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專題05直線與圓的位置關(guān)系(壓軸26題6種題型)一、判斷直線與圓的位置關(guān)系(共4小題)1.(2022秋·江蘇南通·九年級統(tǒng)考期末)定義:若圖形與圖形有且只有兩個公共點(diǎn),則稱圖形與圖形互為“雙聯(lián)圖形”,即圖形是圖形的“雙聯(lián)圖形”,圖形是圖形的“雙聯(lián)圖形”.(1)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,的半徑為2,下列函數(shù)圖象中與互為“雙聯(lián)圖形”的是________(只需填寫序號);①直線;②雙曲線;③拋物線.(2)若直線與拋物線互為“雙聯(lián)圖形”,且直線不是雙曲線的“雙聯(lián)圖形”,求實數(shù)的取值范圍;(3)如圖2,已知,,三點(diǎn).若二次函數(shù)的圖象與互為“雙聯(lián)圖形”,直接寫出的取值范圍.2.(2022秋·江蘇無錫·九年級統(tǒng)考期中)如圖1,平面直角坐標(biāo)系中,A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo)分別是(3,0)、(5,0)、(0,4).(1)用無刻度的直尺和圓規(guī)作出過A、B、C三點(diǎn)的⊙P,求圓心P的坐標(biāo);(2)如圖2,若過A、B兩點(diǎn)的⊙M恰好與直線l:相切,請直接寫出圓心M的坐標(biāo):.3.(2022秋·江蘇·九年級期中)(1)如圖①,AB是⊙O的直徑,C、D在⊙O上,且BC=BD,AD=CD.求證:∠ADC=2∠BDC.(2)如圖②,AB是⊙O的直徑,點(diǎn)C在⊙O上.若平面內(nèi)的點(diǎn)D滿足AD=CD,且∠ADC=2∠BDC.①利用直尺和圓規(guī)在圖②中作出所有滿足條件的點(diǎn)D(保留作圖痕跡,不寫作法);②若AB=4,BC長度為m(0<m<4),則平面內(nèi)滿足條件的點(diǎn)D的個數(shù)隨著m的值變化而變化,請直接寫出滿足條件點(diǎn)D的個數(shù)及對應(yīng)m的取值范圍.4.(2022秋·江蘇鹽城·九年級景山中學(xué)校考期中)【新知】19世紀(jì)英國著名文學(xué)家和歷史學(xué)家卡萊爾給出了一元二次方程的幾何解法:如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn)、,以為直徑作.若交x軸于點(diǎn)、,則為方程兩個實數(shù)根.(1)【探究】由勾股定理得,,,,在中,,所以.化簡得:,同理可得:______.所以m、n為方程的兩個實數(shù)根.(2)【運(yùn)用】在圖2中的x軸上畫出以方程兩根為橫坐標(biāo)的點(diǎn)M、N.(3)已知點(diǎn)、,以為直徑作.請運(yùn)用以上知識判斷與x軸的位置關(guān)系,并說明理由.(4)【拓展】在平面直角坐標(biāo)系中,已知兩點(diǎn)、,若以為直徑的圓與交x軸有兩個交點(diǎn)M、N,則以點(diǎn)M、N的橫坐標(biāo)為根的一元二次方程______.二、切線性質(zhì)與判定定理綜合(共6小題)5.(2022秋·江蘇無錫·九年級無錫市東林中學(xué)??计谥校┤鐖D,是的直徑,是的弦,連接、、,其中,平分,過點(diǎn)B作交的延長線于E.(1)求證:是的切線;(2)若,,求圖中陰影部分的面積.6.(2022秋·江蘇鹽城·九年級統(tǒng)考期中)如圖,已知中,,以為直徑的⊙O交于點(diǎn)D,過D作,垂足為E,連結(jié),,.(1)求證:是⊙O的切線;(2)若以、的長為方程兩個實數(shù)根,求b的值;(3)求圖中以線段、和弧所圍成圖形的面積.7.(2022秋·江蘇揚(yáng)州·九年級統(tǒng)考期中)問題提出:蘇科版九年級(上冊)教材在探究圓內(nèi)接四邊形對角的數(shù)量關(guān)系時提出了兩個問題:1.如圖(1),在的內(nèi)接四邊形中,是的直徑.與、與有怎樣的數(shù)量關(guān)系?2.如圖(2),若圓心不在的內(nèi)接四邊形的對角線上,問題(1)中發(fā)現(xiàn)的結(jié)論是否仍然成立?(1)小明發(fā)現(xiàn)問題1中的與、與都滿足互補(bǔ)關(guān)系,請幫助他完善問題1的證明:∵是的直徑,∴__________________,∴,∵四邊形內(nèi)角和等于,∴__________________.(2)請回答問題2,并說明理由.深入探究:如圖3,的內(nèi)接四邊形恰有一個內(nèi)切圓,切點(diǎn)分別是點(diǎn)、、、,連接,.(1)直接寫出四邊形邊滿足的數(shù)量關(guān)系_________;(2)探究、滿足的位置關(guān)系;(3)如圖4,若,,,請直接寫出圖中陰影部分的面積.8.(2022春·全國·九年級期末)如圖,⊙O是△ABC的外接圓,AB為直徑,弦AD平分∠BAC,過點(diǎn)D作射線AC的垂線,垂足為M,點(diǎn)E為線段AB上的動點(diǎn).(1)求證:MD是⊙O的切線;(2)若∠B=30°,AB=8,在點(diǎn)E運(yùn)動過程中,EC+EM是否存在最小值?若存在,請求出最小值;若不存在,說明理由;(3)若點(diǎn)E恰好運(yùn)動到∠ACB的角平分線上,連接CE并延長,交⊙O于點(diǎn)F,交AD于點(diǎn)P,連接AF,CP=3,EF=4,求AF的長.9.(2022春·江西吉安·九年級校考期中)如圖,在中,,D為AB邊上的一點(diǎn),以AD為直徑的交BC于點(diǎn)E,交AC于點(diǎn)F,過點(diǎn)C作于點(diǎn)G,交AE于點(diǎn)H,過點(diǎn)E的弦EP交AB于點(diǎn)Q(EP不是直徑),點(diǎn)Q為弦EP的中點(diǎn),連結(jié)BP,BP恰好為的切線.(1)求證:BC是的切線;(2)求證:AE平分;(3)若,,,求四邊形CHQE的面積.10.(2022秋·湖北鄂州·九年級統(tǒng)考期末)如圖,在四邊形ABCD中,AD∥BC,AD⊥CD,AC=AB,⊙O為△ABC的外接圓.(1)如圖1,求證:AD是⊙O的切線;(2)如圖2,CD交⊙O于點(diǎn)E,過點(diǎn)A作AG⊥BE,垂足為F,交BC于點(diǎn)G.①求證:AG=BG;②若AD=2,CD=3,求FG的長.三、利用切線長定理求解(共5小題)11.(2022秋·江蘇宿遷·九年級統(tǒng)考期末)如圖,已知AB⊥MN于點(diǎn)B,且AB=10cm,將線段AB繞點(diǎn)B按逆時針方向旋轉(zhuǎn)角α(0≤α≤360°)得到線段BC,過點(diǎn)C作CD⊥MN于點(diǎn)D,⊙O是△BCD的內(nèi)切圓,直線AO、BC相交于點(diǎn)H.(1)若α=60°,則CD=cm.(2)若AO⊥BC①點(diǎn)H與⊙O的位置關(guān)系是A.點(diǎn)H在⊙O外B.點(diǎn)H在⊙O上C.點(diǎn)H在⊙O內(nèi)②求線段AO的長度.(3)線段AB繞點(diǎn)B按逆時針方向旋轉(zhuǎn)90°,求點(diǎn)O運(yùn)動的路徑長.12.(2022秋·江蘇無錫·九年級江蘇省錫山高級中學(xué)實驗學(xué)校??计谥校┤鐖D,平行四邊形中,,,,點(diǎn)P在對角線上運(yùn)動(點(diǎn)P不與點(diǎn)A重合),以P為圓心,為半徑作.(1)當(dāng)與邊相切時,.(2)當(dāng)與邊相切時,求的值.(3)隨著的變化,與平行四邊形的邊的公共點(diǎn)的個數(shù)也在變化.請根據(jù)的取值范圍探索與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù).13.(2022秋·江蘇·九年級期中)探究問題:(1)如圖1,PM、PN、EF分別切⊙O于點(diǎn)A、B、C,猜想△PEF的周長與切線長PA的數(shù)量關(guān)系,并證明你的結(jié)論.變式遷移:(2)如果圖1的條件不變,且PO=10厘米,△PEF的周長為16厘米,那么⊙O的半徑為厘米.拓展提高:(3)如圖2,點(diǎn)E是∠MPN的邊PM上的點(diǎn),EF⊥PN于點(diǎn)F,⊙O與邊EF及射線PM、射線PN都相切.①畫出符合條件的⊙O;②若EF=3,PF=4,求⊙O的半徑.14.(2022秋·北京豐臺·九年級統(tǒng)考期末)對于平面直角坐標(biāo)系xOy中的圖形M,N,給出如下定義:若圖形M和圖形N有且只有一個公共點(diǎn)P,則稱點(diǎn)P是圖形M和圖形N的“關(guān)聯(lián)點(diǎn)”.已知點(diǎn),,,.(1)直線l經(jīng)過點(diǎn)A,的半徑為2,在點(diǎn)A,C,D中,直線l和的“關(guān)聯(lián)點(diǎn)”是______;(2)G為線段OA中點(diǎn),Q為線段DG上一點(diǎn)(不與點(diǎn)D,G重合),若和有“關(guān)聯(lián)點(diǎn)”,求半徑r的取值范圍;(3)的圓心為點(diǎn),半徑為t,直線m過點(diǎn)A且不與x軸重合.若和直線m的“關(guān)聯(lián)點(diǎn)”在直線上,請直接寫出b的取值范圍.15.(2022秋·山東臨沂·九年級統(tǒng)考期中)已知,AB是⊙O的直徑,AB=16,點(diǎn)C在⊙O的半徑OA上運(yùn)動,PC⊥AB,垂足為C,PC=10,PT為⊙O的切線,切點(diǎn)為T.(1)如圖(1),當(dāng)C點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn)時,求PT的長;(2)如圖(2),當(dāng)C點(diǎn)運(yùn)動到A點(diǎn)時,連接PO、BT,求證:PO∥BT;(3)如圖(3),設(shè)PT=y(tǒng),AC=x,求y與x的解析式并求出y的最小值.