2020-2021全国备战中考数学圆的综合的综合备战中考真题汇总附答案

2020-2021全国备战中考数学圆的综合的综合备战中考真题汇总附答案
一、圆的综合
1．如图，⊙A过▱OBCD的三顶点O、D、C，边OB与⊙A相切于点O，边BC与⊙O相交于点H，射线OA交边CD于点E，交⊙A于点F，点P在射线OA上，且∠PCD=2∠DOF，以O为原点，OP所在的直线为x轴建立平面直角坐标系，点B的坐标为（0，﹣2）．
（1）若∠BOH=30°，求点H的坐标；
（2）求证：直线PC是⊙A的切线；
（3）若OD=10，求⊙A的半径．
【答案】（1）（132）详见解析；（3）5 3 .
【解析】
【分析】
（1）先判断出OH=OB=2，利用三角函数求出MH，OM，即可得出结论；
（2）先判断出∠PCD=∠DAE，进而判断出∠PCD=∠CAE，即可得出结论；（3）先求出OE═3，进而用勾股定理建立方程，r2-（3-r）2=1，即可得出结论．【详解】
（1）解：如图，过点H作HM⊥y轴，垂足为M．
∵四边形OBCD是平行四边形，
∴∠B=∠ODC
∵四边形OHCD是圆内接四边形
∴∠OHB=∠ODC
∴∠OHB=∠B
∴OH=OB=2
∴在Rt△OMH中，
∵∠BOH=30°，
∴MH=1
2
OH=1，33
∴点H的坐标为（13
（2）连接AC．
∵OA=AD，
∴∠DOF=∠ADO
∴∠DAE=2∠DOF
∵∠PCD=2∠DOF，
∴∠PCD=∠DAE
∵OB与⊙O相切于点A
∴OB⊥OF
∵OB∥CD
∴CD⊥AF
∴∠DAE=∠CAE
∴∠PCD=∠CAE
∴∠PCA=∠PCD+∠ACE=∠CAE+∠ACE=90°∴直线PC是⊙A的切线；
（3）解：⊙O的半径为r．
在Rt△OED中，DE=1 2
CD=
1
2
OB=1，OD=10，
∴OE═3
∵OA=AD=r，AE=3﹣r．
在Rt△DEA中，根据勾股定理得，r2﹣（3﹣r）2=1
解得r=
5
3
．
【点睛】
此题是圆的综合题，主要考查了平行四边形的性质，圆内接四边形的性质，勾股定理，切线的性质和判定，构造直角三角形是解本题的关键．
2．如图，已知△ABC内接于⊙O，BC交直径AD于点E，过点C作AD的垂线交AB的延长线于点G，垂足为F．连接OC．
（1）若∠G=48°，求∠ACB的度数；
（2）若AB=AE，求证：∠BAD=∠COF；
（3）在（2）的条件下，连接OB，设△AOB的面积为S1，△ACF的面积为S2．若
tan∠CAF=
1
2
，求1
2
S
S的值．
【答案】（1）48°（2）证明见解析（3）3 4
【解析】
【分析】
（1）连接CD，根据圆周角定理和垂直的定义可得结论；
（2）先根据等腰三角形的性质得：∠ABE=∠AEB，再证明∠BCG=∠DAC，可得
»»»
CD PB PD
==，则所对的圆周角相等，根据同弧所对的圆周角和圆心角的关系可得结论；
（3）过O作OG⊥AB于G，证明△COF≌△OAG，则OG=CF=x，AG=OF，设OF=a，则
OA=OC=2x-a，根据勾股定理列方程得：（2x-a）2=x2+a2，则a=3
4
x，代入面积公式可得结
论．
【详解】
（1）连接CD，
∵AD是⊙O的直径，
∴∠ACD=90°，
∴∠ACB+∠BCD=90°，
∵AD⊥CG，
∴∠AFG=∠G+∠BAD=90°，
∵∠BAD=∠BCD，
∴∠ACB=∠G=48°；
（2）∵AB=AE，
∴∠ABE=∠AEB，
∵∠ABC=∠G+∠BCG，∠AEB=∠ACB+∠DAC，由（1）得：∠G=∠ACB，
∴∠BCG=∠DAC，
∴»»
CD PB
=，
∵AD是⊙O的直径，AD⊥PC，
∴»»
CD PD
=，
∴»»»
CD PB PD
==，
∴∠BAD=2∠DAC，
∵∠COF=2∠DAC，
∴∠BAD=∠COF；
（3）过O作OG⊥AB于G，设CF=x，
∵tan∠CAF=1
2=
CF AF
，
∴AF=2x
，
∵OC=OA，由（2）得：∠COF=∠OAG，∵∠OFC=∠AGO=90°，
∴△COF≌△OAG，
∴OG=CF=x，AG=OF，
设OF=a，则OA=OC=2x﹣a，
Rt△COF中，CO2=CF2+OF2，
∴（2x﹣a）2=x2+a2，
a=3
4 x，
∴OF=AG=3
4 x，
