初三培优 易错 难题圆的综合辅导专题训练及答案解析

初三培优易错难题圆的综合辅导专题训练及答案解析
一、圆的综合
1．如图，四边形ABCD内接于⊙O，对角线AC为⊙O的直径，过点C作AC的垂线交AD 的延长线于点E，点F为CE的中点，连接DB， DF．
（1）求证：DF是⊙O的切线；
（2）若DB平分∠ADC，AB=52AD
，∶DE=4∶1，求DE的长．
【答案】(1)见解析5
【解析】
分析：（1）直接利用直角三角形的性质得出DF=CF=EF，再求出∠FDO=∠FCO=90°，得出答案即可；
（2）首先得出AB=BC即可得出它们的长，再利用△ADC～△ACE，得出AC2=AD•AE，进而得出答案．
详解：（1）连接OD．
∵OD=CD，∴∠ODC=∠OCD．
∵AC为⊙O的直径，∴∠ADC=∠EDC=90°．
∵点F为CE的中点，∴DF=CF=EF，∴∠FDC=∠FCD，∴∠FDO=∠FCO．
又∵AC⊥CE，∴∠FDO=∠FCO=90°，∴DF是⊙O的切线．
（2）∵AC为⊙O的直径，∴∠ADC=∠ABC=90°．
∵DB平分∠ADC，∴∠ADB=∠CDB，∴¶AB=¶BC，∴BC=AB2．
在Rt△ABC中，AC2=AB2+BC2=100．
又∵AC⊥CE，∴∠ACE=90°，
∴△ADC～△ACE，∴AC
AD =
AE
AC
，∴AC2=AD•AE．
设DE为x，由AD：DE=4：1，∴AD=4x，AE=5x，∴100=4x•5x，∴x5∴DE=5
点睛：本题主要考查了切线的判定以及相似三角形的判定与性质，正确得出AC2=AD•AE是解题的关键．
2．如图，AB是⊙O的直径，PA是⊙O的切线，点C在⊙O上，CB∥PO．
（1）判断PC与⊙O的位置关系，并说明理由；
（2）若AB=6，CB=4，求PC的长．
【答案】（1）PC是⊙O的切线，理由见解析；（23
5 2
【解析】
试题分析：（1）要证PC是⊙O的切线，只要连接OC，再证∠PCO=90°即可．
（2）可以连接AC，根据已知先证明△ACB∽△PCO，再根据勾股定理和相似三角形的性质求出PC的长．
试题解析：（1）结论：PC是⊙O的切线．
证明：连接OC
∵CB∥PO
∴∠POA=∠B，∠POC=∠OCB
∵OC=OB
∴∠OCB=∠B
∴∠POA=∠POC
又∵OA=OC，OP=OP
∴△APO≌△CPO
∴∠OAP=∠OCP
∵PA是⊙O的切线
∴∠OAP=90°
∴∠OCP=90°
∴PC是⊙O的切线．
（2）连接AC
∵AB是⊙O的直径
∴∠ACB=90°（6分）
由（1）知∠PCO=90°，∠B=∠OCB=∠POC
∵∠ACB=∠PCO
∴△ACB∽△PCO
∴
∴．
点睛：本题考查了切线的判定．要证某线是圆的切线，已知此线过圆上某点，连接圆心与这点（即为半径），再证垂直即可．同时考查了勾股定理和相似三角形的性质．
3．如图，⊙M与菱形ABCD在平面直角坐标系中，点M的坐标为（3，﹣1），点A的坐标为（﹣2，3），点B的坐标为（﹣3，0），点C在x轴上，且点D在点A的左侧．（1）求菱形ABCD的周长；
（2）若⊙M沿x轴向右以每秒2个单位长度的速度平移，同时菱形ABCD沿x轴向右以每秒3个单位长度的速度平移，设菱形移动的时间为t（秒），当⊙M与BC相切，且切点为BC的中点时，连接BD，求：
①t的值；
②∠MBD的度数；
（3）在（2）的条件下，当点M与BD所在的直线的距离为1时，求t的值．
3
【答案】（1）8；（2）①7；②105°；（3）t=63
【解析】
分析：（1）根据勾股定理求菱形的边长为2，所以可得周长为8；
（2）①如图2，先根据坐标求EF的长，由EE'﹣FE'=EF=7，列式得：3t﹣2t=7，可得t 的值；
②先求∠EBA =60°，则∠FBA =120°，再得∠MBF =45°，相加可得：
∠MBD =∠MBF +∠FBD =45°+60°=105°；
（3）分两种情况讨论：作出距离MN 和ME ，第一种情况：如图5由距离为1可知：BD
为⊙M 的切线，由BC 是⊙M 的切线，得∠MBE =30°，列式为3t =2t +6，解出即可； 第二种情况：如图6，同理可得t 的值．
详解：（1）如图1，过A 作AE ⊥BC 于E ．
∵点A 的坐标为（﹣2），点B 的坐标为（﹣3，0），∴AE ，BE =3﹣2=1，
∴AB
=2． ∵四边形ABCD 是菱形，∴AB =BC =CD =AD =2，∴菱形ABCD 的周长=2×4=8；