四、與三角形內(nèi)切圓有關(guān)的計算(共5小題)16.(2022秋·江蘇鹽城·九年級景山中學(xué)??计谥校┤鐖D1,拋物線y=tx2﹣16tx+48t(t為常數(shù),t<0)與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C.(1)點(diǎn)A的坐標(biāo)是,點(diǎn)B的坐標(biāo)是;(2)如圖2,點(diǎn)D是拋物線上的一點(diǎn),且位于第一象限,連接BD,延長BD交y軸于點(diǎn)E,若∠BCE=∠BEC.①求點(diǎn)D的坐標(biāo)(用含t的式子表示);②若以點(diǎn)D為圓心,半徑為8作⊙D,試判斷⊙D與y軸的位置關(guān)系;(3)若該拋物線經(jīng)過點(diǎn)(h,),且對于任意實數(shù)x,不等式tx2﹣16tx+48t≤恒成立,求△BOC外心F與內(nèi)心I之間的距離.17.(2022春·江蘇·九年級期末)數(shù)學(xué)概念若點(diǎn)在的內(nèi)部,且、和中有兩個角相等,則稱是的“等角點(diǎn)”,特別地,若這三個角都相等,則稱是的“強(qiáng)等角點(diǎn)”.理解概念(1)若點(diǎn)是的等角點(diǎn),且,則的度數(shù)是.(2)已知點(diǎn)在的外部,且與點(diǎn)在的異側(cè),并滿足,作的外接圓,連接,交圓于點(diǎn).當(dāng)?shù)倪厺M足下面的條件時,求證:是的等角點(diǎn).(要求:只選擇其中一道題進(jìn)行證明?。偃鐖D①,②如圖②,深入思考(3)如圖③,在中,、、均小于,用直尺和圓規(guī)作它的強(qiáng)等角點(diǎn).(不寫作法,保留作圖痕跡)(4)下列關(guān)于“等角點(diǎn)”、“強(qiáng)等角點(diǎn)”的說法:①直角三角形的內(nèi)心是它的等角點(diǎn);②等腰三角形的內(nèi)心和外心都是它的等角點(diǎn);③正三角形的中心是它的強(qiáng)等角點(diǎn);④若一個三角形存在強(qiáng)等角點(diǎn),則該點(diǎn)到三角形三個頂點(diǎn)的距離相等;⑤若一個三角形存在強(qiáng)等角點(diǎn),則該點(diǎn)是三角形內(nèi)部到三個頂點(diǎn)距離之和最小的點(diǎn),其中正確的有.(填序號)18.(2022秋·江蘇南京·九年級統(tǒng)考期中)解答下列問題(1)【習(xí)題再現(xiàn)】完成原習(xí)題;(教材P74第10題)如圖①,I是的內(nèi)心,的延長線交的外接圓于點(diǎn)D.和相等嗎?為什么?(2)【逆向思考】如圖②,I為內(nèi)一點(diǎn),的延長線交的外接圓于點(diǎn)D.若,求證:I為的內(nèi)心.(3)【遷移運(yùn)用】如圖③,利用無刻度直尺和圓規(guī),作出的內(nèi)心I.(保留作圖痕跡,寫出必要的文字說明.)20.(2022秋·廣東湛江·九年級??计谥校┚C合與探究拋物線與x軸交于兩點(diǎn)(A點(diǎn)在B點(diǎn)左邊),與y軸交于C點(diǎn),已知.(1)求兩點(diǎn)的坐標(biāo);(2)求拋物線的解析式;(3)在拋物線上是否存在一點(diǎn)P,使的內(nèi)心在x軸上?若存在,求出P點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請說明理由.五、與三角形外接圓有關(guān)的計算(共4小題)21.(2022春·全國·九年級期末)拋物線y=ax2+2x+c與x軸交于A(﹣1,0)、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,3),點(diǎn)D(m,3)在拋物線上.(1)求拋物線的解析式;(2)如圖1,連接BC、BD,點(diǎn)P在對稱軸左側(cè)的拋物線上,若∠PBC=∠DBC,求點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)如圖2,點(diǎn)Q為第四象限拋物線上一點(diǎn),經(jīng)過C、D、Q三點(diǎn)作⊙M,⊙M的弦QF∥y軸,求證:點(diǎn)F在定直線上.22.(2022秋·江蘇連云港·九年級統(tǒng)考期中)定義:能完全覆蓋平面圖形的最小的圓稱為該平面圖形的最小覆蓋圓.(1)如圖①,線段,則線段的最小覆蓋圓的半徑為_________;(2)如圖②,中,,,,請用尺規(guī)作圖,作出的最小覆蓋圓(保留作圖痕跡,不寫作法).此最小覆蓋圓的半徑為_________;(3)如圖③,矩形中,,,則矩形的最小覆蓋圓的半徑為_________;若用兩個等圓完全覆蓋該矩形,那么這兩個等圓的最小半徑為_________.23.(2022秋·新疆烏魯木齊·九年級??计谥校┤鐖D,在平面直角坐標(biāo)系中,直線y=﹣3x﹣3與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)C.拋物線經(jīng)過A,C兩點(diǎn),且與x軸交于另一點(diǎn)B(點(diǎn)B在點(diǎn)A右側(cè)).(1)求拋物線的解析式及點(diǎn)B坐標(biāo);(2)試探究的外接圓的圓心位置,并求出圓心坐標(biāo);(3)若點(diǎn)M是線段BC上一動點(diǎn),過點(diǎn)M的直線EF平行y軸交x軸于點(diǎn)F,交拋物線于點(diǎn)E.求面積的最大值,并求出此時M點(diǎn)的坐標(biāo).24.(2022秋·浙江嘉興·九年級校聯(lián)考期中)如圖1,已知拋物線經(jīng)過原點(diǎn),它的對稱軸是直線,動點(diǎn)從拋物線的頂點(diǎn)出發(fā),在對稱軸上以每秒1個單位的速度向上運(yùn)動,設(shè)動點(diǎn)運(yùn)動的時間為秒,連接并延長交拋物線于點(diǎn),連接,.(1)求拋物線的函數(shù)解析式;(2)當(dāng)為直角三角形時,求的值;(3)如圖2,為的外接圓,在點(diǎn)的運(yùn)動過程中,點(diǎn)也隨之運(yùn)動變化,請你探究:在時,求點(diǎn)經(jīng)過的路徑長度.六、三角形內(nèi)切圓與外接圓綜合(共2小題)25.(2022秋·浙江寧波·九年級校聯(lián)考期中)若一個四邊形的兩條對角線互相垂直且相等,則稱這個四邊形為奇妙四邊形.如圖1,四邊形ABCD中,若AC=BD,AC⊥BD,則稱四邊形ABCD為奇妙四邊形.根據(jù)奇妙四邊形對角線互相垂直的特征可得奇妙四邊形的一個重要性質(zhì):奇妙四邊形的面積等于兩條對角線乘積的一半.根據(jù)以上信息回答:(1)矩形奇妙四邊形(填“是”或“不是”);(2)如圖2,已知⊙O的內(nèi)接四邊形ABCD是奇妙四邊形,若⊙O的半徑為6,∠BCD=60°.求奇妙四邊形ABCD的面積;(3)如圖3,已知⊙O的內(nèi)接四邊形ABCD是奇妙四邊形作OM⊥BC于M.請猜測OM與AD的數(shù)量關(guān)系,并證明你的結(jié)論.26.(2022秋·浙江臺州·九年級統(tǒng)考期末)如圖1,AB是⊙O的直徑,且AB=8,過點(diǎn)B作⊙O的切線,C是切線上一點(diǎn),連接AC交⊙O于點(diǎn)D,連接BD,點(diǎn)E是的中點(diǎn),連接BE交AC于點(diǎn)F.(1)比較大?。骸螩BD∠CAB(填“<”、“=”、“>”中的一個);(2)求證:CB=CF;(3)若AF=4,求CB的值;(4)在圖1的基礎(chǔ)上,作∠ADB的平分線交BE于點(diǎn)I,交⊙O于點(diǎn)G,連接OI(如圖2)寫出OI的最小值,并說明理由.
專題05直線與圓的位置關(guān)系(壓軸26題6種題型)一、判斷直線與圓的位置關(guān)系(共4小題)1.(2022秋·江蘇南通·九年級統(tǒng)考期末)定義:若圖形與圖形有且只有兩個公共點(diǎn),則稱圖形與圖形互為“雙聯(lián)圖形”,即圖形是圖形的“雙聯(lián)圖形”,圖形是圖形的“雙聯(lián)圖形”.(1)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,的半徑為2,下列函數(shù)圖象中與互為“雙聯(lián)圖形”的是________(只需填寫序號);①直線;②雙曲線;③拋物線.(2)若直線與拋物線互為“雙聯(lián)圖形”,且直線不是雙曲線的“雙聯(lián)圖形”,求實數(shù)的取值范圍;(3)如圖2,已知,,三點(diǎn).若二次函數(shù)的圖象與互為“雙聯(lián)圖形”,直接寫出的取值范圍.【答案】(1)①(2)的取值范圍是(3)或【分析】(1)根據(jù)圖形M與圖形N是雙聯(lián)圖形的定義可直接判斷即可;(2)根據(jù)函數(shù)解析式聯(lián)立方程,再根據(jù)“雙聯(lián)圖形”的定義,由一元二次方程的判別式可得結(jié)論;(3)根據(jù)雙聯(lián)圖形的寶座進(jìn)行判斷即可.