2020-2021成都中考数学综合题专练∶圆的综合

2020-2021成都中考数学综合题专练∶圆的综合
一、圆的综合
1．如图，在锐角△ABC 中，AC 是最短边．以AC 为直径的⊙O ，交BC 于D ，过O 作OE ∥BC ，交OD 于E ，连接AD 、AE 、CE ．
（1）求证：∠ACE=∠DCE ；
（2）若∠B=45°，∠BAE=15°，求∠EAO 的度数；
（3）若AC=4，
23
CDF COE S S ∆∆=，求CF 的长． 【答案】（1）证明见解析，（2）60°；（343 【解析】
【分析】 （1）易证∠OEC =∠OCE ，∠OEC =∠ECD ，从而可知∠OCE =∠ECD ，即∠ACE =∠DCE ； （2）延长AE 交BC 于点G ，易证∠AGC =∠B +∠BAG =60°，由于OE ∥BC ，所以∠AEO =∠AGC =60°，所以∠EAO =∠AEO =60°；
（3）易证12COE CAE S S =V V ，由于23
CDF COE S S =V V ，所以CDF CAE S S V V =13，由圆周角定理可知∠AEC =∠FDC =90°，从而可证明△CDF ∽△CEA ，利用三角形相似的性质即可求出答案．
【详解】
（1）∵OC =OE ，∴∠OEC =∠OCE ．
∵OE ∥BC ，∴∠OEC =∠ECD ，∴∠OCE =∠ECD ，即∠ACE =∠DCE ；
（2）延长AE 交BC 于点G ．
∵∠AGC 是△ABG 的外角，∴∠AGC =∠B +∠BAG =60°．
∵OE ∥BC ，∴∠AEO =∠AGC =60°．
∵OA =OE ，∴∠EAO =∠AEO =60°．
（3）∵O 是AC 中点，∴12
COE CAE S S =V V ． 23CDF COE S S =V V Q ，∴CDF CAE S S V V =13
． ∵AC 是直径，∴∠AEC =∠FDC =90°．
∵∠ACE =∠FCD ，∴△CDF ∽△CEA ，∴CF CA 3∴CF 343
【点睛】
本题考查了圆的综合问题，涉及平行线的性质，三角形的外角的性质，三角形中线的性质，圆周角定理，相似三角形的判定与性质等知识，需要学生灵活运用所学知识．
2．如图，已知△ABC中，AB=AC，∠A=30°，AB=16，以AB为直径的⊙O与BC边相交于点D，与AC交于点F，过点D作DE⊥AC于点E．
（1）求证：DE是⊙O的切线；
（2）求CE的长；
（3）过点B作BG∥DF，交⊙O于点G，求弧BG的长．
【答案】（1）证明见解析（2）33）4π
【解析】
【分析】
（1）如图1，连接AD，OD，由AB为⊙O的直径，可得AD⊥BC，再根据AB=AC，可得BD=DC，再根据OA=OB，则可得OD∥AC，继而可得DE⊥OD，问题得证；
（2）如图2，连接BF，根据已知可推导得出DE=1
2
BF，CE=EF，根据∠A=30°，AB=16，可
得BF=8，继而得DE=4，由DE为⊙O的切线，可得ED2=EF•AE，即42=CE•（16﹣CE），继而可求得CE长；
（3）如图3，连接OG，连接AD，由BG∥DF，可得∠CBG=∠CDF=30°，再根据AB=AC，可推导得出∠OBG=45°，由OG=OB，可得∠OGB=45°，从而可得∠BOG=90°，根据弧长公式即可求得»BG的长度.
【详解】
（1）如图1，连接AD，OD；
∵AB为⊙O的直径，
∴∠ADB=90°，即AD⊥BC，
∵AB=AC，
∴BD=DC，
∵OA=OB，
∴OD ∥AC ，
∵DE ⊥AC ，
∴DE ⊥OD ，
∴∠ODE=∠DEA=90°，
∴DE 为⊙O 的切线；
（2）如图2，连接BF ，
∵AB 为⊙O 的直径，
∴∠AFB=90°，
∴BF ∥DE ，
∵CD=BD ，
∴DE=12BF ，CE=EF ， ∵∠A=30°，AB=16，
∴BF=8，
∴DE=4，
∵DE 为⊙O 的切线，
∴ED 2=EF•AE ， ∴42=CE•（16﹣CE ），
∴CE=8﹣43，CE=8+43（不合题意舍去）；
（3）如图3，连接OG ，连接AD ，
∵BG ∥DF ，
∴∠CBG=∠CDF=30°，
∵AB=AC ，
∴∠ABC=∠C=75°，
∴∠OBG=75°﹣30°=45°，
∵OG=OB ，
∴∠OGB=∠OBG=45°，
∴∠BOG=90°，
∴»BG 的长度=908180
π⨯⨯=4π．
【点睛】
本题考查了圆的综合题，涉及了切线的判定、三角形中位线定理、圆周角定理、弧长公式等，正确添加辅助线、熟练掌握相关的性质与定理是解题的关键.