（2）①如图2，⊙M 与x 轴的切点为F ，BC 的中点为E ．
∵M （3，﹣1），∴F （3，0）．
∵BC =2，且E 为BC 的中点，∴E （﹣4，0），∴EF =7，即EE '﹣FE '=EF ，∴3t ﹣2t =7，t =7；
②由（1）可知：BE =1，AE
∴tan ∠EBA =AE
BE =，∴∠EBA =60°，如图4，∴∠FBA =120°． ∵四边形ABCD 是菱形，∴∠FBD =
12∠FBA =11202⨯︒=60°． ∵BC 是⊙M 的切线，∴MF ⊥BC ．
∵F 是BC 的中点，∴BF =MF =1，∴△BFM 是等腰直角三角形，
∴∠MBF =45°，∴∠MBD =∠MBF +∠FBD =45°+60°=105°；
（3）连接BM ，过M 作MN ⊥BD ，垂足为N ，作ME ⊥BC 于E ，分两种情况： 第一种情况：如图5．
∵四边形ABCD 是菱形，∠ABC =120°，∴∠CBD =60°，∴∠NBE =60°．
∵点M 与BD 所在的直线的距离为1，∴MN =1，∴BD 为⊙M 的切线．
∵BC 是⊙M 的切线，∴∠MBE =30°．
∵ME =1，∴EB ∴3t =2t +6，t =6
第二种情况：如图6．
∵四边形ABCD 是菱形，∠ABC =120°，∴∠DBC =60°，∴∠NBE =120°．
∵点M 与BD 所在的直线的距离为1，∴MN =1，∴BD 为⊙M 的切线．
∵BC 是⊙M 的切线，∴∠MBE =60°．
∵ME =MN =1，∴Rt △BEM 中，tan60°=
ME BE ，EB =160tan ︒
∴3t =2t t
综上所述：当点M 与BD 所在的直线的距离为1时，t =6或6+
3．
点睛：本题是四边形和圆的综合题，考查了菱形的性质、圆的切线的性质和判定、特殊的三角函数值、等腰直角三角形的性质、动点运动问题，此类问题比较复杂，弄清动点运动方向、速度、时间和路程的关系，并与方程相结合，找等量关系，求出时间t的值．
4．如图，AB，BC分别是⊙O的直径和弦，点D为»BC上一点，弦DE交⊙O于点E，交AB于点F，交BC于点G，过点C的切线交ED的延长线于H，且HC=HG，连接BH，交⊙O 于点M，连接MD，ME．
求证：
（1）DE⊥AB；
（2）∠HMD=∠MHE+∠MEH．
【答案】（1）证明见解析；（2）证明见解析.
【解析】
分析：（1）连接OC，根据等边对等角和切线的性质，证明∠BFG=∠OCH=90°即可；（2）连接BE，根据垂径定理和圆内接四边形的性质，得出∠HMD=∠BME，再根据三角形的外角的性质证明∠HMD=∠DEB=∠EMB即可．
详解：证明：（1）连接OC，
∵HC=HG，
∴∠HCG=∠HGC；
∵HC切⊙O于C点，
∴∠OCB+∠HCG=90°；
∵OB=OC，
∴∠OCB=∠OBC，
∵∠HGC=∠BGF，
∴∠OBC+∠BGF=90°，
∴∠BFG=90°，即DE⊥AB；
（2）连接BE，
由（1）知DE⊥AB，
∵AB是⊙O的直径，
∴，
∴∠BED=∠BME；
∵四边形BMDE内接于⊙O，
∴∠HMD=∠BED，
∴∠HMD=∠BME；
∵∠BME是△HEM的外角，
∴∠BME=∠MHE+∠MEH，
∴∠HMD=∠MHE+∠MEH．
点睛：此题综合性较强，主要考查了切线的性质、三角形的内角和外角的性质、等腰三角形的性质、内接四边形的性质．
5．如图，A是以BC为直径的⊙O上一点，AD⊥BC于点D，过点B作⊙O的切线，与CA 的延长线相交于点E，G是AD的中点，连结CG并延长与BE相交于点F，延长AF与CB的延长线相交于点P．
（1）求证：BF=EF：
（2）求证：PA是⊙O的切线；
（3）若FG=BF，且⊙O的半径长为32，求BD的长度.
【答案】(1)证明见解析；(2) 证明见解析；（3）22
【解析】
分析：（1）利用平行线截三角形得相似三角形，得△BFC∽△DGC且△FEC∽△GAC，得到对应线段成比例，再结合已知条件可得BF=EF；
（2）利用直角三角形斜边上的中线的性质和等边对等角，得到∠FAO=∠EBO，结合BE是圆的切线，得到PA⊥OA，从而得到PA是圆O的切线；
（3）点F作FH⊥AD于点H，根据前两问的结论，利用三角形的相似性质即可以求出BD 的长度．
详解：证明：(1)∵BC是圆O的直径，BE是圆O的切线，
∴EB⊥BC.
