切线长典型例题
初中数学-两圆公切线和弦切角典型例题
例 如图,半径分别为3、1的⊙O 1与⊙O 2外切,一直线分别切它们于A 、B ,又交O 1O 2于C .求:①切线AB 长;②∠C 的度数.分析:首先想到切线性质,故连结O 1A 、O 2B ,得直角梯形AO 1O 2B .一般要把它分解成一个直角三角形和一个矩形,再用其性质.解:(1)连结O 1A 、O 2B ,作O 2D ∥BA 交O 1A 于D .则得Rt △O 2DO 1和矩形ADO 2B . ∵ AD=O 2B=1, O 1A=3 ∴O 1D=3-1=2 ∵O 1O 2=3+1=4,AB= O 2D=3224D O O O 2221221 . (2)由(1)知O 1D=2,O 1O 2=4,∴∠C=∠DO 2O 1=30°说明:(1)求外公切线长,应用切线性质、构造三角形;(2)添加辅助线的方法.例 如图,⊙O 1、⊙O 2的半径分别为4、5,O 1O 2=15,内公切线AB 交O 1O 2于C . 求:①AB 长;②sin ∠ACO 1的值.解:(1)连结O 1A 、O 2B ,作O 1D ∥AB 交O 2B 延长线于D ,则得Rt △O 1DO 2,AO 1DB 是矩形, ∵O 1D=4,O 2B=5,∴O 2D=5+4=9 ∴AB= O 1D=12915D O O O 2222221 . (2)由(1)可知,sin ∠ACO 1= sin ∠O 2O 1D=43129 . 说明:(1)求内公切线长;(2)构造三角形、矩形,应用勾股定理、三角函数;(3)此题还可以通过△AO 1C ∽△BO 2C ,求出O 1A 、O 2B ,在求得.例 (福州市,2002)已知:半径不等的⊙O 1与⊙O 2相切于点P ,直线AB 、CD 都经过切点P ,并且AB 分别交⊙O 1、⊙O 2于A 、B 两点,CD 分别交⊙O 1、⊙O 2于C 、D 两点(点A 、B 、C 、D 、P 互不重合),连结AC 和BD .(1)请根据题意画出图形;(2)根据你所画的图形,写出一个与题设有关的正确结论,并证明这个结论(结论中不能出现题设以外的其他字母).解:(1)如图所示. (2)第一个结论:AC ∥BD . 证明:过P 作两圆的公切线MN , ∴∠MPA=∠C ,∠NPB=∠D . ∵∠MPA=∠NPB ,∴∠C=∠D , ∴AC ∥BD . 第二个结论:△APC ∽△BPD .证明:过P 作两圆的公切线MN ,∴∠MPA=∠C ,∠NPB=∠D .∵∠MPA=∠NPB ,∴∠C=∠D ,又∠APC=∠BPD ,∴△APC ∽△BPD .第三个结论:O 1、P 、O 2三点共线(或连心线O 1O 2必过切点P ).证明:∵①圆是轴对称图形,②相切的两个圆也组成轴对称图形,③连心线O 1O 2是两个圆的对称轴,∴O 1、P 、O 2三点共线(或连心线O 1O 2必过切点P )P说明:①此题题型新颖,属于开放性题目,它源于教材P145练习第2题;②主要应用分类思想,作圆的公切线辅助线.例 已知:如图,⊙O 1与⊙O 2内切于点P ,过点P 的直线交⊙O 1于点D ,交⊙O 2于点E ;DA 与⊙O 2相切,切点为C .(1)求证:PC 平分∠APD ;(2)若PE=3,PA=6,求PC 的长. 证明:(1)过P 作两圆的公切线PT , ∴∠TPC=∠4,∠3=∠D . ∵∠4=∠D+∠5,∴∠2+∠3=∠D+∠5,∴∠2=∠5 又DA 与⊙O 2相切于点C , ∴∠5=∠1,∴∠1=∠2,即PC 平分∠APD . (2)∵DA 与⊙O 2相切于点C ,∴∠PCA=∠4.由(1)知∠1=∠2,∴△PCA ∽△PEC . ∴PCPA PE PC ,即PE PA PC 2 .∵PE=3,PA=6,∴18PC 2 ,∴23PC . 说明:①此题主要应用:切线的性质、弦切角、相似形以及作辅助线的方法;②此题得出∠1=∠2,在中考中是热点题目.典型例题五例 已知半径分别为R 和r (r R )的两圆外切,它们的两条外公切线互相垂直,则r R :等于( )A .12B .12C .2)12(D .2解:连结2221O O B O A O 、、(如图),则2221,,O O AB B O AB A O 过点P 且平分APC ,过点2O 作A O E O 12 ,则AB E O //2.45121PA O E O O ,∴E O O 21 是等腰直角三角形.,)12()12().(2,,,245121121121r R r R r R r R E O r R O O E O O O PA O E O O2)12(1212 r R ,故选C. 说明:本题涉及的知识点较多,要认真审题,理清思路,解决问题.典型例题六例 如图,⊙1O 与⊙2O 内切于点A ,并且⊙1O 的半径是⊙2O 的直径,B O 1为⊙1O 的半径交⊙2O 于点C ,AD 是公切线, 501AC O ,则 BAD ( )A .50°B .40°C .25°D .20°解:∵A O 1是⊙2O 的直径,901ACO ,又∵ 501AC O ,∴ 401O .又∵DA 是两圆的公切线,DAB 和DAC 分别是⊙1O 、⊙2O 的弦切角, .204021211 O BAD 故选D.说明:利用学过的知识解决两圆位置关系问题是解决本题的关键,要学以致用,温故而知新.典型例题七例 两圆的一条外公切线与连心线成30°的角,它们的圆心距是10cm ,则外公切线长为________.解:如图连结A O 1、B O 2,过点A 作21//O O AC ,则10,3021 O O AC BAC cm ,在Rt ABC 中,35231030cosAC AB (cm ), 故应填35cm. 说明:公切线、两圆的半径之差(或和)和圆心距构成直角三角形,是解决这部分题的关键.典型例题八例 已知:如图,设⊙1O 、⊙2O 外切于A ,外公切线BC 分别切两圆于B 、C 交21O O 于P ,若⊙1O 半径为r 3,⊙2O 半径为r .。
切线长定理、弦切角定理、切割线定理、相交弦定理
切线长定理、弦切角定理、切割线定理、相交弦定理以及与圆有关的比例线段[学习目标]1.切线长概念切线长是在经过圆外一点的圆的切线上,这点和切点之间的线段的长度,“切线长”是切线上一条线段的长,具有数量的特征,而“切线”是一条直线,它不可以度量长度。
(PA长)2.切线长定理对于切线长定理,应明确(1)若已知圆的两条切线相交,则切线长相等;(2)若已知两条切线平行,则圆上两个切点的连线为直径;(3)经过圆外一点引圆的两条切线,连结两个切点可得到一个等腰三角形;(4)经过圆外一点引圆的两条切线,切线的夹角与过切点的两个半径的夹角互补;(5)圆外一点与圆心的连线,平分过这点向圆引的两条切线所夹的角。
3.弦切角:顶点在圆上,一边和圆相交,另一边和圆相切的角。
直线AB切⊙O于P,PC、PD为弦,图中几个弦切角呢?(四个)4.弦切角定理:弦切角等于其所夹的弧所对的圆周角。
5.弄清和圆有关的角:圆周角,圆心角,弦切角,圆内角,圆外角。
6.遇到圆的切线,可联想“角”弦切角,“线”切线的性质定理及切线长定理。
7.与圆有关的比例线段定理图形已知结论证法相交弦定理⊙O中,AB、CD为弦,交于P.PA·PB=PC·PD. 连结AC、BD,证:△APC∽△DPB.相交弦定理的推论⊙O中,AB为直径,CD⊥AB于P.PC2=PA·PB.(特殊情况)用相交弦定理.切割线定理⊙O中,PT切⊙O于T,割线PB交⊙O于APT2=PA·PB连结TA、TB,证:△PTB∽△PAT切割线定理推论PB、PD为⊙O的两条割线,交⊙O于A、CPA·PB=PC·PD过P作PT切⊙O于T,用两次切割线定理(记忆的方法方法)圆幂定理⊙O中,割线PB交⊙O于A,CD为弦P'C·P'D=r2-OP'2PA·PB=OP2-r2r为⊙O的半径延长P'O交⊙O于M,延长OP'交⊙O于N,用相交弦定理证;过P作切线用切割线定理勾股定理证8.圆幂定理:过一定点P向⊙O作任一直线,交⊙O于两点,则自定点P到两交点的两条线段之积为常数||(R为圆半径),因为叫做点对于⊙O的幂,所以将上述定理统称为圆幂定理。
初中:切线长定理及三角形的内切圆—知识讲解(基础)
切线长定理及三角形的内切圆一知识讲解〈基础)【学习目标】l.了解切线长定义:理解三角形的内切圆及内心的定义:2.掌握切线长定理:利用切线长定理解决相关的计算和证明.【要点梳理】要点一、切线长定理1.切线长:经过圆外一点能够作圆的两条切线,切线上这一点到切点间的线段长叫做这点到圆的切线长.要点诠释:切线长是指圆外一点和切点之间的线段的长,不是“切线的长”的简称.切线是直线,而非线段.2.切线长定理z从圆外一点作圆的两条切线,两切线长相等,圆心与这一点的连线平分两条切线的夹角.要点诠释:切线长定理包含两个结论:线段相等和角相等.要点二、三角形的内切圆1.三角形的内切圆z与三角形各边都相切的圆叫做三角形的内切圆,内切圆的圆心叫做三角形的内心,这个三角形叫作圆的外切三角形.三角形的内心到三角形的三边距离相等.2.三角形的内心z三角形内切圆的圆心是三角形三条角平分线的交点,叫做三角形的内心.三角形的内心是这个三角形的三条角平分线的交点.要点诠释z(1)任何一个三角形都有且只有一个内切圆,但任意一个圆都有无数个外切三角形:(2)解决三角形内心的有关问题时,面积法是常用的,即三角形的面积等于周长与内切圆半径乘积户即S=;Pr (S 7'J 三角形的面积P为三角形的周长r为内切圆阳)(3)三角形的外心与内心的区别:名称|确定方法|图形|性质外心(三角形|三角形三边中垂线的外接圆的圆|交点心)AB(1)OA=OB=OC: (2)外心不一定在三角形内部内心(三角形三角形三条角平分线内切圆的圆的交点心)【典型例题】类型一、切线长定理B c(1)到三角形三边距离相等:(2) O A、OB、oc分别平分L'.'.BAC、ζABC、丘ACB:(3)内心在三角形内部.。
1.(2叫湛江校级脚己知PA,PB :5t别切。
于A、B E为劣弧础上一点过E,#,1¥Ji;JJ�交PA于C、交PB于D.(1)若PA吨,求6PCD的周长.(2)若ζP=50°求ζDOC.p【答案与解析】解:(1)连接OE,..PA、PB与圆0相切,:.PA=PB=6,同理可得:AC=CE,BD=DE,6PCD的周长=PC+PD+CD=PC+PD+CE+DE=PA+PB=12: (2)γPA PB与圆O相切,二ζOAP=ζOBP=90。
切线长定理—知识讲解(提高)
切线长定理—知识讲解(提高)责编:康红梅【学习目标】1.了解切线长定义;理解三角形的内切圆及内心的定义;2.掌握切线长定理;利用切线长定理解决相关的计算和证明.【要点梳理】要点一、切线长定理1.切线长:经过圆外一点作圆的切线,这点和切点之间的线段的长,叫做这点到圆的切线长.要点诠释:切线长是指圆外一点和切点之间的线段的长,不是“切线的长”的简称.切线是直线,而非线段. 2.切线长定理:从圆外一点可以引圆的两条切线,它们的切线长相等,这一点和圆心的连线平分两条切线的夹角. 要点诠释:切线长定理包含两个结论:线段相等和角相等.3.圆外切四边形的性质:圆外切四边形的两组对边之和相等.要点二、三角形的内切圆1.三角形的内切圆:与三角形各边都相切的圆叫做三角形的内切圆. 这个三角形叫作圆的外切三角形.2.三角形的内心:三角形内切圆的圆心是三角形三条角平分线的交点,叫做三角形的内心.三角形的内心是这个三角形的三条角平分线的交点.要点诠释:(1) 任何一个三角形都有且只有一个内切圆,但任意一个圆都有无数个外切三角形;(2) 解决三角形内心的有关问题时,面积法是常用的,即三角形的面积等于周长与内切圆半径乘积的一半,即(S为三角形的面积,P为三角形的周长,r为内切圆的半径).【典型例题】类型一、切线长定理1.(2015•常德)已知如图,以Rt△ABC 的AC 边为直径作⊙O 交斜边AB 于点E ,连接EO 并延长交BC 的延长线于点D ,点F 为BC 的中点,连接EF . (1)求证:EF是⊙O 的切线;(2)若⊙O 的半径为3,∠EAC=60°,求AD 的长.【答案与解析】 证明:(1)如图1,连接FO , ∵F 为BC 的中点,AO=CO , ∴OF∥AB,∵AC 是⊙O 的直径, ∴CE⊥AE, ∵OF∥AB, ∴OF⊥CE,∴OF 所在直线垂直平分CE , ∴FC=FE,OE=OC ,∴∠FEC=∠FCE,∠0EC=∠0CE, ∵∠ACB=90°,即:∠0CE+∠FCE=90°, ∴∠0EC+∠FEC=90°, 即:∠FEO=90°, ∴FE 为⊙O 的切线;(2)如图2,∵⊙O 的半径为3, ∴AO=CO=EO=3,∵∠EAC=60°,OA=OE , ∴∠EOA=60°,∴∠COD=∠EOA=60°,∵在Rt△OCD 中,∠COD=60°,OC=3, ∴CD=,∵在Rt△ACD 中,∠ACD=90°,CD=,AC=6,∴AD=.【总结升华】本题是一道综合性很强的习题,考查了切线的判定和性质,三角形的中位线的性质,勾股定理,线段垂直平分线的性质等,熟练掌握定理是解题的关键.举一反三:【变式】已知:如图,在梯形 ABCD中,AB∥DC,∠B=90°,AD=AB+DC,AD是⊙O的直径.求证:BC和⊙O相切.【答案】作OE⊥BC,垂足为E,∵ AB∥DC,∠B=90°,∴ OE∥AB∥DC,∵ OA=OD,∴ EB=EC,∴ BC是⊙O的切线.2.已知:如图,AB是⊙O的直径,BC是⊙O的切线,切点为B,OC平行于弦AD,求证:DC是⊙O的切线.【答案与解析】连接OD.∵ OA=OD,∴∠1=∠2.∵ AD∥OC,∴∠1=∠3,∠2=∠4.因此∠3=∠4.又∵ OB=OD,OC=OC,∴△OBC≌△ODC.∴∠OBC=∠ODC.∵BC是⊙O的切线,∴∠OBC=90°,∴∠ODC=90°,∴ DC是⊙O的切线.【总结升华】因为AB是直径,BC切⊙O于B,所以BC⊥AB.要证明DC是⊙O的切线,而DC和⊙O有公共点D,所以可连接OD,只要证明DC⊥OD.也就是只要证明∠ODC=∠OBC.而这两个角分别是△ODC和△OBC的内角,所以只要证△ODC≌△OBC.这是不难证明的.