3．在⊙O 中，点C 是AB u u u r 上的一个动点(不与点A ，B 重合)，∠ACB=120°，点I 是∠ABC 的内心，CI 的延长线交⊙O 于点D ，连结AD,BD ．
（1）求证：AD=BD ．
（2）猜想线段AB 与DI 的数量关系，并说明理由．
（3）若⊙O 的半径为2，点E ，F 是»AB 的三等分点，当点C 从点E 运动到点F 时，求点I 随之运动形成的路径长．
【答案】（1）证明见解析；（2）AB=DI ，理由见解析（3）23 【解析】
分析：（1）根据内心的定义可得CI 平分∠ACB ，可得出角相等，再根据圆周角定理，可证得结论；
（2）根据∠ACB=120°，∠ACD=∠BCD ，可求出∠BAD 的度数，再根据AD=BD ，可证得△ABD 是等边三角形，再根据内心的定义及三角形的外角性质，证明∠BID=∠IBD ，得出ID=BD ，再根据AB=BD ，即可证得结论；
（3）连接DO ，延长DO 根据题意可知点I 随之运动形成的图形式以D 为圆心，DI 1为半径的弧，根据已知及圆周角定理、解直角三角形，可求出AD 的长，再根据点E ，F 是 弧AB ⌢的三等分点，△ABD 是等边三角形，可证得∠DAI 1=∠AI 1D ，然后利用弧长的公式可求出点I 随之运动形成的路径长.
详解：（1）证明：∵点I 是∠ABC 的内心
∴CI 平分∠ACB
∴∠ACD=∠BCD
∴弧AD=弧BD
∴AD=BD
（2）AB=DI
理由：∵∠ACB=120°，∠ACD=∠BCD
∴∠BCD=×120°=60°
∵弧BD=弧BD
∴∠DAB=∠BCD=60°
∵AD=BD
∴△ABD是等边三角形，
∴AB=BD，∠ABD=∠C
∵I是△ABC的内心
∴BI平分∠ABC
∴∠CBI=∠ABI
∵∠BID=∠C+∠CBI，∠IBD=∠ABI+∠ABD
∴∠BID=∠IBD
∴ID=BD
∵AB=BD
∴AB=DI
（3）解：如图，连接DO，延长DO根据题意可知点I随之运动形成的图形式以D为圆心，DI1为半径的弧
∵∠ACB=120°，弧AD=弧BD
∴∠AED=∠ACB=×120°=60°
∵圆的半径为2，DE是直径
∴DE=4，∠EAD=90°
∴AD=sin∠AED×DE=×4=2
∵点E，F是弧AB ⌢的三等分点，△ABD是等边三角形，
∴∠ADB=60°
∴弧AB的度数为120°，
∴弧AM、弧BF的度数都为为40°
∴∠ADM=20°=∠FAB
∴∠DAI1=∠FAB+∠DAB=80°
∴∠AI1D=180°-∠ADM-∠DAI1=180°-20°-80°=80°
∴∠DAI1=∠AI1D
∴AD=I1D=2
∴弧I1I2的长为：
点睛：此题是一道圆的综合题，有一定的难度，熟记圆的相关性质与定理，并对圆中的弦、弧、圆心角、圆周角等进行灵活转化是解题关键，注意数形结合思想的渗透.
4．如图，O是△ABC的内心，BO的延长线和△ABC的外接圆相交于D，连结DC、DA、OA、OC，四边形OADC为平行四边形．
（1）求证：△BOC≌△CDA．
（2）若AB=2，求阴影部分的面积．
【答案】（1）证明见解析；（2）433
9
π-
.
【解析】
分析: （1）根据内心性质得∠1=∠2，∠3=∠4，则AD=CD，于是可判断四边形OADC为菱形，则BD垂直平分AC，∠4=∠5=∠6，易得OA=OC，∠2=∠3，所以OB=OC，可判断点O 为△ABC的外心，则可判断△ABC为等边三角形，所以∠AOB=∠BOC=∠AOC=120°，
BC=AC，再根据平行四边形的性质得∠ADC=∠AOC=120°，AD=OC，CD=OA=OB，则根据“SAS”证明△BOC≌△CDA；
（2）作OH⊥AB于H，如图，根据等腰三角形的性质和三角形内角和定理得到
∠BOH=30°，根据垂径定理得到BH=AH=1
2
AB=1，再利用含30度的直角三角形三边的关系
得到OH=
3
3
3
3
，OB=2OH=
3
3
，然后根据三角形面积公式和扇形面积公式，利用
S阴影部分=S扇形AOB-S△AOB进行计算即可.详解:
（1）证明：∵O是△ABC的内心，
∴∠2=∠3，∠5=∠6，
∵∠1=∠2，∴∠1=∠3，
由AD ∥CO ,AD =CO ，∴∠4=∠6，
∴△BOC ≌△CDA （AAS ）
(2)由（1）得，BC =AC ,∠3=∠4=∠6，
∴∠ABC =∠ACB
∴AB =AC
∴△ABC 是等边三角形
∴O 是△ABC 的内心也是外心
∴OA =OB =OC
设E 为BD 与AC 的交点，BE 垂直平分AC .
