN=(m).
∴MN=2EN=2×≈5.4m>5m.
∴此货船能顺利通过这座拱桥.
【变式3-1】(2021秋•姑苏区校级月考)诗句“君到姑苏见,人家尽枕河”所描绘的就是有东方威尼斯之称的水城苏州.小勇要帮忙船夫计算一艘货船是否能够安全通过一座圆弧形的拱桥,现测得桥下水面AB宽度16m时,拱顶高出水平面4m,货船宽12m,船舱顶部为矩形并高出水面3m.
(1)请你帮助小勇求此圆弧形拱桥的半径;
(2)小勇在解决这个问题时遇到困难,请你判断一下,此货船能顺利通过这座拱桥吗?说说你的理由.
【解答】解:(1)如图,连接OB.
∵OC⊥AB,
∴D为AB中点,
∵AB=16m,
∴BD=AB=8(m),
又∵CD=4m,
设OB=OC=r,则OD=(r﹣4)m.
在Rt△BOD中,根据勾股定理得:r2=(r﹣4)2+82,
解得r=10.
答:此圆弧形拱桥的半径为10m.
(2)此货船不能顺利通过这座拱桥,理由如下:
连接ON,
∵CD=4m,船舱顶部为长方形并高出水面3m,
∴CE=4﹣3=1(m),
∴OE=r﹣CE=10﹣1=9(m),
在Rt△OEN中,由勾股定理得:EN===,
∴MN=2EN=2m<12m.
∴此货船B不能顺利通过这座拱桥.
【变式3-2】(2022秋•铁西区月考)如图,某地有一座圆弧形拱桥其圆心为O,桥下水面宽度AB为7.2m,拱高CD为2.4m.
(1)求拱桥的半径;
(2)夏季雨季来临时,当水面离桥顶C距离为1m时,就要禁止通行,某天暴雨后桥下水面宽度EF为3m,请通过计算说明是否要禁止通行.
【解答】解:(1)如图,连接OB,
∵OC⊥AB,
∴D为AB中点,
∵AB=7.2m,
∴BD=AB=3.6m.
又∵CD=2.4m,
设OB=OC=ON=rm,则OD=(r﹣2.4)m,
在Rt△BOD中,根据勾股定理得:r2=(r﹣2.4)2+3.62,
解得r=3.9.
答:拱桥的半径为3.9m;
(2)连接OF,
∵OC⊥EF,
∴G为EF中点,
∵EF=3m,
∴GF=EF=1.5m.
∵OF=3.9m,
在Rt△OFG中,OG2=OF2﹣GF2=3.92﹣1.52=5.4×2.4=12.96,
∴OG==3.6m,
∴CG=OC﹣OG=3.9﹣3.6=0.3<1,
∴要禁止通行.
1.(2022秋•河西区校级期末)高速公路的隧道和桥梁最多,如图是一个隧道的横截面,若它的形状是以O为圆心的圆的一部分,路面AB=8米,净高CD=8米,则此圆的半径OA=( )
A.5米B.米C.6米D.米
【答案】A
【解答】解:设⊙O的半径是r米,
∵CD⊥AB,
∴AD=AB=4(米),
∵OA2=OD2+AD2,
∴r2=(8﹣r)2+42,
∴r=5,
∴⊙O的半径OA是5米.
故选:A.
2.(2022秋•门头沟区期末)石拱桥是中国传统桥梁四大基本形式之一,它的主桥拱是圆弧形.如图,已知某公园石拱桥的跨度AB=16米,拱高CD=4米,那么桥拱所在圆的半径OA= 米.
【答案】10
【解答】解:∵OC⊥AB,
∴AD=BD=8米,
设BO=x米,则DO=(x﹣4)米,
在Rt△OBD中,得:BD2+DO2=BO2,
即82+(x﹣4)2=x2,
解得:x=10,
即桥拱所在圆的半径是10米.
故答案为:10.
3.(2021秋•任城区校级期末)在直径为20m的圆柱形油槽内注入一些油后,截面如图所示,液面宽AB=12m,如果继续向油槽内注油,使液面宽为16m,那么液面上升了 m.