举一反三:【变式】已知:∠MAN=30°,O为边AN上一点,以O为圆心、2为半径作⊙O,交AN于D、E两点,设AD=x,⑴如图⑴当x取何值时,⊙O与AM相切;⑵如图⑵当x为何值时,⊙O与AM相交于B、C两点,且∠BOC=90°.【答案】(1)设AM与⊙O相切于点B,并连接OB,则OB⊥AB;在△AOB中,∠A=30°,则AO=2OB=4,所以AD=AO-OD,即AD=2.x=AD=2.(2)过O点作OG⊥AM于G∵OB=OC=2,∠BOC=90°,∴BC=图(2)∴∴OA=∴x=AD= 23.(2016•东西湖区校级模拟)如图,四边形ABCD中,AD平行BC,∠ABC=90°,AD=2,AB=6,以AB为直径的半⊙O 切CD于点E,F为弧BE上一动点,过F点的直线MN为半⊙O的切线,MN交BC于M,交CD于N,则△MCN的周长为()A.9 B.10 C.3D.2【思路点拨】作DH⊥BC于H,如图,利用平行线的性质得AB⊥AD,AB⊥BC,则根据切线的判定得到AD和BC为⊙O切线,根据切线长定理得DE=DA=2,CE=CB,NE=NF,MB=MF,利用四边形ABHD 为矩形得BH=AD=2,DH=AB=6,设BC=x,则CH=x﹣2,CD=x+2,在Rt△DCH中根据勾股定理得(x ﹣2)2+62=(x+2)2,解得x=,即CB=CE=,然后由等线段代换得到△MCN的周长=CE+CB=9.【答案与解析】解:作DH⊥BC于H,如图,∵四边形ABCD中,AD平行BC,∠ABC=90°,∴AB⊥AD,AB⊥BC,∵AB为直径,∴AD和BC为⊙O 切线,∵CD和MN为⊙O 切线,∴DE=DA=2,CE=CB,NE=NF,MB=MF,∵四边形ABHD为矩形,∴BH=AD=2,DH=AB=6,设BC=x,则CH=x﹣2,CD=x+2,在Rt△DCH中,∵CH2+DH2=DC2,∴(x﹣2)2+62=(x+2)2,解得x=,∴CB=CE=,∴△MCN的周长=CN+CM+MN=CN+CM+NF+MF=CN+CM+NF+MB=CE+CB=9.故选A.【总结升华】本题考查了切线长定理:从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等,圆心和这一点的连线,平分两条切线的夹角.也考查了勾股定理.类型二、三角形的内切圆4.(2015•西青区二模)已知四边形ABCD中,AB∥CD,⊙O为内切圆,E为切点.(Ⅰ)如图1,求∠AOD的度数;(Ⅱ)如图1,若AO=8cm,DO=6cm,求AD、OE的长;(Ⅲ)如图2,若F是AD的中点,在(Ⅱ)中条件下,求FO的长.【答案与解析】解:(Ⅰ)∵⊙O为四边形ABCD的内切圆,∴AD、AB、CD为⊙O的切线,∴OD平分∠ADC,OA平分∠BAD,即∠ODA=∠ADC,∠OAD=∠BAC,∵AB∥CD,∴∠ADC+∠BAC=180°,∴∠ODA+∠OAD=90°,∴∠AOD=90°;(Ⅱ)在Rt△AOD中,∵AO=8cm,DO=6cm,∴AD==10(cm),∵AD切⊙O于E,∴OE⊥AD,∴OE•AD=OD•OA,∴OE==(cm);(Ⅲ)∵F是AD的中点,∴FO=AD=×10=5(cm).【总结升华】本题考查了三角形的内切圆与内心,也考查了切线长定理.。
最新华东师大初中数学九年级下册切线长定理—知识讲解(提高)
切线长定理—知识讲解(提高)【学习目标】1.了解切线长定义;理解切线的判定和性质;理解三角形的内切圆及内心的定义;2.掌握切线长定理;利用切线长定理解决相关的计算和证明.【要点梳理】要点一、切线的判定定理和性质定理1.切线的判定定理:经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.要点诠释:切线的判定方法:(1)定义:直线和圆有唯一公共点时,这条直线就是圆的切线;(2)定理:和圆心的距离等于半径的直线是圆的切线;(3)判定定理:经过半径外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.(切线的判定定理中强调两点:一是直线与圆有一个交点,二是直线与过交点的半径垂直,缺一不可).2.切线的性质定理:圆的切线垂直于过切点的半径.要点诠释:切线的性质:(1)切线和圆只有一个公共点;(2)切线和圆心的距离等于圆的半径;(3)切线垂直于过切点的半径;(4)经过圆心垂直于切线的直线必过切点;(5)经过切点垂直于切线的直线必过圆心.要点二、切线长定理1.切线长:经过圆外一点作圆的切线,这点和切点之间的线段的长,叫做这点到圆的切线长.要点诠释:切线长是指圆外一点和切点之间的线段的长,不是“切线的长”的简称.切线是直线,而非线段.2.切线长定理:从圆外一点可以引圆的两条切线,它们的切线长相等,这一点和圆心的连线平分两条切线的夹角.要点诠释:切线长定理包含两个结论:线段相等和角相等.3.圆外切四边形的性质:圆外切四边形的两组对边之和相等.要点三、三角形的内切圆1.三角形的内切圆:与三角形各边都相切的圆叫做三角形的内切圆.2.三角形的内心:三角形内切圆的圆心是三角形三条角平分线的交点,叫做三角形的内心.要点诠释:(1) 任何一个三角形都有且只有一个内切圆,但任意一个圆都有无数个外切三角形;(2) 解决三角形内心的有关问题时,面积法是常用的,即三角形的面积等于周长与内切圆半径乘积的一半,即(S为三角形的面积,P为三角形的周长,r为内切圆的半径).【典型例题】类型一、切线长定理1.如图,等腰三角形ABC中,6AC BC==,8AB=.以BC为直径作⊙O交AB于点D,交AC于点G,DF AC⊥,垂足为F,交CB的延长线于点E.求证:直线EF是⊙O的切线.【答案与解析】如图,连结OD、CD,则90BDC∠=︒.∴CD AB⊥.∵ AC BC=,∴AD BD=.∴D是AB的中点.∵O是BC的中点,∴DO AC∥.∵EF AC⊥于F.∴EF DO⊥.∴EF是⊙O的切线.【总结升华】连半径,证垂直.举一反三:【变式】已知:如图,在梯形 ABCD中,AB∥DC,∠B=90°,AD=AB+DC,AD是⊙O的直径.求证:BC和⊙O相切.【答案】作OE⊥BC,垂足为E,∵ AB∥DC,∠B=90°,∴ OE∥AB∥DC,∵ OA=OD,∴ EB=EC,∴ BC是⊙O的切线.2.已知:如图,AB是⊙O的直径,BC是⊙O的切线,切点为B,OC平行于弦AD,求证:DC是⊙O的切线.【答案与解析】连接OD.∵ OA=OD,∴∠1=∠2.∵ AD∥OC,∴∠1=∠3,∠2=∠4.因此∠3=∠4.又∵ OB=OD,OC=OC,∴△OBC≌△ODC.∴∠OBC=∠ODC.∵BC是⊙O的切线,∴∠OBC=90°,∴∠ODC=90°,∴ DC是⊙O的切线.【总结升华】因为AB是直径,BC切⊙O于B,所以BC⊥AB.要证明DC是⊙O的切线,而DC和⊙O 有公共点D,所以可连接OD,只要证明DC⊥OD.也就是只要证明∠ODC=∠OBC.而这两个角分别是△ODC和△OBC的内角,所以只要证△ODC≌△OBC.这是不难证明的.举一反三:【高清ID号:356967 关联的位置名称(播放点名称):练习题精讲】【变式】已知:∠MAN=30°,O为边AN上一点,以O为圆心、2为半径作⊙O,交AN于D、E两点,设AD=x,⑴如图⑴当x 取何值时,⊙O 与AM 相切;⑵如图⑵当x 为何值时,⊙O 与AM 相交于B 、C 两点,且∠BOC=90°.【答案】(1)设AM 与⊙O 相切于点B ,并连接OB ,则OB ⊥AB ;在△AOB 中,∠A=30°, 则AO=2OB=4, 所以AD=AO-OD , 即AD=2.x=AD=2.(2)过O 点作OG⊥AM 于G∵OB=OC=2,∠BOC=90°,∴BC=,∴OA=∴x=AD= 2类型二、三角形的内切圆3.(2015•西青区二模)已知四边形ABCD 中,AB∥CD,⊙O 为内切圆,E 为切点.(Ⅰ)如图1,求∠AOD 的度数;(Ⅱ)如图1,若AO=8cm ,DO=6cm ,求AD 、OE 的长;(Ⅲ)如图2,若F 是AD 的中点,在(Ⅱ)中条件下,求FO 的长.图(2)【答案与解析】解:(Ⅰ)∵⊙O为四边形ABCD的内切圆,∴AD、AB、CD为⊙O的切线,∴OD平分∠ADC,OA平分∠BAD,即∠ODA=∠ADC,∠OAD=∠BAC,∵AB∥CD,∴∠ADC+∠BAC=180°,∴∠ODA+∠OAD=90°,∴∠AOD=90°;(Ⅱ)在Rt△AOD中,∵AO=8cm,DO=6cm,∴AD==10(cm),∵AD切⊙O于E,∴OE⊥AD,∴OE•AD=OD•OA,∴OE==(cm);(Ⅲ)∵F是AD的中点,∴FO=AD=×10=5(cm).【总结升华】本题考查了三角形的内切圆与内心,也考查了切线长定理.类型三、与相切有关的计算与证明4.(2016•三明)如图,在△ABC中,∠C=90°,点O在AC上,以OA为半径的⊙O交AB 于点D,BD的垂直平分线交BC于点E,交BD于点F,连接DE.(1)判断直线DE与⊙O的位置关系,并说明理由;(2)若AC=6,BC=8,OA=2,求线段DE的长.【思路点拨】(1)直线DE与圆O相切,理由如下:连接OD,由OD=OA,利用等边对等角得到一对角相等,等量代换得到∠ODE为直角,即可得证;(2)连接OE,设DE=x,则EB=ED=x,CE=8﹣x,在直角三角形OCE中,利用勾股定理列出关于x的方程,求出方程的得到x的值,即可确定出DE的长.【答案与解析】解:(1)直线DE与⊙O相切,理由如下:连接OD,∵OD=OA,∴∠A=∠ODA,∵EF是BD的垂直平分线,∴EB=ED,∴∠B=∠EDB,∵∠C=90°,∴∠A+∠B=90°,∴∠ODA+∠EDB=90°,∴∠ODE=180°﹣90°=90°,∴直线DE与⊙O相切;(2)连接OE,设DE=x,则EB=ED=x,CE=8﹣x,∵∠C=∠ODE=90°,∴OC2+CE2=OE2=OD2+DE2,∴42+(8﹣x)2=22+x2,解得:x=4.75,则DE=4.75.【总结升华】此题考查了直线与圆的位置关系,以及线段垂直平分线定理,熟练掌握直线与圆相切的性质是解本题的关键.。
九年级数学-切线长定理—知识讲解-提高
切线长定理—知识讲解(提高)审稿:【学习目标】1.了解切线长定义;理解切线的判定和性质;理解三角形的内切圆及内心的定义;2.掌握切线长定理;利用切线长定理解决相关的计算和证明.【要点梳理】要点一、切线的判定定理和性质定理1.切线的判定定理:经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.要点诠释:切线的判定方法:(1)定义:直线和圆有唯一公共点时,这条直线就是圆的切线;(2)定理:和圆心的距离等于半径的直线是圆的切线;(3)判定定理:经过半径外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.(切线的判定定理中强调两点:一是直线与圆有一个交点,二是直线与过交点的半径垂直,缺一不可).2.切线的性质定理:圆的切线垂直于过切点的半径.要点诠释:切线的性质:(1)切线和圆只有一个公共点;(2)切线和圆心的距离等于圆的半径;(3)切线垂直于过切点的半径;(4)经过圆心垂直于切线的直线必过切点;(5)经过切点垂直于切线的直线必过圆心.要点二、切线长定理1.切线长:经过圆外一点作圆的切线,这点和切点之间的线段的长,叫做这点到圆的切线长.要点诠释:切线长是指圆外一点和切点之间的线段的长,不是“切线的长”的简称.切线是直线,而非线段. 2.切线长定理:从圆外一点可以引圆的两条切线,它们的切线长相等,这一点和圆心的连线平分两条切线的夹角. 要点诠释:切线长定理包含两个结论:线段相等和角相等.3.圆外切四边形的性质:圆外切四边形的两组对边之和相等.要点三、三角形的内切圆1.三角形的内切圆:与三角形各边都相切的圆叫做三角形的内切圆.2.三角形的内心:三角形内切圆的圆心是三角形三条角平分线的交点,叫做三角形的内心.要点诠释:(1) 任何一个三角形都有且只有一个内切圆,但任意一个圆都有无数个外切三角形;(2) 解决三角形内心的有关问题时,面积法是常用的,即三角形的面积等于周长与内切圆半径乘积的一半,即(S为三角形的面积,P为三角形的周长,r为内切圆的半径).【典型例题】类型一、切线长定理1.如图,等腰三角形ABC中,6AC BC==,8AB=.以BC为直径作⊙O交AB于点D,交AC于点G,DF AC⊥,垂足为F,交CB的延长线于点E.求证:直线EF是⊙O的切线.【答案与解析】如图,连结OD、CD,则90BDC∠=︒.∴CD AB⊥.∵ AC BC=,∴AD BD=.∴D是AB的中点.∵O是BC的中点,∴DO AC∥.∵EF AC⊥于F.∴EF DO⊥.∴EF是⊙O的切线.【总结升华】连半径,证垂直.举一反三:【变式】已知:如图,在梯形 ABCD中,AB∥DC,∠B=90°,AD=AB+DC,AD是⊙O的直径.求证:BC和⊙O相切.【答案】作OE⊥BC,垂足为E,∵ AB∥DC,∠B=90°,∴ OE∥AB∥DC,∵ OA=OD,∴ EB=EC,∴ BC是⊙O的切线.2.已知:如图,AB是⊙O的直径,BC是⊙O的切线,切点为B,OC平行于弦AD,求证:DC是⊙O的切线.【答案与解析】连接OD.∵ OA=OD,∴∠1=∠2.∵ AD∥OC,∴∠1=∠3,∠2=∠4.因此∠3=∠4.又∵ OB=OD,OC=OC,∴△OBC≌△ODC.∴∠OBC=∠ODC.∵BC是⊙O的切线,∴∠OBC=90°,∴∠ODC=90°,∴ DC是⊙O的切线.【总结升华】因为AB是直径,BC切⊙O于B,所以BC⊥AB.要证明DC是⊙O的切线,而DC和⊙O有公共点D,所以可连接OD,只要证明DC⊥OD.也就是只要证明∠ODC=∠OBC.而这两个角分别是△ODC和△OBC的内角,所以只要证△ODC≌△OBC.这是不难证明的.举一反三:【高清ID号:356967 关联的位置名称(播放点名称):练习题精讲】【变式】已知:∠MAN=30°,O为边AN上一点,以O为圆心、2为半径作⊙O,交AN于D、E两点,设AD=x,⑴如图⑴当x取何值时,⊙O与AM相切;⑵如图⑵当x为何值时,⊙O与AM相交于B、C两点,且∠BOC=90°.【答案】(1)设AM与⊙O相切于点B,并连接OB,则OB⊥AB;在△AOB中,∠A=30°,则AO=2OB=4,所以AD=AO-OD,即AD=2.x=AD=2.(2)过O点作OG⊥AM于G∵OB=OC=2,∠BOC=90°,∴BC=,,∵∠A=30°∴OA=图(2)∴x=AD= 2类型二、三角形的内切圆3.如图,点I 为△ABC 的内心,点O 为△ABC 的外心,∠O =140°,则∠I 为( ) (A )140° (B )125° (C )130° (D )110°【答案】B .【解析】因点O 为△ABC 的外心,则∠BOC 、∠A 分别是BC 所对的圆心角、圆周角,所以∠O =2∠A ,故∠A =21×140°=70°.又因为I 为△ABC 的内心, 所以∠I =90°+21∠A =90°+21×70°=125°.【总结升华】本题考查圆心角与圆周角的关系,内心、外心的概念.注意三角形的内心与两顶点组成的角与另一角的关系式.类型三、与相切有关的计算与证明【高清ID 号: 356967 关联的位置名称(播放点名称):经典例题4】4. 如图,已知直径与等边△ABC 的高相等的圆O 分别与边AB 、BC 相切于点D 、E ,边AC 过圆心O与圆O 相交于点F 、G. (1) 求证:DE ∥AC.(2) 若△ABC 的边长为a ,求△ECG 的面积.【答案与解析】(1)∵△ABC 是等边三角形,∴∠B=∠A=60°∵AB 、BC 是圆O 的切线,D 、E 是切点,∴BD=BE.∴∠BDE=60°=∠A, ∴DE//AC.(2)分别连接OD 、OE ,作EH ⊥AC 于点H .∵AB 、BC 是圆O 的切线,D 、E 是切点,O 是圆心, ∴∠ADO=∠OEC=90°,OD=OE ,AD=EC.∴△ADO ≌△CEO,有AO=OC=12a . ∵圆O 直径等于△ABC 的高,∴半径 ,∴CG=OC+OG=2a . ∵EH ⊥OC ,∠C =60°,可推知EH =8a . ∴【总结升华】本题是一道综合性很强的习题,考查到切线的性质,全等三角形的判断,等边三角形的性质等,是一道很不错的题.。