∵OA=OB，OG⊥AB，∴AB=2AG=3
2
x，
∴1
213
··3 22 1·24·
2
AB OG x x
S
S x x
CF AF
===．
【点睛】
圆的综合题，考查了三角形的面积、垂径定理、角平分线的性质、三角形全等的性质和判定以及解直角三角形，解题的关键是：（1）根据圆周角定理找出∠ACB+∠BCD=90°；（2）根据外角的性质和圆的性质得：»»»
CD PB PD
==；（3）利用三角函数设未知数，根据勾股定理列方程解决问题．
3．图1和图2，半圆O的直径AB=2，点P（不与点A，B重合）为半圆上一点，将图形延BP折叠，分别得到点A，O的对称点A′，O′，设∠ABP=α．
（1）当α=15°时，过点A′作A′C∥AB，如图1，判断A′C与半圆O的位置关系，并说明理由．
（2）如图2，当α= °时，BA′与半圆O相切．当α= °时，点O′落在上．
（3）当线段BO′与半圆O只有一个公共点B时，求α的取值范围．
【答案】（1）A′C与半圆O相切；理由见解析；（2）45；30；（3）0°＜α＜30°或45°≤α＜90°．
【解析】
试题分析：（1）过O作OD⊥A′C于点D，交A′B于点E，利用含30°角的直角三角形的性质可求得DE+OE=A′B=AB=OA，可判定A′C与半圆相切；
（2）当BA′与半圆相切时，可知OB⊥A′B，则可知α=45°，当O′在上时，连接AO′，则
可知BO′=AB，可求得∠O′BA=60°，可求得α=30°；
（3）利用（2）可知当α=30°时，线段O′B与圆交于O′，当α=45°时交于点B，结合题意可得出满足条件的α的范围．
试题解析：（1）相切，理由如下：
如图1，过O作OD过O作OD⊥A′C于点D，交A′B于点E，
∵α=15°，A′C∥AB，
∴∠ABA′=∠CA′B=30°，
∴DE=A′E，OE=BE，
∴DO=DE+OE=（A′E+BE）=AB=OA，
∴A′C与半圆O相切；
（2）当BA′与半圆O相切时，则OB⊥BA′，
∴∠OBA′=2α=90°，
∴α=45°，
当O′在上时，如图2，
连接AO′，则可知BO′=AB，
∴∠O′AB=30°，
∴∠ABO′=60°，
∴α=30°，
（3）∵点P，A不重合，∴α＞0，
由（2）可知当α增大到30°时，点O′在半圆上，
∴当0°＜α＜30°时点O′在半圆内，线段BO′与半圆只有一个公共点B；
当α增大到45°时BA′与半圆相切，即线段BO′与半圆只有一个公共点B．
当α继续增大时，点P逐渐靠近点B，但是点P，B不重合，
∴α＜90°，
∴当45°≤α＜90°线段BO′与半圆只有一个公共点B．
综上所述0°＜α＜30°或45°≤α＜90°．
考点：圆的综合题．
4．如图，AB为⊙O的直径，AC为⊙O的弦，AD平分∠BAC，交⊙O于点D，DE⊥AC，交AC的延长线于点E．
（1）判断直线DE与⊙O的位置关系，并说明理由；
（2）若AE＝8，⊙O的半径为5，求DE的长．
【答案】（1）直线DE 与⊙O 相切（2）4
【解析】
试题分析：（1）连接OD ，∵AD 平分∠BAC ，∴EAD OAD ∠∠＝，∵OA OD ＝，∴ODA OAD ∠∠＝，∴ODA EAD ∠∠＝，∴EA ∥OD ，∵DE ⊥EA ，∴DE ⊥OD ，又∵点D 在⊙O 上，∴直线DE 与⊙O 相切
（2）
如图1，作DF ⊥AB ，垂足为F ，∴DFA DEA 90∠∠︒＝＝，
∵EAD FAD ∠∠＝，AD AD ＝，∴△EAD ≌△FAD ，∴AF AE 8＝＝，DF DE ＝，∵OA OD 5＝＝，∴OF 3＝，在Rt △DOF 中，22DF 4OD OF -＝＝，∴AF AE 8＝＝ 考点：切线的证明，弦心距和半径、弦长的关系
点评：本题难度不大，第一小题通过内错角相等相等证明两直线平行，再由两直线平行推出同旁内角相等．第二小题通过求出两个三角形全等，从而推出对应边相等，接着用弦心距和弦长、半径的计算公式，求出半弦长．
5．如图，已知Rt △ABC 中，C=90°，O 在AC 上，以OC 为半径作⊙O ，切AB 于D 点，且BC=BD ．
（1）求证：AB 为⊙O 的切线；
（2）若BC=6，sinA=35
，求⊙O 的半径； （3）在（2）的条件下，P 点在⊙O 上为一动点，求BP 的最大值与最小值.