又∵AD⊥BC，
∴AD∥BE.
∴△BFC∽△DGC，△FEC∽△GAC，
∴BF
DG
=
CF
CG
，
EF
AG
=
CF
CG
，
∴BF
DG
=
EF
AG
，
∵G是AD的中点，
∴DG=AG，
∴BF=EF；
(2)连接AO，AB.
∵BC是圆O的直径，
∴∠BAC=90°，
由(1)得：在Rt△BAE中，F是斜边BE的中点，∴AF=FB=EF，可得∠FBA=∠FAB，
又∵OA=OB，
∴∠ABO =∠BAO ，
∵BE 是圆O 的切线，
∴∠EBO =90°，
∴∠FBA +∠ABO =90°，
∴∠FAB +∠BAO =90°，
即∠FAO =90°，
∴PA ⊥OA ，
∴PA 是圆O 的切线；
（3）过点F 作FH ⊥AD 于点H ，
∵BD ⊥AD ，FH ⊥AD ，
∴FH ∥BC ，
由(2)，知∠FBA =∠BAF ，
∴BF =AF .
∵BF =FG ，
∴AF =FG ，
∴△AFG 是等腰三角形.
∵FH ⊥AD ，
∴AH =GH ，
∵DG =AG ，
∴DG =2HG . 即12
HG DG =， ∵FH ∥BD ，BF ∥AD ，∠FBD =90°，
∴四边形BDHF 是矩形，
∴BD =FH ，
∵FH ∥BC
∴△HFG ∽△DCG ， ∴
12FH HG CD DG ==， 即12
BD CD =，
∴23 2.15
3
≈，
∵O的半径长为32，
∴BC=62，
∴BD=1
3
BC＝22.
点睛：本题考查了切线的判定、勾股定理、圆周角定理、相似三角形的判定与性质.结合已知条件准确对图形进行分析并应用相应的图形性质是解题的关键.
6．已知A（2,0），B（6,0），CB⊥x轴于点B，连接AC
画图操作：
（1）在y正半轴上求作点P，使得∠APB=∠ACB（尺规作图，保留作图痕迹）
理解应用：
（2）在（1）的条件下，
①若tan∠APB
1
2
=，求点P的坐标
②当点P的坐标为时，∠APB最大拓展延伸：
（3）若在直线y
4
3
=x+4上存在点P，使得∠APB最大，求点P的坐标
【答案】（1）图形见解析（2）（0，2），（0，4）（0，23）（3）（95
3
-，
125
5
）
【解析】
试题分析：（1）以AC为直径画圆交y轴于P，连接PA、PB，∠PAB即为所求；
（2）①由题意AC的中点K（4，4），以K为圆心AK为半径画圆，交y轴于P和P′，易知P（0，2），P′（0，6）；
②当⊙K与y轴相切时，∠APB的值最大，（3）如图3中，当经过AB的园与直线相切时，∠APB最大．想办法求出点P坐标即可解决问题；
试题解析：解：（1）∠APB如图所示；
（2）①如图2中，∵∠APB=∠ACB，∴tan∠ACB=tan∠APB=1
2
=
AB
BC
．∵A（2，0），B
（6，0），∴AB=4，BC=8，∴C（6，8），∴AC的中点K（4，4），以K为圆心AK为半径画圆，交y轴于P和P′，易知P（0，2），P′（0，6）．
②当⊙K与y轴相切时，∠APB的值最大，此时AK=PK=4，AC=8，
∴BC22
AC AB
-3，∴C（6，3∴K（4，2），∴P（0，3
案为：（0，3
（3）如图3中，当经过AB的园与直线相切时，∠APB最大．∵直线y=4
3
x+4交x轴于M
（﹣3，0），交y轴于N（0，4）．∵MP是切线，∴MP2=MA•MB，∴MP5
PK⊥OA于K．∵ON∥PK，∴ON
PK
=
OM
MK
=
NM
MP
，∴
4
PK
=
3
MK
=
35
，∴PK=
125
5
，
MK=95
，∴OK=
95
﹣3，∴P（
95
﹣3，
125
）．
点睛：本题考查了一次函数综合题、直线与圆的位置关系、平行线的性质、切线的判定和性质、勾股定理、锐角三角函数等知识，解题的关键是学会添加常用辅助线解决问题，学会构造辅助圆解决最大角问题，属于中考压轴题．
7．如图，△ABC是⊙O的内接三角形，点D，E在⊙O上，连接AE，DE，CD，BE，CE，∠EAC+∠BAE=180°，»»
AB CD
．
（1）判断BE与CE之间的数量关系，并说明理由；
（2）求证：△ABE≌△DCE；
（3）若∠EAC=60°，BC=8，求⊙O的半径．
【答案】（1）BE=CE，理由见解析；（2）证明见解析；（383
．
【解析】
分析：（1）由A、B、C、E四点共圆的性质得：∠BCE+∠BAE=180°，则∠BCE=∠EAC，所以»»