初中数学-切线长定理典型例题
例 如图,△ABC 内接于大⊙O ,∠B =∠C ,小⊙O 与AB 相切于点D .求证:AC 是小圆的切线.分析 AC 与小⊙O 的公共点没有确定,故应过O 作AC 的垂线段OE .再证明OE 等于小圆半径,用“到圆心的距离等于半径的直线是圆的切线”来判定AC 是小圆的切线. 证明 连结OD ,作OE ⊥AC 于E . ∵∠B =∠C ,∴AB=AC .又AB 与⊙O 小相切于D ,∴OD ⊥AB . ∵OE ⊥AC ,∴OD=OE .即小⊙O 的圆心O 到AC 的距离等于半径,所以AC 是小圆的切线. 说明:(1)本题为证明切线的两个常见方法(①连半径证垂直;②作垂直证半径.)之一;(2)本题为基本题型,但应用到切线的性质和判定;(3)本题为教材110页例4的变形题.例 (大连市,l 999)阅读:“如图△ABC 内接于⊙O ,∠CAE=∠B . 求证:AE 与⊙O 相切于点A . 证明:作直径AF ,连结FC ,则∠ACF =90°.∴ ∠AFC+∠CAF =90°. ∵∠B =∠AFC . ∴ ∠B+∠CAF =90°. 又∵ ∠CAE=∠B ,∴ ∠CAE+∠CAF =90°. 即AE 与⊙O 相切于点A .问题:通过阅读所得到的启示证明下题(阅读题中的结论可以直接应用).问题:通过阅读所得到的启示证明下题(阅读题中的结论可以直接应用).如图,已知△ABC 内接于⊙O .P 是CB 延长线上一点,连结AP .且PA 2=PB ·PC . 求证:PA 是⊙O 的切线. 证明:∵PA 2=PB ·PC ,∴PAPB PC PA .又∵ ∠P=∠P ,∴△PAB ∽△PCA . ∠PAB=∠C . 由阅读题的结论可知,PA 是⊙O 的切线. 说明:(1)此题的阅读材料来源于教材第117页B 组第1题;(2)应用“连半径证垂直”证明切线.例 (西宁,1999)已知:如图,Rt △ABC 中,∠C=90°,以AB 为直径的⊙O 交斜边AB 于E ,OD ∥AB . 求证:(1)ED 是⊙O 的切线;(2)2 DE 2=BE ·OD证明:(1)连结OE 、CE ,则CE ⊥AB . 在Rt △ABC 中,∵OA=OC ,OD ∥AB ,∴D 为BC 的中点,∴DE=CD , 又∵OC=OE ,OD=OD ,∴△COD ≌△EOD ,∴∠OED=∠OCD=90°,∴ED 是⊙O 的切线.(2)在Rt △ABC 中,CE ⊥AB ,∴△CBE ∽△ABC ,∴CB 2=BE ·AB , ∵OD 为△ABC 的中位线,∴AB=2OD ,BC=2ED ,∴(2ED )2=BE ·2OD 即2 DE 2=BE ·OD 说明:此题为综合题,主要应用切线的性质定理、判定定理、射影定理、中位线定理等知识.C典型例题四例 (北京市西城区试题,2002)已知:AB 为⊙O 的直径,P 为AB 延长线上的一个动点,过点P 作⊙O 的切线,设切点为C.(1)当点P 在AB 延长线上的位置如图1所示时,连结AC ,作APC 的平分线,交AC 于点D ,请你测量出CDP 的度数;(2)当点P 在AB 延长线上的位置如图2和图3所示时,连结AC ,请你分别在这两个图中用尺规作APC 的平分线(不写做法,保留作图痕迹),设此角平分线交AC 于点D ,然后在这两个图中分别测量出CDP 的度数;猜想:CDP 的度数是否随点P 在AB 延长线上的位置的变化而变化?请对你的猜想加以证明.解:(1)测量结果: 45CDP . (2)作图略.图2中的测量结果: 45CDP . 图3中的测量结果: 45CDP .猜想: 45CDP 为确定的值,CDP 的度数不随点P 在AB 延长线上的位置的变化而变化.证法一:连结BC .∵ AB 是⊙O 的直径, ∴ 90ACB .∵ PC 切⊙O 于点C , ∴ A 1.∵ PD 平分APC ,.454,3,21432 CDP A CDP∴ 猜想正确. 证法二:连结OC .∵ PC 切⊙O 于点C ,.901. CPO OC PC∵ PD 平分APC ,.45)1(212.121,31.3,.212CPO A CDP A A A OC OA CPO∴ 猜想正确.典型例题五例 (北京市崇文区,2002)已知:ABC ≌C B A ,3,5,90 AC AB B C A ACB ,对应边AC 与C A 重合,如图(1).若将C B A沿CB 边按箭头所示方向平移,如图(2),使边AB 、B A 相交于点D ,边C A 交AB 于点E ,边AC 交B A 于点F ,以C C 为直径在五边形CF C DE 内作半圆O ,设C B 的长为x ,半圆O 的面积为y .1.求y 与x 的函数关系式及自变量x 的取值范围; 2.连结EF ,求EF 与半圆O 相切时的x 的值.解:1.∵ ABC ≌C B A ,3,5,90 AC AB B C A ACB ,,4,.4x C B BC C C x C B BC28)24(2122 x x x y .以C C 为直径在五边形内作半圆,依题意,在运动过程中C A 、AC 与⊙O 始终相切,故只需考虑AB 与⊙O相切的特殊位置,以确定x 的最小值.当C B A 沿CB 边按箭头所示方向平移时, ∵ ABC ≌C B A , ∴ B B , ∴ B DB 是等腰三角形.又∵ ,,C O OC C B BC∴ .O B BO∴ O 是B B 的中点.∴ O 到BD 、D B 的距离相等.∴ AB 与⊙O 相切时,B A 必与⊙O 相切. 设切点分别为G 、H ,连结OG , 则有,,90B B BCA BGO ∴ BOG ∽BAC ..5244324,xx BA BO AC OG解之得.1 x当1 x 或4 x 时,不合题意,∴ 自变量x 的取值范围是41 x . 2.在C BE 和FC B 中,,90,,CF B E C B C B C B B B ∴ C BE ≌FC B .,90,//.C FC FC C E FC C E∴ 四边形CF C E 为矩形. 当EF 与⊙O 相切时,C C C E21. ).4(2143,43,43tan x x x C E BC AC C B C E B解之得.58 x典型例题六例 已知如图,在ABC 中,AC AB ,以AB 为直径的⊙O 交BC 于D ,过D 作⊙O 的切线交AC 于E ,求证:AC DE .分析:因为DE 是⊙O 的切线,D 是切点,所以连OD ,得DE OD ,因此本题的关键在于证明OD AC //. 证明 连结AD 、OD AB 为⊙O 的直径,AC AB , BC AD .D 是BC 中点,O 是AB 的中点, OD 为BAC 的中位线, AC OD // DE 是切线,D 为切点,OD 是⊙O 的半径 DE OD AC DE说明:连结OD 构成了“切线的性质定理”的基本图形,连结AD 构成了圆周角推论的基本图形.典型例题七例 如图,已知⊙O 中,AB 为直径,过B 点作⊙O 的切线,连线CO ,若OC AD //交⊙O 于D .求证:CD 是⊙O 的切线.分析:要证AD 是⊙O 的切线,只须证AD 垂直于过切点D 的半径,由此应想到连结OD .证明 连结OD OC AD // ,A COB 及ODA COD OD OA ,OAD ODA COD COBCO 为公共边,OB ODCOB ≌COD .即ODC B BC 是切线,AB 是直径, 90B , 90ODC , CD 是⊙C 的切线.说明:辅助线OD 构造于“切线的判定定理”与“全等三角形”两个基本图形,先用切线的性质定理,后用判定定理.典型例题八例 如图,以ABC Rt 的一条直角边AB 为直径作圆斜边BC 于E ,F 是AC 的中点,求证:EF 是圆的切线.分析:连OE ,因为EF 过半径OE 的外端,要证EF 是切线,只需证 90OEF . 思路1 连OF ,证OAF ≌OEF ,则有 90OAF OEF思路2 连AE ,则 90AEC ,证 90OAE FAE OEA FEA 证明1 如图,连OF 、OE ,的中位线是中点为中点为ABC OF AB O AC FB BC OF 1//,32 又B OE OB 3,即21 ,OE OA ,OF OF 所以OAF ≌OEF有 90OAF OEF 即EF OE , EF 过半径OE 的外端, 所以EF 是⊙O 的切线.证明2 如图,连结AE 、OE AB 是⊙O 直径 90AEBFA FE AC F AEC中点为9042314321OE OAEF OE 90 FE 过半径OE 的外端 所以EF 是⊙O 的切线说明:这里的辅助线OE ,仍然想着构造“切线判定定理”的基本图形的作用.典型例题九例 如图,已知弦AB 等于半径,连结OB 并延长使.(1)求证AC 是⊙O 的切线;(2)请你在⊙O 上选取一点D ,使得 (自己完成作图,并给出证明过程)证明:(1)即是⊙O 的切线.(2)①作BO 延长线交⊙O 于D ,连接AD ,,所以D 点为所求.②如图,在圆上取一点使得,连结,所以点也为所求.说明:证明一条直线是圆的切线,通常选择:(1)到圆心的距离等于圆的半径的直线是圆的切线;(2)经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.而涉及切线问题时,应灵活运用切线的性质,通常连结切点和圆心.题目的第(2)问是分类讨论问题,当题目中的图形未给定时,作图时,应将所有符合条件的图形作出,再分别解答.典型例题十例 已知:直线AB 经过⊙O 上的点C ,并且CB CA OB OA ,.求证:直线AB 是⊙O 的切线.证明 连结OC .∵CB CA OB OA ,,∴OC 是等腰三角形OAB 底边AB 上的中线. ∴.OC AB ∴AB 是⊙O 的切线.说明:本题考查切线的判定,解题关键是作出辅助线,易错点是把求证的结论“AB 是⊙O 的切线”.作为条件使用,造成推理过程中的逻辑混乱.典型例题十一例 如图,AB 是⊙O 直径,弦AB CD //,连AD ,并延长交⊙O 过点B 的切线于E ,作AC EG 于G .求证:.CG AC证明 连结BC 交AE 于F 点...21,32.31,//BF AF CD ABBE 为⊙O 切线,...54,21.9051,9042.EF AF EF BF BE ABAB 为直径,∴.AC BC..//,CG AC BC EG AC EG说明: 本题主要考查切线的性质,解题关键是作辅助线.典型例题十二例 如图,AB 是⊙O 的直径,CD 是⊙O 的切线,C 为切点,AD 交⊙O 于点E ,AC AB AD ,5,4 平分BDA .(1)求证:CD AD .(2)求AC .证明 (1)连OC .CD 切⊙O 于C ,∴.CD OC..//.32,21.31,CD AD AD OC OC OA解 (2)连BC .AB 是⊙O 的直径,∴ 90ACB .ABC ADC ,21,90 ∽.ACD∴.AD AC AC AB 即.52.45 AC ACAC 说明:在题目条件中若有切线,常常要作出过切点的半径.利用三角形相似的知识求出线段的长.典型例题十三例 (北京朝阳区试题,2002)已知:在内角不确定的ABC 中,AC AB ,点E 、F 分别在AB 、AC 上,BC EF //,平行移动EF ,如果梯形EBCF 有内切圆, 当21 AB AE 时,322sin B ; 当31 AB AE 时,23sin B (提示:43223 ); 当41 AB AE ,54sin B . (1)请你根据以上所反映的规律,填空:当51AB AE 时,B sin 的值等于_________; (2)当nAB AE 1时(n 是大于1的自然数),请用含n 的代数式表示 B sin ___________,并画出图形、写出已知、求证和证明过程。
第21讲 切线长定理(基础)(解析版)-2021-2022学年九年级数学上册课堂讲义(人教版)