【答案】（1）连OD ，证明略；（2）半径为3；（3）最大值5，5
【解析】
分析：（1）连接OD ，OB ，证明△ODB ≌△OCB 即可.
（2）由sinA=35且BC=6可知，AB=10且cosA=45
，然后求出OD 的长度即可.
（3）由三角形的三边关系，可知当连接OB交⊙O于点E、F，当点P分别于点E、F重合时，BP分别取最小值和最大值.
详解：（1）如图：连接OD、OB.
在△ODB和△OCB中：
OD=OC,OB=OB,BC=BD;
∴△ODB≌△OCB（SSS）.
∴∠ODB=∠C=90°.
∴AB为⊙O的切线.
（2）如图：
∵sinA=3
5，∴
CB3
AB5
,
∵BC=6，∴AB=10,∵BD=BC=6,
∴AD=AB-BD=4,
∵sinA=3
5，∴cosA=
4
5
，
∴OA=5，∴OD=3，
即⊙O的半径为：3.
（3）如图：连接OB，交⊙O为点E、F，
由三角形的三边关系可知：
当P 点与E 点重合时，PB 取最小值.
由（2）可知：OD=3，DB=6,
∴OB=223635+=. ∴PB=OB-OE=353-.
当P 点与F 点重合时，PB 去最大值，
PB=OP+OB=3+35.
点睛：本题属于综合类型题，主要考查了圆的综合知识.关键是对三角函数值、勾股定理、全等三角形判定与性质的理解.
6．如图，在ABC ∆中，90,BAC ∠=︒ 2,AB AC ==
AD BC ⊥，垂足为D ，过,A D 的⊙O 分别与,AB AC 交于点,E F ，连接,,EF DE DF ．
（1）求证：ADE ∆≌CDF ∆；
（2）当BC 与⊙O 相切时，求⊙O 的面积．
【答案】(1)见解析;(2)
24π.
【解析】 分析：（1）由等腰直角三角形的性质知AD =CD 、∠1=∠C =45°，由∠EAF =90°知EF 是⊙O 的直径，据此知∠2+∠4=∠3+∠4=90°，得∠2=∠3，利用“ASA”证明即可得；
（2）当BC 与⊙O 相切时，AD 是直径，根据∠C =45°、AC 2可得AD =1，利用圆的面积公式可得答案．
详解：（1）如图，∵AB =AC ，∠BAC =90°，∴∠C =45°．
又∵AD ⊥BC ，AB =AC ，∴∠1=
12
∠BAC =45°，BD =CD ，∠ADC =90°． 又∵∠BAC =90°，BD =CD ，∴AD =CD ． 又∵∠EAF =90°，∴EF 是⊙O 的直径，∴∠EDF =90°，∴∠2+∠4=90°．
又∵∠3+∠4=90°，∴∠2=∠3．在△ADE 和△CDF 中．
∵123C AD CD ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩
，∴△ADE ≌△CDF （ASA ）．
（2）当BC 与⊙O 相切时，AD 是直径．在Rt △ADC 中，∠C =45°，AC =2，
∴sin ∠C =AD AC ，∴AD =AC sin ∠C =1，∴⊙O 的半径为12，∴⊙O 的面积为24
π． 点睛：本题主要考查圆的综合问题，解题的关键是熟练掌握等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定与性质、与圆有关的位置关系等知识点．
7．已知：如图，△ABC 中，AC=3，∠ABC=30°．
（1）尺规作图：求作△ABC
的外接圆，保留作图痕迹，不写作法；
（2）求（1）中所求作的圆的面积．
【答案】（1）作图见解析；（2）圆的面积是9π．
【解析】
试题分析：（1）按如下步骤作图：①作线段AB 的垂直平分线；②作线段BC 的垂直平分线；③以两条垂直平分线的交点O 为圆心，OA 长为半圆画圆，则圆O 即为所求作的圆． 如图所示（2）要求外接圆的面积，需求出圆的半径，已知AC ＝3，如图弦AC 所对的圆周角是∠ABC =30°，所以圆心角∠AOC =60°，所以∆AOC 是等边三角形，所以外接圆的半径是3故可求得外接圆的面积．
（2）连接OA ，OB ．
∵AC=3，∠ABC=30°，