【詳解】(1)選項①的直線經(jīng)過第一、二、三象限,且經(jīng)過點(diǎn)(0,1)和(-1,0)又的半徑為2,∴這兩個圖形有且只有兩個公共點(diǎn),∴這兩個圖形是“雙聯(lián)圖形”;選項②的雙曲線在第一、三象限與圖1中的圖象分別有兩個公共點(diǎn),一共有四個公共點(diǎn),不符合“雙聯(lián)圖形”的定義,故這兩個圖形不是“雙聯(lián)圖形”;選項③的拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)漸(-1,2),并且開口方向向上,與圖1中的圖象沒有公共點(diǎn),故這兩個圖形不是“雙聯(lián)圖形”;∴選①故答案為①;(2)已知直線與拋物線有且只有兩個公共點(diǎn),∴將代入拋物線中,得,配方得,∵方程有實數(shù)解,∴即又直線不是雙曲線的“雙聯(lián)圖形”,∴直線與雙曲線最多有一個公共點(diǎn),即當(dāng)時,代入得,,即,∴實數(shù)的取值范圍是;(3)∵是二次函數(shù),∴∵二次函數(shù)的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(-1,3),且對稱軸為直線x=-1,∴當(dāng)時,二次函數(shù)的圖象與的圖象沒有交點(diǎn),∴不成立;當(dāng)時,二次函數(shù)的圖象開口向下,為使它與互為雙聯(lián)圖形,即有且只有兩個公共點(diǎn),∴①當(dāng)拋物線與AC和AB相交時,設(shè)直線BC的解析式為y=mx+n,把C(1,4),B(4,0)代入,得,∴,∴y=-x+4,∵拋物線與BC不想交,∴,即ax2+(2a+1)x+a-1=0無實數(shù)根,∴(2a+1)2-4a(a-1)<0,解得a<,又當(dāng)時,要滿足,相當(dāng)于,所以;∴;②當(dāng)拋物線與AC和BC相交時,當(dāng)x=4時,要滿足,相當(dāng)于,所以,,∴;綜上,a的取值范圍為:或【點(diǎn)睛】本題屬于圓綜合題,考查了直線與圓的位置關(guān)系,解直角三角形,切線的判定和性質(zhì),圖形M與圖形N是和諧圖形的定義等知識,解題的關(guān)鍵是理解題意,學(xué)會尋找特殊點(diǎn),特殊位置解決問題.2.(2022秋·江蘇無錫·九年級統(tǒng)考期中)如圖1,平面直角坐標(biāo)系中,A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo)分別是(3,0)、(5,0)、(0,4).(1)用無刻度的直尺和圓規(guī)作出過A、B、C三點(diǎn)的⊙P,求圓心P的坐標(biāo);(2)如圖2,若過A、B兩點(diǎn)的⊙M恰好與直線l:相切,請直接寫出圓心M的坐標(biāo):.【答案】(1)畫圖見解析,圓心P的坐標(biāo)為(2)或【分析】(1)作出AB和AC的垂直平分線,兩條直線的交點(diǎn)即為圓心P,(2)設(shè)⊙M與直線l:相切相切與點(diǎn)N,連接AM,MN,根據(jù)題意表示出MN的表達(dá)式,進(jìn)而得到點(diǎn)N的坐標(biāo),最后根據(jù)半徑相等列出方程求解即可.【詳解】(1)如圖所示.作出AB和AC的垂直平分線,兩條直線的交點(diǎn)即為圓心P,連接AP,CP,AB的垂直平分線交x軸于點(diǎn)M,∵,A(3,0)、B(5,0)∴,即點(diǎn)M是AB的中點(diǎn)∴M點(diǎn)坐標(biāo)為(4,0)∴點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為4,設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(4,y)∵∴,解得∴圓心P的坐標(biāo)為;(2)如圖所示,設(shè)⊙M與直線l:相切相切與點(diǎn)N,連接AM,MN,同(1)可得點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為4,∴設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為∵⊙M與直線l:相切相切與點(diǎn)N∴∴設(shè)MN所在直線的表達(dá)式為將點(diǎn)M代入得,即∴MN所在直線的表達(dá)式為∴聯(lián)立得:,解得∴點(diǎn)N的坐標(biāo)為∵點(diǎn)A和點(diǎn)N都在⊙M上∴∴整理得解得:或∴圓心M的坐標(biāo)為或故答案為:或.【點(diǎn)睛】此題考查了確定要圓的條件,一次函數(shù)和圓綜合題,切線的性質(zhì)和垂徑定理知識,解題的關(guān)鍵是熟練掌握以上知識點(diǎn).3.(2022秋·江蘇·九年級期中)(1)如圖①,AB是⊙O的直徑,C、D在⊙O上,且BC=BD,AD=CD.求證:∠ADC=2∠BDC.(2)如圖②,AB是⊙O的直徑,點(diǎn)C在⊙O上.若平面內(nèi)的點(diǎn)D滿足AD=CD,且∠ADC=2∠BDC.①利用直尺和圓規(guī)在圖②中作出所有滿足條件的點(diǎn)D(保留作圖痕跡,不寫作法);②若AB=4,BC長度為m(0<m<4),則平面內(nèi)滿足條件的點(diǎn)D的個數(shù)隨著m的值變化而變化,請直接寫出滿足條件點(diǎn)D的個數(shù)及對應(yīng)m的取值范圍.【答案】(1)見解析;(2)①見解析;②當(dāng)0<m<時,點(diǎn)D的個數(shù)為0,當(dāng)m=時,點(diǎn)D的個數(shù)為1,當(dāng)<m<4時,點(diǎn)D的個數(shù)為2【分析】(1)連接AC,根據(jù)垂徑定理得出AB垂直平分CD,再證明△ACD是等邊三角形,就可以求出和的度數(shù),即可證明結(jié)論;(2)①以B為圓心,BC長為半徑作⊙B,⊙B與AC的垂直平分線的交點(diǎn)為D、D';②假設(shè)AC的垂直平分線和以BC為半徑的⊙B只有一個交點(diǎn)時,此交點(diǎn)就是AB的中點(diǎn),得到AC=2BC,利用勾股定理求出m的值,當(dāng)m小于此值時沒有交點(diǎn),大于此值時兩個交點(diǎn).【詳解】解:(1)如圖,連接AC,∵BD=BC,∴,∵AB是直徑,∴AB垂直平分CD,∴AC=AD,∵CD=AD,∴△ACD是等邊三角形,∴∠ADC=60°=∠DAC,∵AB垂直平分CD,∴∠BAC=∠BAD=30°=∠BDC,∴∠ADC=2∠BDC;(2)①如圖,以B為圓心,BC長為半徑作⊙B,⊙B與AC的垂直平分線的交點(diǎn)為D、D';②如圖,當(dāng)⊙B與AC的垂直平分線只有一個交點(diǎn)時,即點(diǎn)D的個數(shù)為1,∴AC=2BC,∵AB2=AC2+BC2,∴16=5m2,∴m=,∵0<m<4,∴當(dāng)0<m<時,點(diǎn)D的個數(shù)為0;當(dāng)m=時,點(diǎn)D的個數(shù)為1;當(dāng)<m<4時,點(diǎn)D的個數(shù)為2.【點(diǎn)睛】本題考查圓,解題的關(guān)鍵是掌握圓周角定理,垂徑定理,尺規(guī)作圖的方法,以及直線與圓的位置關(guān)系.4.(2022秋·江蘇鹽城·九年級景山中學(xué)??计谥校拘轮?9世紀(jì)英國著名文學(xué)家和歷史學(xué)家卡萊爾給出了一元二次方程的幾何解法:如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn)、,以為直徑作.若交x軸于點(diǎn)、,則為方程兩個實數(shù)根.(1)【探究】由勾股定理得,,,,在中,,所以.化簡得:,同理可得:______.所以m、n為方程的兩個實數(shù)根.(2)【運(yùn)用】在圖2中的x軸上畫出以方程兩根為橫坐標(biāo)的點(diǎn)M、N.(3)已知點(diǎn)、,以為直徑作.請運(yùn)用以上知識判斷與x軸的位置關(guān)系,并說明理由.(4)【拓展】在平面直角坐標(biāo)系中,已知兩點(diǎn)、,若以為直徑的圓與交x軸有兩個交點(diǎn)M、N,則以點(diǎn)M、N的橫坐標(biāo)為根的一元二次方程______.【答案】(1);(2)見解析(3)與x軸相切.理由見解析(4)【分析】(1)仿照已知中的推理過程即可得到,從而問題解決;(2)以及兩點(diǎn)為端點(diǎn)的線段為直徑畫圓,圓與x軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)即為方程的兩個根,兩交點(diǎn)即為所畫的點(diǎn);(3)由題意得有兩個相等的實數(shù)根,從而可得與軸只有一個交點(diǎn),即與軸相切;(4)仿照(1)的過程即可求得.【詳解】(1)解:如圖,連接,,由勾股定理得,,,,在中,,所以.化簡得:,所以n為方程的一個實數(shù)根.故答案為:.(2)解:以及兩點(diǎn)為端點(diǎn)的線段為直徑畫圓,圓與x軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)即為方程的兩個根,兩交點(diǎn)M、N即為所畫的點(diǎn),如圖所示;(3)解:與x軸相切;理由如下:由題意知,與x軸兩個交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為于方程的兩個根,,∴方程有兩個相等的實數(shù)根,對應(yīng)地,與x軸只有一個交點(diǎn),即與x軸相切(4)如圖,由勾股定理得,,,在中,,所以,化簡得:,同理可得:.所以為方程的兩個實數(shù)根.故答案為:.【點(diǎn)睛】本題是材料問題,考查了勾股定理、一元二次方程解的概念,直線與圓的位置關(guān)系,代數(shù)式的變形等知識,關(guān)鍵是讀懂題中材料提供的方法,并能加以靈活運(yùn)用,體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合思想.二、切線性質(zhì)與判定定理綜合(共6小題)5.(2022秋·江蘇無錫·九年級無錫市東林中學(xué)??计谥校┤鐖D,是的直徑,是的弦,連接、、,其中,平分,過點(diǎn)B作交的延長線于E.(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)【分析】(1)根據(jù)角平分線平分角定義,得到,根據(jù)同圓的半徑相等,得到,推出,得到,根據(jù),得到,推出是的切線(2)過點(diǎn)O作于H,連接,得到,,根據(jù),推出四邊形是矩形,得到,,根據(jù),,得到,結(jié)合,得到,得到,推出,推出,,推出,得到,,得到,推出,推出.【詳解】(1)證明:∵平分,∴∵∴∴∴∵∴∴是的切線(2)過點(diǎn)O作于H,連接,則,,∵,∴四邊形是矩形,∴,,∵,且,∴,∵,∴,∵,∴,∴,∵∴,∴,∴,∴,,∴,∴,∴.