学科教师辅导教案切线长是指圆外一点和切点之间的线段的长,不是“切线的长”的简称.切线是直线,而非线段. 2.切线长定理:从圆外一点可以引圆的两条切线,它们的切线长相等,这一点和圆心的连线平分两条切线的夹角.要点诠释:切线长定理包含两个结论:线段相等和角相等.3.圆外切四边形的性质:圆外切四边形的两组对边之和相等.要点三、三角形的内切圆1.三角形的内切圆:与三角形各边都相切的圆叫做三角形的内切圆.2.三角形的内心:三角形内切圆的圆心是三角形三条角平分线的交点,叫做三角形的内心.要点诠释:(1) 任何一个三角形都有且只有一个内切圆,但任意一个圆都有无数个外切三角形;(2) 解决三角形内心的有关问题时,面积法是常用的,即三角形的面积等于周长与内切圆半径乘积的一半,即(S为三角形的面积,P为三角形的周长,r为内切圆的半径).(3) 三角形的外心与内心的区别:名称确定方法图形性质外心(三角形外接圆的圆心) 三角形三边中垂线的交点(1)OA=OB=OC;(2)外心不一定在三角形内部内心(三角形内切圆的圆心) 三角形三条角平分线的交点(1)到三角形三边距离相等;(2)OA、OB、OC分别平分∠BAC、∠ABC、∠ACB;(3)内心在三角形内部.【典型例题】类型一、切线长定理1.如图,PA、PB、DE分别切⊙O于A、B、C,⊙O的半径长为6 cm,PO=10 cm,求△PDE的周长.【答案与解析】连结OA ,则OA ⊥AP .在Rt △POA 中,PA ===8(cm ). 由切线长定理,得EA =EC ,CD =BD ,PA =PB , ∴ △PDE 的周长为PE +DE +PD =PE +EC +DC +PD ,=PE +EA +PD +DB =PA +PB =16(cm ).【总结升华】本题考查切线长定理、切线的性质、勾股定理.注意:在有关圆的切线长的计算中,往往利用切线长定理进行线段的转换.2. 如图,△ABC 中,∠ACB=90°,以AC 为直径的⊙O 交AB 于D ,E 为BC 中点.求证:DE 是⊙O 切线.【答案与解析】连结OD 、CD ,AC 是直径,∴OA=OC=OD ,∴∠OCD=∠ODC ,∠ADC=90°,∴△CDB 是直角三角形.∵E 是BC 的中点,∴DE=EB=EC ,∴∠ECD=∠EDC ,∠ECD+∠OCD=90°, ∴∠EDC+∠ODC=90°,即OD ⊥ED , ∴DE 是⊙O 切线.【总结升华】自然连接OD ,可证OD ⊥DE.2. 已知:如图,AB 是⊙O 的直径,BC 是⊙O 的切线,切点为B ,OC 平行于弦AD ,求证:DC 是⊙O 的切线.22OA OP -22610-【答案与解析】连接OD .∵ OA=OD ,∴∠1=∠2.∵ AD ∥OC , ∴∠1=∠3,∠2=∠4. 因此 ∠3=∠4.又∵ OB=OD ,OC=OC ,∴ △OBC ≌△ODC . ∴∠OBC=∠ODC .∵BC 是⊙O 的切线,∴∠OBC=90°, ∴∠ODC=90°, ∴ DC 是⊙O 的切线.【总结升华】因为AB 是直径,BC 切⊙O 于B ,所以BC ⊥AB .要证明DC 是⊙O 的切线,而DC 和⊙O 有公共点D ,所以可连接OD ,只要证明DC ⊥OD .也就是只要证明∠ODC=∠OBC.而这两个角分别是△ODC 和△OBC 的内角,所以只要证△ODC ≌△OBC .这是不难证明的.举一反三:【变式】已知:如图,⊙O 为的外接圆,为⊙O 的直径,作射线,使得平分,过点作于点.求证:为⊙O 的切线.【答案】连接.∵ ,∴ .∵ ,∴ . ∴ . ∴ ∥.∵ ,∴ .∴ . ∵ 是⊙O 半径,∴ 为⊙O 的切线.ABC ∆BC BF BA CBF ∠A AD BF ⊥D DA OFD CBA3421OFD CBAAO AO BO =23∠=∠BA CBF ∠平分12∠=∠31∠=∠DB AO AD DB ⊥90BDA ∠=︒90DAO ∠=︒AO DA类型二、三角形的内切圆3.已知:如图,△ABC 的三边BC=a ,CA=b ,AB=c ,它的内切圆O 的半径长为r .求△ABC 的面积S .【答案与解析】设内切圆与三角形的三边AB 、AC 、BC 分别交于D 、E 、F , 连接OE 、 OF 、OD 、AO 、BO 、CO.∴△ABC=△AO B +△AO C +△BO C=r(a+b+c). 【总结升华】考虑把△ABC 的面积分割成3个以圆的半径为高的三角形面积的和,从而求出△ABC 的面积. 举一反三:【变式】已知如图,△ABC 中,∠C=90°,BC=4,AC=3,求△ABC 的内切圆⊙O 的半径r.【答案】连结OA 、OB 、OC ,∵△ABC 中,∠C=90°,BC=4,AC=3,∴AB=5. 则S △AOB +S △COB +S △AOC =S △ABC ,即类型三、与相切有关的计算与证明4.如图,平行四边形ABCD 中,以A 为圆心,AB 为半径的圆交AD 于F ,交BC 于G ,延长BA 交圆于E .(1)若ED 与⊙A 相切,试判断GD 与⊙A 的位置关系,并证明你的结论; (2)在(1)的条件不变的情况下,若GC =CD =5,求AD 的长.1211115+4+3=34=12222r r r r ⨯⨯⨯⨯⨯,G FEDCBA相切在圆上, 是平行四边形,相切,∴相切,,∴ ,∴.O AG 3=∠A 90AED =︒DG A 5GC CD ==DC 4∠BC ∠26∠10A.(a +b +c )r B.2(a +b +c ) C.(a +b +c )r D.(a +b +c )r3. 在平面直角坐标系xOy 中,以点(-3,4)为圆心,4为半径的圆( )A .与x 轴相交,与y 轴相切B .与x 轴相离,与y 轴相交C .与x 轴相切,与y 轴相交D .与x 轴相切,与y 轴相离4. 如图所示,⊙O 的外切梯形ABCD 中,如果AD ∥BC ,那么∠DOC 的度数为( ) A.70° B.90° C.60° D.45°第4题图 第5题图5.如图,是的切线,切点为A ,PA =2,∠APO =30°,则的半径为( )A.1B. C.2 D.46.已知如图所示,等边△ABC 的边长为2cm ,下列以A 为圆心的各圆中, 半径是3cm 的圆是( )二、填空题7.如图,⊙I 是△ABC 的内切圆,切点分别为点D 、E 、F ,若∠DEF=52o,则∠A 的度为________.第7题图 第8题图 第9题图8.如图,一圆内切于四边形ABCD ,且AB=16,CD=10,则四边形ABCD 的周长为________. 9.如图,已知⊙O 是△ABC 的内切圆,∠BAC=50o,则∠BOC 为____________度.2131PA O ⊙3O ⊙310.如图,、分别切⊙于点、,点是⊙上一点,且,则____度.第10题图 第11题图11.如图,PA 与⊙O 相切,切点为A ,PO 交⊙O 于点C ,点B 是优弧CBA 上一点,若∠ABC=32°,则∠P 的度数为 .12.如图是油路管道的一部分,延伸外围的支路恰好构成一个直角三角形,两直角边分别为6m 和8m.按照输油中心O 到三条支路的距离相等来连接管道,则O 到三条支路的管道总长(计算时视管道为线,中心O 为点)是________.三、解答题13. 已知:如图,AB 为⊙O 的直径,⊙O 过AC 的中点D ,DE ⊥BC 于点E .求证:DE 为⊙O 的切线.14.已知:如图,点是⊙的直径延长线上一点,点 在⊙上,且 求证:是⊙的切线;PA PB O A B E O60=∠AEB =∠P OEDCBAD O CA B O .OA AB AD ==BD O FE DCBAOO(第12题图)15. 已知:如图,PA ,PB ,DC 分别切⊙O 于A ,B ,E 点.(1)若∠P=40°,求∠COD ;(2)若PA=10cm ,求△PCD 的周长.【答案与解析】 一、选择题 1.【答案】C.【解析】经过半径的外端,并且垂直于这条半径的直线是圆的切线. 2.【答案】A.【解析】连结内心与三个顶点,则△ABC 的面积等于三个三角形的面积之和,所以△ABC 的面积为a ·r +b ·r +c ·r =(a +b +c )r . 212121213.【答案】C ;【解析】求圆心到坐标轴的距离d 与圆的半径r 比较即可.4.【答案】B ;【解析】由AD ∥BC ,得∠ADC+∠BCD=180°,又AD 、DC 、BC 与⊙O 相切,所以∠ODC=∠ADC ,∠OCD=∠BCD ,所以∠ODC+∠OCD=×180°=90°,所以∠DOC=90°.故选B.5.【答案】C ;【解析】连结OA ,则∠OAP=90°,设OA=x,则OP=2x,由勾股定理可求x=2,故选C.6.【答案】C ;【解析】易求等边△ABC 的高为3cm 等于圆的半径,所以圆A 与BC 相切,故选C. 二、填空题 7.【答案】76°;【解析】连接ID,IF ∵∠DEF=52°, ∴∠DIF=104°,∵D 、F 是切点, ∴DI ⊥AB,IF ⊥AC , ∴∠ADI=∠AFI=90°, ∴∠A=1800-1040=76°.8.【答案】52;【解析】提示:AB+CD=AD+BC. 9.【答案】115°;【解析】∵∠A=500∴∠ABC+∠ACB=130°,∵OB,OC 分别平分∠ABC,∠ACB , ∴∠OBC+∠OCB=65°,∴∠BOC=1800-650=115°.10.【答案】60°;【解析】连结OA 、OB ,则∠AOB=120°,在四边形OAPB 中,∠P=360°-90°-90°-120°=60°. 11.【答案】26°;【解析】连结OA ,则∠AOC=64°,∠P=90°-64°=26°. 12.【答案】6m . 【解析】在直角△ABC 中,BC =8m ,AC =6m .则AB ===10.21212122BC AC +2286+∵中心O 到三条支路的距离相等,设距离是r . △ABC 的面积=△AOB 的面积+△BOC 的面积+△AOC 的面积 即:AC •BC =AB •r+BC •r+AC •r 即:6×8=10r+8r+6r ∴r==2. 故O 到三条支路的管道总长是2×3=6m.三、解答题13.【答案与解析】如图,连接OD . ∵ D 为AC 中点, O 为AB 中点,∴ OD 为△ABC 的中位线. ∴OD∥BC. ∵ DE⊥BC, ∴∠DEC=90°. ∴∠ODE=∠DEC=90°. ∴OD⊥DE 于点D. ∴ DE 为⊙O 的切线. 14.【答案与解析】 连接.∵,∴.∴是等边三角形. ∴.∵,∴. ∴. ∴ .又∵点在⊙上, ∴是⊙的切线 . 15. 【答案与解析】(1)∵PA,PB,DC 分别切圆O 于A,B,E 点∴OC 与OD 就是△PCD 的两个外角的平分线∴∠COD=90°-∠P=90°-20°=70° (2)∵PA 与PB 分别切⊙O 于A 、B 两点,CD 切⊙O 于E ,∴PA=PA=10cm ,CA=CE ,DE=DB ,∴△PCD 的周长=PD+DE+EC+PC=PD+DB+CA+PC=PA+PB=20cm .故答案为20 cm .切线长定理—巩固练习(提高)【巩固练习】 一、选择题 1.给出下列说法:121212124824OB ,OA AB OA OB ==OA AB OB ==ABO ∆160BAO ∠=∠=︒AB AD =230D ∠=∠=︒1290∠+∠=︒DB BO ⊥B O DB O 12231FE DCBA4O①任意一个三角形一定有一个外接圆,并且只有一个外接圆; ②任意一个圆一定有一个内接三角形,并且只有一个内接三角形; ③任意一个三角形一定有一个内切圆,并且只有一个内切圆; ④任意一个圆一定有一个外切三角形,并且只有一个外切三角形. 其中正确的有 ( )A .1个B .2个C .3个D .4个2. 一个直角三角形的斜边长为8,内切圆半径为1,则这个三角形的周长等于 ( ) A .21 B .20 C .19 D .18第2题图 第3题图 第4题图3. 如图,PA 、PB 分别切⊙O 于点A 、B ,AC 是⊙O 的直径,连结AB 、BC 、OP ,则与∠PAB 相等的角(不包括∠PAB 本身)有 ( )A .1个B .2个C .3个D .4个4. 如图,已知△ABC 的内切圆⊙O 与各边相切于点D 、E 、F ,则点O 是△DEF 的 ( ) A .三条中线的交点 B .三条高的交点C .三条角平分线的交点D .三条边的垂直平分线的交点5.△ABC 中,AB =AC ,∠A 为锐角,CD 为AB 边上的高,I 为△ACD 的内切圆圆心,则∠AIB 的度数是( ) A .120° B .125° C .135° D .150°6.一个钢管放在V 形架内,右图是其截面图,O 为钢管的圆心.如果钢管的半径为25 cm ,∠MPN = 60 ,则OP =( ) A .50 cm B .25cmC .cmD .50cm二、填空题7.如图,P 是⊙O 的直径AB 延长线上的一点,PC 与⊙O 相切于点C ,若∠P =20°,则∠A =___________°.333503第7题图 第8题图8.如图,巳知AB 是⊙O 的一条直径,延长AB 至C 点,使得AC=3BC ,CD 与⊙O 相切,切点为D .若CD=,则线段BC 的长度等于 .9.如图,直径分别为CD 、CE 的两个半圆相切于点C ,大半圆M 的弦AB 与小半圆N 相切于点F ,且AB∥CD,AB=4,设、的长分别为x 、y ,线段ED 的长为z ,则z (x+y )= .10.阅读下面材料:对于平面图形A ,如果存在一个圆,使图形A 上的任意一点到圆心的距离都不大于这个圆的半径,则称图形A 被这个圆所覆盖.如图 (1)中的三角形被一个圆所覆盖,图 (2)中的四边形被两个圆所覆盖.回答下列问题:(1)边长为1 cm 的正方形被一个半径为r 的圆所覆盖,r 的最小值是________ cm; (2)边长为1 cm 的等边三角形被一个半径为r 的圆所覆盖,r 的最小值是________ cm;(3)边长为2 cm ,1 cm 的矩形被两个半径都为r 的圆所覆盖,r 的最小值是________ cm ,这两个圆的圆心距是________ cm.11.如图①,将一个量角器与一张等腰直角三角形(△ABC )纸片放置成轴对称图形,∠ACB =90°,CD ⊥AB ,垂足为D ,半圆(量角器)的圆心与点D 重合,量得CE =5cm ,将量角器沿DC 方向平移2cm ,半圆(量角器)恰与△ABC 的边AC 、BC 相切,如图②,则AB 的长为 cm.