∴∠AOC=60°，
∴△AOC是等边三角形，
∴圆的半径是3，
∴圆的面积是S=πr2=9π．
8．某居民小区的一处圆柱形的输水管道破裂，维修人员为更换管道，需要确定管道圆形截面的半径．如图，若这个输水管道有水部分的水面宽AB=16cm，水最深的地方的高度为
4cm，求这个圆形截面的半径．
【答案】10cm
【解析】
分析：先过圆心O作半径CO⊥AB，交AB于点D设半径为r，得出AD、OD的长，在
Rt△AOD中，根据勾股定理求出这个圆形截面的半径．
详解：解：过点O作OC⊥AB于D，交⊙O于C，连接OB，
∵OC⊥AB
∴BD=1
2
AB=
1
2
×16=8cm
由题意可知，CD=4cm
∴设半径为xcm，则OD=（x﹣4）cm
在Rt△BOD中，
由勾股定理得：OD2+BD2=OB2
（x﹣4）2+82=x2
解得：x=10．
答：这个圆形截面的半径为10cm．
点睛：此题考查了垂经定理和勾股定理，关键是根据题意画出图形，再根据勾股定理进行求解．
9．如图．在△ABC中，∠C=90°，AC=BC，AB=30cm，点P在AB上，AP=10cm，点E从点P
出发沿线段PA以2c m/s的速度向点A运动，同时点F从点P出发沿线段PB以1c m/s的速度向点B运动，点E到达点A后立刻以原速度沿线段AB向点B运动，在点E、F运动过程中，以EF为边作正方形EFGH，使它与△ABC在线段AB的同侧，设点E、F运动的时间为t （s）（0＜t＜20）．
（1）当点H落在AC边上时，求t的值；
（2）设正方形EFGH与△ABC重叠部分的面积为S．①试求S关于t的函数表达式；②以
点C为圆心，
1
2
t为半径作⊙C，当⊙C与GH所在的直线相切时，求此时S的值．
【答案】（1）t=2s或10s；（2）①S=
2
2
2
9?(02)
7
5050(210)
2
40400?(1020)
t t
t t t
t t t
⎧<≤
⎪
⎪
-+-<≤
⎨
⎪
-+<<
⎪⎩
；②100cm2．
【解析】
试题分析：（1）如图1中，当0＜t≤5时，由题意AE=EH=EF，即10﹣2t=3t，t=2；如图2中，当5＜t＜20时，AE=HE，2t﹣10=10﹣（2t﹣10）+t，t=10；
（2）分四种切线讨论a、如图3中，当0＜t≤2时，重叠部分是正方形EFGH，S=（3t）2=9t2．b、如图4中，当2＜t≤5时，重叠部分是五边形EFGMN．c、如图5中，当5＜t＜10时，重叠部分是五边形EFGMN．d、如图6中，当10＜t＜20时，重叠部分是正方形EFGH．分别计算即可；
②分两种情形分别列出方程即可解决问题．
试题解析：解：（1）如图1中，当0＜t≤5时，由题意得：AE=EH=EF，即10﹣2t=3t，t=2
如图2中，当5＜t＜20时，AE=HE，2t﹣10=10﹣（2t﹣10）+t，t=10．
综上所述：t=2s或10s时，点H落在AC边上．
（2）①如图3中，当0＜t≤2时，重叠部分是正方形EFGH，S=（3t）2=9t2
如图4中，当2＜t≤5时，重叠部分是五边形EFGMN，S=（3t）2﹣1
2
（5t﹣10）2=﹣
7
2
t2+50t﹣50．
如图5中，当5＜t＜10时，重叠部分是五边形EFGMN，S=（20﹣t）2﹣1
2
（30﹣3t）2=﹣
7
2
t2+50t﹣50．
如图6中，当10＜t＜20时，重叠部分是正方形EFGH，S=（20﹣t）2=t2﹣40t+400．
综上所述：S=
2
2
2
9?(02)
7
5050(210)
2
40400?(1020)
t t
t t t
t t t
⎧<≤
⎪
⎪
-+-<≤
⎨
⎪
-+<<
⎪⎩
．
②如图7中，当0＜t≤5时，
1
2
t+3t=15，解得：t=
30
7
，此时S=100cm2，当5＜t＜20时，1
2
t+20﹣t=15，解得：t=10，此时S=100．
综上所述：当⊙C与GH所在的直线相切时，求此时S的值为100cm2
点睛：本题考查了圆综合题、正方形的性质、等腰直角三角形的性质、切线的性质等知识，解题的关键是灵活运用所学知识解决问题，学会用分类讨论的思想思考问题，注意不能漏解，属于中考压轴题．