BE CE
=，则弦相等；（2）根据SSS证明△ABE≌△DCE；
（3）作BC和BE两弦的弦心距，证明Rt△GBO≌Rt△HBO（HL），则∠OBH=30°，设OH=x，则OB=2x，根据勾股定理列方程求出x的值，可得半径的长．
本题解析：
（1）解：BE=CE，
理由：∵∠EAC+∠BAE=180°，∠BCE+∠BAE=180°，
∴∠BCE=∠EAC，
∴»»BE
CE =， ∴BE=CE ；
（2）证明：∵»»AB CD =，∴AB=CD ，
∵»»BE CE =，»»AE ED
=，∴AE=ED ， 由（1）得：BE=CE ，
在△ABE 和△DCE 中，
∵AE DE AB CD BE CE =⎧⎪=⎨⎪=⎩
， ∴△ABE ≌△DCE （SSS ）；
（3）解：如图，∵过O 作OG ⊥BE 于G ，OH ⊥BC 于H ，
∴BH=12BC=1
2×8=4，BG=12
BE ， ∵BE=CE ，∠EBC=∠EAC=60°， ∴△BEC 是等边三角形，∴BE=BC ，∴BH=BG ，
∵OB=OB ，∴Rt △GBO ≌Rt △HBO （HL ），
∴∠OBH=∠GBO=
12
∠EBC=30°， 设OH=x ，则OB=2x ， 由勾股定理得：（2x ）2=x 2+42，x=
43， ∴OB=2x=83，∴⊙O 的半径为83．
点睛：本题是圆的综合题，考查了四点共圆的性质、三角形全等的性质和判定、勾股定理、直角三角形30°的性质，难度适中，第一问还可以利用三角形全等得出对应边相等的结论；第三问作辅助线，利用勾股定理列方程是关键.
8．已知：BD 为⊙O 的直径，O 为圆心，点A 为圆上一点，过点B 作⊙O 的切线交DA 的延长线于点F ，点C 为⊙O 上一点，且AB ＝AC ，连接BC 交AD 于点E ，连接AC ．
(1)如图1，求证：∠ABF ＝∠ABC ；
(2)如图2，点H 为⊙O 内部一点，连接OH ，CH 若∠OHC ＝∠HCA ＝90°时，求证：CH ＝
12
DA ； (3)在(2)的条件下，若OH ＝6，⊙O 的半径为10，求CE 的长．
【答案】(1)见解析；（2）见解析；（3）
215
. 【解析】
【分析】 ()1由BD 为O e 的直径，得到D ABD 90∠∠+=o ，根据切线的性质得到
FBA ABD 90∠∠+=o ，根据等腰三角形的性质得到C ABC ∠∠=，等量代换即可得到结论；
()2如图2，连接OC ，根据平行线的判定和性质得到ACO COH ∠∠=，根据等腰三角形的性质得到OBC OCB ∠∠=，ABC CBO ACB OCB ∠∠∠∠+=+，根据相似三角形的性质即可得到结论；
()3根据相似三角形的性质得到AB BD 2OH OC
==，根据勾股定理得到22AD BD AB 16=-=，根据全等三角形的性质得到BF BE =，AF AE =，根据射影
定理得到2
12AF 916
==，根据相交弦定理即可得到结论． 【详解】
()1BD Q 为O e 的直径，
90BAD ∴∠=o ，
90D ABD ∴∠+∠=o ，
FB Q 是O e 的切线，
90FBD ∴∠=o ，
90FBA ABD ∴∠+∠=o ，
FBA D ∴∠=∠，
AB AC =Q ，
C ABC ∴∠=∠，
C D ∠=∠Q ，
ABF ABC ∴∠=∠；
()2如图2，连接OC ，
90OHC HCA ∠=∠=o Q ，
//AC OH ∴，
ACO COH ∴∠=∠，
OB OC =Q ，
OBC OCB ∴∠=∠，
ABC CBO ACB OCB ∴∠+∠=∠+∠，
即ABD ACO ∠=∠，
ABC COH ∴∠=∠，
90H BAD ∠=∠=o Q ，
ABD ∴V ∽HOC V ，
2AD BD CH OC
∴==， 12
CH DA ∴=； ()3由()2知，ABC V ∽HOC V ，
2AB BD OH OC
∴
==， 6OH =Q ，O e 的半径为10， 212AB OH ∴==，20BD =，
2216AD BD AB ∴=-=，
在ABF V 与ABE V 中，
90ABF ABE AB AB BAF BAE ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠=⎩