(精确到0.1cm )POCBACD CE图① (第11题) 图②12.已知:如图,三个半圆以此相外切,它们的圆心都在x 轴的正半轴上并与直线y =x 相切,设半圆C 1、半圆C 2、半圆C 3的半径分别是r 1、r 2、r 3,则当r 1=1时,r 3= .三、解答题13. 如图,△ABC 中,∠ACB=90°,以AC 为直径的⊙O ,交AB 于D ,E 为BC 中点.求证:DE 是⊙O 切线.14. 如图(1)所示,已知AB 为⊙O 的直径,PA 、PC 是⊙O 的切线,A 、C 分别为切点,∠BAC =30°. (1)求∠P 的大小;(2)若AB =2,求PA 的长(结果保留根号).图(1)15.阅读材料:如图(一),△ABC 的周长为l ,内切圆O 的半径为r ,连接OA 、OB 、OC ,△ABC 被划分为三个小三角形,用S △ABC 表示△ABC 的面积.33∵S△ABC=S△OAB+S△OBC+S△OCA.又∵S△OAB= AB•r,S△OBC= BC•r,S△OCA= CA•r∴S△ABC= AB•r+ BC•r+ CA•r= •l•r(可作为三角形内切圆半径公式)(1)理解与应用:利用公式计算边长分为5、12、13的三角形内切圆半径;(2)类比与推理:若四边形ABCD存在内切圆(与各边都相切的圆,如图(二))且面积为S,各边长分别为a、b、c、d,试推导四边形的内切圆半径公式;(3)拓展与延伸:若一个n边形(n为不小于3的整数)存在内切圆,且面积为S,各边长分别为a1、a2、a3、…、a n,合理猜想其内切圆半径公式(不需说明理由).【答案与解析】一、选择题 1.【答案】B ; 【解析】②④错误. 2.【答案】D ;【解析】∵AD=AF,BD=BE,CE=CF , ∴周长=8,故选D. 3.【答案】C ;【解析】∠PAB=∠PBA=∠POA=∠ACB ,有3个. 4.【答案】D ;【解析】 点O 是△DEF 的外接圆的圆心(即外心),是三条边的垂直平分线的交点,故选D. 5.【答案】C ; 6.【答案】A ;【解析】∠MPN=60°,可得∠OPM=30°,可得OP=2OM=50. 二、填空题7.【答案】∠A =35°;【解析】由PC 与⊙O 相切于点C ,得∠PCO =90°,而∠P =20°,所以∠POC =70°; 因为OA =OC ,所以∠A =∠ACO ;又∠A +∠ACO =∠POC =70°,故∠A =35°.8.【答案】1; 【解析】连结OD ,∵CD 与⊙O 相切,切点为D ,∴∠ODC=90°,设⊙O 的半径为r,则OC=2r , 在Rt △ODC 中,有勾股定理得r=1,BC=r=1. 9.【答案】8π;【解析】过M 作MG⊥AB 于G ,连MB ,NF ,如图,而AB=4, ∴BG=AG=2,∴MB 2﹣MG 2=22=4,又∵大半圆M 的弦与小半圆N 相切于点F , ∴NF⊥AB, ∵AB∥CD, ∴MG=NF,设⊙M,⊙N 的半径分别为R ,r , ∴z(x+y )=(CD ﹣CE )(π•R+π•r),=(2R ﹣2r )(R+r )•π,=(R 2﹣r 2)•2π, = 4•2π, =8π.故答案为:8π. 10.【答案】 (1); (2); (3); 1. 【解析】图形被圆覆盖,圆一定大于图形的外接圆,它的最小半径就是外接圆半径.(1)正方形的外接圆半径,是对角线的一半,因此r 的最小值是cm. 21218⨯+⨯=22332222(2)等边三角形的外接圆半径是其高的,故r 的最小值是 cm.(3)r 的最小值是cm ,圆心距是1 cm. 11.【答案】24.5;【解析】如图,设图②中半圆的圆心为O ,与BC 的切点为M , 连接OM , 则OM⊥MC, ∴∠OMC=90°,依题意知道∠DCB=45°, 设AB 为2x ,∵△ABC 是等腰直角三角形, ∴CD=BD=x,而CE=5cm ,又将量角器沿DC 方向平移2cm , ∴半圆的半径为x ﹣5,OC=x ﹣2,∴CM=OM= x ﹣5,在Rt △CMO 中, ∴AB=2x=2×≈24.5(cm ). 12.【答案】9.【解析】由三个半圆依次与直线y =x 相切并且圆心都在x 轴上,∴y =x 倾斜角是30°, ∴得OO =2r ,OO 2=2r ,003=2r ,r 1=1,∴r 3=9.故答案为9.三、解答题13. 【答案与解析】 连接OD ,CD ∵AC 是⊙O 直径 ∴CD ⊥AB ∵E 为BC 中点 ∴ED=EC∴∠EDC=∠ECD又∵OD=OC∴∠ODC=∠OCD∴∠EDC+∠ODC=∠ECD+∠OCD ∴∠ODE=∠OCE=90° ∴DE 是⊙O 的切线.14. 【答案与解析】(1)PA 是⊙O 的切线,AB 为⊙O 的直径,∴ PA ⊥AB . 图(2)∴ ∠BAP =90°∴ ∠BAC =30°. ∴ ∠CAP =90°-∠BAC =60°. 又∵ PA 、PC 切⊙O 于点A 、C ,∴ PA =PC ,∴ △PAC 为等边三角形, ∴ ∠P =60°.32332228,+(x-5)=x-2,x=32(8)+3233331123(2)连接BC ,如图(2),则∠ACB =90°.在Rt △ACB 中,AB =2,∠BAC =30°,∴ BC =1.由勾股定理又求得AC =, 由(1)知PA =PC =.15. 【答案与解析】(1)以5,12,13为边长的三角形为直角三角形,易求,得;(2)连接OA ,OB ,OC ,OD ,并设内接圆半径为r ,如图,可得S 四边形ABCD =S △OAB +S △OBC +S △OCD +S △ODA =a •r+b •r+c •r+d •r=(a+b+c+d )•r . ∴;(3)猜想: .3311512=++22⨯⨯(51213)r。
切线长定理及三角形的内切圆—知识讲解(提高)
切线长定理及三角形的内切圆—知识讲解(提高)责编:常春芳【学习目标】1.了解切线长定义;理解三角形的内切圆及内心的定义;2.掌握切线长定理;利用切线长定理解决相关的计算和证明.【要点梳理】要点一、切线长定理1.切线长:经过圆外一点能够作圆的两条切线,切线上这一点到切点间的线段长叫做这点到圆的切线长.要点诠释:切线长是指圆外一点和切点之间的线段的长,不是“切线的长”的简称.切线是直线,而非线段. 2.切线长定理:从圆外一点作圆的两条切线,两切线长相等,圆心与这一点的连线平分两条切线的夹角.要点诠释:切线长定理包含两个结论:线段相等和角相等.要点二、三角形的内切圆1.三角形的内切圆:与三角形各边都相切的圆叫做三角形的内切圆,内切圆的圆心叫做三角形的内心,这个三角形叫作圆的外切三角形.三角形的内心到三角形的三边距离相等.2.三角形的内心:三角形内切圆的圆心是三角形三条角平分线的交点,叫做三角形的内心. 三角形的内心是这个三角形的三条角平分线的交点.要点诠释:(1) 任何一个三角形都有且只有一个内切圆,但任意一个圆都有无数个外切三角形;(2) 解决三角形内心的有关问题时,面积法是常用的,即三角形的面积等于周长与内切圆半径乘积的一半,即(S为三角形的面积,P为三角形的周长,r为内切圆的半径).名称确定方法图形性质外心(三角形外接圆的圆心) 三角形三边中垂线的交点(1)OA=OB=OC;(2)外心不一定在三角形内部内心(三角形内切圆的圆心) 三角形三条角平分线的交点(1)到三角形三边距离相等;(2)OA、OB、OC分别平分∠BAC、∠ABC、∠ACB;(3)内心在三角形内部.【典型例题】类型一、切线长定理1.(2015•常德)已知如图,以Rt△ABC的AC边为直径作⊙O交斜边AB于点E,连接EO并延长交BC的延长线于点D,点F为BC的中点,连接EF.(1)求证:EF是⊙O的切线;(2)若⊙O的半径为3,∠EAC=60°,求AD的长.【答案与解析】证明:(1)如图1,连接FO,∵F为BC的中点,AO=CO,∴OF∥AB,∵AC是⊙O的直径,∴CE⊥AE,∵OF∥AB,∴OF⊥CE,∴OF所在直线垂直平分CE,∴FC=FE,OE=OC,∴∠FEC=∠FCE,∠0EC=∠0CE,∵∠ACB=90°,即:∠0CE+∠FCE=90°,∴∠0EC+∠FEC=90°,即:∠FEO=90°,∴FE为⊙O的切线;(2)如图2,∵⊙O的半径为3,∴AO=CO=EO=3,∵∠EAC=60°,OA=OE,∴∠EOA=60°,∴∠COD=∠EOA=60°,∵在Rt△OCD中,∠COD=60°,OC=3,∴CD=,∵在Rt△ACD中,∠ACD=90°,CD=,AC=6,∴AD=.【总结升华】本题是一道综合性很强的习题,考查了切线的判定和性质,三角形的中位线的性质,勾股定理,线段垂直平分线的性质等,熟练掌握定理是解题的关键.举一反三:【变式】已知:如图,在梯形 ABCD中,AB∥DC,∠B=90°,AD=AB+DC,AD是⊙O的直径.求证:BC和⊙O相切.【答案】作OE⊥BC,垂足为E,∵ AB∥DC,∠B=90°,∴ OE∥AB∥DC,∵ OA=OD,∴ EB=EC,∴ BC是⊙O的切线.2.已知:如图,AB是⊙O的直径,BC是⊙O的切线,切点为B,OC平行于弦AD,求证:DC是⊙O的切线.【答案与解析】解:连接OD.∵ OA=OD,、∴∠1=∠2.∵ AD∥OC,∴∠1=∠3,∠2=∠4.∴∠3=∠4.又∵ OB=OD,OC=OC,∴△OBC≌△ODC.∴∠OBC=∠ODC.∵BC是⊙O的切线,∴∠OBC=90°,∴∠ODC=90°,∴ DC是⊙O的切线.【总结升华】因为AB是直径,BC切⊙O于B,所以BC⊥AB.要证明DC是⊙O的切线,而DC和⊙O有公共点D,所以可连接OD,只要证明DC⊥OD.也就是只要证明∠ODC=∠OBC.而这两个角分别是△ODC和△OBC的内角,所以只要证△ODC≌△OBC.这是不难证明的.举一反三:【变式】已知:∠MAN=30°,O 为边AN 上一点,以O 为圆心、2为半径作⊙O ,交AN 于D 、E 两点,设AD=x ,⑴如图⑴当x 取何值时,⊙O 与AM 相切;⑵如图⑵当x 为何值时,⊙O 与AM 相交于B 、C 两点,且∠BOC=90°.【答案】解:(1)设AM 与⊙O 相切于点B ,连接OB ,则OB ⊥AB ;在Rt △AOB 中,∠A=30°, 则AO=2OB=4, ∴ AD=AO-OD , 即AD=2.x=AD=2. (2)过O 点作OG⊥AM 于G∵OB=OC=2,∠BOC=90°,∴BC=22 ∵OG⊥BC,2,2,在Rt △OAG 中,∠A=30°∴OA=2OG=22,MNEDO图(1).MANEDBCO图(2)∴x=AD=22-23.(2014•高港区二模)矩形ABCD中,AB=4,AD=3,以AB为直径在矩形内作半圆.DE切⊙O于点E(如图),则tan∠CDF的值为()A.B.C.D.【答案】B;【解析】解:如图,设FC=x,AB的中点为O,连接DO、OE.∵AD、DE都是⊙O的切线,∴DA=DE=3.又∵EF、FB都是⊙O的切线,∴EF=FB=3﹣x.∴在Rt△DCF中,由勾股定理得,(6﹣x)2=x2+42,解得,x=,则tan∠CDF===.故选B.类型二、三角形的内切圆4.(2015•西青区二模)已知四边形ABCD中,AB∥CD,⊙O为内切圆,E为切点.(Ⅰ)如图1,求∠AOD的度数;(Ⅱ)如图1,若AO=8cm,DO=6cm,求AD、OE的长;(Ⅲ)如图2,若F是AD的中点,在(Ⅱ)中条件下,求FO的长.OCBA【答案与解析】解:(Ⅰ)∵⊙O 为四边形ABCD 的内切圆, ∴AD、AB 、CD 为⊙O 的切线, ∴OD 平分∠ADC,OA 平分∠BAD, 即∠O DA=∠ADC,∠OAD=∠BAC, ∵AB∥CD,∴∠ADC+∠BAC=180°, ∴∠ODA+∠OAD=90°, ∴∠AOD=90°;(Ⅱ)在Rt△AOD 中,∵AO=8cm,DO=6cm , ∴AD==10(cm ),∵AD 切⊙O 于E ,∴OE⊥AD, ∴OE•AD=OD•OA, ∴OE==(cm );(Ⅲ)∵F 是AD 的中点, ∴FO=AD=×10=5(cm ).【总结升华】本题考查了三角形的内切圆与内心,也考查了切线长定理. 举一反三:【变式】如图,△ABC 中,∠C=90°,BC=4,AC=3,⊙O 内切与△ABC ,则△ABC 去除⊙O 剩余阴影部分的面积为( )A.12-πB. 12-2πC. 14-4πD. 6-π【答案】D.。
人教版第24章圆的知识点及典型例题