10．如图，在Rt △ABC 中，90C ∠=︒，AD 平分∠BAC ，交BC 于点D ，点O 在AB 上，⊙O 经过A 、D 两点，交AC 于点E ，交AB 于点F ． （1）求证：BC 是⊙O 的切线；
（2）若⊙O 的半径是2cm ，E 是弧AD 的中点，求阴影部分的面积（结果保留π和根号）
【答案】（1）证明见解析 （2）233
π
- 【解析】 【分析】
（1）连接OD ，只要证明OD ∥AC 即可解决问题；
（2）连接OE ，OE 交AD 于K ．只要证明△AOE 是等边三角形即可解决问题． 【详解】 （1）连接OD ．
∵OA =OD ，∴∠OAD =∠ODA ．
∵∠OAD =∠DAC ，∴∠ODA =∠DAC ，∴OD ∥AC ，∴∠ODB =∠C =90°，∴OD ⊥BC ，∴BC 是⊙O 的切线．
（2）连接OE ，OE 交AD 于K ．
∵¶¶AE DE
=，∴OE ⊥AD ． ∵∠OAK =∠EAK ，AK =AK ，∠AKO =∠AKE =90°，∴△AKO ≌△AKE ，∴AO =AE =OE ，∴△AOE
是等边三角形，∴∠AOE =60°，∴S 阴=S 扇形OAE ﹣S △AOE 260233604
π⋅⋅=-⨯22233π=
． 【点睛】
本题考查了切线的判定、扇形的面积、等边三角形的判定和性质、平行线的判定和性质、全等三角形的判定和性质等知识，解题的关键是学会添加常用辅助线，灵活运用所学知识解决问题，属于中考常考题型．
11．如图，点B在数轴上对应的数是﹣2，以原点O为原心、OB的长为半径作优弧AB，使点A在原点的左上方，且tan∠AOB＝3，点C为OB的中点，点D在数轴上对应的数为4．
（1）S扇形AOB＝（大于半圆的扇形）；
（2）点P是优弧AB上任意一点，则∠PDB的最大值为°
（3）在（2）的条件下，当∠PDB最大，且∠AOP＜180°时，固定△OPD的形状和大小，以原点O为旋转中心，将△OPD顺时针旋转α（0°≤α≤360°）
①连接CP，AD．在旋转过程中，CP与AD有何数量关系，并说明理由；
②当PD∥AO时，求AD2的值；
③直接写出在旋转过程中，点C到PD所在直线的距离d的取值范围．
【答案】（1）10
3
π
（2）30（3）①AD＝2PC②20+83或20+83③1≤d≤3
【解析】
【分析】
（1）利用扇形的面积公式计算即可．
（2）如图1中，当PD与⊙O相切时，∠PDB的值最大．解直角三角形即可解决问题．（3）①结论：AD＝2PC．如图2中，连接AB，AC．证明△COP∽△AOD，即可解决问题．②分两种情形：如图3中，当PD∥OA时，设OD交⊙O于K，连接PK交OC于H．求出PC即可．如图④中，当PA∥OA时，作PK⊥OB于K，同法可得．
③判断出PC的取值范围即可解决问题．
【详解】
（1）∵tan∠AOB＝3，
∴∠AOB＝60°，
∴S扇形AOB＝
2
300210
3603
ππ
⋅⋅
=（大于半圆的扇形），
（2）如图1中，当PD与⊙O相切时，∠PDB的值最大．
∵PD 是⊙O 的切线， ∴OP ⊥PD ， ∴∠OPD ＝90°，
∵21
sin 42
OP PDO OD ∠=
== ∴∠PDB ＝30°，
同法当DP ′与⊙O 相切时，∠BDP ′＝30°， ∴∠PDB 的最大值为30°． 故答案为30．
（3）①结论：AD ＝2PC ． 理由：如图2中，连接AB ，AC ．
∵OA ＝OB ，∠AOB ＝60°， ∴△AOB 是等边三角形， ∵BC ＝OC ， ∴AC ⊥OB ，
∵∠AOC ＝∠DOP ＝60°， ∴∠COP ＝∠AOD ，
∵
2AO OD
OC OP
==， ∴△COP ∽△AOD ，
∴
2AD AO
PC OC ==， ∴AD ＝2PC ．
②如图3中，当PD ∥OA 时，设OD 交⊙O 于K ，连接PK 交OC 于H ．
∵OP＝OK，∠POK＝60°，
∴△OPK是等边三角形，
∵PD∥OA，
∴∠AOP＝∠OPD＝90°，