【點(diǎn)睛】本題主要考查了角平分線,垂徑定理,矩形,圓的切線,圓周角定理,圓內(nèi)接四邊形,梯形,扇形等,解決問題的關(guān)鍵是熟練掌握角平分線定義,垂直弦的直徑平分弦,矩形的判定和性質(zhì),圓的切線的判定和性質(zhì),同弧所對的圓周角等于圓心角的一半,圓內(nèi)接四邊形對角互補(bǔ),梯形面積公式,扇形面積公式.6.(2022秋·江蘇鹽城·九年級統(tǒng)考期中)如圖,已知中,,以為直徑的⊙O交于點(diǎn)D,過D作,垂足為E,連結(jié),,.(1)求證:是⊙O的切線;(2)若以、的長為方程兩個實數(shù)根,求b的值;(3)求圖中以線段、和弧所圍成圖形的面積.【答案】(1)見解析(2)(3)【分析】連接,,可證得是三角形中位線,進(jìn)一步得出結(jié)論;(2)在正三角形中求得,在直角三角形中求得,根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系求得b的值;(3)根據(jù)圓周角定理求出,求出的面積,由(2)求出的長,從而求出的面積,再求出扇形的面積,進(jìn)而求得結(jié)果.【詳解】(1)證明:如圖,連接,,∵是直徑,∴又∵,∴,∴∴,∴是⊙O的切線;(2)解:在中,∴,∴,在中,,,∴,在中,,∴;(3)解:如圖,過D作,∵,∴,∴∴∵、分別是弧所對的圓周角與圓心角,∴,∴由(2)得,.【點(diǎn)睛】本題考查了等腰三角形的性質(zhì),切線的判定圓周角定理,扇形面積公式,30°直角三角形性質(zhì)等知識,解決問題的關(guān)鍵是熟練掌握有知識.7.(2022秋·江蘇揚(yáng)州·九年級統(tǒng)考期中)問題提出:蘇科版九年級(上冊)教材在探究圓內(nèi)接四邊形對角的數(shù)量關(guān)系時提出了兩個問題:1.如圖(1),在的內(nèi)接四邊形中,是的直徑.與、與有怎樣的數(shù)量關(guān)系?2.如圖(2),若圓心不在的內(nèi)接四邊形的對角線上,問題(1)中發(fā)現(xiàn)的結(jié)論是否仍然成立?(1)小明發(fā)現(xiàn)問題1中的與、與都滿足互補(bǔ)關(guān)系,請幫助他完善問題1的證明:∵是的直徑,∴__________________,∴,∵四邊形內(nèi)角和等于,∴__________________.(2)請回答問題2,并說明理由.深入探究:如圖3,的內(nèi)接四邊形恰有一個內(nèi)切圓,切點(diǎn)分別是點(diǎn)、、、,連接,.(1)直接寫出四邊形邊滿足的數(shù)量關(guān)系_________;(2)探究、滿足的位置關(guān)系;(3)如圖4,若,,,請直接寫出圖中陰影部分的面積.【答案】問題提出:(1),;(2)見解析;深入探究:(1);(2);(3)【分析】問題提出:(1)根據(jù)直徑所對的圓周角為直角可得,再結(jié)合四邊形內(nèi)角和等于即可得到答案;(2)連接,根據(jù)圓周角定理可得,,結(jié)合可得,再根據(jù)四邊形內(nèi)角和等于即可得到答案;深入探究:(1)根據(jù)切線定理可得,可推算出;(2)連接,根據(jù)切線的性質(zhì)可得切角為直角,結(jié)合四邊形內(nèi)角和知識推算出,再根據(jù)圓周角定理得到,最終推算出,從而得到答案;(3)先根據(jù)切線的性質(zhì)證明四邊形是正方形,且邊長為,再證明,,先計算出,再根據(jù)計算出圓I的半徑,從而計算出圓I的面積,最終得到陰影部分的面積=.【詳解】問題提出:(1)∵是的直徑,∴,∴,∵四邊形內(nèi)角和等于,∴.故答案為:;;(2)如下圖所示,連接,
∵,,∴,∵,∴,∵四邊形內(nèi)角和等于,∴;深入探究:(1)∵點(diǎn)、、、是的切點(diǎn),∴,∴∴;(2),證明:如下圖所示,連接,設(shè)交于點(diǎn)M,∵點(diǎn)、、、是的切點(diǎn),∴,∴,,∴,∵,∴,∵,∴,∴,∴;(3)解:如下圖所示,連接設(shè)半徑為,∵點(diǎn)、、、是的切點(diǎn),∴,∵,∴,∴四邊形是正方形,且邊長為,∴,,∵∴,,∴,∵,∴,∴,∴,∴陰影部分的面積=.【點(diǎn)睛】本題考查圓、四邊形的性質(zhì),解題的關(guān)鍵是掌握并靈活運(yùn)用圓周角定理、切線定理.8.(2022春·全國·九年級期末)如圖,⊙O是△ABC的外接圓,AB為直徑,弦AD平分∠BAC,過點(diǎn)D作射線AC的垂線,垂足為M,點(diǎn)E為線段AB上的動點(diǎn).(1)求證:MD是⊙O的切線;(2)若∠B=30°,AB=8,在點(diǎn)E運(yùn)動過程中,EC+EM是否存在最小值?若存在,請求出最小值;若不存在,說明理由;(3)若點(diǎn)E恰好運(yùn)動到∠ACB的角平分線上,連接CE并延長,交⊙O于點(diǎn)F,交AD于點(diǎn)P,連接AF,CP=3,EF=4,求AF的長.【答案】(1)證明見解析(2)存在,EC+EM的最小值為,理由見解析(3)6【分析】(1)連接OD,交BC于點(diǎn)N,通過證明四邊形CNDM為矩形得出,利用切線的判定定理即可得出結(jié)論.(2)過點(diǎn)C作,并延長交⊙O于點(diǎn)F,連接MF,交AB于點(diǎn)E,連接EC,利用將軍飲馬模型可知此時EC+EM的值最小,由題意可得FD為圓的直徑,在中,利用勾股定理即可求得結(jié)論.(3)利用角平分線的定義和三角形的外角的性質(zhì)可以判定為等腰三角形,證明,利用相似三角形的性質(zhì)得出比例式,解關(guān)于AF的方程即可得出結(jié)論.【詳解】(1)解:如圖,連接OD,交BC于點(diǎn)N,AB為直徑弦AD平分∠BAC,四邊形CNDM為矩形OD為圓的半徑MD是⊙O的切線(2)解:在點(diǎn)E運(yùn)動過程中,EC+EM存在最小值,理由如下:過點(diǎn)C作,并延長交⊙O于點(diǎn)F,連接MF,交AB于點(diǎn)E,連接EC,則此時EC+EM的值最小弦AD平分∠BAC,與的度數(shù)為AB是直徑,AB是直徑為半圓FD為圓的直徑由(1)知:MD是⊙O的切線由題意得:AB垂直平分FC由(1)知:四邊形CNDM為矩形在中在中EC+EM的最小值為.(3)解:如圖FC平分,AD平分,解得或(不合題意,舍去)【點(diǎn)睛】本題是一道圓的綜合題,此題考查了圓的切線的判定與性質(zhì),圓周角定理及其推論,軸對稱的性質(zhì),角平分線的定義,相似三角形的判定與性質(zhì),解直角三角形,特殊角的三角函數(shù)值,連接半徑OD和利用軸對稱中的將軍飲馬模型找出EC+EM存在最小值是解題的關(guān)鍵.9.(2022春·江西吉安·九年級校考期中)如圖,在中,,D為AB邊上的一點(diǎn),以AD為直徑的交BC于點(diǎn)E,交AC于點(diǎn)F,過點(diǎn)C作于點(diǎn)G,交AE于點(diǎn)H,過點(diǎn)E的弦EP交AB于點(diǎn)Q(EP不是直徑),點(diǎn)Q為弦EP的中點(diǎn),連結(jié)BP,BP恰好為的切線.(1)求證:BC是的切線;(2)求證:AE平分;(3)若,,,求四邊形CHQE的面積.【答案】(1)見解析(2)見解析(3)20【分析】(1)連接OE,OP,證明≌,可得,進(jìn)而證明BC是的切線;(2)由,可得,進(jìn)而可得,由得,進(jìn)而可得∠,即AE平分(3)由(1)得:,證明,得,證明≌(AAS),四邊形CHQE是菱形,設(shè),則,,在中,勾股定理建立方程,解方程進(jìn)而求得四邊形CHQE的面積.【詳解】(1)連接OE,OP,∵AD為直徑,點(diǎn)Q為弦EP的中點(diǎn),∴AB垂直平分EP,∴,∵,,∴≌,∴,∵BP為的切線,∴,∴,∴,∴于點(diǎn)E,∵OE是的半徑,∴BC是的切線.(2)∵,∴,∴,∵,∴,∴∠,∴AE平分.(3)由(1)得:,∴.∵,∴,∴,∴,即.∴.∵,,由(2)得,∴≌(AAS),∴,,∴,∴,∴,∵,∴四邊形CHQE是平行四邊形.∵,∴四邊形CHQE是菱形,∴.設(shè),則,,在中,根據(jù)勾股定理得:,∴,解得,(不合題意,舍去).∴,.∴四邊形CHQE的面積.【點(diǎn)睛】本題考查了切線的性質(zhì)與判定,平行線的性質(zhì)與判定,三角形全等的性質(zhì)與判定,菱形的性質(zhì)與判定,勾股定理,掌握以上知識是解題的關(guān)鍵.10.(2022秋·湖北鄂州·九年級統(tǒng)考期末)如圖,在四邊形ABCD中,AD∥BC,AD⊥CD,AC=AB,⊙O為△ABC的外接圓.(1)如圖1,求證:AD是⊙O的切線;(2)如圖2,CD交⊙O于點(diǎn)E,過點(diǎn)A作AG⊥BE,垂足為F,交BC于點(diǎn)G.①求證:AG=BG;②若AD=2,CD=3,求FG的長.【答案】(1)AD是OO的切線(2)①;②【分析】(1)連接OA,OB,OC,由AC=AB,OA=OA,OC=OB可證出ΔOACΔOAB(SSS),利用全等三角形的性質(zhì)可得出∠OAC=∠OAB,即AO平分∠BAC,利用垂徑定理可得出AO⊥BC,結(jié)合AD//BC可得出AD⊥AO,由此即可證出AD是OO的切線;(2)①連接AE,由圓內(nèi)接四邊形對角互補(bǔ)結(jié)合∠BCE=90°可得出∠BAE=90°,由同角的余角相等可得出∠BAG=∠AEB,結(jié)合∠ABC=∠ACB=∠AEB可得出∠BAG=∠ABC,再利用等角對等腰可證出AG=BG;②由∠ADC=∠AFB=90°,∠ACD=∠ABF,AC=AB可證出ΔADCΔAFB(AAS),利用全等三角形的性質(zhì)可求出AF,BF的長,設(shè)FG=x,在RtΔBFG中,利用勾股定理可求出x的值,此題得解.【詳解】(1)證明:如圖1,連接OA,OB,OC.在△OAC和△OAB中,∴,∴,∴AO平分,∴,又∵,∴,∴AD是的切線.(2)①證明:如圖2,連接AE.∵,∴.又∵,∴.∵∴.∵,∴,∴.②在△ADC和△AFB中,,∴,∴,.設(shè),在中,,,,∴,即,∴,∴.