人教版九年级上册数学 圆 几何综合(培优篇)(Word版 含解析)

人教版九年级上册数学 圆 几何综合（培优篇）（Word 版 含解
析）
一、初三数学 圆易错题压轴题（难）
1．如图，二次函数y=x 2-2mx+8m 的图象与x 轴交于A 、B 两点（点A 在点B 的左边且OA≠OB ),交y 轴于点C ，且经过点（m ，9m ）,⊙E 过A 、B 、C 三点。

（1）求这条抛物线的解析式；
（2）求点E 的坐标；
（3）过抛物线上一点P （点P 不与B 、C 重合）作PQ ⊥x 轴于点Q ，是否存在这样的点P 使△PBQ 和△BOC 相似？如果存在，求出点P 的坐标；如果不存在，说明理由
【答案】（1）y=x 2+2x-8（2）（-1，-72）（3）（-8，40），（-154，-1316），（-174，-2516
） 【解析】
分析：（1）把(),9m m 代入解析式，得：22289m m m m -+=，解这个方程可求出m 的值；
（2）分别令y =0和x =0，求出OA ，OB ，O C 及AB 的长，过点E 作EG x ⊥轴于点G ,EF y ⊥轴于点F ,连接CE ，AE ,设OF =GE =a ,根据AE CE = ，列方过程求出a 的值，从而求出点E 的坐标；
（3）设点P (a , a 2+2a -8)， 则228,2PQ a a BQ a =+-=-，然后分PBQ ∽CBO 时
和PBQ ∽BCO 时两种情况，列比例式求出a 的值，从而求出点P 的坐标.
详解：（1）把(),9m m 代入解析式，得：22289m m m m -+=
解得：121,0m m =-=（舍去）
∴228y x x =+-
（2）由（1）可得：228y x x =+-，当0y =时，124,2x x =-=;
∵点A 在点B 的左边 ∴42OA OB ，== ，
∴6AB OA OB =+=，
当0x =时，8y =-，
∴8OC =
过点E 作EG x ⊥轴于点G ,EF y ⊥轴于点F ,连接CE ，
, 则116322
AG AB ==⨯= ，
设，则，
在Rt AGE ∆中，，
在中， ()222218CE EF CF a =+=+-，
∵AE CE = ，
∴()2
2918a a +=+- ， 解得：72
a = ， ∴712E ⎛
⎫-- ⎪⎝
⎭， ； （3）设点()2,28a a a P +-，
则2
28,2PQ a a BQ a =+-=-，
a.当PBQ ∆∽CBO ∆时， PQ CO BQ OB =，即228822
a a a +-=-， 解得：10a =（舍去）；
22a =（舍去）；38a =- ， ∴()18,40P - ；
b.当PBQ ∆∽BCO ∆时，
PQ BO BQ CO =，即228228
a a a +-=-， 解得：12a =（舍去），2154a =-；3174a =- ， ∴21523,416P ⎛⎫-- ⎪⎝⎭；31725416P ⎛⎫- ⎪⎝⎭
， ； 综上所述，点P 的坐标为：()18,40P -，21523,416P ⎛⎫--
⎪⎝⎭，31725416P ⎛⎫- ⎪⎝⎭， 点睛：本题考查了二次函数的图像与性质，二次函数与坐标轴的交点，垂径定理，勾股定理，相似三角形的性质和分类讨论的数学思想，熟练掌握二次函数与一元二次方程的关系、相似三角形的性质是解答本题的关键.
2．已知圆O 的半径长为2，点A 、B 、C 为圆O 上三点，弦BC=AO ，点D 为BC 的中点，
(1)如图，连接AC 、OD ，设∠OAC=α，请用α表示∠AOD ；
(2)如图，当点B 为AC 的中点时，求点A 、D 之间的距离：
(3)如果AD 的延长线与圆O 交于点E ，以O 为圆心，AD 为半径的圆与以BC 为直径的圆相切，求弦AE 的长．
【答案】（1）1502AOD α∠=︒-；（2）7AD =
3331331+- 【解析】
【分析】
（1）连接OB 、OC ，可证△OBC 是等边三角形，根据垂径定理可得∠DOC 等于30°，OA=OC 可得∠ACO=∠CAO=α，利用三角形的内角和定理即可表示出∠AOD 的值.