圆知识点总结一.圆的定义1.在一个平面内,线段OA绕它固定的一个端点O旋转一周,另一个端点A所形成的图形叫圆.这个固定的端点O叫做圆心,线段OA叫做半径.以O点为圆心的圆记作⊙O,读作圆O.2.圆是在一个平面内,所有到一个定点的距离等于定长的点组成的图形.3.确定圆的条件:⑴圆心;⑵半径,其中圆心确定圆的位置,半径长确定圆的大小.二.同圆、同心圆、等圆1.圆心相同且半径相等的圆叫做同圆;#2.圆心相同,半径不相等的两个圆叫做同心圆;3.半径相等的圆叫做等圆.三.弦和弧1.连结圆上任意两点的线段叫做弦.经过圆心的弦叫做直径,并且直径是同一圆中最长的弦,直径等于半径的2倍.2.圆上任意两点间的部分叫做圆弧,简称弧.以A B、为端点的弧记作AB,读作弧AB.在同圆或等圆中,能够重合的弧叫做等弧.*3.圆的任意一条直径的两个端点把圆分成两条弧,每一条弧都叫做半圆.在一个圆中大于半圆的弧叫做优弧,小于半圆的弧叫做劣弧.4.从圆心到弦的距离叫做弦心距.5.由弦及其所对的弧组成的图形叫做弓形.四.与圆有关的角及相关定理1.顶点在圆心的角叫做圆心角.将整个圆分为360等份,每一份的弧对应1︒的圆心角,我们也称这样的弧为1︒的弧.圆心角的度数和它所对的弧的度数相等.2.顶点在圆上,并且两边都和圆相交的角叫做圆周角.…圆周角定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半.推论1:在同圆或等圆中,如果两个圆周角相等,它们所对的弧一定相等.推论2:半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90︒的圆周角所对的弦是直径.(在同圆中,半弧所对的圆心角等于全弧所对的圆周角)3.顶点在圆内,两边与圆相交的角叫圆内角.圆内角定理:圆内角的度数等于圆内角所对的两条弧的度数和的一半.4.顶点在圆外,两边与圆相交的角叫圆外角.【圆外角定理:圆外角的度数等于圆外角所对的长弧的度数与短弧的度数的差的一半. 5.圆内接四边形的对角互补,一个外角等于其内对角.6.如果三角形一边上的中线等于这边的一半,那么这个三角形是直角三角形.7.圆心角、弧、弦、弦心距之间的关系定理:在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦相等,所对的弦的弦心距相等.推论:在同圆或等圆中,如果两个圆心角、两条弧、两条弦或两条弦的弦心距中有一组量相等,那么它们所对应的其余各组量分别相等. :五.垂径定理1.垂径定理:垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的两条弧.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; 2.其它正确结论:⑴ 弦的垂直平分线经过圆心,并且平分弦所对的两条弧;⑵ 平分弦所对的一条弧的直径,垂直平分弦,并且平分弦所对的另一条弧. ⑶ 圆的两条平行弦所夹的弧相等. \3.知二推三:⑴直径或半径;⑵垂直弦;⑶平分弦;⑷平分劣弧;⑸平分优弧.以上五个条件知二推三.注意:在由⑴⑶推⑵⑷⑸时,要注意平分的弦非直径. 4.常见辅助线做法:⑴过圆心,作垂线,连半径,造RT △,用勾股,求长度;⑵有弧中点,连中点和圆心,得垂直平分. 相关题目: {1.平面内有一点到圆上的最大距离是6,最小距离是2,求该圆的半径 2.(08郴州)已知在O ⊙中,半径5r =,AB CD ,是两条平行弦,且86AB CD ==,,则弦AC 的长为__________.. 六.点与圆的位置关系 1.点与圆的位置有三种:⑴点在圆外⇔d r >;⑵点在圆上⇔d r =;⑶点在圆内⇔d r <.》2.过已知点作圆⑴经过点A 的圆:以点A 以外的任意一点O 为圆心,以OA 的长为半径,即可作出过点A 的圆,这样的圆有无数个. ⑵经过两点A B 、的圆:以线段AB 中垂线上任意一点O 作为圆心,以OA 的长为半径,即可作出过点A B 、的圆,这样的圆也有无数个.⑶过三点的圆:若这三点A B C 、、共线时,过三点的圆不存在;若A B C 、、三点不共线时,圆心是线段AB 与BC 的中垂线的交点,而这个交点O 是唯一存在的,这样的圆有唯一一个. ⑷过n ()4n ≥个点的圆:只可以作0个或1个,当只可作一个时,其圆心是其中不共线三点确定的圆的圆心.3.定理:不在同一直线上的三点确定一个圆. —注意:⑴“不在同一直线上”这个条件不可忽视,换句话说,在同一直线上的三点不能作圆;⑵“确定”一词的含义是“有且只有”,即“唯一存在”.4.三角形的外接圆⑴经过三角形三个顶点的圆叫做三角形的外接圆,外接圆的圆心是三角形三条边垂直平分线的交点,叫做三角形的外心,这个三角形叫做这个圆的内接三角形. ⑵三角形外心的性质:①三角形的外心是指外接圆的圆心,它是三角形三边垂直平分线的交点,它到三角形各顶点的距离相等;②三角形的外接圆有且只有一个,即对于给定的三角形,其外心是唯一的,但一个圆的内接三角形却有无数个,这些三角形的外心重合.|⑶锐角三角形外接圆的圆心在它的内部(如图1);直角三角形外接圆的圆心在斜边中点处(即直角三角形外接圆半径等于斜边的一半,如图2);钝角三角形外接圆的圆心在它的外部(如图3).图3图2图1CBCC五.直线和圆的位置关系的定义、性质及判定从另一个角度,直线和圆的位置关系还可以如下表示:四.切线的性质及判定1. 切线的性质:定理:圆的切线垂直于过切点的半径.推论1:经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点.推论2:经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心.、2. 切线的判定定义法:和圆只有一个公共点的直线是圆的切线;距离法:和圆心距离等于半径的直线是圆的切线;定理:经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.3. 切线长和切线长定理:⑴在经过圆外一点的圆的切线上,这点和切点之间的线段的长,叫做这点到圆的切线长.⑵从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等,圆心和这一点的连线平分两条切线的夹角.:五.三角形内切圆1. 定义:和三角形各边都相切的圆叫做三角形的内切圆,内切圆的圆心叫做三角形的内心,这个三角形叫做圆的外切三角形.2. 多边形内切圆:和多边形的各边都相切的圆叫做多边形的内切圆,该多边形叫做圆的外切多边形.六.圆和圆的位置关系的定义、性质及判定设O O、⊙⊙的半径分别为(其中),两圆圆心距为,则两圆位置关系如下表:|位置关系图形定义性质及判定外离两个圆没有公共点,并且每个圆上的点都在另一个圆的外部.—d R r>+⇔两圆外离外切两个圆有唯一公共点,并且除了这个公共点之外,每个圆上的点都在另一个圆的外部.d R r=+⇔两圆外切相交#两个圆有两个公共点.R r d R r-<<+⇔两圆相交内切两个圆有唯一公共点,并且除了这个公共点之外,一个圆上的点都在另一个圆的内部.d R r=-⇔两圆内切内含>两个圆没有公共点,并且一个圆上的点都在另一个圆的内部,两圆同心是两圆内含的一种特例.0d R r≤<-⇔两圆内含说明:圆和圆的位置关系,又可分为三大类:相离、相切、相交,其中相离两圆没有公共点,它包括外离与内含两种情况;相切两圆只有一个公共点,它包括内切与外切两种情况.七.正多边形与圆,1. 正多边形的定义:各条边相等,并且各个内角也都相等的多边形叫做正多边形.2. 正多边形的相关概念:⑴正多边形的中心:正多边形的外接圆的圆心叫做这个正多边形的中心.⑵正多边形的半径:正多边形外接圆的半径叫做正多边形的半径.⑶正多边形的中心角:正多边形每一边所对的圆心角叫做正多边形的中心角.⑷正多边形的边心距:中心到正多边形的一边的距离叫做正多边形的边心距.~3. 正多边形的性质:⑴正n边形的半径和边心距把正n边形分成2n个全等的直角三角形;⑵正多边形都是轴对称图形,正n边形共有n条通过正n边形中心的对称轴;⑶偶数条边的正多边形既是轴对称图形,也是中心对称图形,其中心就是对称中心.八、圆中计算的相关公式设O ⊙的半径为R ,n ︒圆心角所对弧长为l ,、1. 弧长公式:π180n Rl =2. 扇形面积公式:21π3602n S R lR ==扇形 3. 圆柱体表面积公式:22π2πS R Rh =+4. 圆锥体表面积公式:2ππS R Rl =+(l 为母线) 常见组合图形的周长、面积的几种常见方法:① 公式法;② 割补法;③ 拼凑法;④ 等积变换法。
切线长及弦切角
切线长定理与弦切角定理一、切线长定理 1、切线长:我们把圆的切线上某一点与切点之间的线段的长叫做这点到圆的切线长 2、切线长定理:如图:因为PA 、PB 是O ⊙的切线,A 、B 是切点,所以,PA=PB二、弦切角定理及其推论1、弦切角:________________________________________________________________。
问题: 以下各图中的角哪个是弦切角?2、弦切角定理:________________________________________________________3、弦切角定理的推论:___________________________________________________ 【运用举例】例1. 如图,PA 、PB 是⊙O 的切线,切点分别是A 、B ,直线EF 也是⊙O 的切线,切点为Q ,交PA 、PB 为E 、F 点,已知12PA cm ,求△PEF 的周长.例2.如图,AD是ΔABC中∠BAC的平分线,经过点A的⊙O与BC切于点D,与AB,AC 分别相交于E,F. 求证:EF∥BC.拓展提升已知:如图,P为⊙O外一点,PA,PB为⊙O的切线,A和B是切点,BC是直径.求证:AC∥OP.课后训练学案1.在△ABC中,AB=5cm BC=7cm AC=8cm,⊙O与BC、AC、AB分别相切于D、E 、F,则AF=_____, BD=_______ 、CF=________2.已知PA、PB切⊙O于A、B,∠APB=60º,PA=4,则⊙O的半径为。
3.已知⊙O的半径为3,点P到圆心O的距离为23,则过点P的两条切线的夹角为度,切线长为。
4.BC是⊙O的弦,P是BC延长线上一点,PA与⊙O相切于点A,∠ABC=25°,∠ACB=80,则∠P的度数为_______.★5.已知⊙O1和⊙O2外切于点B,PB是两圆公切线,PA、PB分别与⊙O1、⊙O2相切于A、C,如果AP=2X-3,PC=X+3,则x= 。
导数求切线方程专题训练
导数求切线方程专题训练高二数学A层学案导数求切线方程专题训练一、典型例题一)已知曲线方程和切点坐标,求切线方程例1:求曲线y=4x³在点P(16,8)处的切线方程。
解:首先求得该点处的导数:y'=12x²。
将点P的横坐标代入导数中,得到斜率k=12×16²=3072.再将点P的坐标代入直线方程y=kx+b中,得到b=8-3072×16=-.所以该点处的切线方程为y=3072x-.二)已知曲线方程和切点斜率,求切线方程例2:已知曲线方程y=x,求与直线y=-2x-4垂直的切线方程。
解:由于所求切线垂直于直线y=-2x-4,因此其斜率为直线的倒数,即k=1/2.又因为所求切线过曲线y=x上的点,可以得到该点处的导数y'=1.将斜率k和点的坐标代入直线方程y=kx+b中,得到b=-1/2.所以所求切线方程为y=1/2x-1/2.三)已知曲线方程和曲线外一点,求切线方程例3:过原点做曲线y=ex的切线,求切线斜率和切线方程。
解:首先求得该点处的导数:y'=ex。
将原点的坐标代入导数中,得到斜率k=1.将斜率和原点的坐标代入直线方程y=kx+b中,得到b=0.所以所求切线方程为y=x。
四)已知曲线方程和曲线上一点,求过该点的切线方程例4:求曲线y=3x-x³过点A(2,-2)的切线方程。
解:首先求得该点处的导数:y'=3-3x²。
将点A的横坐标代入导数中,得到斜率k=-15.将斜率和点A的坐标代入直线方程y=kx+b中,得到b=-28.所以所求切线方程为y=-15x-28.二、当堂检测1.求过曲线y=-x³+x上过点(1,0)的切线方程。
2.求经过原点且与曲线y=x²-1相切的曲线方程。
3.求过曲线y=2x²+3x-1上一点(-1,0)的切线方程。
4.若直线e^(2x)+y-e^(2-1)=0与曲线y=1-aex相切,求a的值。
高三数学 圆的6个考点的典型例题
高三数学圆的6个考点的典型例题【典型例题】考点一研究直线与圆的位置关系例1 已知直线L过点(-2,0),当直线L与圆x2+y2=2x有两个不同交点时,求斜率k的取值范围。
法一:设直线L的方程为:y=k(x+2),与圆的方程联立,代入圆的方程令△>0可得:。
法二:设直线L的方程为:y=k(x+2),利用圆心到直线的距离d O-L∈[0,R]可解得:。
考点二研究圆的切线例2 直线y=x+b与曲线有且仅有一个公共点,求b的取值范围。
分析:作出图形后进行观察,以找到解决问题的思路。
解:曲线即x2+y2=1(x≥0),当直线y=x+b与之相切时,满足:由观察图形可知:当或时,它们有且仅有一个公共点。
例3 过点P(1,2)作圆x2+y2=5的切线L,求切线L的方程。
解:因P点在圆上,故可求切线L的方程为x+2y=5。
说明:过圆x2+y2+Dx+Ey+F=0上一点P(x0,y0)的切线方程为:如果是过圆外一点作圆的切线,其切线方程的求解应利用△=0或利用圆心到直线的距离等于半径进行。
考点三求圆的切线长例4 过点P(2,3)作圆x2+y2=5的切线L,切点为M,求切线段LM的长。
分析:数形结合,构造三角形求LM,如图。
解:说明:自圆x2+y2+Dx+Ey+F=0外一点P(x0,y0)向圆所引切线段的长为:考点四研究两圆的位置关系例5 求过两圆x2+y2-1=0和x2+y2-4x=0的交点且与直线相切的圆的方程。
解:设所求圆的方程为x2+y2-1+λ(x2+y2-4x)=0,整理后得:因为该圆与直线相切,故圆心到直线的距离等于半径,即:代入即可得所求圆的方程为:3x2+3y2+32x-11=0.说明:利用过两圆交点的圆系方程求解比较简洁。
过两定圆交点的圆系方程为:,λ、μ不同时为0,两边同除以λ(或μ),则该方程只有一个待求参数。
考点五研究两相交圆的公共弦所在直线方程例6 求两圆x2+y2-1=0和x2+y2-4x=0的交点弦所在的直线方程。
北师大版九年级数学下册切线长定理课件
∠ACB= 65 °或115 °.
P
O
B
五、当堂达标检测
6.△ABC的内切圆⊙O与BC,CA,AB分别相切于点D,E,F,且
AB=9cm,BC=14cm,CA=13cm,求AF,BD,CE的长.
解:设AF=x,则AE=x
∴CD=CE=AC-AE=13-x,
A
D
P
O
C
E
B
二、自主合作,探究新知
又∵DC、DA是☉O的两条切线,点C、A是切点,
∴DC=DA.同理可得CE=EB.
l△PDE=PD+DE+PE=PD+DC+CE+PE=PA+PB=14.
∵OA=OC,OD=OD,
∴△AOD≌△COD,
∴∠DOC=∠DOA= ∠AOC.
P
同理可得∠COE= ∠COB.
7.如图,在△ABC 中,∠ABC=50º,∠ACB=75º,点O是△ ABC的内心,
求∠BOC的度数.
解:∵点O是△ABC 的内心,
∴∠OBC
∠OCB
= ∠ABC
= ∠ACB
= ×50º=
25º,
= ×75º=37.5º.
在△OBC 中,∠BOC =180º- ∠OBC - ∠OCB
=180º- 25º- 37.5º= 117.5º.
四、课堂小结
切线长
切线长定理
切线长定理
经过圆外一点作圆的切线,这点和切
点之间的线段的长叫作切线长.