【點(diǎn)睛】本題考查了切線的判定、全等三角形的判定與性質(zhì)、垂徑定理、圓周角定義、平行線的性質(zhì)、圓內(nèi)接四邊形、等腰三角形的判定以及勾股定理,解題的關(guān)鍵是:(1)利用全等三角形的性質(zhì)及垂徑定理,找出AO⊥BC;(2)①利用等角的余角相等及圓周角定理,找出∠BAG=∠ABC;②在RtΔBFG中,利用勾股定理求出FG的長。三、利用切線長定理求解(共5小題)11.(2022秋·江蘇宿遷·九年級統(tǒng)考期末)如圖,已知AB⊥MN于點(diǎn)B,且AB=10cm,將線段AB繞點(diǎn)B按逆時針方向旋轉(zhuǎn)角α(0≤α≤360°)得到線段BC,過點(diǎn)C作CD⊥MN于點(diǎn)D,⊙O是△BCD的內(nèi)切圓,直線AO、BC相交于點(diǎn)H.(1)若α=60°,則CD=cm.(2)若AO⊥BC①點(diǎn)H與⊙O的位置關(guān)系是A.點(diǎn)H在⊙O外B.點(diǎn)H在⊙O上C.點(diǎn)H在⊙O內(nèi)②求線段AO的長度.(3)線段AB繞點(diǎn)B按逆時針方向旋轉(zhuǎn)90°,求點(diǎn)O運(yùn)動的路徑長.【答案】(1)5(2)①B;②10cm(3)πcm【分析】(1)由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)知BC=BA=10cm,則CD=BC=5cm;(2)①若⊙O與BC相切于P,則OP⊥BC,則點(diǎn)P與H重合,可得答案;②延長AO交BD于E,利用∠A=∠CBD=90°-α,用α的代數(shù)式表示∠AOB和∠ABO,從而解決問題;(3)在直線BD上取BG=BC,連接OG,以BG為斜邊在等腰直角△BFG,利用SAS證明△BOG≌△BOC,得∠BOC=∠BOG,而∠BOC=135°,從而確定點(diǎn)O的運(yùn)動路徑.【詳解】(1)解:∵線段AB繞點(diǎn)B按逆時針方向旋轉(zhuǎn)角α(0≤α≤360°)得到線段BC,∴BC=BA=10cm,當(dāng)α=60°時,∠CBD=30°,∴CD=BC=5cm,故答案為:5;(2)①當(dāng)AO⊥BC時,則OH⊥BC,若⊙O與BC相切于P,則OP⊥BC,∴點(diǎn)P與H重合,∴點(diǎn)H在⊙O上,故選:B;②延長AO交BD于E,∵AO⊥BC,∴∠A=∠CBD=90°-α,∵⊙O是△BCD的內(nèi)切圓,∴BO平分∠CBD,∴∠OBC=∠CBD=45°-α,∴∠AOB=90°-∠OBC=90°-(45°-α)=45°+α,∵∠ABO=∠ABC+∠CBO=α+45°-α=45°+α,∴∠AOB=∠ABO,∴AO=AB=10cm;(3)如圖,在直線BD上取BG=BC,連接OG,以BG為斜邊在等腰直角△BFG,∵∠OBG=∠OBC,OB=OB,∴△BOG≌△BOC(SAS),∴∠BOC=∠BOG,∵∠BCD+∠CBD=90°,∴∠BCO+∠OBC=45°,∴∠BOC=135°,∴∠BOG=135°,∴點(diǎn)O在以F為圓心、BF為半徑的圓上運(yùn)動,∵BG=BC=10cm,∴BF=cm,∴當(dāng)線段AB繞點(diǎn)B按逆時針方向旋轉(zhuǎn)90°時,O運(yùn)動的路徑長為=πcm.【點(diǎn)睛】本題是圓的綜合題,主要考查了三角形內(nèi)切圓的性質(zhì),旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),切線的性質(zhì)等知識,構(gòu)造全等三角形得出點(diǎn)O的運(yùn)動路徑是解題的關(guān)鍵,屬于中考壓軸題.12.(2022秋·江蘇無錫·九年級江蘇省錫山高級中學(xué)實驗學(xué)校校考期中)如圖,平行四邊形中,,,,點(diǎn)P在對角線上運(yùn)動(點(diǎn)P不與點(diǎn)A重合),以P為圓心,為半徑作.(1)當(dāng)與邊相切時,.(2)當(dāng)與邊相切時,求的值.(3)隨著的變化,與平行四邊形的邊的公共點(diǎn)的個數(shù)也在變化.請根據(jù)的取值范圍探索與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù).【答案】(1)4(2)(3)當(dāng)時,與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù)為2個;當(dāng)時,與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù)為3個;當(dāng)時,與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù)為4個;當(dāng)時,與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù)為3個;當(dāng)時,與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù)為2個【分析】(1)先利用勾股定理求出,再證明,當(dāng)與邊相切時,切點(diǎn)即為點(diǎn)C,此時是的直徑,由此求解即可;(2)如圖所示,當(dāng)與邊相切時,設(shè)切點(diǎn)為點(diǎn)E,連接PE,由切線長定理求出的長進(jìn)而求出的長,即可利用勾股定理求出答案;(3)分別討論當(dāng)與相切前,與相切時,與相切后到與相切前,與相切時,與相切后未經(jīng)過點(diǎn)D時,經(jīng)過點(diǎn)D后,畫出對應(yīng)的圖形求解即可.【詳解】(1)解:∵平行四邊形中,,,,∴,,∴,即,∴當(dāng)與邊相切時,切點(diǎn)即為點(diǎn)C,則此時是的直徑,∴,故答案為:4(2)解:如圖所示,當(dāng)與邊相切時,設(shè)切點(diǎn)為點(diǎn)E,連接PE,∴,∵,∴是的切線,∴,∴,設(shè),則,在中,由勾股定理得,∴,∴;(3)解:由(2)可知當(dāng)時,與相切,此時與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù)為3個;如圖3-1所示,當(dāng)時,與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù)為2個;由(1)可知當(dāng)時,與相切,此時與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù)為4個;如圖3-2所示,當(dāng)時,與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù)為4個;如圖3-3所示,當(dāng)恰好經(jīng)過點(diǎn)D時,此時與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù)為3個,連接,設(shè),則,在中,由勾股定理得:,∴,解得,如圖3-4所示,當(dāng)時,與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù)為4個;如圖3-5所示,當(dāng)時,與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù)為2個;綜上所述,當(dāng)時,與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù)為2個;當(dāng)時,與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù)為3個;當(dāng)時,與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù)為4個;當(dāng)時,與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù)為3個;當(dāng)時,與平行四邊形四邊的公共點(diǎn)的個數(shù)為2個;【點(diǎn)睛】本題主要考查了切線的性質(zhì),切線長定理,勾股定理,平行四邊形的性質(zhì)等等,利用數(shù)形結(jié)合的思想求解是解題的關(guān)鍵。13.(2022秋·江蘇·九年級期中)探究問題:(1)如圖1,PM、PN、EF分別切⊙O于點(diǎn)A、B、C,猜想△PEF的周長與切線長PA的數(shù)量關(guān)系,并證明你的結(jié)論.變式遷移:(2)如果圖1的條件不變,且PO=10厘米,△PEF的周長為16厘米,那么⊙O的半徑為厘米.拓展提高:(3)如圖2,點(diǎn)E是∠MPN的邊PM上的點(diǎn),EF⊥PN于點(diǎn)F,⊙O與邊EF及射線PM、射線PN都相切.①畫出符合條件的⊙O;②若EF=3,PF=4,求⊙O的半徑.【答案】(1)△PEF的周長=2PA,證明見解析;(2)6;(3)①見解析;②1或2【分析】(1)根據(jù)切線長定理可得,,根據(jù)三角形周長公式,以及線段的等量代換即可求得的周長等于;(2)連接,根據(jù)切線的性質(zhì)可得,進(jìn)而勾股定理求得即可;(3)①根據(jù)題意作出圖形即可;②當(dāng)在的右側(cè)時,設(shè)與射線相切于點(diǎn),與相切于點(diǎn),根據(jù)切線長定理即可得到,進(jìn)而證明四邊形是正方形,得到,設(shè)的半徑為,進(jìn)而根據(jù)切線長定理列方程求解即可,同理求得另一種情況的半徑.