（2）连接OB 、OC ，可证△OBC 是等边三角形，根据垂径定理可得∠DOB 等于30°，因为点D 为BC 的中点，则∠AOB=∠BOC=60°，所以∠AOD 等于90°，根据OA=OB=2,在直角三角形中用三角函数及勾股定理即可求得OD 、AD 的长.
（3）分两种情况讨论：两圆外切，两圆内切.先根据两圆相切时圆心距与两圆半径的关系，求出AD 的长，再过O 点作AE 的垂线，利用勾股定理列出方程即可求解.
【详解】
(1)如图1：连接OB、OC.∵BC=AO
∴OB=OC=BC
∴△OBC是等边三角形∴∠BOC=60°
∵点D是BC的中点
∴∠BOD=1
30 2
BOC
∠=︒
∵OA=OC
∴OAC OCA
∠=∠=α
∴∠AOD=180°-α-α-30︒=150°-2α
(2)如图2：连接OB、OC、OD.
由（1）可得：△OBC是等边三角形，∠BOD=1
30 2
BOC
∠=︒
∵OB=2，
∴OD=OB∙cos30︒=3
∵B为AC的中点，
∴∠AOB=∠BOC=60°
∴∠AOD=90°
根据勾股定理得：227
AO OD
+=
（3）①如图3.圆O 与圆D 相内切时：
连接OB 、OC ，过O 点作OF ⊥AE
∵BC 是直径，D 是BC 的中点
∴以BC 为直径的圆的圆心为D 点
由（2）可得：OD=3，圆D 的半径为1
∴AD=31+
设AF=x
在Rt △AFO 和Rt △DOF 中，
2222OA AF OD DF -=-
即()2222331x x -=-
+- 解得：331x 4
+= ∴AE=3312AF +=
②如图4.圆O 与圆D 相外切时：
连接OB 、OC ，过O 点作OF ⊥AE
∵BC 是直径，
D 是BC 的中点
∴以BC 为直径的圆的圆心为D 点
由（2）可得：OD=3，圆D 的半径为1
∴AD=31-
在Rt △AFO 和Rt △DOF 中，
2222OA AF OD DF -=-
即()2222331x x -=--+
解得：331x -= ∴AE=3312AF -=
【点睛】
本题主要考查圆的相关知识：垂径定理，圆与圆相切的条件，关键是能灵活运用垂径定理和勾股定理相结合思考问题，另外需注意圆相切要分内切与外切两种情况.
3．如图，矩形ABCD 中，BC ＝8，点F 是AB 边上一点（不与点B 重合）△BCF 的外接圆交对角线BD 于点E ，连结CF 交BD 于点G ．
（1）求证：∠ECG ＝∠BDC ．
（2）当AB ＝6时，在点F 的整个运动过程中．
①若BF ＝2时，求CE 的长．
②当△CEG 为等腰三角形时，求所有满足条件的BE 的长．
（3）过点E 作△BCF 外接圆的切线交AD 于点P ．若PE ∥CF 且CF ＝6PE ，记△DEP 的面积
为S 1，△CDE 的面积为S 2，请直接写出12
S S 的值．
【答案】（1）详见解析；（2182
当BE为10，
39
5
或
44
5
时，△CEG为等腰三
角形；（3）7 24
.
