中考数学专题复习圆的综合的综合题含答案解析

一、圆的综合真题与模拟题分类汇编（难题易错题）
1．在平面直角坐标中，边长为2的正方形OABC的两顶点A、C分别在y轴、x轴的正半轴上，点O在原点.现将正方形OABC绕O点顺时针旋转，当A点一次落在直线y x
=上时停止旋转，旋转过程中，AB边交直线y x
=于点M，BC边交x轴于点N（如图）.
（1）求边OA在旋转过程中所扫过的面积；
（2）旋转过程中，当MN和AC平行时，求正方形OABC旋转的度数；
（3）设MBN
∆的周长为p，在旋转正方形OABC的过程中，p值是否有变化？请证明你的结论.
【答案】（1）π/2（2）22.5°(3)周长不会变化，证明见解析
【解析】
试题分析：（1）根据扇形的面积公式来求得边OA在旋转过程中所扫过的面积；
（2）解决本题需利用全等，根据正方形一个内角的度数求出∠AOM的度数；
（3）利用全等把△MBN的各边整理到成与正方形的边长有关的式子．
试题解析：（1）∵A点第一次落在直线y=x上时停止旋转，直线y=x与y轴的夹角是45°，
∴OA旋转了45°．
∴OA在旋转过程中所扫过的面积为
2
452
3602ππ
⨯
=．
（2）∵MN∥AC，
∴∠BMN=∠BAC=45°，∠BNM=∠BCA=45°．
∴∠BMN=∠BNM．∴BM=BN．
又∵BA=BC，∴AM=CN．
又∵OA=OC，∠OAM=∠OCN，∴△OAM≌△OCN．
∴∠AOM=∠CON=1
2（∠AOC-∠MON）=
1
2
（90°-45°）=22.5°．
∴旋转过程中，当MN和AC平行时，正方形OABC旋转的度数为45°-22.5°=22.5°．（3）在旋转正方形OABC的过程中，p值无变化．
证明：延长BA交y轴于E点，
则∠AOE=45°-∠AOM，∠CON=90°-45°-∠AOM=45°-∠AOM，
∴∠AOE=∠CON．
又∵OA=OC，∠OAE=180°-90°=90°=∠OCN．
∴△OAE ≌△OCN ．
∴OE=ON ，AE=CN ．
又∵∠MOE=∠MON=45°，OM=OM ，
∴△OME ≌△OMN ．∴MN=ME=AM+AE ．
∴MN=AM+CN ，
∴p=MN+BN+BM=AM+CN+BN+BM=AB+BC=4．
∴在旋转正方形OABC 的过程中，p 值无变化．
考点：旋转的性质.
2．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=4，2
3
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 =，由于23CDF COE S S =，所以CDF CAE S S =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，∴
1
2
COE
CAE
S
S
=．
2
3
CDF
COE
S
S
=，∴CDF
CAE
S
S=
1
3
．
∵AC是直径，∴∠AEC=∠FDC=90°．
∵∠ACE=∠FCD，∴△CDF∽△CEA，∴CF
CA
=
3
3
，∴CF
=
3
3
CA=
43
3
．
【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．
3．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=
12
BF ，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﹣
（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.
4．如图，在△ABP中,C是BP边上一点,∠PAC=∠PBA,⊙O是△ABC的外接圆,AD是⊙O的直径,且交BP于点E.
（1）求证：PA是⊙O的切线；
（2）过点C作CF⊥AD，垂足为点F，延长CF交AB于点G，若AG•AB=12，求AC的长．【答案】（1）证明见解析（2）3
【解析】
试题分析：（1）根据圆周角定理得出∠ACD=90°以及利用∠PAC=∠PBA得出
∠CAD+∠PAC=90°进而得出答案；
（2）首先得出△CAG∽△BAC，进而得出AC2=AG·AB，求出AC即可.