【詳解】(1)△PEF的周長=2PA,理由如下,分別相切⊙O于,,分別相切⊙O于同理可得的周長△PEF的周長=2PA,(2)連接,如圖,是的切線,的周長為厘米厘米厘米的半徑為厘米故答案為:6(3)①如圖,分別作的角平分線交于點(diǎn),以為圓心,點(diǎn)到的距離為半徑作圓,或者分別作的角平分線交于點(diǎn),以為圓心,點(diǎn)到的距離為半徑作圓,即為所求,②當(dāng)在的右側(cè)時,設(shè)與交于點(diǎn),與相切于點(diǎn),則,連接四邊形是矩形四邊形是正方形設(shè)的半徑為即解得的半徑為當(dāng)在的左側(cè)時,設(shè)與交于點(diǎn),與相切于點(diǎn),則,連接四邊形是矩形四邊形是正方形設(shè)的半徑為即解得的半徑為1綜上所述,的半徑為1或2【點(diǎn)睛】本題考查了切線的性質(zhì),切線長定理,正方形的性質(zhì)與判定,勾股定理,正確的作出輔助線分類討論是解題的關(guān)鍵.14.(2022秋·北京豐臺·九年級統(tǒng)考期末)對于平面直角坐標(biāo)系xOy中的圖形M,N,給出如下定義:若圖形M和圖形N有且只有一個公共點(diǎn)P,則稱點(diǎn)P是圖形M和圖形N的“關(guān)聯(lián)點(diǎn)”.已知點(diǎn),,,.(1)直線l經(jīng)過點(diǎn)A,的半徑為2,在點(diǎn)A,C,D中,直線l和的“關(guān)聯(lián)點(diǎn)”是______;(2)G為線段OA中點(diǎn),Q為線段DG上一點(diǎn)(不與點(diǎn)D,G重合),若和有“關(guān)聯(lián)點(diǎn)”,求半徑r的取值范圍;(3)的圓心為點(diǎn),半徑為t,直線m過點(diǎn)A且不與x軸重合.若和直線m的“關(guān)聯(lián)點(diǎn)”在直線上,請直接寫出b的取值范圍.【答案】(1)C(2)(3)【分析】(1)作出圖形,根據(jù)切線的定義結(jié)合“關(guān)聯(lián)點(diǎn)”即可求解;(2)根據(jù)題意,為等邊三角形,則僅與相切時,和有“關(guān)聯(lián)點(diǎn)”,進(jìn)而求得半徑r的取值范圍;(3)根據(jù)關(guān)聯(lián)點(diǎn)以及切線的性質(zhì),直徑所對的角是直角,找到點(diǎn)的運(yùn)動軌跡是以為圓心半徑為的半圓在軸上的部分,進(jìn)而即可求得的值.【詳解】(1)解:如圖,,,,,,軸,.的半徑為2,直線與相切直線l和的“關(guān)聯(lián)點(diǎn)”是點(diǎn)故答案為:(2)如圖,根據(jù)題意與有“關(guān)聯(lián)點(diǎn)”,則與相切,且與相離,是等邊三角形為的中點(diǎn),則當(dāng)與相切時,則點(diǎn)為的內(nèi)心半徑r的取值范圍為:(3)如圖,設(shè)和直線m的“關(guān)聯(lián)點(diǎn)”為,,交軸于點(diǎn),是的切線,的圓心為點(diǎn),半徑為t,軸是的切線點(diǎn)的運(yùn)動軌跡是以為圓心半徑為的半圓在軸上的部分,則點(diǎn),在直線上,當(dāng)直線與相切時,即當(dāng)點(diǎn)與點(diǎn)重合時,最大,此時與軸交于點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)時,則過點(diǎn),則解得b的取值范圍為:【點(diǎn)睛】本題考查了切線的性質(zhì)與判定,切線長定理,勾股定理,一次函數(shù)與坐標(biāo)軸交點(diǎn)問題,等邊三角形的性質(zhì),等邊三角形的內(nèi)心的性質(zhì),掌握以上知識是解題的關(guān)鍵.15.(2022秋·山東臨沂·九年級統(tǒng)考期中)已知,AB是⊙O的直徑,AB=16,點(diǎn)C在⊙O的半徑OA上運(yùn)動,PC⊥AB,垂足為C,PC=10,PT為⊙O的切線,切點(diǎn)為T.(1)如圖(1),當(dāng)C點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn)時,求PT的長;(2)如圖(2),當(dāng)C點(diǎn)運(yùn)動到A點(diǎn)時,連接PO、BT,求證:PO∥BT;(3)如圖(3),設(shè)PT=y(tǒng),AC=x,求y與x的解析式并求出y的最小值.【答案】(1)6;(2)見解析;(3)y=,最小值為6【分析】(1)連接OT,則OT⊥PT,由勾股定理即可得出結(jié)果;(2)連接OT,易證PA是⊙O的切線,由切線長定理得出PA=PT,由SSS證得△OPA≌△OPT,得∠AOP=∠TOP=∠AOT,由圓周角定理得出∠AOT=2∠B,推出∠AOP=∠B,即可得出結(jié)論;(3)連接PO、OT,求出OC=8﹣x,在Rt△PCO中,由勾股定理得PO=,在Rt△OTP中,由勾股定理得y=PT==,當(dāng)x=8時,y有的最小值,y最小值為6.【詳解】(1)解:連接OT,如圖(1)所示:則OT⊥PT,∴∠OTP=90°,∵AB是⊙O的直徑,AB=16,∴OT=AB=×16=8,在Rt△OTP中,由勾股定理得:PT=;(2)證明:連接OT,如圖(2)所示:∵PC⊥AB,點(diǎn)C與點(diǎn)A重合,AB是⊙O的直徑,∴PA是⊙O的切線,∵PT為⊙O的切線,∴PA=PT,在△OPA和△OPT中,,∴△OPA≌△OPT(SSS),∴∠AOP=∠TOP=∠AOT,∵∠AOT=2∠B,∴∠AOP=∠B,∴PO∥BT;(3)解:連接PO、OT,如圖(3)所示:∵AB是⊙O的直徑,AB=16,AC=x,∴OC=OA﹣AC=AB﹣AC=8﹣x,OT=8,∵PC⊥AB,∴∠PCO=90°,在Rt△PCO中,由勾股定理得:PO=,∵PT為⊙O的切線,∴PT⊥OT,在Rt△OTP中,由勾股定理得:y=PT==,∴y與x的解析式為:y=,∴當(dāng)x=8時,y有的最小值,y最小值為6.【點(diǎn)睛】本題考查切線長定理、全等三角形的判定與性質(zhì)、圓周角的性質(zhì)、勾股定理的應(yīng)用等知識,綜合性較強(qiáng),難度一般,是常見典型題型,作出適當(dāng)?shù)妮o助線、掌握相關(guān)知識是解題關(guān)鍵。四、與三角形內(nèi)切圓有關(guān)的計算(共5小題)16.(2022秋·江蘇鹽城·九年級景山中學(xué)??计谥校┤鐖D1,拋物線y=tx2﹣16tx+48t(t為常數(shù),t<0)與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C.(1)點(diǎn)A的坐標(biāo)是,點(diǎn)B的坐標(biāo)是;(2)如圖2,點(diǎn)D是拋物線上的一點(diǎn),且位于第一象限,連接BD,延長BD交y軸于點(diǎn)E,若∠BCE=∠BEC.①求點(diǎn)D的坐標(biāo)(用含t的式子表示);②若以點(diǎn)D為圓心,半徑為8作⊙D,試判斷⊙D與y軸的位置關(guān)系;(3)若該拋物線經(jīng)過點(diǎn)(h,),且對于任意實數(shù)x,不等式tx2﹣16tx+48t≤恒成立,求△BOC外心F與內(nèi)心I之間的距離.【答案】(1),;(2)①;②與軸相切,證明見解答;(3).【分析】(1)令,則,可得答案;(2)①如圖2,根據(jù)“三角形中,等角對等邊”可得,進(jìn)而可根據(jù)等腰三角形旋轉(zhuǎn)得出,可得,利用待定系數(shù)法求得直線的解析式為,聯(lián)立方程組求解即可得出答案;②根據(jù)⊙D到y(tǒng)軸的距離等于半徑,利用切線的判定定理即可得出結(jié)論;(3)根據(jù)題意可得該拋物線頂點(diǎn)為,建立方程求出,從而得出:,,,過的內(nèi)心作于點(diǎn),于點(diǎn),于點(diǎn),則,利用,可求得,進(jìn)而得出,再由是的外心,可得,運(yùn)用兩點(diǎn)間距離公式即可求得答案.【詳解】解:(1)令,則,解得:,,點(diǎn)在點(diǎn)左側(cè),,,故答案為:,;(2)①如圖2,,,,,,在中,令,得,,,設(shè)直線的解析式為,則,解得:,直線的解析式為,聯(lián)立方程組,得,解得:,(舍去),;②與軸相切,理由如下:,點(diǎn)到軸的距離為8,的半徑為8,與軸相切.(3)對于任意實數(shù),不等式恒成立,且拋物線經(jīng)過點(diǎn),該拋物線頂點(diǎn)為,,拋物線頂點(diǎn)為,,解得:,,,,,,,過的內(nèi)心作于點(diǎn),于點(diǎn),于點(diǎn),則,,,解得:,,是的外心,是的中點(diǎn),,.【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,拋物線與坐標(biāo)軸及直線的交點(diǎn)坐標(biāo),頂點(diǎn)坐標(biāo),二次函數(shù)圖象和性質(zhì),三角形的內(nèi)心和外心,三角形面積,中點(diǎn)公式,勾股定理,圓的切線判定等,涉及知識點(diǎn)較多,綜合性強(qiáng),有一定難度,是一道典型的中考數(shù)學(xué)壓軸題.17.(2022春·江蘇·九年級期末)數(shù)學(xué)概念若點(diǎn)在的內(nèi)部,且、和中有兩個角相等,則稱是的“等角點(diǎn)”,特別地,若這三個角都相等,則稱是的“強(qiáng)等角點(diǎn)”.理解概念(1)若點(diǎn)是的等角點(diǎn),且,則的度數(shù)是.(2)已知點(diǎn)在的外部,且與點(diǎn)在的異側(cè),并滿足,作的外接圓,連接,交圓于點(diǎn).當(dāng)?shù)倪厺M足下面的條件時,求證:是的等角點(diǎn).(要求:只選擇其中一道題進(jìn)行證明?。偃鐖D①,②如圖②,深入思考(3)如圖③,在中,、、均小于,用直尺和圓規(guī)作它的強(qiáng)等角點(diǎn).(不寫作法,保留作圖痕跡)(4)下列關(guān)于“等角點(diǎn)”、“強(qiáng)等角點(diǎn)”的說法:①直角三角形的內(nèi)心是它的等角點(diǎn);②等腰三角形的內(nèi)心和外心都是它的等角點(diǎn);③正三角形的中心是它的強(qiáng)等角點(diǎn);④若一個三角形存在強(qiáng)等角點(diǎn),則該點(diǎn)到三角形三個頂點(diǎn)的距離相等;⑤若一個三角形存在強(qiáng)等角點(diǎn),則該點(diǎn)是三角形內(nèi)部到三個頂點(diǎn)距離之和最小的點(diǎn),其中正確的有.