【解析】
【分析】
（1）根据平行线的性质得出∠ABD＝∠BDC，根据圆周角定理得出∠ABD＝∠ECG，即可证得结论；
（2）根据勾股定理求得BD＝10，
①连接EF，根据圆周角定理得出∠CEF＝∠BCD＝90°，∠EFC＝∠CBD．即可得出sin∠EFC
＝sin∠CBD，得出
3
5
CE CD
CF BD
==，根据勾股定理得到CF＝62CE
18
2
5
；
②分三种情况讨论求得：
当EG＝CG时，根据等腰三角形的性质和圆周角定理即可得到∠GEC＝∠GCE＝∠ABD＝
∠BDC，从而证得E、D重合，即可得到BE＝BD＝10；
当GE＝CE时，过点C作CH⊥BD于点H，即可得到∠EGC＝∠ECG＝∠ABD＝∠GDC，得到
CG＝CD＝6．根据三角形面积公式求得CH＝24
5
，即可根据勾股定理求得GH，进而求得
HE，即可求得BE＝BH＋HE＝39
5
；
当CG＝CE时，过点E作EM⊥CG于点M，由tan∠ECM＝
4
3
EM
CM
=．设EM＝4k，则CM
＝3k，CG＝CE＝5k．得出GM＝2k，tan∠GEM＝
21
42
GM k
EM k
==，即可得到tan∠GCH＝
GH CH =
1
2
．求得HE＝GH＝
12
5
，即可得到BE＝BH＋HE＝
44
5
；
（3）连接OE、EF、AE、EF，先根据切线的性质和垂直平分线的性质得出EF＝CE，进而证得四边形ABCD是正方形，进一步证得△ADE≌△CDE，通过证得△EHP∽△FBC，得出EH＝
1 6BF，即可求得BF＝6，根据勾股定理求得CF＝10，得出PE＝
10
6
，根据勾股定理求得
PH，进而求得PD，然后根据三角形面积公式即可求得结果．【详解】
（1）∵AB∥CD．
∴∠ABD＝∠BDC，
∵∠ABD＝∠ECG，
∴∠ECG＝∠BDC．
（2）解：①∵AB＝CD＝6，AD＝BC＝8，
∴BD＝10，
如图1，连结EF，则∠CEF＝∠BCD＝90°，∵∠EFC＝∠CBD．
∴sin∠EFC＝sin∠CBD，
∴
3
5 CE CD CF BD
==
∴CF
∴CE
②Ⅰ、当EG＝CG时，∠GEC＝∠GCE＝∠ABD＝∠BDC．∴E与D重合，
∴BE＝BD＝10．
Ⅱ、如图2，当GE＝CE时，过点C作CH⊥BD于点H，∴∠EGC＝∠ECG＝∠ABD＝∠GDC，
∴CG＝CD＝6．
∵CH＝BC CD24 BD5
⋅
=，
∴GH
18
5 =，
在Rt△CEH中，设HE＝x，则x2+（24
5
）2＝（x+
18
5
）2
解得x＝7
5
，
∴BE＝BH+HE＝32
5
+
7
5
＝
39
5
；
Ⅲ、如图2，当CG＝CE时，过点E作EM⊥CG于点M．
∵tan∠ECM＝
4
3 EM
CM
=．
设EM＝4k，则CM＝3k，CG＝CE＝5k．
∴GM＝2k，tan∠GEM＝
21
42 GM k
EM k
==，
∴tan∠GCH＝GH
CH
＝tan∠GEM＝
1
2
．
∴HE＝GH＝12412 255
⨯=，
∴BE＝BH+HE＝321244 555
+=，
综上所述，当BE为10，39
5
或
44
5
时，△CEG为等腰三角形；
（3）解：∵∠ABC＝90°，
∴FC是△BCF的外接圆的直径，设圆心为O，如图3，连接OE、EF、AE、EF，
∵PE是切线，
∴OE⊥PE，
∵PE∥CF，
∴OE⊥CF，
∵OC＝OF，
∴CE＝EF，
∴△CEF是等腰直角三角形，
∴∠ECF＝45°，EF FC，
∴∠ABD＝∠ECF＝45°，
∴∠ADB＝∠BDC＝45°，
∴AB＝AD＝8，
∴四边形ABCD是正方形，
∵PE∥FC，
∴∠EGF＝∠PED，
∴∠BGC＝∠PED，
∴∠BCF＝∠DPE，
作EH⊥AD于H，则EH＝DH，
∵∠EHP＝∠FBC＝90°，
∴△EHP∽△FBC，
∴
1
6 EH PE
BF FC
==，
∴EH＝1
6 BF，
∵AD＝CD，∠ADE＝∠CDE，∴△ADE≌△CDE，
∴AE＝CE，
∴AE＝EF，
∴AF＝2EH＝1
3 BF，
∴1
3
BF+BF＝8，
∴
BF＝
6，
∴EH＝DH＝1，CF ＝22
BF BC
+＝10，
∴PE ＝1
6
FC＝
5
3
，
∴
PH ＝224
PE EH
3
-=，
∴PD＝47
1
33 +=，
∴1
27
7 3
824
S PD
S AD
===．
【点睛】
本题是四边形的综合题，考查了矩形的性质，圆周角定理、三角形的面积以及相似三角形的判定和性质，作出辅助线构建直角三角形是解题的关键．
4．选做题：从甲乙两题中选作一题，如果两题都做，只以甲题计分
题甲：已知矩形两邻边的长、是方程的两根.