过圆外一点画圆的两条切线,它们的
特色专题一:导数求切线(讲义+典型例题+小练)(解析版)
特色专题一:导数求切线(讲义+典型例题+小练)函数()f x 在0x 处导数的几何意义,曲线()y f x =在点()()00,P x f x 处切线的斜率是()0k f x '=。
于是相应的切线方程是:()()000y y f x x x '-=-。
用导数求曲线的切线 注意两种情况: (1)曲线()y f x =在点()()00,P x f x 处切线:性质:()0k f x '=切线。
相应的切线方程是:()()000y y f x x x '-=-(2)曲线()y f x =过点()00,P x y 处切线:先设切点,切点为(,)Q a b ,则斜率k='()f a ,切点(,)Q a b 在曲线()y f x =上,切点(,)Q a b 在切线()()00y y f a x x '-=-上,切点(,)Q a b 坐标代入方程得关于a,b 的方程组,解方程组来确定切点,最后求斜率k='()f a ,确定切线方程。
题型一:在点处的切线方程例1:1.曲线6y x x =-在点()1,0处的切线方程为( ) A .44y x =- B .55y x =- C .66y x =- D .77y x =-【答案】B 【解析】 【分析】求出切点坐标和斜率,即可求出切线方程. 【详解】因为561y x '=-,所以曲线6y x x =-在点()1,0处的切线的斜率为615-=,当x =1时,y =0,切点坐标为(1,0).故所求切线方程为55y x =-.故选:B2.设曲线y=ax -ln(x+1)在点(0,0)处的切线方程为y=2x ,则a= ( ) A .0 B .1C .2D .3【答案】D 【解析】 D试题分析:根据导数的几何意义,即f′(x 0)表示曲线f (x )在x=x 0处的切线斜率,再代入计算. 解:,∴y′(0)=a ﹣1=2, ∴a=3. 故答案选D .考点:利用导数研究曲线上某点切线方程.3.已知P (﹣1,1),Q (2,4)是曲线y=x 2上的两点,求与直线PQ 平行且与曲线相切的切线方程.【答案】4x ﹣4y ﹣1=0. 【分析】根据导数的几何意义可知在x 处的导数等于切线的斜率1,建立等式关系,求出切点的横坐标,代入函数关系式,求出切点坐标,最后利用点斜式方程写出切线方程即可. 【详解】解:设切点坐标为M (x 0,y 0),则切线斜率为2x 0, 又直线PQ 的斜率为k PQ =4121-+=1, ∴切线与直线PQ 平行, ∴2x 0=1,∴x 0=12, ∴切点为(12,14),切线斜率为1. ∴切线方程为y ﹣14=x ﹣12即4x ﹣4y ﹣1=0.点评:本题主要考查了利用导数研究曲线上某点切线方程,以及两条直线平行的判定等基础题知识,考查运算求解能力,属于基础题.举一反三:1.已知函数2ln ()f x x x =-+,则函数()f x 在点(1,(1))f 处的切线方程为( ) A .10x y +-= B .30x y --= C .10x y ++= D .0x y +=【答案】C 【解析】 【分析】依据导数几何意义去求函数()f x 在点(1,(1))f 处的切线方程即可解决. 【详解】112 2=()xf x x x-'=-+则121=1()1k f -'===-,又12ln12()f =-+=- 则函数()f x 在点(1,(1))f 处的切线方程为2(1)y x +=--,即10x y ++= 故选:C2.若函数()ln f x x =和()()2R g x x ax a =+∈的图象有且仅有一个公共点P ,则g (x )在P 处的切线方程是_________. 【答案】1y x =- 【解析】 【分析】由()()0f x g x -=分离常数a ,结合导数求得a 的值,进而通过切点和斜率求得切线方程. 【详解】由()()2ln 0f x g x x x ax -=--=(0x >),分离常数a 得2ln x x a x -=,令()()2ln ,11x x h x h x -==-,()2'21ln x xh x x --=, 令()()()21ln 0,10m x x x x m =-->=,()'120m x x x=--<,所以()m x 在()0,∞+上递减. 所以当()0,1x ∈时,()()'0,h x h x >递增;当()1,x ∈+∞时,()()'0,h x h x <递减, 所以()()11h x h ≤=-,所以1a =-,且()1,0P .()()()2'',21,11g x x x g x x g =-=-=,所以切线方程为1y x =-. 故答案为:1y x =-3.已知函数()3223125f x x x x =+-+,求曲线()y f x =在点()0,5处的切线方程; 【答案】1250x y +-= 【分析】先求出函数的导数在0x =处的导数值(切线的斜率),再利用点斜式求出曲线()y f x =在点()0,5处切线的方程,最后化为一般式即可. 【详解】依题意可知:()26612f x x x '=+-, ()0|12x k f x '===-,∴切线方程为512y x -=-,即1250x y +-=. 【点睛】本题考查导数的几何意义,解决此类题应注意分清“在点”和“过点”的区别,属于常考题 题型二:过点处的切线方程例2:1.若存在过点(0,2)-的直线与曲线3y x =和曲线2y x x a =-+都相切,则实数a 的值是( ) A .2- B .0 C .1 D .2【答案】D 【解析】 【分析】利用导数分别求过(0,2)-且与曲线3y x =和曲线2y x x a =-+的切线方程并设切点,进而列方程求参数即可. 【详解】3y x =的导函数为23y x '=,2y x x a =-+的导函数为21y x '=-,若直线与3y x =和2y x x a =-+的切点分别为311(,)x x ,2222(,)x x x a -+,∴过(0,2)-的直线为2132y x x =-、2(21)2y x x =--, 则有212222223311321(21)232x x x x a x x x x ⎧=-⎪-+=--⎨⎪=-⎩,可得12122x x a =⎧⎪=⎨⎪=⎩.故选:D.2.求曲线y =x 3过点(-1,-1)的切线方程. 【答案】3x -y -2=0和3x -4y -1=0【分析】利用导数的定义,结合导数的几何意义,即可求解切线方程. 【详解】设所求切线的切点坐标为()300,x x ,则()()3320020033x x x y x x x x x x+∆-∆==+∆+∆∆∆. 当Δx 无限趋近于0时,y x∆∆无限趋近于203x , 所以曲线在切点处的切线的斜率为203x ,则所求切线方程为()320003y x x x x -=-.因为切线过点(-1,-1),所以()32000131x x x --=--,即()()2001210x x +-=,解得01x =-或12,即所求的切线有两条,方程分别是y =3x +2和3144y x =-,即3x -y -2=0和3x -4y -1=0. 举一反三: 1.判断曲线1y x x=+在点()1,2P 处是否有切线,如果有,求出切线的斜率. 【答案】在点()1,2P 处有切线,切线的斜率为0. 【解析】 【分析】先判断点()1,2P 在曲线上,再利用导数求解. 【详解】解:当1x =时,112y =+=,所以点()1,2P 在曲线上. 由题得21y 1x '=-,所以切线的斜率110k =-=. 所以在点()1,2P 处有切线,切线的斜率为0. 2.(1)求曲线e x y =在0x =处切线的方程; (2)过原点作曲线e x y =的切线,求切点的坐标. 【答案】(1)1y x =+;(2)()1,e .【分析】(1)求出切点坐标和切线的斜率,利用点斜式可得出所求切线的方程;(2)设切点坐标为(),e tt ,利用导数的几何意义求出切线方程,再将原点坐标代入切线方程,求出t 的值,即可得出切点坐标. 【详解】解:(1)当0x =时,0e 1y ==,即切点坐标为()0,1,e x y '=,切线斜率为0e 1k ==,故所求切线方程为1y x -=,即1y x =+;(2)设切点坐标为(),e tt ,对函数e x y =求导得e x y '=,故切线斜率为e t ,所以切线方程为()e e t ty x t -=-,将原点坐标代入切线方程可得e e t t t -=-,解得1t =,故切点坐标为()1,e . 3.已知函数()1(0)f x x x=>,过点(),P a b 可作两条直线与函数()y f x =相切,则下列结论正确的是( ) A .0ab <B .01ab <<C .22a b +的最大值为2D .e a b >【答案】B 【解析】 【分析】根据题意,利用导数的几何意义、韦达定理,结合特殊值法即可求解. 【详解】设切点为0001,,0x x x ⎛⎫> ⎪⎝⎭,又()21f x x '=-,则切线的斜率()0201k f x x '==- 又 001b x k x a -=-,即有020011b x x a x -=--,整理得20020bx x a -+=, 由于过点(),P a b 可作两条直线与函数()y f x =相切所以关于0x 的方程20020bx x a -+=有两个不同的正根,设为12,x x ,则1212Δ440200ab x x b a x x b ⎧⎪=->⎪⎪+=>⎨⎪⎪=>⎪⎩,得100ab b a <⎧⎪>⎨⎪>⎩, 01ab ∴<<,故B 正确,A 错误,对于C ,取1,24a b ==,则2265216a b +=>,所以22a b +的最大值不可能为2,故C 错误, 对于D ,取1,45a b ==,则115e e e 4a b =<<=,故D 错误.故选:B.题型三:切线求参数例3:1.若曲线()2ln f x ax x x =-+存在垂直于y 轴的切线,则a 的取值范围是( )A .1,8∞⎡⎫+⎪⎢⎣⎭B .10,8⎛⎤⎥⎝⎦C .1,8∞⎛⎤- ⎥⎝⎦D .1,8∞⎛⎫- ⎪⎝⎭【答案】C 【解析】 【分析】问题等价于f (x )的导数在x >0时有零点,再参变分离转化为函数交点问题. 【详解】依题意,f (x )存在垂直与y 轴的切线,即存在切线斜率0k =的切线, 又()121k f x ax x'==+-,0x >, ∴1210ax x +-=有正根,即2112a x x⎛⎫-=- ⎪⎝⎭有正根,即函数y =-2a 与函数211,0y x x x⎛⎫=-> ⎪⎝⎭的图像有交点,令10t x =>,则g (t )=221124t t t ⎛⎫-=-- ⎪⎝⎭,∴g (t )≥g (12)=14-,∴-2a ≥14-,即a ≤18.故选:C.2.已知曲线e ln xy a x x =+在点()1,ae 处的切线方程为2y x b =+,则( )A .,1a e b ==-B .,1a e b ==C .1,1a e b -==D .1,1a e b -==-【答案】D 【分析】通过求导数,确定得到切线斜率的表达式,求得a ,将点的坐标代入直线方程,求得b . 【详解】详解:ln 1,xy ae x '=++1|12x k y ae ='==+=,1a e -∴=将(1,1)代入2y x b =+得21,1b b +==-,故选D . 【点睛】本题关键得到含有a ,b 的等式,利用导数几何意义和点在曲线上得到方程关系举一反三:1.曲线()1e xy ax =+在点()01,处的切线的斜率为2-,则a =________. 【答案】3- 【分析】求导,利用导数的几何意义计算即可. 【详解】解:()y 1xxae ax e =++'则()f 012a =+=-' 所以3a =- 故答案为-3. 【点睛】本题主要考查导数的计算和导数的几何意义,属于基础题.2.如果函数()363f x x bx b =-+在区间()0,1内存在与x 轴平行的切线,则实数b 的取值范围是___________. 【答案】10,2⎛⎫⎪⎝⎭【解析】【分析】由'0f x分离常数b ,结合二次函数的性质求得b 的取值范围.【详解】()'236f x x b =-,依题意可知,2360x b -=在区间()0,1内有解, 212b x =,212y x =在()0,1内递增,所以2110,22b x ⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭.故答案为:10,2⎛⎫⎪⎝⎭3.若曲线()2(3)(2)(1)(1)(2)4ln 31ln 3x x x x x x y x x x ---++=+++-在点()1,8ln 2处的切线与直线22x ay =-平行,则=a __________.【答案】23-【解析】 【分析】令()y f x =,将1x =代入()f x 可知点(1,8ln 2)在曲线()y f x =上,利用求导公式和运算法则求出(1)f ',结合题意可得2(1)f a'=,即可解得a 的值. 【详解】由题意知,令()y f x =,则 2(3)(2)(1)(1)(2)()4ln(31)ln 3x x x x x x f x x x x ---++=+++-,0x >,2(13)(12)(11)(11)(12)(1)4ln(31)8ln 21ln13f ---++=++=+-,所以点(1,8ln 2)在曲线()y f x =上,1[(3)(2)(1)(1)(2)]x x x x x x x =---++=654321(3515412)0x x x x x x x =--++-=, 1[(3)(2)(1)(1)(2)]x x x x x x x ='---++54321(6152045812)12x x x x x x ==--++-=,21(ln 3)2x x x =+-=-,2111(ln 3)(2)3x x x x x x ==+-=+=', 1112[4ln(31)]331x x x x ===+'+=,所以212(2)03(1)33(2)f ⨯--⨯'=+=--,又曲线在点(1,8ln 2)处的切线与直线22x ay =-平行, 所以23a =-,得23a =-. 故答案为:23-.举一反三: 一、单选题1.曲线()33f x x x =-在点()()2,2f --处的切线方程为y kx b =+,则实数b =( )A .-16B .16C .-20D .20【答案】B 【解析】 【分析】直接求出切线方程,即可得到答案. 【详解】函数()33f x x x =-的导数为233fx x .所以()()()322322f -=--⨯-=-,()()23239f x '=--=. 所以在点()()2,2f --处的切线方程为916y x =+.故b =16. 故选:B2.设函数()f x 在R 上存在导函数()'f x ,()f x 的图象在点()()1,1M f 处的切线方程为122y x =+,那么()'1f ( ) A .2 B .1C .12D .13【答案】C 【解析】 【分析】根据切线的斜率求得()'1f .【详解】由于()f x 的图象在点()()1,1M f 处的切线方程为122y x =+, 所以()'112f =.故选:C3.曲线2()ln f x x x =-在点(1,(1))f 处的切线方程为( ) A .y x =- B .23y x =-C .32y x =-+D .21y x =-+【答案】A 【解析】 【分析】利用切点和斜率求得切线方程. 【详解】 由1()2f x x x'=-,有(1)1,(1)1f f =-=-'. 曲线()f x 在点(1,(1))f 处的切线方程为1(1)y x +=--,整理为y x =-. 故选:A4.函数()f x 的图象如图所示,则下列关系正确的是( )A .()()()()02332f f f f '<<'<-B .()()()()03322f f f f ''<<-<C .()()()()02323f f f f ''<<-<D .()()()()03223f f f f ''<-<< 【答案】B 【解析】 【分析】根据导数的几何意义及函数的图象的性质可得正确的选项. 【详解】由题图,可知在点B 处的切线的斜率大于在点A 处的切线的斜率,则有()()032f f ''<<. 又因为()f x 从2到3的平均变化率为()()()()323232f f f f -=--,其几何意义为割线AB 的斜率,由题图,可知()()()()03322f f f f ''<<-<. 