在Rt △OCE 中，CE=12AC=12AB=1，∠OCE=30°， ∴OA=OB=OC=233
∵∠AOC=120°，
∴=AOB AOB S S S -V 阴影扇
=
21202313()23602π-⨯⨯ =433π- 点睛: 本题考查了三角形的内切圆与内心：与三角形各边都相切的圆叫三角形的内切圆，三角形的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．三角形的内心就是三角形三个内角角平分线的交点．也考查了等边三角形的判定与性质和扇形面积的计算.
5．如图所示，以Rt △ABC 的直角边AB 为直径作圆O ，与斜边交于点D ，E 为BC 边上的中点，连接DE ．
（1）求证：DE 是⊙O 的切线；
（2）连接OE ，AE ，当∠CAB 为何值时，四边形AOED 是平行四边形？并在此条件下求sin ∠CAE 的值．
【答案】(1)见解析;(2)1010. 【解析】 分析：（1）要证DE 是⊙O 的切线，必须证ED ⊥OD ，即∠EDB+∠ODB=90°
（2）要证AOED 是平行四边形，则DE ∥AB ，D 为AC 中点，又BD ⊥AC ，所以△ABC 为等腰直角三角形，所以∠CAB=45°，再由正弦的概念求解即可．
详解：（1）证明：连接O 、D 与B 、D 两点，
∵△BDC 是Rt △，且E 为BC 中点，
∴∠EDB=∠EBD ．（2分）
又∵OD=OB 且∠EBD+∠DBO=90°，
∴∠EDB+∠ODB=90°．
∴DE 是⊙O 的切线．
（2）解：∵∠EDO=∠B=90°，
若要四边形AOED 是平行四边形，则DE ∥AB ，D 为AC 中点，
又∵BD ⊥AC ，
∴△ABC 为等腰直角三角形．
∴∠C AB=45°．
过E 作EH ⊥AC 于H ，
设BC=2k ，则EH=
22k ，AE=5k ， ∴sin ∠CAE=1010
EH AE ．
点睛：本题考查的是切线的判定，要证某线是圆的切线，已知此线过圆上某点，连接圆心和这点（即为半径），再证垂直即可．
6．函数是描述客观世界运动变化的重要模型，理解函数的本质是重要的任务。

（1）如图1，在平面直角坐标系中，已知点A、B的坐标分别为A（6，0）、B（0，2），点C（x，y）在线段AB上，计算（x+y）的最大值。

小明的想法是：这里有两个变量x、y，若最大值存在，设最大值为m，则有函数关系式y=-x+m，由一次函数的图像可知，当该直线与y轴交点最高时，就是m的最大值，（x+y）的最大值为；
（2）请你用（1）中小明的想法解决下面问题：
如图2，以（1）中的AB为斜边在右上方作Rt△ABM.设点M坐标为（x，y），求（x+y）的最大值是多少？
【答案】（1）6（2）5
【解析】
分析：（1）根据一次函数的性质即可得到结论；
（2）根据以AB为斜边在右上方作Rt△ABC，可知点C在以AB为直径的⊙D上运动，根据点C坐标为（x，y），可构造新的函数x+y=m，则函数与y轴交点最高处即为x+y的最大值，此时，直线y=﹣x+m与⊙D相切，再根据圆心点D的坐标，可得C的坐标为
（55y=﹣x+m，可得m5x+y的最大值为5
详解：（1）6；
（2）由题可得，点C在以AB为直径的⊙D上运动，点C坐标为（x，y），可构造新的函数x+y=m，则函数与y轴交点最高处即为x+y的最大值，此时，直线y=﹣x+m与⊙D相切，交x轴与E，如图所示，连接OD，CD．
∵A（6，0）、B（0，2），∴D（3，1），∴OD22
10，∴CD10．
13
根据CD⊥EF可得，C、D55∴C
（55y=﹣x+m，可得：5﹣（5+m，解得：
m5∴x+y的最大值为55
点睛：本题主要考查了切线的性质，待定系数法求一次函数解析式以及等腰直角三角形的性质的综合应用，解决问题的关键是构造一次函数图象，根据圆的切线垂直于经过切点的半径进行求解．
7．(8分)已知AB为⊙O的直径，OC⊥AB，弦DC与OB交于点F，在直线AB上有一点E，连接ED，且有ED＝EF.