∴∠POH+∠AOC＝90°，
∵∠AOC＝60°，
∴∠POH＝30°，
∴PH＝1
OP＝1，OH＝3PH＝3，
2
∴PC＝2222
+=++=+，
PH CH1(13)523
∵AD＝2PC，
∴AD2＝4（5+23）＝20+83．
如图④中，当PA∥OA时，作PK⊥OB于K，同法可得：PC2＝12+（3﹣1）2＝5﹣23，AD2＝4PC2＝20﹣83．
③由题意1≤PC≤3，
∴在旋转过程中，点C到PD所在直线的距离d的取值范围为1≤d≤3．
【点睛】
本题属于圆综合题，考查了切线的性质，相似三角形的判定和性质，旋转变换，勾股定理，等边三角形的判定和性质等知识，解题的关键是学会用分类讨论的思想思考问题．12．如图，⊙O的直径AB＝8，C为圆周上一点，AC＝4，过点C作⊙O的切线l，过点B 作l的垂线BD，垂足为D，BD与⊙O交于点E．
（1）求∠AEC的度数；
（2）求证：四边形OBEC是菱形．
【答案】（1）30°；（2）详见解析.
【解析】
【分析】
（1）易得△AOC是等边三角形，则∠AOC＝60°，根据圆周角定理得到∠AEC＝30°；
（2）根据切线的性质得到OC⊥l，则有OC∥BD，再根据直径所对的圆周角为直角得到
∠AEB＝90°，则∠EAB＝30°，可证得AB∥CE，得到四边形OBE C为平行四边形，再由OB ＝OC，即可判断四边形OBEC是菱形．
【详解】
（1）解：在△AOC中，AC＝4，
∵AO＝OC＝4，
∴△AOC是等边三角形，
∴∠AOC＝60°，
∴∠AEC＝30°；
（2）证明：∵OC⊥l，BD⊥l．
∴OC∥BD．
∴∠ABD＝∠AOC＝60°．
∵AB为⊙O的直径，
∴∠AEB＝90°，
∴△AEB为直角三角形，∠EAB＝30°．
∴∠EAB＝∠AEC．
∴CE∥OB，又∵CO∥EB
∴四边形OBEC为平行四边形．
又∵OB＝OC＝4．
∴四边形OBEC是菱形．
【点睛】
本题考查了切线的性质：圆的切线垂直于过切点的半径．也考查了圆周角定理及其推论以及菱形的判定方法．
13．如图1，等腰直角△ABC中，∠ACB=90°，AC=BC，过点A，C的圆交AB于点D，交BC 于点E，连结DE
（1）若AD=7，BD=1，分别求DE，CE的长
（2）如图2，连结CD，若CE=3，△ACD的面积为10，求tan∠BCD
（3）如图3，在圆上取点P使得∠PCD=∠BCD（点P与点E不重合），连结PD，且点D 是△CPF的内心
①请你画出△CPF，说明画图过程并求∠CDF的度数
②设PC=a，PF=b，PD=c，若（2）（2c）=8，求△CPF的内切圆半径长．
【答案】（1）DE=1，CE=32；（2）tan ∠BCD=1
4
；（3）①135°；②2. 【解析】 【分析】
（1）由A 、C 、E 、D 四点共圆对角互补为突破口求解；
（2）找∠BDF 与∠ODA 为对顶角，在⊙O 中，∠COD=2∠CAD ，证明△OCD 为等腰直角三角形，从而得到∠EDC+∠ODA=45°，即可证明∠CDF=135°；
（3）过点D 做DH CB ⊥于点H ，以D 为圆心，DH 为半径画圆，过点P 做D e 切线PF 交CB 的延长线于点F ，结合圆周角定理得出∠CPD=∠CAD=45°，再根据圆的内心是三角形三个内角角平分线的交点，得出∠CPF=90°，然后根据角平分线性质得出
11
4522
DCF CFD PCF PFC ∠+∠=∠+∠=︒，最后再根据三角形内角和定理即可求
解；证明∠DCF+∠CFD=45°，从而证明∠CPF 是直角，再求证四边形PKDN 是正方形，最后以△PCF 面积不变性建立等量关系，结合已知（a-2c ）（b-2c ）=8，消去字母a ，b 求出c 值，即求出△CPF 的内切圆半径长为2
2
c ． 【详解】 （1）由图可知：
设BC=x ．在Rt △ABC 中，AC=BC ．由勾股定理得： AC 2+BC 2=AB 2，
∵AB=AD+BD ，AD=7，BD=1， ∴x 2+x 2=82， 解得：x=2．
∵⊙O 内接四边形，∠ACD=90°， ∴∠ADE=90°，