（1）求的取值范围；
（2）当矩形的对角线长为时，求的值；
（3）当为何值时，矩形变为正方形？
题乙：如图，是直径，于点，交于
点，且．
（1）判断直线和的位置关系，并给出证明；
（2）当，时，求的面积．
【答案】题甲（1）（2）（3）
题乙：（1）BD是切线；证明所以OB⊥BD，BD是切线（2）S=
【解析】
试题分析：题甲：（1）、是方程的两根，则其；
由得
（2）矩形两邻边的长、，矩形的对角线的平方=；矩形两邻边的长、是方
程的两根，则；因为
，所以；解得
由得
（3）矩形变为正方形，则a=b；、是方程的两根，所以方程有两个相等的实数根，即，由得
题乙：（1）BD是切线；如图所示，是弧AC所对的圆周角，
；因为，所以；于点，，所以，，在三角形OBD中
，所以OB⊥BD；BD是切线
（2），AB是圆的直径，所以OB=5；于点，交于
点，F是BC的中点；，BF=4；在直角三角形OBF中由勾股定理得
OF=；根据题意，，则
，所以，从而，解得DF=，的面积
=
考点：直线与圆相切，相似三角形
点评：本题考查直线与圆相切，相似三角形；解本题的关键是会判断直线与圆是否相切，能判定两个三角形相似
5．四边形ABCD内接于⊙O，连接AC、BD，2∠BDC+∠ADB＝180°．
（1）如图1，求证：AC＝BC；
（2）如图2，E为⊙O上一点，AE＝BE，F为AC上一点，DE与BF相交于点T，连接
AT，若∠BFC＝∠BDC+1
2
∠ABD，求证：AT平分∠DAB；
（3）在（2）的条件下，DT＝TE，AD＝8，BD＝12，求DE的长．
【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）82
【解析】
【分析】
（1）只要证明∠CAB=∠CBA即可．
（2）如图2中，作TH⊥AD于H，TR⊥BD于R，TL⊥AB于L．想办法证明TL=TH即可解决问题．
（3）如图3中，连接EA，EB，作EG⊥AB，TH⊥AD于H，TR⊥BD于R，TL⊥AB于L，AQ⊥BD于Q．证明△EAG≌△TDH（AAS），推出AG=DH，证明
Rt△TDR≌Rt△TDH（HL），推出DH=DR，同理可得AL=AH，BR=BL，设DH=x，则AB=2x，
由S△ADB=1
2
•BD•AQ=
1
2
•AD•h+
1
2
•AB•h+
1
2
•DB•h，可得AQ=
5
2
h，再根据
sin∠BDE=sin∠ADE，sin∠AED=sin∠ABD，构建方程组求出m即可解决问题．【详解】
解：（1）如图1中，
∵四边形ABCD内接于⊙O，
∴∠ADC+∠ABC＝180°，
即∠ADB+∠BDC+∠ABC＝180°，
∵2∠BDC+∠ADB＝180°，
∵∠BAC＝∠BDC，
∴∠BAC＝∠ABC，
∴AC＝BC．
（2）如图2中，作TH⊥AD于H，TR⊥BD于R，TL⊥AB于L．
∵∠BFC＝∠BAC+∠ABF，∠BAC＝∠BDC，
∴∠BFC＝∠BDC+∠ABF，
∵∠BFC＝∠BDC+1
2
∠ABD，
∴∠ABF＝1
2
∠ABD，
∴BT平分∠ABD，
∵AE＝BE
∴∠ADE＝∠BDE，
∴DT平分∠ADB，
∵TH⊥AD于H，TR⊥BD于R，TL⊥AB于L．
∴TR＝TL，TR＝TH，
∴TL＝TH，