(1)如图①，求证：ED为⊙O的切线；
(2)如图②，直线ED与切线AG相交于G，且OF＝2，⊙O的半径为6，求AG的长．
【答案】（1）见解析；（2）12
【解析】
试题分析：（1）连接OD，由ED=EF可得出∠EDF=∠EFD，由对顶角相等可得出
∠EDF=∠CFO；由OD=OC可得出∠ODF=∠OCF，结合OC⊥AB即可得知∠EDF+∠ODF=90°，即∠EDO=90°，由此证出ED为⊙O的切线；
（2）连接OD，过点D作DM⊥BA于点M，结合（1）的结论根据勾股定理可求出ED、EO 的长度，结合∠DOE的正弦、余弦值可得出DM、MO的长度，根据切线的性质可知
GA⊥EA，从而得出DM∥GA，根据相似三角形的判定定理即可得出△EDM∽△EGA，根据相似三角形的性质即可得出GA的长度
试题解析：解：（1）连接OD，∵ED=EF，∴∠EDF=∠EFD，∵∠EFD=∠CFO，
∴∠EDF=∠CFO．∵OD=OC，∴∠ODF=∠OCF．∵OC⊥AB，
∴∠CFO+∠OCF=∠EDF+∠ODF=∠EDO=90°，∴ED为⊙O的切线；
（2）连接OD，过点D作DM⊥BA于点M，由（1）可知△EDO为直角三角形，设
ED=EF=a，EO=EF+FO=a+2，由勾股定理得，EO2=ED2+DO2，即（a+2）2=a2+62，解得，a=8，
即ED=8，EO=10．∵sin∠EOD=
4
5
ED
EO
=，cos∠EOD=
3
5
OD
OE
=，
∴DM=OD•sin∠EOD=6×4
5=
24
5
，MO=OD•cos∠EOD=6×
3
5
=
18
5
，∴EM=EO﹣MO=10﹣
18 5=
32
5
，EA=EO+OA=10+6=16．
∵GA切⊙O于点A，∴GA⊥EA，∴DM∥GA，∴△EDM∽△EGA，∴DM EM
GA EA
=，即2432
55
16
GA
=，解得GA=12．
点睛：本题考查的是切线的判定、垂径定理和勾股定理的应用、等腰三角形的性质、角的三角函数值、相似三角形的判定及性质，解题的关键是：（1）通过等腰三角形的性质找出∠EDO=90°；（2）通过相似三角形的性质找出相似比．
8．解决问题：
()1如图①，半径为4的O
e外有一点P，且7
PO=，点A在O
e上，则PA的最大值和最小值分别是______和______．
()2如图②，扇形AOB的半径为4，45
AOB
∠=o，P为弧AB上一点，分别在OA边找点E，在OB边上找一点F，使得PEF
V周长的最小，请在图②中确定点E、F的位置并直接写出PEF
V周长的最小值；
拓展应用
()3如图③，正方形ABCD的边长为2E是CD上一点(不与D、C重合)，
CF BE
⊥于F，P在BE上，且PF CF
=，M、N分别是AB、AC上动点，求PMN
V周长的最小值．
【答案】（1）11，3；（2）图见解析，PEF V 周长最小值为423）41042．
【解析】
【分析】
()1根据圆外一点P 到这个圆上所有点的距离中，最远是和最近的点是过圆心和该点的直线与圆的交点，容易求出最大值与最小值分别为11和3；
()2作点P 关于直线OA 的对称点1P ，作点P 关于直线OB 的对称点2P ，连接1P 、2P ，与OA 、OB 分别交于点E 、F ，点E 、F 即为所求，此时PEF V 周长最小，然后根据等腰直角三角形求解即可；
()3类似()2题作对称点，PMN V 周长最小12PP =，然后由三角形相似和勾股定理求解．
【详解】
解：()1如图①，Q 圆外一点P 到这个圆上所有点的距离中，最大距离是和最小距离都在过圆心的直线OP 上，
此直线与圆有两个交点，圆外一点与这两个交点的距离个分别最大距离和最小距离． PA ∴的最大值227411PA PO OA ==+=+=，
PA 的最小值11743PA PO OA ==-=-=，
故答案为11和3；
()2如图②，以O 为圆心，OA 为半径，画弧AB 和弧BD ，作点P 关于直线OA 的对称点1P ，作点P 关于直线OB 的对称点2P ，连接1P 、2P ，与OA 、OB 分别交于点E 、F ，点E 、F 即为所求．
连接1OP 、2OP 、OP 、PE 、PF ，
由对称知识可知，1AOP AOP ∠∠=，2BOP BOP ∠∠=，1
PE PE =，2PF P F = ∴1245AOP BOP AOP BOP AOB ∠∠∠∠∠+=+==o ，
12454590POP o o o ∠=+=，
12POP ∴V 为等腰直角三角形，
121242PP OP ∴==
PEF V 周长121242PE PF EF PE P F EF PP =++=++=，此时PEF V
周长最小． 故答案为2；
()3作点P 关于直线AB 的对称1P ，连接1AP 、1BP ，作点P 关于直线AC 的对称2P ， 连接1P 、2P ，与AB 、AC 分别交于点M 、N ．如图③
由对称知识可知，1
PM PM =，2PN P N =，PMN V 周长1212PM PN MN PM P N MN PP =++=++=，
此时，PMN V 周长最小12PP =．
由对称性可知，1BAP BAP ∠∠=，2EAP EAP ∠∠=，12AP
AP AP ==， ∴1245BAP EAP BAP EAP BAC o ∠∠∠∠∠+=+==
12454590P AP ∠=+=o o o ，
12P AP V ∴为等腰直角三角形，
PMN ∴V 周长最小值12PP =，当AP 最短时，周长最小． 连接DF ．
CF BE Q ⊥，且PF CF =，
45PCF ∠∴=o ，PC CF
=45ACD ∠=o Q ，
PCF ACD ∠∠∴=，PCA FCD ∠∠=，
又AC CD
=， ∴在APC V 与DFC V 中，AC PC CD CF
=，PCA FCD ∠∠= C AP ∴V ∽DFC V ，
AP AC DF CD
∴== ∴
AP =
90BFC ∠=o Q ，取AB 中点O ．
∴点F 在以BC 为直径的圆上运动，当D 、F 、O 三点在同一直线上时，DF 最短．
DF DO FO OC =-===
AP ∴最小值为AP =
∴此时，PMN V 周长最小值
12PP ====．
【点睛】
本题考查圆以及正方形的性质，运用圆的对称性和正方形的对称性是解答本题的关键．
9．如图，AC是⊙O的直径，OB是⊙O的半径，PA切⊙O于点A，PB与AC的延长线交于点M，∠COB＝∠APB．
（1）求证：PB是⊙O的切线；
（2）当MB＝4，MC＝2时，求⊙O的半径．
【答案】（1）证明见解析；（2）3.