∴∠EDB=90°，
∵∠B=45°，
∴△BDE 是等腰直角三形．
∴DE=DB ，
又∵DB=1，
∴DE=1，
又∵CE=BC-BE ，
∴CE=42232-=．
（2）如图所示：
在△DCB 中过点D 作DM ⊥BE ，设BE=y ，则DM=
12
y ， 又∵CE=3，∴BC=3+y ，
∵S △ACB =S ACD +S DCB ， ∴
()1114242103y y 222
⨯=+⨯+⨯， 解得：y=2或y=-11（舍去）．
∴EM=1，
CM=CE+ME=1+3=4，
又∵∠BCD=∠MCD ，
∴tan ∠BCD=tan ∠MCD ， 在Rt △DCM 中，tan ∠MCD=
DM CM =14， ∴tan ∠BCD=14
． （3）①如下图所示：
过点D 做DH CB ⊥于点H ，以D 为圆心，DH 为半径画圆，过点P 做D e 切线PF 交CB 的延长线于点F ．
∵∠CAD=45°，
∴∠CPD=∠CAD=45°，
又∵点D 是CPF ∆的内心，
∴PD 、CD 、DF 都是角平分线，
∴∠FPD=∠CPD =45°，∠PCD=∠DCF ，∠PFD=∠CFD
∴∠CPF=90°
∴∠PCF+∠PFC=90° ∴114522
DCF CFD PCF PFC ∠+∠=
∠+∠=︒ ∴∠CDF=180°-∠DCF-∠CFD F=90°+45°=135°，
即∠CDF 的度数为135°．
②如下图所示
过点D 分别作DK ⊥PC ，DM ⊥CF ，DN ⊥PF 于直线PC ，CF 和PF 于点K ，M ，N 三点， 设△PCF 内切圆的半径为m ，则DN=m ，
∵点D 是△PCF 的内心，
∴DM=DN=DK ，
又∵∠DCF+∠CFD+∠FDC=180°，∠FDC=45°，
∴∠DCF+∠CFD=45°，
又∵DC ，DF 分别是∠PCF 和∠PFC 的角平分线，
∴∠PCF=2∠DCF ，∠PFC=2∠DFC ，
∴∠PCF+∠PFC=90°，
∴∠CPF=90°．
在四边形PKDN 中，∠PND=∠NPK=∠PKD=90°，
∴四边形PKDN 是矩形，
又∵KD=ND ，
∴四边形PKDN 是正方形．
又∵∠MBD=∠BDM=45°，
∠BDM=∠KDP ，
∴∠KDP=45°．
∵PC=a ，PF=b ，PD=c ，
∴PN=PK=
C 2，
∴NF=b c 2-，CK=a c 2
-， 又∵CK=CM ，FM=FN ，CF=CM+FM ，
∴CF=
a b +，
又∵S △PCF =S △PDF +S △PDC +S △DCF ，
∴1111
ab a c b c (a b 222222=⨯+⨯++-）×c 2
，
化简得：)2a b c c +-------（Ⅰ），
又∵若（c ）（c ）=8
化简得：()2
ab a b 2c 8++=------（Ⅱ）， 将（Ⅰ）代入（Ⅱ）得：c 2=8，
解得：c =c =-
∴
2==， 即△CPF 的内切圆半径长为2．
【点睛】
本题考查圆的内接四边形性质，圆的内心，圆心角、圆周角，同弧（或等弧）之间的相互关系，同时也考查直角三角形，勾股定理，同角或等角的三角函数值相等和三角形的面积公式，正方形，对顶角和整式的运算等知识点；难点是作辅助线和利用等式求△CPF 的内切圆半径长．
14．如图，AB 是⊙O 的直径，AD 是⊙O 的弦，点F 是DA 延长线上的一点，过⊙O 上一点C 作⊙O 的切线交DF 于点E ，CE ⊥DF ．
(1)求证：AC 平分∠FAB ；
(2)若AE ＝1，CE ＝2，求⊙O 的半径．
【答案】（1）证明见解析；（2）
52
【解析】 试题分析：（1）连接OC ，根据切线的性质和圆周角定理，得出∠OCA =∠OAC 与∠CAE =∠OCA ，然后根据角平分线的定义可证明；
（2）由圆周角定理得到∠BCA=90°，由垂直的定义，可求出∠CEA=90°，从而根据两角对应相等的两三角形相似可证明△ACB ∽△AEC ，再根据相似三角形的对应边成比例求得AB 的长，从而得到圆的半径.