∴AT平分∠DAB．
（3）如图3中，连接EA，EB，作EG⊥AB，TH⊥AD于H，TR⊥BD于R，TL⊥AB于L，AQ⊥BD于Q．
∵AE＝BE
∴∠EAB＝∠EDB＝∠EDA，AE＝BE，
∵∠TAE＝∠EAB+∠TAB，∠ATE＝∠EDA+∠DAT，
∴AE＝TE，
∵DT＝TE，
∴AE＝DT，
∵∠AGE＝∠DHT＝90°，
∴△EAG≌△TDH（AAS），
∴AG＝DH，
∵AE＝EB，EG⊥AB，
∴AG＝BG，
∴2DH＝AB，
∵Rt△TDR≌Rt△TDH（HL），
∴DH＝DR，同理可得AL=AH，BR＝BL，
设DH＝x，则AB＝2x，
∵AD＝8，DB＝12，
∴AL＝AH＝8﹣x，BR＝12﹣x，AB＝2x＝8﹣x+12﹣x，∴x＝5，
∴DH＝5，AB＝10，
设TR＝TL＝TH＝h，DT＝m，
∵S△ADB=1
2
•BD•AQ=
1
2
•AD•h+
1
2
•AB•h+
1
2
•DB•h，
∴12AQ＝（8+12+10）h，
∴AQ＝5
2 h，
∵sin∠BDE＝sin∠ADE，可得h
m
＝
AP
AD
＝
AP
8
，
sin∠AED＝sin∠ABD，可得AP
m
＝
AQ
AB
＝
AQ
10
＝
5
2
10
h
，
∴AP
m
＝
5
28
10
mAP
，
解得m＝
或﹣
（舍弃），
∴DE＝2m＝
．
【点睛】
本题属于圆综合题，考查了圆内接四边形的性质，圆周角定理，锐角三角函数，全等三角形的判定和性质，角平分线的性质定理和判定定理等知识，解题的关键是学会添加常用辅助线，学会利用参数构建方程组解决问题，属于中考压轴题．
6．如图，在平面直角坐标系中，O为坐标原点，△ABC的边BC在y轴的正半轴上，点A在x轴
的正半轴上，点C的坐标为（0，8），将△ABC沿直线AB折叠，点C落在x轴的负半轴D（−4，0）处．
（1）求直线AB的解析式；
（2）点P从点A出发以每秒45个单位长度的速度沿射线AB方向运动，过点P作PQ⊥AB，交x轴于点Q，PR∥AC交x轴于点R，设点P运动时间为t（秒），线段QR长为d，求d与t的函数关系式（不要求写出自变量t的取值范围）；
（3）在（2）的条件下，点N是射线AB上一点，以点N为圆心，同时经过R、Q两点作⊙N，⊙N交y轴于点E，F．是否存在t，使得EF=RQ？若存在，求出t的值，并求出圆心N的坐标；若不存在，说明理由．
【答案】（1）
1
3
2
y x
=-+（2）d=5t （3）故当 t=
8
5
，或8
15
，时，QR=EF，N（-
6，6）或（2，2）．
【解析】
试题分析：（1）由C（0，8），D（-4，0），可求得OC，OD的长，然后设OB=a，则BC=8-a，在Rt△BOD中，由勾股定理可得方程：（8-
a）2=a2+42,解此方程即可求得B的坐标，然后由三角函数的求得点A的坐标，再利用待定系数法求得直线AB的解析式；
（2）在Rt△AOB中，由勾股定理可求得AB的长，继而求得∠BAO的正切与余弦，由PR//AC 与折叠的性质，易证得RQ=AR，则可求得d与t的函数关系式；
（3）首先过点分别作NT⊥RQ于T，NS⊥EF于S，易证得四边形NTOS是正方形，然后分别从点N在第二象限与点N在第一象限去分析求解即可求解;
试题解析：
（1）∵C（0，8），D（-4，0），