(填序號)【答案】(1)100、130或160;(2)選擇①或②,理由見解析;(3)見解析;(4)③⑤【分析】(1)根據(jù)“等角點(diǎn)”的定義,分類討論即可;(2)①根據(jù)在同圓中,弧和弦的關(guān)系和同弧所對的圓周角相等即可證明;②弧和弦的關(guān)系和圓的內(nèi)接四邊形的性質(zhì)即可得出結(jié)論;(3)根據(jù)垂直平分線的性質(zhì)、等邊三角形的性質(zhì)、弧和弦的關(guān)系和同弧所對的圓周角相等作圖即可;(4)根據(jù)“等角點(diǎn)”和“強(qiáng)等角點(diǎn)”的定義,逐一分析判斷即可.【詳解】(1)(i)若=時,∴==100°(ii)若時,∴(360°-)=130°;(iii)若=時,360°--=160°,綜上所述:=100°、130°或160°故答案為:100、130或160.(2)選擇①:連接∵∴∴∵,∴∴是的等角點(diǎn).選擇②連接∵∴∴∵四邊形是圓的內(nèi)接四邊形,∴∵∴∴是的等角點(diǎn)(3)作BC的中垂線MN,以C為圓心,BC的長為半徑作弧交MN與點(diǎn)D,連接BD,根據(jù)垂直平分線的性質(zhì)和作圖方法可得:BD=CD=BC∴△BCD為等邊三角形∴∠BDC=∠BCD=∠DBC=60°作CD的垂直平分線交MN于點(diǎn)O以O(shè)為圓心OB為半徑作圓,交AD于點(diǎn)Q,圓O即為△BCD的外接圓∴∠BQC=180°-∠BDC=120°∵BD=CD∴∠BQD=∠CQD∴∠BQA=∠CQA=(360°-∠BQC)=120°∴∠BQA=∠CQA=∠BQC如圖③,點(diǎn)即為所求.(4)③⑤.①如下圖所示,在RtABC中,∠ABC=90°,O為△ABC的內(nèi)心假設(shè)∠BAC=60°,∠ACB=30°∵點(diǎn)O是△ABC的內(nèi)心∴∠BAO=∠CAO=∠BAC=30°,∠ABO=∠CBO=∠ABC=45°,∠ACO=∠BCO=∠ACB=15°∴∠AOC=180°-∠CAO-∠ACO=135°,∠AOB=180°-∠BAO-∠ABO=105°,∠BOC=180°-∠CBO-∠BCO=120°顯然∠AOC≠∠AOB≠∠BOC,故①錯誤;②對于鈍角等腰三角形,它的外心在三角形的外部,不符合等角點(diǎn)的定義,故②錯誤;③正三角形的每個中心角都為:360°÷3=120°,滿足強(qiáng)等角點(diǎn)的定義,所以正三角形的中心是它的強(qiáng)等角點(diǎn),故③正確;④由(3)可知,點(diǎn)Q為△ABC的強(qiáng)等角,但Q不在BC的中垂線上,故QB≠Q(mào)C,故④錯誤;⑤由(3)可知,當(dāng)?shù)娜齻€內(nèi)角都小于時,必存在強(qiáng)等角點(diǎn).如圖④,在三個內(nèi)角都小于的內(nèi)任取一點(diǎn),連接、、,將繞點(diǎn)逆時針旋轉(zhuǎn)到,連接,∵由旋轉(zhuǎn)得,,∴是等邊三角形.∴∴∵、是定點(diǎn),∴當(dāng)、、、四點(diǎn)共線時,最小,即最?。?dāng)為的強(qiáng)等角點(diǎn)時,,此時便能保證、、、四點(diǎn)共線,進(jìn)而使最小.故答案為:③⑤.【點(diǎn)睛】此題考查的是新定義類問題、圓的基本性質(zhì)、圓周角定理、圓的內(nèi)接多邊形綜合大題,掌握“等角點(diǎn)”和“強(qiáng)等角點(diǎn)”的定義、圓的基本性質(zhì)、圓周角定理、圓的內(nèi)接多邊形中心角公式和分類討論的數(shù)學(xué)思想是解決此題的關(guān)鍵.18.(2022秋·江蘇南京·九年級統(tǒng)考期中)解答下列問題(1)【習(xí)題再現(xiàn)】完成原習(xí)題;(教材P74第10題)如圖①,I是的內(nèi)心,的延長線交的外接圓于點(diǎn)D.和相等嗎?為什么?(2)【逆向思考】如圖②,I為內(nèi)一點(diǎn),的延長線交的外接圓于點(diǎn)D.若,求證:I為的內(nèi)心.(3)【遷移運(yùn)用】如圖③,利用無刻度直尺和圓規(guī),作出的內(nèi)心I.(保留作圖痕跡,寫出必要的文字說明.)【答案】(1),理由見解析(2)見解析(3)見解析【分析】(1)如圖①,連接.首先根據(jù)三角形內(nèi)心的概念得到,然后根據(jù)同弧所對的圓周角相等得到,然后通過角度之間的轉(zhuǎn)化即可證明,進(jìn)而得到;(2)連接.首先根據(jù)同弧所對的圓周角相等得到,然后根據(jù)得到,然后根據(jù)角度之間的轉(zhuǎn)化得到,即可證明出I為的內(nèi)心;(3)根據(jù)題意作出和的角平分線,兩條平分線的交點(diǎn)即為的內(nèi)心I.【詳解】(1)證明:如圖①,連接.∵I是的內(nèi)心,∴.∵是所對的圓周角,∴.∴.根據(jù)角之間的關(guān)系可得.又∵是的一個外角,∴.∴.∴;(2)證明:連接.∵,∴.∴.即平分.∵,∴.∵是的一個外角,∴.∵,∴,即平分.∴I為的內(nèi)心;(3)文字說明:①以點(diǎn)B為圓心,以適當(dāng)長度為半徑畫弧,交,于點(diǎn)M和N,②以點(diǎn)M和點(diǎn)N為圓心,以大于長度為半徑畫弧,兩弧交于點(diǎn)H,作射線,③以點(diǎn)C為圓心,以適當(dāng)長度為半徑畫弧,交,于點(diǎn)E和F,④以點(diǎn)E和點(diǎn)F為圓心,以大于長度為半徑畫弧,兩弧交于點(diǎn)G,作射線,∴射線和射線交于點(diǎn)I,∴點(diǎn)I即為的內(nèi)心.畫圖如下:【點(diǎn)睛】本題考查了三角形內(nèi)心的定義,圓周角定理的推論,等腰三角形的判定,三角形外角的性質(zhì),熟練掌握三角形內(nèi)心的定義,圓周角定理的推論是解答本題的關(guān)鍵.19.(2022秋·江蘇宿遷·九年級統(tǒng)考期中)我們知道到三角形三個頂點(diǎn)距離相等的點(diǎn)是三角形的外心.在三角形內(nèi)部到三邊距離相等的點(diǎn)是三角形的內(nèi)心.由此,我們可以引入如下新的概念:定義1:到三角形兩個頂點(diǎn)距離相等的點(diǎn)叫做這個三角形的準(zhǔn)外心,如圖①,,點(diǎn)P叫做的準(zhǔn)外心,也可以稱作邊上的準(zhǔn)外心.定義2:到三角形的內(nèi)角兩邊距離相等的點(diǎn)叫做這個三角形的準(zhǔn)內(nèi)心,如圖②,,,且,則點(diǎn)Q叫做的準(zhǔn)內(nèi)心,也可以稱作邊和上的準(zhǔn)內(nèi)心.應(yīng)用:(1))如圖③,為等邊三角形的高,準(zhǔn)外心Р在高上,且,則________°.(2)如圖④,在中,,,①若點(diǎn)M是的準(zhǔn)內(nèi)心,且M在邊上,求的長②若點(diǎn)N是的準(zhǔn)外心,且是邊和上的準(zhǔn)內(nèi)心,求的值.【答案】(1)(2)①
②【分析】(1)由定義1準(zhǔn)外心的概念可得:準(zhǔn)外心Р在等邊三角形的高上,則可分類討論:①若,②若,③若,再由,依次判斷三種情況是否成立;逐一判斷后,可得當(dāng),由與題意相符,可得,即可求出的度數(shù).(2)①作于點(diǎn),連接,由勾股定理可得,由于點(diǎn)是的準(zhǔn)外心,可證明,從而得到的長度,設(shè),利用勾股定理可得的長,即可求出的長.②連接、、,過點(diǎn)作于點(diǎn),于點(diǎn),于點(diǎn),由,可得的長,即可得到的長.【詳解】(1)解:①若,連接,則,∵CD為等邊三角形的高,∴,,∴,∴,與已知矛盾,∴,②若,連接PA,同理可得,③若,由,得.∴,故;(2)①如圖4作于點(diǎn),連接,∵,,,∴,又∵點(diǎn)是的準(zhǔn)外心,∴,∵,∴,∴,∴,設(shè),則,∴,解得:,∴,∴,②連接、、,過點(diǎn)作于點(diǎn),于點(diǎn),于點(diǎn),由題可知:,∵,∴,,∴,∴,【點(diǎn)睛】本題考查了三角形外接圓與外心,三角形外接圓的圓心是三角形三條邊垂直平分線的交點(diǎn),叫做三角形的外心,也考查了新定義的運(yùn)用能力和勾股定理.20.(2022秋·廣東湛江·九年級校考期中)綜合與探究拋物線與x軸交于兩點(diǎn)(A點(diǎn)在B點(diǎn)左邊),與y軸交于C點(diǎn),已知.(1)求兩點(diǎn)的坐標(biāo);(2)求拋物線的解析式;(3)在拋物線上是否存在一點(diǎn)P,使的內(nèi)心在x軸上?若存在,求出P點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)(2)(3)存在,【分析】(1)令可得,解之可得;(2)根據(jù),得,可得a的值,即可得拋物線解析式;(3)假設(shè)存在點(diǎn)P,使三個內(nèi)角的角平分線的交點(diǎn)在x軸上,則此時x軸就是的角平分線,從而得知點(diǎn)的對稱點(diǎn)在直線上,待定系數(shù)法可得直線的解析式,由直線的解析式和拋物線解析式可得點(diǎn)P的坐標(biāo).【詳解】(1)解:根據(jù)題意知,,即,∴,解得:或,∴;(2)∵,∴,∴,∴,代入拋物線得:,∴,∴拋物線解析式為;(3)存在,假設(shè)存在點(diǎn)P,使三個內(nèi)角的角平分線的交點(diǎn)在x軸上,則此時x軸就是的角平分線.∴C點(diǎn)關(guān)于x軸的對稱點(diǎn)必在直線上.設(shè)為,∵,∴,∴直線過,設(shè)直線的解析式為,∴,解得,∴直線的解析式為,∵直線與二次函數(shù)相交于P點(diǎn),∴,解得:或,當(dāng)時,,當(dāng)時,,即為點(diǎn)A,∴存在一點(diǎn)P,使三個內(nèi)角的角平分線的交點(diǎn)在x軸上,且點(diǎn)P的坐標(biāo)為.