【答案】2或14
【解答】解:设圆柱型油槽的圆心为O,
分两种情况:
①AB、GH在圆心O的同侧时,连接OA、OG,过O作OC⊥AB于C,
设GH交OD于E,
依题意得:OA=OG=10(m),AB∥GH,AB=12m,GH=16m,
则OC⊥GH,
由垂径定理,得AC=AB=6(m),EG=GH=8(m),
在Rt△OAC中,由勾股定理得:OC===8(m),
在Rt△OEG中,由勾股定理得:OE===6(m),
∴CE=OC﹣OE=2(m);
②AB、G'H'在圆心O的异侧时,连接OG',过O作OE'⊥G'H'于E',
同①得:OE'=6(m),
∴CE'=OC+OE'=14(m);
综上所述,液面上升了2m或14m,
故答案为:2或14.
4.(2021秋•溧水区期末)在一个残缺的圆形工件上量得弦BC=8cm,的中点D到弦BC的距离DE=2cm,则这个圆形工件的半径是 cm.
【答案】5
【解答】解:∵DE⊥BC,DE平分弧BC,
∴圆心在直线DE上,
设圆心为O,半径为Rcm,如图,连接OB,
则OD⊥BC,OE=R﹣DE=(R﹣2)cm,
∴BE=CE=BC=4(cm),
在Rt△OEB中,OB2=BE2+OE2,
即R2=42+(R﹣2)2,
解得:R=5,
即这个圆形工件的半径是5cm,
故答案为:5.
5.(2022秋•孝南区期末)小明很喜欢钻研问题,一次数学老师拿来一个残缺的圆形瓦片(如图所示)让小明求瓦片所在圆的半径.小明连接瓦片弧线两端AB,量得弧AB的中心C到AB的距离CD=4cm,AB=16cm,很快求得圆形瓦片所在圆的半径为 cm.
【答案】10
【解答】解:设圆的半径为rcm,
∵C为弧AB的中心,CD⊥AB,
∴延长CD必过圆的圆心,设圆心为O,连接OA,如图,
∴,
由勾股定理,得:OA2=AD2+OD2,
即:r2=82+(r﹣4)2,
解得:r=10;
∴圆形瓦片所在圆的半径为:10cm;
故答案为:10.
(2022秋•越秀区校级期末)嘉兴南湖不仅是党的诞生地,它优美的风光还吸引全国各地的旅客前来观赏.如图是南湖的一座三孔桥,某天测得最大桥拱的水面宽AB为6m,桥顶C到水面AB的距离为2m,则这座桥桥拱半径
为 m.
【答案】
【解答】解:连接BO,
由题意可得:AD=BD=3m,设B半径OC=xm,
则DO=(x﹣2)m,
由勾股定理可得:x2=(x﹣2)2+32,
解得:x=.
∴这座桥桥拱半径为m.
故答案为:.
7.(2022秋•利通区期末)如图,在平面直角坐标系中,过格点A、B、C作以圆弧,则圆心的坐标是 .
【答案】(2,1)
【解答】解:分别作AB、BC的垂直平分线,交于点P,点P即为圆心,
由图知,圆心P的坐标为(2,1),
故答案为:(2,1).
8.(2022秋•河北区校级期末)蔬菜基地圆弧形蔬菜大棚的剖面如图所示,已知AB=16m,半径OA=10m,则高度CD为 m.
【答案】4
【解答】解:∵CD垂直平分AB,
∴AD=8.
∴OD==6m,
∴CD=OC﹣OD=10﹣6=4(m).
故答案为:4.
9.(2022秋•凤凰县期末)如图,是一个高速公路的隧道的横截面,若它的形状是以O为圆心的圆的一部分,路面AB=10米,拱高CD=7米,则此圆的半径OA= .
【答案】米
【解答】解:设此圆的半径为r,则OA=OC=r,
∵AB=10(米),CD=7(米),CD⊥AB,
∴AD=AB=×10=5,OD=CD﹣OC=7﹣r,
在Rt△AOD中,
OA2=OD2+AD2,即r2=(7﹣r)2+52,
解得r=(米).
故答案为:米.
10.(2022•防城区校级模拟)如图,一条公路的转弯处是一段圆弧(),点O是这段弧所在圆的圆心,AB=40m,点C是的中点,CD⊥AB且CD=10m,则这段弯路所在圆的半径为 .