o ， ABF ∴V ≌ABE V ，
BF BE ∴=，AF AE =，
90FBD BAD ∠=∠=o Q ，
2AB AF AD ∴=⋅，
212916AF ∴==， 9AE AF ∴==，
7DE ∴=，2215BE AB AE =+=，
AD Q ，BC 交于E ，
AE DE BE CE ∴⋅=⋅，
9721155
AE DE CE BE ⋅⨯∴===． 【点睛】
本题考查了切线的性质，圆周角定理，全等三角形的判定和性质，相似三角形的判定和性质，平行线的性质，勾股定理，射影定理，相交弦定理，正确的识别图形是解题的关键．
9．如图1，已知AB 是⊙O 的直径，AC 是⊙O 的弦，过O 点作OF ⊥AB 交⊙O 于点D ，交AC 于点E ，交BC 的延长线于点F ，点G 是EF 的中点，连接CG
(1)判断CG 与⊙O 的位置关系，并说明理由；
(2)求证：2OB 2＝BC •BF ；
(3)如图2，当∠DCE ＝2∠F ，CE ＝3，DG ＝2.5时，求DE 的长．
【答案】（1）CG 与⊙O 相切，理由见解析；（2）见解析；（3）DE ＝2
【解析】
【分析】
（1）连接CE ，由AB 是直径知△ECF 是直角三角形，结合G 为EF 中点知∠AEO ＝∠GEC ＝∠GCE ，再由OA ＝OC 知∠OCA ＝∠OAC ，根据OF ⊥AB 可得∠OCA +∠GCE ＝90°，即OC ⊥GC ，据此即可得证；
（2）证△ABC ∽△FBO 得
BC AB BO BF =，结合AB ＝2BO 即可得； （3）证ECD ∽△EGC 得
EC ED EG EC =，根据CE ＝3，DG ＝2.5知32.53
DE DE =+，解之可得．
【详解】
解：（1）CG与⊙O相切，理由如下：
如图1，连接CE，
∵AB是⊙O的直径，
∴∠ACB＝∠ACF＝90°，
∵点G是EF的中点，
∴GF＝GE＝GC，
∴∠AEO＝∠GEC＝∠GCE，
∵OA＝OC，
∴∠OCA＝∠OAC，
∵OF⊥AB，
∴∠OAC+∠AEO＝90°，
∴∠OCA+∠GCE＝90°，即OC⊥GC，
∴CG与⊙O相切；
（2）∵∠AOE＝∠FCE＝90°，∠AEO＝∠FEC，∴∠OAE＝∠F，
又∵∠B＝∠B，
∴△ABC∽△FBO，
∴BC AB
=，即BO•AB＝BC•BF，
BO BF
∵AB＝2BO，
∴2OB2＝BC•BF；
（3）由（1）知GC＝GE＝GF，
∴∠F＝∠GCF，
∴∠EGC＝2∠F，
又∵∠DCE＝2∠F，
∴∠EGC＝∠DCE，
∵∠DEC＝∠CEG，
∴△ECD∽△EGC，
∴EC ED
=，
EG EC
∵CE＝3，DG＝2.5，
∴32.53
DE DE =+， 整理，得：DE 2+2.5DE ﹣9＝0，
解得：DE ＝2或DE ＝﹣4.5（舍），
故DE ＝2．
【点睛】
本题是圆的综合问题，解题的关键是掌握圆周角定理、切线的判定、相似三角形的判定与性质及直角三角形的性质等知识点．
10．如图1，在Rt △ABC 中，∠ABC=90°，BA=BC ，直线MN 是过点A 的直线CD ⊥MN 于点D ，连接BD ．
（1）观察猜想张老师在课堂上提出问题：线段DC ，AD ，BD 之间有什么数量关系．经过观察思考，小明出一种思路：如图1，过点B 作BE ⊥BD ，交MN 于点E ，进而得出：DC+AD= BD ． （2）探究证明
将直线MN 绕点A 顺时针旋转到图2的位置写出此时线段DC ，AD ，BD 之间的数量关系，并证明
（3）拓展延伸
在直线MN 绕点A 旋转的过程中，当△ABD 面积取得最大值时，若CD 长为1，请直接写BD 的长．
【答案】（12；（2）AD ﹣2BD ；（3）2+1．
【解析】
【分析】
（1）根据全等三角形的性质求出DC ，AD ，BD 之间的数量关系
（2）过点B 作BE ⊥BD ，交MN 于点E ．AD 交BC 于O ，
证明CDB AEB ∆∆≌，得到CD AE =，EB BD =，
根据BED ∆为等腰直角三角形，得到2DE BD =，
再根据DE AD AE AD CD =-=-，即可解出答案.
（3）根据A 、B 、C 、D 四点共圆，得到当点D 在线段AB 的垂直平分线上且在AB 的右侧时，△ABD 的面积最大．
在DA 上截取一点H ，使得CD=DH=1，则易证2CH AH ==，
由BD AD =即可得出答案.