【點(diǎn)睛】本題考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,二次函數(shù)圖像與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)問題,三角形的內(nèi)心,待定系數(shù)法求一次函數(shù)解析式等知識點(diǎn),熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)以及三角形內(nèi)心的性質(zhì)是解本題的關(guān)鍵.五、與三角形外接圓有關(guān)的計算(共4小題)21.(2022春·全國·九年級期末)拋物線y=ax2+2x+c與x軸交于A(﹣1,0)、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,3),點(diǎn)D(m,3)在拋物線上.(1)求拋物線的解析式;(2)如圖1,連接BC、BD,點(diǎn)P在對稱軸左側(cè)的拋物線上,若∠PBC=∠DBC,求點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)如圖2,點(diǎn)Q為第四象限拋物線上一點(diǎn),經(jīng)過C、D、Q三點(diǎn)作⊙M,⊙M的弦QF∥y軸,求證:點(diǎn)F在定直線上.【答案】(1)(2)P(,)(3)證明見解析【分析】(1)把A、C坐標(biāo)代入可得關(guān)于a、c的二元一次方程組,解方程組求出a、c的值即可得答案;(2)如圖,設(shè)BP與y軸交于點(diǎn)E,直線解析式為,根據(jù)(1)中解析式可知D、B兩點(diǎn)坐標(biāo),可得CD//AB,利用ASA可證明△DCB≌△ECB,可得CE=CD,即可得出點(diǎn)E坐標(biāo),利用待定系數(shù)法可得直線BP的解析式,聯(lián)立直線BP與拋物線解析式求出交點(diǎn)坐標(biāo)即可得答案;(3)如圖,連接MD,MF,設(shè)Q(m,-m2+2m+3),F(xiàn)(m,t),根據(jù)CD、QF為⊙M的弦可得圓心M是CD、QF的垂直平分線的交點(diǎn),即可表示出點(diǎn)M坐標(biāo),根據(jù)MD=MF,利用兩點(diǎn)間距離公式可得()2+(2-1)2=(m-1)2+()2,整理可得t=2,即可得答案.【詳解】(1)∵A(﹣1,0)、C(0,3)在拋物線y=ax2+2x+c圖象上,∴,解得:,∴拋物線解析式為:.(2)如圖,設(shè)BP與y軸交于點(diǎn)E,直線解析式為,∵點(diǎn)D(m,3)在拋物線上,∴,解得:,(與點(diǎn)C重合,舍去),∴D(2,3),∴CD//AB,CD=2,當(dāng)y=0時,,解得:,,
∴B(3,0),∴OB=OC,∴∠OCB=∠OBC=∠DCB=45°,在△DCB和△ECB中,∵,∴△DCB≌△ECB,∴CE=CD=2,∴OE=OC-CE=1,∴E(0,1),∴,解得:,∴直線BP的解析式為,聯(lián)立直線BP與拋物線解析式得:,解得:(舍去),,∴P(,).(3)如圖,連接MD,MF,設(shè)Q(m,-m2+2m+3),F(xiàn)(m,t),∵CD、QF為⊙M的弦,∴圓心M是CD、QF的垂直平分線的交點(diǎn),∵C(0,3),D(2,3),QF//y軸,∴M(1,),∵M(jìn)D=MF,∴2+(2-1)2=(m-1)2+()2,整理得:t=2,∴點(diǎn)F在定直線y=2上.【點(diǎn)睛】本題考查待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、全等三角形的判定與性質(zhì)、二次函數(shù)與一次函數(shù)的交點(diǎn)問題及圓的性質(zhì),綜合性強(qiáng),熟練掌握相關(guān)知識及定理是解題關(guān)鍵.22.(2022秋·江蘇連云港·九年級統(tǒng)考期中)定義:能完全覆蓋平面圖形的最小的圓稱為該平面圖形的最小覆蓋圓.(1)如圖①,線段,則線段的最小覆蓋圓的半徑為_________;(2)如圖②,中,,,,請用尺規(guī)作圖,作出的最小覆蓋圓(保留作圖痕跡,不寫作法).此最小覆蓋圓的半徑為_________;(3)如圖③,矩形中,,,則矩形的最小覆蓋圓的半徑為_________;若用兩個等圓完全覆蓋該矩形,那么這兩個等圓的最小半徑為_________.【答案】(1)(2)作圖見解析,(3),【分析】(1)根據(jù)最小覆蓋圓的定義可知,當(dāng)為圓的直徑時,此圓即為最小覆蓋圓;(2)根據(jù)最小覆蓋圓的定義可知,直角三角形的最小覆蓋圓即為該直角三角形的外接圓,據(jù)此求解即可;(3)根據(jù)最小覆蓋圓的定義可知,矩形的外接圓即為最小覆蓋圓,如圖③所示,連接交于O,則點(diǎn)O即為矩形的外接圓圓心,利用勾股定理求出的長即可得到答案;如圖④所示,分別取的中點(diǎn)G,H,連接交于E,連接交于F,連接,則四邊形,四邊形都是矩形,同理可得圓E和圓F分別是四邊形,四邊形的最小覆蓋圓,同理求出即可.【詳解】(1)解:如圖所示,∵,∴(O為AB中點(diǎn),),∴,當(dāng)為圓的直徑時,此圓即為最小覆蓋圓,∴線段的最小覆蓋圓的半徑為,故答案為:;(2)解:由題意可知的最小覆蓋圓即為的外接圓,作線段的垂直平分線交于D,點(diǎn)D即為最小覆蓋圓圓心,∵在中,,,,∴,∴,∴最小覆蓋圓的半徑為,故答案為:;(3)解:由題意得,矩形的外接圓即為最小覆蓋圓,如圖③所示,連接交于O,∵四邊形是矩形,∴,∴點(diǎn)O即為矩形的外接圓圓心,∵,∴,∴,∴矩形的最小覆蓋圓半徑為;如圖④所示,分別取的中點(diǎn)G,H,連接交于E,連接交于F,連接,則四邊形,四邊形都是矩形,同理可得圓E和圓F分別是四邊形,四邊形的最小覆蓋圓,在中,,∴,∴,∴這兩個等圓的最小半徑為,故答案為:.【點(diǎn)睛】本題主要考查了三角形外接圓以及四邊形的外接圓的相關(guān)知識,矩形的性質(zhì),勾股定理,正確理解最小覆蓋圓的定義是解題的關(guān)鍵.23.(2022秋·新疆烏魯木齊·九年級??计谥校┤鐖D,在平面直角坐標(biāo)系中,直線y=﹣3x﹣3與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)C.拋物線經(jīng)過A,C兩點(diǎn),且與x軸交于另一點(diǎn)B(點(diǎn)B在點(diǎn)A右側(cè)).(1)求拋物線的解析式及點(diǎn)B坐標(biāo);(2)試探究的外接圓的圓心位置,并求出圓心坐標(biāo);(3)若點(diǎn)M是線段BC上一動點(diǎn),過點(diǎn)M的直線EF平行y軸交x軸于點(diǎn)F,交拋物線于點(diǎn)E.求面積的最大值,并求出此時M點(diǎn)的坐標(biāo).【答案】(1)拋物線解析式為,B點(diǎn)坐標(biāo)為(3,0);(2)△ABC外接圓圓心在直線上,其坐標(biāo)為(1,);(3)的最大值為,此時M點(diǎn)的坐標(biāo)為(,).【分析】(1)先由一次函數(shù)解析式求出AC的坐標(biāo),然后把AC的坐標(biāo)代入拋物線解析式中求解出拋物線解析式,然后求出B點(diǎn)坐標(biāo)即可;(2)設(shè)△ABC外接圓圓心為P,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(m,n),又A點(diǎn)坐標(biāo)為(-1,0),B點(diǎn)坐標(biāo)為(3,0),得到拋物線的對稱軸為直線,根據(jù)外接圓圓心是三角形三邊垂直平分線的交點(diǎn),推出點(diǎn)P在直線上,即m=1,PB=PC,再由,則即,由此求解即可;(3)先求出直線BC的解析式為,設(shè)M的坐標(biāo)為(t,t-3),則E點(diǎn)坐標(biāo)為(t,),則,根據(jù),利用二次函數(shù)的性質(zhì)求解即可.【詳解】解:(1)∵直線與x軸交于點(diǎn)A、與y軸交于點(diǎn)C,∴A點(diǎn)坐標(biāo)(-1,0),C點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-3),∵拋物線經(jīng)過A、C兩點(diǎn),∴,∴,∴拋物線解析式為,當(dāng)時,,解得或,∴B點(diǎn)坐標(biāo)為(3,0);(2)設(shè)△ABC外接圓圓心為P,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(m,n),∵A點(diǎn)坐標(biāo)為(-1,0),B點(diǎn)坐標(biāo)為(3,0),∴拋物線的對稱軸為直線,∵外接圓圓心是三角形三邊垂直平分線的交點(diǎn),∴點(diǎn)P在直線上,即m=1,PB=PC,∵,∴即,∴,∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1,-1);(3)設(shè)直線BC的解析式為,∴,,∴直線BC的解析式為,設(shè)M的坐標(biāo)為(t,t-3),則E點(diǎn)坐標(biāo)為(t,),∴,∴,,∴當(dāng)時,有最大值,最大值為,∴此時M點(diǎn)的坐標(biāo)為(,).【點(diǎn)睛】本題主要考查了一次函數(shù)與二次函數(shù)綜合,三角形外接圓圓心坐標(biāo),三角形面積,解題的關(guān)鍵在于能夠熟練掌握二次函數(shù)的相關(guān)知識.24.(2022秋·浙江嘉興·九年級校聯(lián)考期中)如圖1,已知拋物線經(jīng)過原點(diǎn),它的對稱軸是直線,動點(diǎn)從拋物線的頂點(diǎn)出發(fā),在對稱軸上以每秒1個單位的速度向上運(yùn)動,設(shè)動點(diǎn)運(yùn)動的時間為秒,連接并延
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