∴OC=8，OD=4，
设OB=a，则BC=8-a，
由折叠的性质可得：BD=BC=8-a，
在Rt△BOD中，∠BOD=90°，DB2=OB2+OD2，
则（8-a）2=a2+42，
解得：a=3，
则OB=3，
则B（0，3），
tan∠ODB=
3
4 OB
OD
=，
在Rt
△AOC 中，∠AOC=90°，tan ∠ACB=3
4
OA OC = ， 则OA=6， 则A （6，0），
设直线AB 的解析式为：y=kx+b ，
则60{3
k b b +== ，解得：1
{23
k b =-= ， 故直线AB 的解析式为：y=-1
2
x +3； （2）如图所示：
在Rt △AOB 中，∠AOB=90°，OB=3，OA=6， 则2
2
135,tan 2OB OB OA BAO OA +=∠=
= ，255OA
cos BAO AB
∠==， 在Rt △PQA 中，905APQ AP t ∠=︒=，
则AQ=
10cos AP
t BAO =∠ ,
∵PR ∥AC ，
∴∠APR=∠CAB ，
由折叠的性质得：∠BAO=∠CAB ， ∴∠BAO=∠APR ， ∴PR=AR ，
∵∠RAP+∠PQA=∠APR+∠QPR=90°， ∴∠PQA=∠QPR ， ∴RP=RQ ， ∴RQ=AR ，
∴QR=
1
2 AQ=5t, 即d=5t;
（3）过点分别作NT ⊥RQ 于T ，NS ⊥EF 于S ， ∵EF=QR ， ∴NS=NT ，
∴四边形NTOS 是正方形，
则TQ=TR=
1522QR t = ， ∴111515
1022224
NT AT AQ TQ t t t ==-=-=（）
（） ， 分两种情况，
若点N 在第二象限，则设N （n ，-n ），
点N 在直线1
32
y x =-+ 上， 则1
32
n n -=-
+ ， 解得：n=-6，
故N （-6，6），NT=6， 即
15
64
t = ， 解得：85t =
; 若点N 在第一象限，设N （N ，N ）， 可得：1
32
n n =-+ , 解得：n=2， 故N （2，2），NT=2，
即
15
24
t =, 解得：t=8
15
∴当 t =85，或8
15
，时，QR =EF ，N （-6，6）或（2，2）。

点睛：此题考查了折叠的性质、待定系数法求一次函数的解析式、正方形的判定与性质、等腰三角形的性质、平行线的性质以及三角函数等知识．此题难度较大，注意掌握辅助线的作法，注意数形结合思想与方程思想的应用。

7．如图，在Rt △ABC 中，∠B=90°，∠BAC 的平分线交BC 于点D ，以D 为圆心，D 长为半
径作作⊙D．
⑴求证：AC是⊙D的切线.
⑵设AC与⊙D切于点E，DB=1，连接DE，BF，EF.
①当∠BAD= 时，四边形BDEF为菱形；
②当AB= 时，△CDE为等腰三角形.
【答案】（1）见解析；（2）①30°，②2+1
【解析】
【分析】
(1) 作DE⊥AC于M,由∠ABC=90°，进一步说明DM=DB，即DB是⊙D的半径，即可完成证明；
（2）①先说明△BDF是等边三角形，再运用直角三角形的内角和定理解答即可；②先说明DE=CE=BD=1，再设AB=x，则AE=x，分别表示出AC、BC、AB的长，然后再运用勾股定理解答即可.