【详解】
解：（1）如图1中，
由题意：BAE BCD ∆∆≌，
∴AE=CD ，BE=BD ，
∴CD+AD=AD+AE=DE ，
∵BDE ∆是等腰直角三角形，
∴DE=2BD ，
∴DC+AD=2BD ，
故答案为2．
（2）2AD DC BD -=．
证明：如图，过点B 作BE ⊥BD ，交MN 于点E ．AD 交BC 于O ．
∵90ABC DBE ∠=∠=︒，
∴ABE EBC CBD EBC ∠+∠=∠+∠，
∴ABE CBD ∠=∠．
∵90BAE AOB ∠+∠=︒，90BCD COD ∠+∠=︒，AOB COD ∠=∠，
∴BAE BCD ∠=∠，
∴ABE DBC ∠=∠．又∵AB CB =，
∴CDB AEB ∆∆≌，
∴CD AE =，EB BD =，
∴BD ∆为等腰直角三角形，2DE BD =．
∵DE AD AE AD CD =-=-， ∴2AD DC BD -=．
（3）如图3中，易知A 、B 、C 、D 四点共圆，当点D 在线段AB 的垂直平分线上且在AB 的右侧时，△ABD 的面积最大．
此时DG ⊥AB ，DB=DA ，在DA 上截取一点H ，使得CD=DH=1，则易证2CH AH ==， ∴21BD AD ==
+．
【点睛】 本题主要考查全等三角形的性质，等腰直角三角形的性质以及图形的应用，正确作辅助线和熟悉图形特性是解题的关键.
11．如图，□ABCD 的边AD 是△ABC 外接圆⊙O 的切线，切点为A ，连接AO 并延长交BC 于点E ，交⊙O 于点F ，过点C 作直线CP 交AO 的延长线于点P ，且∠BCP ＝∠ACD ． （1）求证：PC 是⊙O 的切线；
（2）若∠B ＝67.5°，BC ＝2，求线段PC ，PF 与弧CF 所围成的阴影部分的面积S ．
【答案】（1）见解析；（2）14
π-
【解析】 【分析】（1） 过C 点作直径CM ，连接MB ，根据CM 为直径，可得∠M+∠BCM ＝90°，再根据AB ∥DC 可得∠ACD ＝∠BAC ，由圆周角定理可得∠BAC ＝∠M ，∠BCP ＝∠ACD ，从而可推导得出∠PCM ＝90°，根据切线的判定即可得；
（2）连接OB ，由AD 是⊙O 的切线，可得∠PAD ＝90°，再由BC ∥AD ，可得AP ⊥BC ，从而得BE ＝CE ＝ 12
BC ＝1，继而可得到∠ABC ＝∠ACB ＝67.5°，从而得到∠BAC ＝45°，由圆周角定理可得∠BOC=90°，从而可得∠BOE ＝∠COE ＝∠OCE ＝ 45°，根据已知条件可推导得出OE ＝CE ＝1，PC ＝OC 22OE CE 2+部分的面积.
【详解】（1）过C点作直径CM，连接MB，
∵CM为直径，
∴∠MBC＝90°，即∠M+∠BCM＝90°，
∵四边形ABCD是平行四边形，
∴AB∥DC，AD∥BC，
∴∠ACD＝∠BAC，
∵∠BAC＝∠M，∠BCP＝∠ACD，
∴∠M＝∠BCP，
∴∠BCP+∠BCM＝90°，即∠PCM＝90°，
∴CM⊥PC，
∴PC与⊙O相切；
（2）连接OB，
∵AD是⊙O的切线，切点为A，
∴OA⊥AD，即∠PAD＝90°，
∵BC∥AD，∠AEB=∠PAD＝90°，∴AP⊥BC．∴BE＝CE＝1
2
BC＝1，
∴AB＝AC，∴∠ABC＝∠ACB＝67.5°，
∴∠BAC＝180°－∠ABC－∠ACB＝45°，
∴∠BOC＝2∠BAC＝90°，
∵OB＝OC，AP⊥BC，∴∠BOE＝∠COE＝∠OCE＝ 45°，
∵∠PCM＝90°，∴∠CPO＝∠COE＝∠OCE＝ 45°，
∴OE＝CE＝1，PC＝OC＝22
OE CE2
+=，
∴S＝S△POC－S扇形OFC＝
()2
45π2
1π
221
23604
⨯
⨯⨯-=-．
【点睛】本题考查了切线的判定与性质、圆周角定理、垂径定理、扇形面积等，综合性较强，准确添加辅助线是解题的关键.
12．如图，AB是圆O的直径，O为圆心，AD、BD是半圆的弦，且∠PDA=∠PBD．延长PD 交圆的切线BE于点E
(1)判断直线PD是否为⊙O的切线，并说明理由；
(2)如果∠BED=60°，3PA的长；
(3)将线段PD以直线AD为对称轴作对称线段DF，点F正好在圆O上，如图2，求证：四
边形DFBE为菱形．
【答案】（1）证明见解析；（2）1；（3）证明见解析.