试题解析：(1)证明：连接OC .
∵CE 是⊙O 的切线，∴∠OCE =90°
∵CE ⊥DF ，∴∠CEA =90°，
∴∠ACE +∠CAE =∠ACE +∠OCA =90°，∴∠CAE =∠OCA
∵OC ＝OA ，∴∠OCA =∠OAC .
∴∠CAE =∠OAC ，即AC 平分∠FAB
(2)连接BC .
∵AB 是⊙O 的直径，∴∠ACB =∠AEC =90°.
又∵∠CAE =∠OAC ，∴△ACB ∽△AEC ,∴
AB AC AC AE =. ∵AE ＝1，CE ＝2，∠AEC =90°，∴2222125AC AE CE +=+ ∴22551AC AB AE ===，∴⊙O 的半径为
52．
15．在△ABC 中，0090,60ACB BAC ∠=∠=，AC=2，P 为△ABC 所在平面内一点，分别连PA,PB ,PC ．
（1）如图1,已知，APB BPC APC ∠=∠=∠，以A 为旋转中心，将APB ∆顺时针旋转60度，得到AMN ∆.
①请画出图形，并求证：C 、P 、M 、N 四点在同一条直线上；
②求PA+PB+PC 的值.
（2）如图2，如果点P 满足090BPC ∠=，设Q 为AB 边中点，求PQ 的取值范围.
【答案】（1）①详见解析；②27；（2）31312PQ PQ -≤≤+≠且；
【解析】
【分析】
（1）①欲证明C 、P 、M 、N 四点在同一条直线上，只要证明∠APC+∠APM=180°，∠AMN+∠AMP=180°即可；
②只要证明PA+PB+PC=PC+PM+MN=CN ，在Rt △CBN 中，利用勾股定理求出NC 即可； （2）如图2中，由∠BPC=90°，推出点P 在以BC 为直径的圆上（P 不与B 、C 重合），设BC 的中点为O ，作直线OQ 交⊙O 与P 和P′，可得PQ 的最小值为3-1，PQ 的最大值为3+1，PQ≠2，由此即可解决问题；
【详解】
（1）①证明：如图，
∵△APB ≌△AMN ，△APM 是等边三角形，
∴∠APM=∠APM=60°，
∵∠APB=∠BPC=∠APC=120°，
∴∠APB=∠BPC=∠APC=∠AMN=120°，
∴∠APC+∠APM=180°，∠AMN+∠AMP=180°，
∴C、P、M、N四点在同一条直线上；
②解：连接BN,易得ΔABN是等边三角形
∴∠ABN=60°，∵∠ABC=30°，
∴∠NBC=90°，
∵AC=2，
∴AB=BN=4，BC=23，
∵PA=PM，PB=MN，
∴PA+PB+PC=PC+PM+MN=CN，
在Rt△CBN中，CN=22
+=，
BC BN27
∴PA+PB+PC=27．
(2) 如图2中，
∵∠BPC=90°，
∴点P在以BC为直径的圆上（P不与B、C重合），
设BC的中点为O，作直线OQ交⊙O与P和P′，
可得PQ3-1，PQ3+1，PQ≠2，
∴33+1且PQ≠2．
∴≤≤≠
的取值范围是且
PQ31PQ31PQ2
【点睛】
本题考查几何变换综合题、等边三角形的性质和判定、全等三角形的性质、勾股定理、圆的有关知识等知识，解题的关键是学会利用旋转法添加辅助线，构造全等三角形解决问题，学会利用辅助圆解决问题，属于中考压轴题．。