【解析】
【分析】
（1）根据题意∠M+∠P＝90°，而∠COB＝∠APB，所以有∠M+∠COB＝90°，即可证明PB 是⊙O的切线.
（2）设圆的半径为r,则OM=r+2,BM=4,OB=r,再根据勾股定理列方程便可求出r.
【详解】
证明：（1）∵AC是⊙O的直径，PA切⊙O于点A，
∴PA⊥OA
∴在Rt△MAP中，∠M+∠P＝90°，而∠COB＝∠APB，
∴∠M+∠COB＝90°，
∴∠OBM＝90°，即OB⊥BP，
∴PB是⊙O的切线；
（2）设⊙O的半径为r，
= ,4
∴=+ ,OB r
2
OM r
BM=
Q为直角三角形
OBM
∆
∴222OM OB BM =+ ，即222(2)+4r r +=
解得：r ＝3，
∴⊙O 的半径为3．
【点睛】
本题主要考查圆的切线问题，证明圆的切线有两种思路一种是证明连线是半径，另一种是证明半径垂直.
10．如图1，是用量角器一个角的操作示意图，量角器的读数从M 点开始（即M 点的读数为0），如图2，把这个量角器与一块30°（∠CAB ＝30°）角的三角板拼在一起，三角板的斜边AB 与量角器所在圆的直径MN 重合，现有射线C 绕点C 从CA 开始沿顺时针方向以每秒2°的速度旋转到与CB ，在旋转过程中，射线CP 与量角器的半圆弧交于E ．连接BE ． （1）当射线CP 经过AB 的中点时，点E 处的读数是 ，此时△BCE 的形状是 ； （2）设旋转x 秒后，点E 处的读数为y ，求y 与x 的函数关系式；
（3）当CP 旋转多少秒时，△BCE 是等腰三角形？
【答案】（1）60°，直角三角形；（2）y ＝4x （0≤x ≤45）；（3）7.5秒或30秒
【解析】
【分析】
（1）根据圆周角定理即可解决问题；
（2）如图2﹣2中，由题意∠ACE ＝2x ，∠AOE ＝y ，根据圆周角定理可知∠AOE ＝2∠ACE ，可得y ＝2x （0≤x ≤45）；
（3）分两种情形分别讨论求解即可；
【详解】
解：（1）如图2﹣1中，
∵∠ACB＝90°，OA＝OB，
∴OA＝OB＝OC，
∴∠OCA＝∠OAC＝30°，
∴∠AOE＝60°，
∴点E处的读数是60°，
∵∠E＝∠BAC＝30°，OE＝OB，
∴∠OBE＝∠E＝30°，
∴∠EBC＝∠OBE+∠ABC＝90°，
∴△EBC是直角三角形；
故答案为60°，直角三角形；
（2）如图2﹣2中，
∵∠ACE＝2x，∠AOE＝y，
∵∠AOE＝2∠ACE，
∴y＝4x（0≤x≤45）．
（3）①如图2﹣3中，当EB＝EC时，EO垂直平分线段BC，
∵AC⊥BC，
∵EO∥AC，
∴∠AOE＝∠BAC＝30°，
∠AOE＝15°，
∴∠ECA＝1
2
∴x＝7.5．
②若2﹣4中，当BE＝BC时，
易知∠BEC＝∠BAC＝∠BCE＝30°，
∴∠OBE＝∠OBC＝60°，
∵OE＝OB，
∴△OBE是等边三角形，
∴∠BOE＝60°，
∴∠AOB＝120°，
∠ACB＝60°，
∴∠ACE＝1
2
∴x＝30，
综上所述，当CP旋转7.5秒或30秒时，△BCE是等腰三角形；
【点睛】
本题考查几何变换综合题、创新题目、圆周角定理、等腰三角形的判定和性质等知识，解题的关键是理解题意，学会用分类讨论的思想思考问题，属于中考压轴题．
11．如图，⊙O 的直径AB ＝26，P 是AB 上(不与点A 、B 重合)的任一点，点C 、D 为⊙O 上的两点，若∠APD ＝∠BPC ，则称∠CPD 为直径AB 的“回旋角”．
(1)若∠BPC ＝∠DPC ＝60°，则∠CPD 是直径AB 的“回旋角”吗？并说明理由；
(2)若»CD 的长为134
π，求“回旋角”∠CPD 的度数； (3)若直径AB 的“回旋角”为120°，且△PCD 的周长为24+133，直接写出AP 的长．