【解析】
【分析】
（1）连接OD，由AB是圆O的直径可得∠ADB=90°，进而求得∠ADO+∠PDA=90°，即可得出直线PD为⊙O的切线；
（2）根据BE是⊙O的切线，则∠EBA=90°，即可求得∠P=30°，再由PD为⊙O的切线，得∠PDO=90°，根据三角函数的定义求得OD，由勾股定理得OP，即可得出PA；
（3）根据题意可证得∠ADF=∠PDA=∠PBD=∠ABF，由AB是圆O的直径，得∠ADB=90°，设∠PBD=x°，则可表示出∠DAF=∠PAD=90°+x°，∠DBF=2x°，由圆内接四边形的性质得出x 的值，可得出△BDE是等边三角形．进而证出四边形DFBE为菱形．
【详解】
（1）直线PD为⊙O的切线，
理由如下：
如图1，连接OD，
∵AB是圆O的直径，
∴∠ADB=90°，
∴∠ADO+∠BDO=90°，
又∵DO=BO，
∴∠BDO=∠PBD，
∵∠PDA=∠PBD，
∴∠BDO=∠PDA，
∴∠ADO+∠PDA=90°，即PD⊥OD，
∵点D在⊙O上，
∴直线PD为⊙O的切线；
（2）∵BE是⊙O的切线，
∴∠EBA=90°，
∵∠BED=60°，
∴∠P=30°，
∵PD为⊙O的切线，
∴∠PDO=90°，
在Rt△PDO中，∠P=30°，PD=3，
∴0 tan30
OD
PD
=，解得OD=1，
∴22
PO PD OD
=+=2，
∴PA=PO﹣AO=2﹣1=1；
（3）如图2，
依题意得：∠ADF=∠PDA，∠PAD=∠DAF，
∵∠PDA=∠PBD∠ADF=∠ABF，
∴∠ADF=∠PDA=∠PBD=∠ABF，
∵AB是圆O的直径，
∴∠ADB=90°，
设∠PBD=x°，则∠DAF=∠PAD=90°+x°，∠DBF=2x°，
∵四边形AFBD内接于⊙O，
∴∠DAF+∠DBF=180°，
即90°+x+2x=180°，解得x=30°，
∴∠ADF=∠PDA=∠PBD=∠ABF=30°，
∵BE、ED是⊙O的切线，
∴DE=BE，∠EBA=90°，
∴∠DBE=60°，∴△BDE是等边三角形，
∴BD=DE=BE，
又∵∠FDB=∠ADB﹣∠ADF=90°﹣30°=60°∠DBF=2x°=60°，∴△BDF是等边三角形，
∴BD=DF=BF，
∴DE=BE=DF=BF，
∴四边形DFBE为菱形.
【点睛】
本题是一道综合性的题目，考查了切线的判定和性质，圆周角定理和菱形的性质，是中档题，难度较大．
13．如图，已知AB为⊙O的直径，AB=8，点C和点D是⊙O上关于直线AB对称的两个点，连接OC、AC，且∠BOC＜90°，直线BC和直线AD相交于点E，过点C作直线CG与线段AB的延长线相交于点F，与直线AD相交于点G，且∠GAF＝∠GCE
（1）求证：直线CG为⊙O的切线；
（2）若点H为线段OB上一点，连接CH，满足CB＝CH，
①△CBH∽△OBC
②求OH＋HC的最大值
【答案】（1）证明见解析；（2）①证明见解析；②5.
【解析】
分析：（1）由题意可知：∠CAB=∠GAF，由圆的性质可知：∠CAB=∠OCA，所以
∠OCA=∠GCE，从而可证明直线CG是⊙O的切线；
（2）①由于CB=CH，所以∠CBH=∠CHB，易证∠CBH=∠OCB，从而可证明
△CBH∽△OBC；
②由△CBH∽△OBC可知：BC HB
OC BC
＝，所以HB=
2
4
BC
，由于BC=HC，所以
OH+HC=4−
2
4
BC
+BC，利用二次函数的性质即可求出OH+HC的最大值．
详解：（1）由题意可知：∠CAB=∠GAF，∵AB是⊙O的直径，
∴∠ACB=90°
∵OA=OC，
∴∠CAB=∠OCA，
∴∠OCA+∠OCB=90°，
∵∠GAF=∠GCE，
∴∠GCE+∠OCB=∠OCA+∠OCB=90°，
∵OC是⊙O的半径，
∴直线CG是⊙O的切线；
（2）①∵CB=CH，
∴∠CBH=∠CHB，
∵OB=OC ，
∴∠CBH=∠OCB ，
∴△CBH ∽△OBC
②由△CBH ∽△OBC 可知：BC HB OC BC ＝ ∵AB=8，
∴BC 2=HB•OC=4HB ， ∴HB=24
BC ， ∴OH=OB-HB=4-24
BC ∵CB=CH ，
∴OH+HC=4−24
BC +BC ， 当∠BOC=90°，
此时BC=42
∵∠BOC ＜90°，
∴0＜BC ＜42，
令BC=x 则CH=x ，BH=2
4
x ()221142544
OH HC x x x ∴+=-++=--+ 当x=2时，
∴OH+HC 可取得最大值，最大值为5