【答案】25m
【解答】解:如图,连接OD,
∵点C是的中点,
∴O、D、C三点在同一直线上,
∵OC⊥AB,AB=40m,
∴AD=DB=20m,
在Rt△AOD中,OA2=OD2+AD2,
设半径为r得:r2=(r﹣10)2+202,
解得:r=25,
∴这段弯路的半径为25m.
故选:25m.
11.(2022秋•南开区校级期末)如图所示,在平面直角坐标系中,已知一圆弧过正方形网格的格点A,B,C,已知A点的坐标为(﹣3,5),B点的坐标为(1,5),C点的坐标为(4,2),则该圆弧所在圆的圆心坐标为 .
【答案】(﹣1,0)
【解答】解:根据不共线三点确定一个圆,如图,AB,BC的垂直平分线的交点即为所求,则该圆弧所在圆的圆心坐标为(﹣1,0).
故答案为:(﹣1,0).
12.(2022秋•江都区月考)将一个篮球放在高为18cm的长方体纸盒内,发现篮球的一部分露出纸盒,其截面如图所示,若测得AB=24cm,则该篮球的半径为 cm.
【答案】13
【解答】解:如图所示:取AB的中点为M,作MD⊥AB于点M,取DM上的球心为O,连接OA,设OA=r,OM=x,
∴DM=OD+OM=x+r=18,
∴x=18﹣r,
在Rt△AOM中利用勾股定理可得:,
将x=18﹣r代入中可得:(18﹣r)2+122=r2,
化简整理求得:r=13.
故答案为:13.
13.(2022秋•咸宁月考)《九章算术》被尊为古代数学“群经之首”,其卷九勾股篇记载:今有圆材埋于壁中,不知大小.以锯锯之,深一寸,锯道长一尺.问径几何?如图,大意是,今有一圆柱形木材,埋在墙壁中,不知其大小,用锯去锯这木材,锯口深CD等于1寸,锯道AB长1尺,问圆形木材的直径是 寸.(1尺=10寸)
【答案】26
【解答】解:过圆心O作OC⊥AB于点C,延长OC交圆于点D,连接OA,如图
∵OC⊥AB,
∴AC=BC=AB,.
则CD=1寸,AC=BC=AB=5寸.
设圆的半径为x寸,则OC=(x﹣1)寸.
在Rt△OAC中,由勾股定理得:
52+(x﹣1)2=x2,
解得:x=13.
∴圆材直径为2×13=26(寸).
故答案为:26.
14.(2020秋•禅城区校级期中)如图,某隧道的截面是一个半径为3.4米的半圆形,一辆宽3.2米的厢式卡车(截面是长方形)恰好能通过该隧道,则这辆卡车的高为多少米?
【解答】解:过O作OE⊥AB于E,
则∠OEB=90°,AB=DC=3.2米,
由垂径定理得:AE=BE==1.6(米),
在Rt△BEO中,∠BEO=90°,BE=1.6米,OB=3.4米,由勾股定理得:OE===3(米),
即这辆卡车的高为3米.
15.(2020秋•亭湖区校级期中)如图,一条公路的转弯处是一段圆弧,点O是的圆心,E为上一点,OE⊥CD,垂足为F.已知CD=300m,EF=50m,求这段弯路的半径.
【解答】解:连接OC.设这段弯路的半径为Rm,
则OF=OE﹣EF=(R﹣50)m,
∵OE⊥CD,
∴CF=CD=×300=150(m).
根据勾股定理,得OC2=CF2+OF2,
即R2=1502+(R﹣50)2,
解得R=250,
所以这段弯路的半径为250m.
16.(2022秋•新昌县期中)市区古城门外有一水门(也可以说是一种特殊的拱桥),已知水门的跨径(水门桥拱圆弧所对的弦的长)为18.2m,拱高(水门桥拱圆弧的中点到弦的距离)为6.2m.求此水门的桥拱圆弧的半径(精确到0.1m).
【解答】解:如图,设此水门的桥拱圆弧的圆心为O,过O作OD⊥AB于点D,交圆弧为点C,
设此水门的桥拱圆弧的半径为Rm,
则AD=BD=AB=9.1m,OD=(R﹣6.2)m,CD=6.2m,
在Rt△AOD中,由勾股定理得:R2=9.12+(R﹣6.2)2,
解得:R≈9.8,
答:此水门的桥拱圆弧的半径约为9.8m.