【详解】
⑴证明：如图：作DE⊥AC于M，
∵∠ABC=90°，∠BAC的平分线交BC于点D，
∴DE=DB.
∴DM是⊙D的半径，
∴AC是⊙D的切线；
⑵①如图：
∵四边形BDEF为菱形；
∴△BDF是等边三角形
∴∠ADB=60°
∴∠BAD=90°-60°=30°
∴当∠BAD=30°时，四边形BDEF为菱形；
②∵△CDE为等腰三角形.
∴DE=CE=BD=1，
∴DC=2
设AB=x，则AE=x
∴在Rt△ABC中，AB=x，AC=1+x，BC=1+2
∴()2
22
++=+，解得x=2+1
(12)1
x x
∴当AB=2+1时，△CDE为等腰三角形.
【点睛】
本题考查的是切线的判定、菱形的性质和判定、等腰三角形的判定与性质以及勾股定理的灵活运用；熟练掌握切线的判定方法和灵活应该勾股定理是解答本题的关键.
8．如图，四边形ABCD内接于⊙O，AC为直径，AC和BD交于点E，AB＝BC．
（1）求∠ADB的度数；
（2）过B作AD的平行线，交AC于F，试判断线段EA，CF，EF之间满足的等量关系，并说明理由；
（3）在（2）条件下过E，F分别作AB，BC的垂线，垂足分别为G，H，连接GH，交BO 于M，若AG＝3，S四边形AGMO：S四边形CHMO＝8：9，求⊙O的半径．
【答案】（1）45°；（2）EA2+CF2＝EF2，理由见解析；（3）62
【解析】
【分析】
（1）由直径所对的圆周角为直角及等腰三角形的性质和互余关系可得答案；
（2）线段EA，CF，EF之间满足的等量关系为：EA2+CF2=EF2．如图2，设∠ABE=α，
∠CBF=β，先证明α+β=45°，再过B作BN⊥BE，使BN=BE，连接NC，判定△AEB≌△CNB （SAS）、△BFE≌△BFN（SAS），然后在Rt△NFC中，由勾股定理得：CF2+CN2=NF2，将相关线段代入即可得出结论；
（3）如图3，延长GE，HF交于K，由（2）知EA2+CF2=EF2，变形推得S△ABC=S矩形BGKH，S△BGM=S四边形COMH，S△BMH=S四边形AGMO，结合已知条件S四边形AGMO：S四边形CHMO=8：9，设
BG=9k，BH=8k，则CH=3+k，求得AE的长，用含k的式子表示出CF和EF，将它们代入EA2+CF2=EF2，解得k的值，则可求得答案．
【详解】
解：（1）如图1，
∵AC为直径，
∴∠ABC＝90°，
∴∠ACB+∠BAC＝90°，
∵AB＝BC，
∴∠ACB＝∠BAC＝45°，
∴∠ADB＝∠ACB＝45°；
（2）线段EA，CF，EF之间满足的等量关系为：EA2+CF2＝EF2．理由如下：
如图2，设∠ABE＝α，∠CBF＝β，
∵AD∥BF，
∴∠EBF＝∠ADB＝45°，
又∠ABC＝90°，
∴α+β＝45°，
过B作BN⊥BE，使BN＝BE，连接NC，
∵AB ＝CB ，∠ABE ＝∠CBN ，BE ＝BN ， ∴△AEB ≌△CNB （SAS ），
∴AE ＝CN ，∠BCN ＝∠BAE ＝45°，
∴∠FCN ＝90°．
∵∠FBN ＝α+β＝∠FBE ，BE ＝BN ，BF ＝BF ，
∴△BFE ≌△BFN （SAS ），
∴EF ＝FN ，
∵在Rt △NFC 中，CF 2+CN 2＝NF 2，
∴EA 2+CF 2＝EF 2；
（3）如图3，延长GE ，HF 交于K ，
由（2）知EA 2+CF 2＝EF 2，
∴12EA 2+12CF 2＝12
EF 2， ∴S △AGE +S △CFH ＝S △EFK ，