【答案】(1)∠CPD 是直径AB 的“回旋角”，理由见解析；(2)“回旋角”∠CPD 的度数为45°；
(3)满足条件的AP 的长为3或23．
【解析】
【分析】
（1）由∠CPD 、∠BPC 得到∠APD ，得到∠BPC ＝∠APD ，所以∠CPD 是直径AB 的“回旋角”；（2）利用CD 弧长公式求出∠COD ＝45°，作CE ⊥AB 交⊙O 于E ，连接PE ，利用∠CPD 为直径AB 的“回旋角”，得到∠APD ＝∠BPC ，∠OPE ＝∠APD ，得到
∠OPE+∠CPD+∠BPC ＝180°，即点D ，P ，E 三点共线，∠CED ＝12
∠COD ＝22.5°， 得到∠OPE ＝90°﹣22.5°＝67.5°，则∠APD ＝∠BPC ＝67.5°，所以∠CPD ＝45°；（3）分出情况P 在OA 上或者OB 上的情况，在OA 上时，同理（2）的方法得到点D ，P ，F 在同一条直线上，得到△PCF 是等边三角形，连接OC ，OD ，过点O 作OG ⊥CD 于G ，
利用sin ∠DOG ，求得CD ，利用周长求得DF ，过O 作OH ⊥DF 于H ，利用勾股定理求得OP ，进而得到AP ；在OB 上时，同理OA 计算方法即可
【详解】
∠CPD 是直径AB 的“回旋角”，
理由：∵∠CPD ＝∠BPC ＝60°，
∴∠APD ＝180°﹣∠CPD ﹣∠BPC ＝180°﹣60°﹣60°＝60°，
∴∠BPC ＝∠APD ，
∴∠CPD 是直径AB 的“回旋角”；
(2)如图1，∵AB ＝26，
∴OC ＝OD ＝OA ＝13，
设∠COD ＝n°，
∵»CD
的长为134π， ∴13131804
n ππ=n
∴n＝45，
∴∠COD＝45°，
作CE⊥AB交⊙O于E，连接PE，
∴∠BPC＝∠OPE，
∵∠CPD为直径AB的“回旋角”，
∴∠APD＝∠BPC，
∴∠OPE＝∠APD，
∵∠APD+∠CPD+∠BPC＝180°，
∴∠OPE+∠CPD+∠BPC＝180°，
∴点D，P，E三点共线，
∠COD＝22.5°，
∴∠CED＝1
2
∴∠OPE＝90°﹣22.5°＝67.5°，
∴∠APD＝∠BPC＝67.5°，
∴∠CPD＝45°，
即：“回旋角”∠CPD的度数为45°，
(3)①当点P在半径OA上时，如图2，过点C作CF⊥AB交⊙O于F，连接PF，∴PF＝PC，
同(2)的方法得，点D，P，F在同一条直线上，
∵直径AB的“回旋角”为120°，
∴∠APD＝∠BPC＝30°，
∴∠CPF＝60°，
∴△PCF是等边三角形，
∴∠CFD＝60°，
连接OC，OD，
∴∠COD＝120°，
过点O作OG⊥CD于G，
∠COD＝60°，
∴CD＝2DG，∠DOG＝1
2
√
∴DG＝ODsin∠DOG＝13×sin60°＝133
2
∴CD＝133
√，
∵△PCD的周长为24+133
√，
∴PD+PC＝24，
∵PC＝PF，
∴PD+PF＝DF＝24，
过O作OH⊥DF于H，
∴DH＝1
DF＝12，
2
在Rt△OHD中，OH＝225
OD DH
-=
在Rt△OHP中，∠OPH＝30°，
∴OP＝10，
∴AP＝OA﹣OP＝3；
②当点P在半径OB上时，
同①的方法得，BP＝3，
∴AP＝AB﹣BP＝23，
即：满足条件的AP的长为3或23．
【点睛】
本题是新定义问题，同时涉及到三角函数、勾股定理、等边三角形性质等知识点，综合程度比较高，前两问解题关键在于看懂题目给到的定义，第三问关键在于P点的分类讨论12．如图，AB为⊙O的直径，BC为⊙O的弦，过O点作OD⊥BC，交⊙O的切线CD于点D，交⊙O于点E，连接AC、AE，且AE与BC交于点F．
（1）连接BD，求证：BD是⊙O的切线；
（2）若AF：EF=2：1，求tan∠CAF的值．
【答案】（1）证明见解析；（2）
3 3
.