故选:B.5.曲线e 1x y =+上的点到直线20x y --=的距离的最小值是( ) A .3 B 2C .2 D .22【答案】D 【解析】 【分析】求出函数的导函数,设切点为()001,e xx +,依题意即过切点的切线恰好与直线20x y --=平行,此时切点到直线的距离最小,求出切点坐标,再利用点到直线的距离公式计算可得; 【详解】解:因为e 1x y =+,所以e x y '=,设切点为()001,e xx +,则01|e x x x y ===',解得00x =,所以切点为()0,2,点()0,2到直线20x y --=的距离222d ==e 1x y =+上的点到直线20x y --=的距离的最小值是2 故选:D6.已知曲线()23e x y x x =+在点()0,0处的切线为l ,数列{}n a 的首项为1,点()()1,n n a a n N*+∈为切线l 上一点,则数列6n n a ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭中的最小项为( )A .623-B .523-C .613-D .613 【答案】C 【解析】 【分析】首先求出函数的导函数,即可求出切线的斜率,从而求出切线方程,则13n n a a +=,从而求出{}n a 的通项公式,再构造不等式组求出数列6n n a ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭中的最小项;因为()23e x y x x =+,所以()()()22321e 3e 3e 31x x xx x x x y x =+++++'=,所以曲线()23e xy x x =+在点()0,0处的切线的斜率03x k y ='==.所以切线l 的方程为3y x =. 所以13n n a a +=.所以数列{}n a 是首项为1,公比为3的等比数列. 所以1663n n n na ---=. 所以由11265336733n nn n n nn n-----⎧≤⎪⎪⎨--⎪≤⎪⎩,解得131522n ≤≤.因为n *∈N ,所以7n =.所以数列6n n a ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭中的最小项为6667133-=-.故选:C. 二、多选题7.(多选)曲线y =f (x )=x 3在点P 处的切线斜率k =3,则点P 的坐标是( ) A .(1,1) B .(-1,-1) C .(-2,-8) D .(2,8) 【答案】AB 【解析】 【分析】设出点P 的坐标,再对函数f (x )求导,利用导数的几何意义即可作答. 【详解】点P 在曲线f (x )=x 3上,设300(,)P x x ,而2()3f x x '=,由导数的几何意义得0()3f x '=,即2033x =,解得01x =±,所以点P 的坐标是(1,1)或(-1,-1).8.(多选)定义在区间[],a b 上的函数()f x ,其图象是连续不断的,若[],a b ξ∃∈,使得()()()()f b f a f b a ξ'-=-,则称ξ为函数()f x 在区间[],a b 上的“中值点”,则下列函数在区间[]0,1上“中值点”多于一个的函数是( ) A .()f x x = B .()2f x x=C .()()ln 1f x x =+D .()312f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭【答案】AD 【解析】 【分析】通过对题中新定义的理解,逐一验证选项是否符合定义要求即可 【详解】对于A ,由()()11,00,f f ==()1f x '=得()(1)(0110)f f f ξ-'=-=恒成立,所以A 符合.对于B ,()()11,00,f f ==又()2f x x '=,对于 ()(1)(0)112120f f f ξξξ-'===∴=-唯一,所以B 不符合.对于C ,(1)=ln 2f ,(0)=0f ,又1()1f x x '=+,对于 []0,1ξ∈,使得()1(1)(0)101ln 211ln 2f f f ξξξ-'===∴=--+唯一,所以C 不符合. 对于D ,1(1)=8f ,1(0)=-8f ,又2()312f x x '⎛⎫- ⎝⨯⎪⎭=,对于 []0,1ξ∈使得()2(1)(0)1133412201f f f ξξξ-'=⨯==∴⎛⎫- ⎪-⎝⎭=D 符合. 故选:AD. 三、填空题9.若直线2y x a =+是函数()ln f x x x =+的图象在某点处的切线,则实数a =____________. 【答案】1- 【解析】 【分析】利用()'2f x =求得切点坐标,代入切线方程,从而求得a .【详解】令()'112f x x=+=,解得1x =,所以切点为()1,1, 将()1,1代入切线2y x a =+得12,1a a =+=-. 故答案为:1-10.已知函数()f x 是奇函数,当0x <时,()2cos 1f x x =-,则曲线()f x 在点()(),f ππ处的切线方程为______. 【答案】3y = 【解析】 【分析】根据奇函数的对称性及导数的几何意义可求解. 【详解】当0x <时,()2sin f x x '=-,∴()()2sin 0f ππ'-=--=, ∴函数()f x 是奇函数,∴对称点处的导数相同, ∴()()0f f ππ''=-=,即切线的斜率为0,又()()()2cos 13f f πππ=--=---=⎡⎤⎣⎦,∴切线方程为3y =. 故答案为:3y = 四、解答题11.已知函数()()21e x f x k x x =-+.(1)求导函数()f x ';(2)当1ek =时,求函数()f x 的图像在点()1,1处的切线方程.【答案】(1)e 2x kx x + (2)32y x =- 【解析】 【分析】(1)利用基本初等函数的求导公式和导数的四则运算即可求解;(2)求出()13f '=,利用点斜式写出切线方程. (1)由()()21e x f x k x x =-+,得()()e 1e 2e 2x x xf x k k x x kx x '=+-+=+.(2)由(1)知当1ek =时,()1e 2xf x x x -'=+,则()13f '=.又()()2111e 111ex f =-+=, 所以函数()f x 的图像在点()1,1处的切线方程为()131y x -=-,即32y x =-. 12.已知曲线3S 2y x x =-:(1)求曲线S 在点A (2,4)处的切线方程; (2)求过点B (1,—1)并与曲线S 相切的直线方程. 【答案】(1)10160x y --= (2)20x y --=或5410x y +-= 【解析】 【分析】(1)先对函数进行求导,根据导函数在点A 处的值为切线方程的斜率可得答案; (2)先设切点坐标,然后得出斜率,最后根据直线的点斜式方程列出切线方程,解出0x 即可得结果. (1)∴32y x x =-,则232y x '=-, ∴当2x =时,10y '=,∴点A 处的切线方程为:()4102y x -=-,即10160x y --=. (2)设()3000,2P x x x -为切点,则切线的斜率为()20032f x x '=-,故切线方程为:()()()320000232y x x x x x --=--,又知切线过点()1,1-,代入上述方程()()()32000012321x x x x ---=--,解得01x =或012x =-,故所求的切线方程为20x y --=或5410x y +-=.。
切线长定理—知识讲解提高.doc
切线长定理—知识讲解(提高)责编:常春芳【学习目标】1.了解切线长定义;理解切线的判定和性质;理解三角形的内切圆及内心的定义;2.掌握切线长定理;利用切线长定理解决相关的计算和证明.【要点梳理】要点一、切线的判定定理和性质定理1.切线的判定定理:经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.要点诠释:切线的判定方法:(1)定义:直线和圆有唯一公共点时,这条直线就是圆的切线;(2)定理:和圆心的距离等于半径的直线是圆的切线;(3)判定定理:经过半径外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.(切线的判定定理中强调两点:一是直线与圆有一个交点,二是直线与过交点的半径垂直,缺一不可).2.切线的性质定理:圆的切线垂直于过切点的半径.要点诠释:切线的性质:(1)切线和圆只有一个公共点;(2)切线和圆心的距离等于圆的半径;(3)切线垂直于过切点的半径;(4)经过圆心垂直于切线的直线必过切点;(5)经过切点垂直于切线的直线必过圆心.要点二、切线长定理1.切线长:经过圆外一点作圆的切线,这点和切点之间的线段的长,叫做这点到圆的切线长.要点诠释:切线长是指圆外一点和切点之间的线段的长,不是“切线的长”的简称.切线是直线,而非线段. 2.切线长定理:从圆外一点可以引圆的两条切线,它们的切线长相等,这一点和圆心的连线平分两条切线的夹角. 要点诠释:切线长定理包含两个结论:线段相等和角相等.3.圆外切四边形的性质:圆外切四边形的两组对边之和相等.要点三、三角形的内切圆1.三角形的内切圆:与三角形各边都相切的圆叫做三角形的内切圆.2.三角形的内心:三角形内切圆的圆心是三角形三条角平分线的交点,叫做三角形的内心. 要点诠释:(1) 任何一个三角形都有且只有一个内切圆,但任意一个圆都有无数个外切三角形;(2) 解决三角形内心的有关问题时,面积法是常用的,即三角形的面积等于周长与内切圆半径乘积的一半,即(S 为三角形的面积,P 为三角形的周长,r 为内切圆的半径).(3) 三角形的外心与内心的区别:名称 确定方法 图形性质外心(三角形外接圆的圆心)三角形三边中垂线的交点(1)OA=OB=OC ;(2)外心不一定在三角形内部内心(三角形内切圆的圆心)三角形三条角平分线的交点(1)到三角形三边距离相等;(2)OA 、OB 、OC 分别平分 ∠BAC 、∠ABC 、∠ACB ; (3)内心在三角形内部.【典型例题】类型一、切线长定理1. 如图,等腰三角形ABC 中,6AC BC ==,8AB =.以BC 为直径作⊙O 交AB 于点D ,交AC于点G ,DF AC ⊥,垂足为F ,交CB 的延长线于点E .求证:直线EF 是⊙O 的切线.DFGCO B E A【答案与解析】如图,连结OD 、CD ,则90BDC ∠=︒.∴CD AB ⊥. ∵ AC BC =,∴AD BD =. ∴D 是AB 的中点. ∵O 是BC 的中点, ∴DO AC ∥. ∵EF AC ⊥于F . ∴EF DO ⊥.∴EF 是⊙O 的切线. 【总结升华】连半径,证垂直.举一反三:【变式】已知:如图,在梯形 ABCD中,AB∥DC,∠B=90°,AD=AB+DC,AD是⊙O的直径.求证:BC和⊙O相切.【答案】作OE⊥BC,垂足为E,∵ AB∥DC,∠B=90°,∴ OE∥AB∥DC,∵ OA=OD,∴ EB=EC,∴ BC是⊙O的切线.2.已知:如图,AB是⊙O的直径,BC是⊙O的切线,切点为B,OC平行于弦AD,求证:DC是⊙O的切线.【答案与解析】连接OD.∵ OA=OD,∴∠1=∠2.∵ AD∥OC,∴∠1=∠3,∠2=∠4.因此∠3=∠4.又∵ OB=OD,OC=OC,∴△OBC≌△ODC.∴∠OBC=∠ODC.∵BC是⊙O的切线,∴∠OBC=90°,∴∠ODC=90°,∴ DC是⊙O的切线.【总结升华】因为AB是直径,BC切⊙O于B,所以BC⊥AB.要证明DC是⊙O的切线,而DC和⊙O有公共点D,所以可连接OD,只要证明DC⊥OD.也就是只要证明∠ODC=∠OBC.而这两个角分别是△ODC和△OBC的内角,所以只要证△ODC≌△OBC.这是不难证明的.举一反三:【高清ID号:356967 关联的位置名称(播放点名称):练习题精讲】【变式】已知:∠MAN=30°,O 为边AN 上一点,以O 为圆心、2为半径作⊙O ,交AN 于D 、E 两点,设AD=x ,⑴如图⑴当x 取何值时,⊙O 与AM 相切;⑵如图⑵当x 为何值时,⊙O 与AM 相交于B 、C 两点,且∠BOC=90°.【答案】(1)设AM 与⊙O 相切于点B ,并连接OB ,则OB ⊥AB ;在△AOB 中,∠A=30°, 则AO=2OB=4, 所以AD=AO-OD , 即AD=2.x=AD=2.(2)过O 点作OG⊥AM 于G∵OB=OC=2,∠BOC=90°,∴BC=222,2,∵∠A=30°∴OA=22MNEDO图(1).MANEDBCO图(2)∴x=AD=22-2类型二、三角形的内切圆3.(2015•西青区二模)已知四边形ABCD中,AB∥CD,⊙O为内切圆,E为切点.(Ⅰ)如图1,求∠AOD的度数;(Ⅱ)如图1,若AO=8cm,DO=6cm,求AD、OE的长;(Ⅲ)如图2,若F是AD的中点,在(Ⅱ)中条件下,求FO的长.【答案与解析】解:(Ⅰ)∵⊙O为四边形ABCD的内切圆,∴AD、AB、CD为⊙O的切线,∴OD平分∠ADC,OA平分∠BAD,即∠ODA=∠ADC,∠OAD=∠BAC,∵AB∥CD,∴∠ADC+∠BAC=180°,∴∠ODA+∠OAD=90°,∴∠AOD=90°;(Ⅱ)在Rt△AOD中,∵AO=8cm,DO=6cm,∴AD==10(cm),∵AD切⊙O于E,∴OE⊥AD,∴OE•AD=OD•OA,∴OE==(cm);(Ⅲ)∵F是AD的中点,∴FO=AD=×10=5(cm).【总结升华】本题考查了三角形的内切圆与内心,也考查了切线长定理.类型三、与相切有关的计算与证明【高清ID号:356967 关联的位置名称(播放点名称):经典例题4】4.(2015•常德)已知如图,以Rt△ABC的AC边为直径作⊙O交斜边AB于点E,连接EO并延长交BC的延长线于点D,点F为BC的中点,连接EF.(1)求证:EF是⊙O的切线;(2)若⊙O的半径为3,∠EAC=60°,求AD的长.【答案与解析】证明:(1)如图1,连接FO,∵F为BC的中点,AO=CO,∴OF∥AB,∵AC是⊙O的直径,∴CE⊥AE,∵OF∥AB,∴OF⊥CE,∴OF所在直线垂直平分CE,∴FC=FE,OE=OC,∴∠FEC=∠FCE,∠0EC=∠0CE,∵∠ACB=90°,即:∠0CE+∠FCE=90°,∴∠0EC+∠FEC=90°,即:∠FEO=90°,∴FE为⊙O的切线;(2)如图2,∵⊙O的半径为3,∴AO=CO=EO=3,∵∠EAC=60°,OA=OE,∴∠EOA=60°,∴∠COD=∠EOA=60°,∵在Rt△OCD中,∠COD=60°,OC=3,∴CD=,∵在Rt△ACD中,∠ACD=90°,CD=,AC=6,∴AD=.【总结升华】本题是一道综合性很强的习题,考查了切线的判定和性质,三角形的中位线的性质,勾股定理,线段垂直平分线的性质等,熟练掌握定理是解题的关键.。
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基础型
【典型例题】
类型一、切线长定理
1.如图,PA 、PB 、DE 分别切⊙O 于A 、B 、C ,⊙O 的半径长为6 cm ,PO =10 cm ,求△PDE 的周长.
2.如图,△ABC 中,∠ACB=90°,以AC 为直径的⊙O 交AB 于D ,E 为BC 中点. 求证:DE 是⊙O 切线.
举一反三:
【变式】已知:如图,⊙O 为的外接圆,为⊙O 的直径,作射线,使得平分,过点作于点.求证:为⊙O 的切线.
类型二、三角形的内切圆
ABC ∆BC BF BA CBF ∠A AD BF ⊥D DA
F
C
3.已知:如图,△ABC 的三边BC=a ,CA=b ,AB=c ,它的内切圆O 的半径长为r .求
△ABC 的面积S .
【变式】已知如图,△ABC 中,∠C=90°,BC=4,AC=3,求△ABC 的内切圆⊙O 的半径r.
类型三、与相切有关的计算与证明
4.如图,平行四边形ABCD 中,以A 为圆心,AB 为半径的圆交AD 于F ,交BC 于G ,延长BA 交圆于E .
(1)若ED 与⊙A 相切,试判断GD 与⊙A 的位置关系,并证明你的结论;
(2)在(1)的条件不变的情况下,若GC =CD =5,求AD 的长.
G F E
D
C B
A。