试题解析：（1）连接CD,如图,
∵AD是⊙O的直径,
∴∠ACD=90°,
∴∠CAD+∠D=90°，
∵∠PAC=∠PBA，∠D=∠PBA，
∴∠CAD+∠PAC=90°，
即∠PAD=90°，
∴PA⊥AD，
∴PA是⊙O的切线；
（2）∵CF⊥AD，
∴∠ACF+∠CAF=90°，∠CAD+∠D=90°，
∴∠ACF=∠D，
∴∠ACF=∠B，
而∠CAG=∠BAC，
∴△ACG∽△ABC，
∴AC：AB=AG：AC，
∴AC2=AG•AB=12，
∴AC=23．
5．如图1，在Rt△ABC中，AC=8cm，BC=6cm，D、E分别为边AB、BC的中点，连结DE，点P从点A出发，沿折线AD﹣DE运动，到点E停止，点P在AD上以5cm/s的速度运动，在DE上以1cm/s的速度运动，过点P作PQ⊥AC于点Q，以PQ为边作正方形PQMN．设点P的运动时间为t（s）．
（1）当点P在线段DE上运动时，线段DP的长为_____cm．（用含t的代数式表示）（2）当正方形PQMN与△ABC重叠部分图形为五边形时，设五边形的面积为S（cm2），求S与t的函数关系式，并写出t的取值范围．
（3）如图2，若点O在线段BC上，且CO=1，以点O为圆心，1cm长为半径作圆，当点P 开始运动时，⊙O的半径以0.2cm/s的速度开始不断增大，当⊙O与正方形PQMN的边所在直线相切时，求此时的t值．
【答案】（1）t﹣1；（2）S=﹣3
8
t2+3t+3（1＜t＜4）；（3）t=
10
3
s．
【解析】
分析：（1）根据勾股定理求出AB，根据D为AB中点，求出AD，根据点P在AD上的速度，即可求出点P在AD段的运动时间，再求出点P在DP段的运动时间，最后根据DE段运动速度为1c m/s，即可求出DP；
（2）由正方形PQMN 与△ABC 重叠部分图形为五边形，可知点P 在DE 上，求出DP =t ﹣1，PQ =3，根据MN ∥BC ，求出FN 的长，从而得到FM 的长，再根据S =S 梯形FMHD +S 矩形DHQP ，列出S 与t 的函数关系式即可；
（3）当圆与边PQ 相切时，可求得r =PE =5﹣t ，然后由r 以0.2c m/s 的速度不断增大，r =1+0.2t ，然后列方程求解即可；当圆与MN 相切时，r =CM =8﹣t =1+0.2t ，从而可求得t 的值．
详解：（1）由勾股定理可知：AB =22AC BC +=10． ∵D 、E 分别为AB 和BC 的中点，
∴DE =12AC =4，AD =12
AB =5， ∴点P 在AD 上的运动时间=
55
=1s ，当点P 在线段DE 上运动时，DP 段的运动时间为（t ﹣1）s ． ∵DE 段运动速度为1c m/s ，∴DP =（t ﹣1）cm ．
故答案为t ﹣1．
（2）当正方形PQMN 与△ABC 重叠部分图形为五边形时，有一种情况，如下图所示．
当正方形的边长大于DP 时，重叠部分为五边形，
∴3＞t ﹣1，t ＜4，DP ＞0，∴t ﹣1＞0，
解得：t ＞1，∴1＜t ＜4．
∵△DFN ∽△ABC ，∴
DN FN =AC BC =86=43
． ∵DN =PN ﹣PD ，∴DN =3﹣（t ﹣1）=4﹣t ， ∴4t FN -=43，∴FN =344
t -（）， ∴FM =3﹣
344t -（）=34
t ， S =S 梯形FMHD +S 矩形DHQP ， ∴S =
12×（34t +3）×（4﹣t ）+3（t ﹣1）=﹣38
t 2+3t +3（1＜t ＜4）． （3）①当圆与边PQ 相切时，如图：
当圆与PQ相切时，r=PE，由（1）可知，PD=（t﹣1）cm，
∴PE=DE﹣DP=4﹣（t﹣1）=（5﹣t）cm．
∵r以0.2c m/s的速度不断增大，∴r=1+0.2t，
∴1+0.2t=5﹣t，解得：t=10
3
s．
②当圆与MN相切时，r=CM．
由（1）可知，DP=（t﹣1）cm，则PE=CQ=（5﹣t）cm，MQ=3cm，∴MC=MQ+CQ=5﹣t+3=（8﹣t）cm，
∴1+0.2t=8﹣t，解得：t=35
6
s．
∵P到E点停止，∴t﹣1≤4，即t≤5，∴t=35
6
s（舍）．
综上所述：当t=10
3
s时，⊙O与正方形PQMN的边所在直线相切．
点睛：本题主要考查的是圆的综合应用，解答本题主要应用了勾股定理、相似三角形的性质和判定、正方形的性质，直线和圆的位置关系，依据题意列出方程是解题的关键．
6．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2，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
12BD CD =， ∴23 2.153≈，
∵O的半径长为32，
∴BC=62，
∴BD=1
BC＝22.
3
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.