【解析】
【分析】
（1）根据全等三角形的性质得到∠OBD=∠OCD=90°，根据切线的判定定理即可得到结论；（2）根据已知条件得到AC∥DE，设OD与BC交于G，根据平行线分线段成比例定理得到
AC：EG=2：1，EG=1
2
AC，根据三角形的中位线的性质得到OG=
1
2
AC于是得到AC=OE，求
得∠ABC=30°，即可得到结论．
【详解】
证明：（1）∵OC=OB ，OD ⊥BC ，
∴∠COD=∠BOD ，
在△COD 与△BOD 中，
OC OB COD BOD OD OD ＝＝＝⎧⎪∠∠⎨⎪⎩
，
∴△COD ≌△BOD ，
∴∠OBD=∠OCD=90°，
∴BD 是⊙O 的切线；
（2）解：∵AB 为⊙O 的直径，AC ⊥BC ，
∵OD ⊥CB ，
∴AC ∥DE ，
设OD 与BC 交于G ，
∵OE ∥AC ，AF ：EF=2：1，
∴AC ：EG=2：1，即EG=
12AC ， ∵OG ∥AC ，OA=OB ，
∴OG=12
AC ， ∵OG+GE=
12AC+12
AC=AC ， ∴AC=OE ， ∴AC=12
AB ， ∴∠ABC=30°，
∴∠CAB=60°，
∵¼¼CE BE
=，
∴∠CAF=∠EAB=12∠CAB=30°， ∴tan ∠CAF=tan30°=
33． 【点睛】
本题考查了切线的判定和性质，垂径定理，全等三角形的判定与性质，三角形的中位线的性质，三角函数的定义，正确的识别图形是解题的关键．
13．设C 为线段AB 的中点，四边形BCDE 是以BC 为一边的正方形，以B 为圆心，BD 长为半径的⊙B 与AB 相交于F 点，延长EB 交⊙B 于G 点，连接DG 交于AB 于Q 点，连接AD ．
求证：（1）AD 是⊙B 的切线；
（2）AD ＝AQ ；
（3）BC 2＝CF×EG ．
【答案】(1)证明见解析；（2）证明见解析；（3）证明见解析.
【解析】
【分析】
()1连接BD ，由DC AB ⊥，C 为AB 的中点，由线段垂直平分线的性质，可得
AD BD =，再根据正方形的性质，可得90ADB ∠=o ；
()2由BD BG =与//CD BE ，利用等边对等角与平行线的性质，即可求得
122.52
G CDG BDG BCD ∠=∠=∠=
∠=o ，继而求得67.5ADQ AQD ∠=∠=o ，由等角对等边，可证得AD AQ =； ()3易求得67.5GDE GDB BDE DFE ∠=∠+∠==∠o ，90DCF E ∠=∠=o ，即可证得Rt DCF V ∽Rt GED V ，根据相似三角形的对应边成比例，即可证得结论．
【详解】
证明：()1连接BD ，
Q 四边形BCDE 是正方形，
45DBA ∴∠=o ，90DCB ∠=o ，即DC AB ⊥，
C Q 为AB 的中点，
CD ∴是线段AB 的垂直平分线，
AD BD ∴=，
45DAB DBA ∴∠=∠=o ，
90ADB ∴∠=o ，
即BD AD ⊥，
BD Q 为半径，
AD ∴是B e 的切线；
()2BD BG =Q ，
BDG G ∴∠=∠，
//CD BE Q ，
CDG G ∴∠=∠，
122.52
G CDG BDG BCD ∴∠=∠=∠=∠=o ， 9067.5ADQ BDG ∴∠=-∠=o o ，9067.5AQB BQG G ∠=∠=-∠=o o ，
ADQ AQD ∴∠=∠，
AD AQ ∴=；
()3连接DF ，
在BDF V 中，BD BF =，
BFD BDF ∴∠=∠，
又45DBF ∠=o Q ，
67.5BFD BDF ∴∠=∠=o ，
22.5GDB ∠=o Q ，
在Rt DEF V 与Rt GCD V 中，
67.5GDE GDB BDE DFE ∠=∠+∠==∠o Q ，90DCF E ∠=∠=o ，
Rt DCF ∴V ∽Rt GED V ，
CF CD ED EG
∴=，
又CD DE BC ==Q ，
2BC CF EG ∴=⋅．
【点睛】
本题考查了相似三角形的判定与性质、切线的判定与性质、正方形的性质以及等腰三角形的判定与性质.解题的关键是注意掌握数形结合思想的应用，注意辅助线的作法．
14．如图，已知等边△ABC ，AB=16，以AB 为直径的半圆与BC 边交于点D ，过点D 作DF ⊥AC ，垂足为F ，过点F 作FG ⊥AB ，垂足为G ，连结GD ．
（1）求证：DF 是⊙O 的切线；
（2）求FG 的长；
（3）求tan ∠FGD 的值．
【答案】(1)证明见解析；（2）6
；（3）．
【解析】
试题分析：(1)连接OD ，根据等边三角形得出∠A=∠B=∠C=60°，根据OD=OB 得到∠ODB=60°，得到OD ∥AC ，根据垂直得出切线；(2)根据中位线得出BD=CD=6，根据Rt △CDF 的三角函数得出CF 的长度，从而得到AF 的长度，最后根据Rt △AFG 的三角函数求出FG 的长度；(3)过点D 作DH ⊥AB ，根据垂直得出FG ∥DH ，根据Rt △BDH 求出BH 、DH 的长度，然后得出∠GDH 的正切值，从而得到∠FGD 的正切值.