点睛：本题考查圆的综合问题，涉及二次函数的性质，相似三角形的性质与判定，切线的判定等知识，综合程度较高，需要学生灵活运用所知识．
14．如图，等边△ABC 内接于⊙O ，P 是弧AB 上任一点（点P 不与A 、B 重合），连AP ，BP ，过C 作CM ∥BP 交PA 的延长线于点M ，
（1）求证：△PCM 为等边三角形；
（2）若PA ＝1，PB ＝2，求梯形PBCM 的面积．
【答案】（1）见解析；（21534
【解析】
【分析】
（1）利用同弧所对的圆周角相等即可求得题目中的未知角，进而判定△PCM 为等边三角形；
（2）利用上题中得到的相等的角和等边三角形中相等的线段证得两三角形全等，进而利用△PCM 为等边三角形，进而求得PH 的长，利用梯形的面积公式计算梯形的面积即可．
【详解】
（1）证明：作PH ⊥CM 于H ，
∵△ABC 是等边三角形，
∴∠APC=∠ABC=60°，
∠BAC=∠BPC=60°，
∵CM ∥BP ，
∴∠BPC=∠PCM=60°，
∴△PCM 为等边三角形；
（2）解：∵△ABC 是等边三角形，△PCM 为等边三角形，
∴∠PCA+∠ACM=∠BCP+∠PCA ，
∴∠BCP=∠ACM ，
在△BCP 和△ACM 中，
BC AC BCP ACM CP CM =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩
，
∴△BCP ≌△ACM （SAS ），
∴PB=AM ，
∴CM=CP=PM=PA+AM=PA+PB=1+2=3，
在Rt △PMH 中，∠MPH=30°，
∴PH=332，
∴S 梯形PBCM =
12（PB+CM ）×PH=12×（2+3）×332=1534．
【点睛】
本题考查圆周角定理、等边三角形的判定、全等三角形的性质及梯形的面积计算方法，是一道比较复杂的几何综合题．
15．如图1，D是⊙O的直径BC上的一点，过D作DE⊥BC交⊙O于E、N，F是⊙O上的一点，过F的直线分别与CB、DE的延长线相交于A、P，连结CF交PD于M，∠C＝
1
2
∠P．
（1）求证：PA是⊙O的切线；
（2）若∠A＝30°，⊙O的半径为4，DM＝1，求PM的长；
（3）如图2，在（2）的条件下，连结BF、BM；在线段DN上有一点H，并且以H、D、C 为顶点的三角形与△BFM相似，求DH的长度．
【答案】（1）证明见解析；（2）PM＝32；（3）满足条件的DH 63
-
或
123
11
+
【解析】
【分析】
（1）如图1中，作PH⊥FM于H．想办法证明∠PFH=∠PMH，∠C=∠OFC，再根据等角的余角相等即可解决问题；
（2）解直角三角形求出AD，PD即可解决问题；
（3）分两种情形①当△CDH∽△BFM时，DH CD FM BF
=．
②当△CDH∽△MFB时，DH CD
FB MF
=，分别构建方程即可解决问题；
【详解】
（1）证明：如图1中，作PH⊥FM于H．
∵PD⊥AC，∴∠PHM＝∠CDM＝90°，∵∠PMH＝∠DMC，∴∠C＝∠MPH，∵∠C＝1
2
∠FPM，∴∠HPF＝∠HPM，
∵∠HFP+∠HPF＝90°，∠HMP+∠HPM＝90°，∴∠PFH＝∠PMH，
∵OF＝OC，∴∠C＝∠OFC，
∵∠C+∠CMD＝∠C+∠PMF＝∠C+∠PFH＝90°，
∴∠OFC+∠PFC＝90°，∴∠OFP＝90°，
∴直线PA是⊙O的切线．
（2）解：如图1中，∵∠A＝30°，∠AFO＝90°，∴∠AOF＝60°，
∵∠AOF＝∠OFC+∠OCF，∠OFC＝∠OCF，∴∠C＝30°，
∵⊙O的半径为4，DM＝1，
∴OA＝2OF＝8，CD＝3DM＝3，
∴OD＝OC﹣CD＝4﹣3，
∴AD＝OA+OD＝8+4﹣3＝12﹣3，
在Rt△ADP中，
DP＝AD•tan30°＝（12﹣3）×
3
3
＝43﹣1，
∴PM＝PD﹣DM＝4 3﹣2．（3）如图2中，
由（2）可知：BF ＝12
BC ＝4，FM BF ＝，CM ＝2DM ＝2，CD ， ∴FM ＝FC ﹣CM ＝
﹣2， ①当△CDH ∽△BFM 时，
DH CD FM BF = ，
∴
= ，∴DH ②当△CDH ∽△MFB 时，
DH CD FB MF =，
∴4DH =，∴DH ，
∵DN =，
∴DH ＜DN ，符合题意，
综上所述，满足条件的DH ． 【点睛】
本题考查圆综合题、切线的判定、解直角三角形、相似三角形的判定和性质等知识，解题的关键是熟练掌握基本知识，学会用分类讨论的思想思考问题.。