7．如图，在以点O为圆心的两个同心圆中，小圆直径AE的延长线与大圆交于点B，点D 在大圆上，BD与小圆相切于点F，AF的延长线与大圆相交于点C，且CE⊥BD．找出图中相等的线段并证明．
【答案】见解析
【解析】
试题分析：由AE是小⊙O的直径，可得OA=OE，连接OF，根据切线的性质，可得
OF⊥BD，然后由垂径定理，可证得DF=BF，易证得OF∥CE，根据平行线分线段成比例定理，可证得AF=CF，继而可得四边形ABCD是平行四边形，则可得AD=BC，AB=CD．然后连接OD、OC，可证得△AOD≌△EOC，则可得BC=AD=CE=AE．
试题解析：
图中相等的线段有：OA=OE，DF=BF，AF=CF，AB=CD，BC=AD=CE=AE．
证明如下：
∵AE是小⊙O的直径，
∴OA=OE．
连接OF，
∵BD与小⊙O相切于点F，
∴OF⊥BD．
∵BD是大圆O的弦，
∴DF=BF．
∵CE⊥BD，
∴CE∥OF，
∴AF=CF．
∴四边形ABCD是平行四边形．
∴AD=BC，AB=CD．
∵CE：AE=OF：AO，OF=AO，
∴AE=EC ．
连接OD 、OC ，
∵OD=OC ，
∴∠ODC=∠OCD ．
∵∠AOD=∠ODC ，∠EOC=∠OEC ，
∴∠AOC=∠EOC ，
∴△AOD ≌△EOC ，
∴AD=CE ．
∴BC=AD=CE=AE ．
【点睛】考查了切线的性质，垂径定理，平行线分线段成比例定理，平行四边形的判定与性质以及全等三角形的判定与性质等知识．此题综合性很强解题的关键是注意数形结合思想的应用，注意辅助线的作法，小心不要漏解．
8．如图①，抛物线y ＝ax 2+bx+c 经过点A （﹣2，0）、B （4，0）、C （0，3）三点．
（1）试求抛物线的解析式；
（2）点P 是y 轴上的一个动点，连接PA ，试求5PA+4PC 的最小值；
（3）如图②，若直线l 经过点T （﹣4，0），Q 为直线l 上的动点，当以A 、B 、Q 为顶点所作的直角三角形有且仅有三个时，试求直线l 的解析式．
【答案】（1）233384y x x =-
++；（2）5PA+4PC 的最小值为18；（3）直线l 的解析式为334y x =+或334
y x =--. 【解析】
【分析】
（1）设出交点式，代入C 点计算即可 （2）连接AC 、BC ，过点A 作AE ⊥BC 于点E ，过
点P 作PD ⊥BC 于点D ，易证△CDP ∽△COB ，得到比例式
PC PD BC OB =，得到PD=45PC ，所以5PA+4PC ＝5（PA+45
PC ）＝5（PA+PD ），当点A 、P 、D 在同一直线上时，5PA+4PC ＝5（PA+PD ）＝5AE 最小，利用等面积法求出AE=185
，即最小值为18 （3）取AB 中点F ，以F 为圆心、FA 的长为半径画圆, 当∠BAQ ＝90°或∠ABQ ＝90°时，即AQ 或BQ 垂直x 轴，所以只要直线l 不垂直x 轴则一定找到两个满足的点Q 使∠BAQ ＝90°或∠ABQ ＝90°，即∠AQB ＝90°时，只有一个满足条件的点Q ，∴直线l 与⊙F 相切于点Q 时，满足∠AQB ＝90°的点Q 只有一个；此时，连接FQ ，过点Q 作QG ⊥x 轴于点G ，利用cos ∠QFT 求出QG ，分出情况Q 在x 轴上方和x 轴下方时，分别代入直接l 得到解析式即可
【详解】
解：（1）∵抛物线与x 轴交点为A （﹣2，0）、B （4，0）
∴y ＝a （x+2）（x ﹣4）
把点C （0，3）代入得：﹣8a ＝3
∴a ＝﹣38
∴抛物线解析式为y ＝﹣
38（x+2）（x ﹣4）＝﹣38x 2+34x+3 （2）连接AC 、BC ，过点A 作AE ⊥BC 于点E ，过点P 作PD ⊥BC 于点D
∴∠CDP ＝∠COB ＝90°
∵∠DCP ＝∠OCB
∴△CDP ∽△COB ∴PC PD BC OB
= ∵B （4，0），C （0，3）
∴OB ＝4，OC ＝3，BC
∴PD ＝45
PC ∴5PA+4PC ＝5（PA+
45PC ）＝5（PA+PD ） ∴当点A 、P 、D 在同一直线上时，5PA+4PC ＝5（PA+PD ）＝5AE 最小
∵A （﹣2，0），OC ⊥AB ，AE ⊥BC
∴S △ABC ＝
12AB•OC ＝12BC•AE ∴AE ＝631855
AB OC BC ⨯== ∴5AE ＝18
∴5PA+4PC 的最小值为18．
（3）取AB 中点F ，以F 为圆心、FA 的长为半径画圆