试题解析：(1)如图①，连结OD ， ∵△ABC 为等边三角形， ∴∠C ＝∠A ＝∠B ＝60°， 而OD ＝OB ， ∴△ODB 是等边三角形，∠ODB ＝60°， ∴∠ODB ＝∠C ，
∴OD ∥AC ，∵DF ⊥AC ，∴OD ⊥DF ，∴DF 是⊙O 的切线
(2)∵OD ∥AC ，点O 为AB 的中点，∴OD 为△ABC 的中位线，
∴BD ＝CD ＝6.在Rt △CDF 中，∠C ＝60°，∴∠CDF ＝30°，
∴CF ＝CD ＝3，∴AF ＝AC －CF ＝12－3＝9 在Rt △AFG 中，∵∠A ＝60°，∴FG ＝AF·sinA ＝9×＝
(3)如图②，过D 作DH ⊥AB 于H.∵FG ⊥AB ，DH ⊥AB ，∴FG ∥DH ，∴∠FGD ＝∠GDH.在Rt △BDH 中，∠B ＝60°，∴∠BDH ＝30°，∴BH ＝BD ＝3，DH ＝BH ＝3.∴tan ∠GDH ＝＝＝， ∴tan ∠FGD ＝tan ∠GDH ＝
考点：(1)圆的基本性质；(2)三角函数.
15．如图，已知,,BAC AB AC O ∆=为ABC ∆外心，D 为O e 上一点，BD 与AC 的交点为E ，且2·BC AC CE =．
①求证：CD CB =；
②若030A ∠=，且O e 的半径为33+，I 为BCD ∆内心，求OI 的长．
【答案】①证明见解析； ②3【解析】
【分析】
①先求出BC CE AC BC
=，然后求出△BCE 和△ACB 相似，根据相似三角形对应角相等可得∠A =∠CBE ，再根据在同圆或等圆中，同弧所对的圆周角相等可得∠A =∠D ，然后求出∠D =∠CBE ，然后根据等角对等边即可得证；
②连接OB 、OC ，根据在同圆或等圆中，同弧所对的圆心角等于圆周角的2倍求出∠BOC =60°，然后判定△OBC 是等边三角形，再根据等腰三角形三线合一的性质以及三角形的内心的性质可得OC 经过点I ，设OC 与BD 相交于点F ，然后求出CF ，再根据I 是三角形的内心，利用三角形的面积求出IF ，然后求出CI ，最后根据OI =OC ﹣CI 计算即可得解．
【详解】 ①∵BC 2=AC •CE ，∴BC CE AC BC
=． ∵∠BCE =∠ECB ，∴△BCE ∽△ACB ，∴∠CBE =∠A ．
∵∠A =∠D ，∴∠D =∠CBE ，∴CD =CB ；
②连接OB 、OC ．
∵∠A =30°，∴∠BOC =2∠A =2×30°=60°．
∵OB=OC，∴△OBC是等边三角形．
∵CD=CB，I是△BCD的内心，∴OC经过点I，设OC与BD相交于点F，则
CF=BC×sin30°
1
2
=BC，BF=BC•cos30°3
2
=BC，所以，BD=2BF=2
3
2
⨯BC3
=BC，设△BCD
内切圆的半径为r，则S△BCD
1
2
=BD•CF
1
2
=（BD+CD+BC）•r，即
1
2
•3BC•
1
2
BC
1
2
=
（3BC+BC+BC）•r，解得：r
3
223
=
+
（）
BC
233
-
=BC，即IF
233
-
=BC，所以，
CI=CF﹣IF
1
2
=BC233
-
-BC=（23
-）BC，OI=OC﹣CI=BC﹣（23
-）BC=（3-1）
BC．
∵⊙O的半径为33
+，∴BC=33
+，∴OI=（3-1）（33
+）=33+3﹣
3323
-=．
【点睛】
本题是圆的综合题，主要考查了相似三角形的判定与性质，等腰三角形的判定与性质，圆周角定理，等边三角形的判定与性质，三角形的内心的性质，（2）作辅助线构造出等边三角形并证明得到OC经过△BCD的内心I是解题的关键．。