17.(2022秋•余杭区校级月考)如图,某地欲搭建圆弧形拱桥,设计要求跨度AB=32米,拱高CD=8米
(1)求该圆弧所在圆的半径;
(2)在距离桥的一端4米处欲立一桥墩EF支撑,求桥墩EF高度.
【解答】解:(1)设弧AB所在的圆心为O,D为弧AB的中点,CD⊥AB于C,延长DC经过O点,设⊙O的半径为R,
在Rt△OBC中,OB2=OC2+CB2,
∴R2=(R﹣8)2+162,
解得R=20;
(2)OH⊥FE于H,则OH=CE=16﹣4=12,OF′=R=20,
在Rt△OHF中,HF==16,
∵HE=OC=OD﹣CD=20﹣8=12,EF=HF﹣HE=16﹣12=4(米),
∴在离桥的一端4米处,桥墩高4米.
18.(2022秋•海淀区校级月考)如图是一个半圆形桥洞的截面示意图,圆心为O,直径AB是河底线,弦CD是水位线,CD∥AB,AB=10米,OE⊥CD于点E,此时测得OE:CD=3:8.
(1)求CD的长;
(2)如果水位以0.4米/小时的速度上升,则经过多长时间桥洞会刚刚被灌满?
【解答】解:(1)∵直径AB=10米,
∴OD=OB=AB=5(米),
∵OE⊥CD,
∴DE=CD,
∵OE:CD=3:8,
∴OE:DE=3:4,
设OE=3x米,则DE=4x米,
在Rt△ODE中,由勾股定理得:(3x)2+(4x)2=52,
解得:x=1(负值已舍去),
∴DE=4米,
∴CD=2DE=8(米);
(2)由(1)得:OE=3米,
如图,延长OE交圆O于点F,
∴EF=OF﹣OE=5﹣3=2(米),
∴2÷0.4=5(小时),
答:经过5小时桥洞会刚刚被灌满.
19.(2022秋•湖口县期中)如图是某隧道入口的截面示意图,其上方是一个半圆,下方是一个长方形,现有一辆满载货物的卡车,宽3米,高4米,请判断这辆卡车能否通过该隧道.
【解答】解:如图,过直径的中点O,作直径的垂线交下底边于点D,
如图所示,在Rt△ABO中,由题意知OA=1.8米,车宽的一半DC=OB=1.5米,
所以AB2=1.82﹣1.52=0.99,
∴AB≈1,
∴AB+BC=1+2.8=3.8<4,
所以卡车不可以通过.
答:卡车不可以通过.
20.(2022•开福区一模)如图,在⊙O中,AB、AC是互相垂直且相等的两条弦,OD⊥AB,OE⊥AC,垂足分别为D、E.
(1)求证:四边形ADOE是正方形;
(2)若AC=2cm,求⊙O的半径.
【解答】(1)证明:∵OD⊥AB,OE⊥AC,
∴AD=AB,AE=AC,
∵AB=AC,
∴AD=AE,
∵∠ADO=∠A=∠AEO=90°,
∴四边形ADOE是正方形;
(2)解:连接OA,
∵AC=2cm,
∴AE=1cm,
在Rt△AOE中,OA==(cm),
答:⊙O的半径是cm.
21.(2022秋•红安县期中)如图,一圆弧形桥拱的圆心为E,拱桥的水面跨度AB=80米,桥拱到水面的最大高度DF为20米.求:
(1)桥拱的半径;
(2)现水面上涨后水面跨度为60米,求水面上涨的高度为 米.
【解答】解:(1)如图,设点E是拱桥所在的圆的圆心,作EF⊥AB于F,延长EF交圆于点D,
则由垂径定理知,点F是AB的中点,AF=FB=AB=40,EF=ED﹣FD=AE﹣DF,
由勾股定理知,AE2=AF2+EF2=AF2+(AE﹣DF)2,
设圆的半径是r,
则:r2=402+(r﹣20)2,
解得:r=50;
即桥拱的半径为50米;
(2)设水面上涨后水面跨度MN为60米,MN交ED于H,连接EM,如图2所示
则MH=NH=MN=30,
∴EH==40(米),
∵EF=50﹣20=30(米),
∴HF=EH﹣EF=10(米);
故答案为:10.
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