当∠BAQ ＝90°或∠ABQ ＝90°时，即AQ 或BQ 垂直x 轴，
∴只要直线l 不垂直x 轴则一定找到两个满足的点Q 使∠BAQ ＝90°或∠ABQ ＝90° ∴∠AQB ＝90°时，只有一个满足条件的点Q
∵当Q 在⊙F 上运动时（不与A 、B 重合），∠AQB ＝90°
∴直线l 与⊙F 相切于点Q 时，满足∠AQB ＝90°的点Q 只有一个
此时，连接FQ ，过点Q 作QG ⊥x 轴于点G
∴∠FQT ＝90°
∵F 为A （﹣2，0）、B （4，0）的中点
∴F （1，0），FQ ＝FA ＝3
∵T （﹣4，0）
∴TF ＝5，cos ∠QFT ＝35FQ TF = ∵Rt △FGQ 中，cos ∠QFT ＝35FG FQ = ∴FG ＝35FQ ＝95
∴x Q ＝1﹣9455=-，QG ＝2222912FQ 355FG ⎛⎫-=-= ⎪⎝⎭
①若点Q 在x 轴上方，则Q （41255
-，）
设直线l 解析式为：y ＝kx+b ∴404125
5k b k b -+=⎧⎪⎨-+=⎪⎩ 解得：343k b ⎧=⎪⎨⎪=⎩ ∴直线l ：334
y x =+ ②若点Q 在x 轴下方，则Q （41255--，
） ∴直线l ：334
y x =-- 综上所述，直线l 的解析式为334y x =+或334
y x =--
【点睛】
本题是二次函数与圆的综合题，同时涉及到三角函数、勾股定理等知识点，综合度比较高，需要很强的综合能力，第三问能够找到满足条件的Q点是关键，同时不要忘记需要分情况讨论
9．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
（2）30（3）①AD＝2PC33③1≤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 ＝23002103603
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°，
∵21sin 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 ＝12
OP ＝1，OH 33， ∴PC 2222PH CH 1(13)523+=++=+
∵AD ＝2PC ，
∴AD 2＝4（3）＝3
如图④中，当PA ∥OA 时，作PK ⊥OB 于K ，同法可得：PC 2＝12+3﹣1）2＝5﹣3AD 2＝4PC 2＝20﹣3
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．
10．如图，在矩形ABCD中，点O在对角线AC上，以OA的长为半径的⊙O与AD、AC分别交于点E、F，且∠ACB＝∠DCE．
（1）判断直线CE与⊙O的位置关系，并说明理由；
（2）若AB＝2，BC＝2，求⊙O的半径．
6
【答案】（1）直线CE与⊙O相切，理由见解析；（2）⊙O
【解析】
【分析】
（1）首先连接OE，由OE=OA与四边形ABCD是矩形，易求得∠DEC+∠OEA=90°，即
OE⊥EC，即可证得直线CE与⊙O的位置关系是相切；
（2）首先易证得△CDE∽△CBA，然后根据相似三角形的对应边成比例，即可求得DE的长，又由勾股定理即可求得AC的长，然后设OA为x，即可得方程
222
-=，解此方程即可求得⊙O的半径．
x x
3)6)
【详解】
解：（1）直线CE与⊙O相切．…
理由：连接OE，
∵四边形ABCD是矩形，
∴∠B＝∠D＝∠BAD＝90°，BC∥AD，CD＝AB，
∴∠DCE+∠DEC＝90°，∠ACB＝∠DAC，
又∠DCE ＝∠ACB ，
∴∠DEC +∠DAC ＝90°，
∵OE ＝OA ，
∴∠OEA ＝∠DAC ，
∴∠DEC +∠OEA ＝90°，
∴∠OEC ＝90°，
∴OE ⊥EC ，
∵OE 为圆O 半径，
∴直线CE 与⊙O 相切；…
（2）∵∠B ＝∠D ，∠DCE ＝∠ACB ，
∴△CDE ∽△CBA ，
∴ BC AB DC DE =， 又CD ＝AB ＝2，BC ＝2，
∴DE ＝1
根据勾股定理得EC ＝3，
又226AC AB BC =+=，…
设OA 为x ，则222(3)(6)x x +=-，
解得6x =， ∴⊙O 的半径为6．
【点睛】
此题考查了切线的判定与性质，矩形的性质，相似三角形的判定与性质以及勾股定理等知识．此题综合性较强，难度适中，解题的关键是注意数形结合思想与方程思想的应用，注意辅助线的作法．。