∴S △AGE +S △CFH +S 五边形BGEFH ＝S △EFK +S 五边形BGEFH ，
即S △ABC ＝S 矩形BGKH ，
∴12S △ABC ＝12
S 矩形BGKH ， ∴S △GBH ＝S △ABO ＝S △CBO ，
∴S △BGM ＝S 四边形COMH ，S △BMH ＝S 四边形AGMO ，
∵S 四边形AGMO ：S 四边形CHMO ＝8：9，
∴S △BMH ：S △BGM ＝8：9，
∵BM 平分∠GBH ，
∴BG ：BH ＝9：8，
设BG ＝9k ，BH ＝8k ，
∴CH ＝3+k ，
∵AG ＝3，
∴AE ＝2，
∴CF 2（k+3），EF 2（8k ﹣3），
∵EA 2+CF 2＝EF 2，
∴222(32)2(3)]2(83)]k k ++=-，
整理得：7k 2﹣6k ﹣1＝0，
解得：k1＝﹣1
7
（舍去），k2＝1．
∴AB＝12，
∴AO＝2
AB＝62，
∴⊙O的半径为62．
【点睛】
本题属于圆的综合题，考查了圆的相关性质及定理、全等三角形的判定与性质、多边形的面积公式、勾股定理及解一元二次方程等知识点，熟练运用相关性质及定理是解题的关键．
9．△ABC内接于⊙O，AB=AC，BD⊥AC，垂足为点D，交⊙O于点E，连接AE．
（1）如图1，求证：∠BAC=2∠CAE；
（2）如图2，射线AO交线段BD于点F，交BC边于点G，连接CE，求证：BF=CE；
（3）如图3，在（2）的条件下，连接CO并延长，交线段BD于点H，交⊙O于点M，连接FM，交AB边于点N，若BH=DH，四边形BHOG的面积为2，求线段MN的长．【答案】（1）见详解；（2）见详解；（3）6
MN
【解析】
【分析】
（1）先依据等腰三角形的性质和三角形的内角和定理证明∠BAC+2∠C=180°，然后得到
2∠CAE+2∠E=180°，然后根据同弧所对的圆周角相等得到∠E=∠C，即可得到结论；
（2）连接OB、OC．先依据SSS证明△ABO≌△ACO，从而得到∠BAO=∠CAO，然后在依据ASA证明△ABF≌△ACE，最后根据全等三角形的性质可证明BF=CE；
（3）连接HG、BM．由三线合一的性质证明BG=CG，从而得到HG是△BCD的中位线，则∠FHO=∠AFD=∠HFO，于是可得到HO=OF，然后得到∠OGH=∠OHG，从而得到OH=OG，则OF=OG，接下来证明四边形MFGB是矩形，然后由MF∥BC证明△MFH∽△CBH，从而可证明HF=FD．接下来再证明△ADF≌△GHF，由全等三角形的性质的到AF=FG，然后再证明△MNB≌△NAF，于是得到MN=NF．设S△OHF=S△OHG=a，则S△FHG=2a，S△BHG=4a，然后由S四边形BHOG2，可求得2，设HF=x，则BH=2x，然后证明△GFH∽△BFG，由相似三角形
的性质可得到2x，然后依据S△BHG=1
2
2，可求得x=2，故此可得到HB、
GH的长，然后依据勾股定理可求得BG的长，于是容易求得MN的长．【详解】
解：（1）∵AB=AC，
∴∠ABC=∠ACB．
∴∠BAC+2∠C=180°．
∵BD⊥AC，
∴∠ADE=90°．
∴∠E+∠CAE=90°．
∴2∠CAE+2∠E=180°．
∵∠E=∠ACB，
∴2∠CAE+2∠ACB=180°．
∴∠BAC=2∠CAE．
（2）连接OB、OC．
∵AB=AC，AO=AO，OB=OC，
∴△ABO≌△ACO．
∴∠BAO=∠CAO．
∵∠BAC=2∠CAE，
∴∠BAO=∠CAE．
在△ABF和△ACE中，
ABF ACE
AB AC
BAF CAE
∠=∠
⎧
⎪
=
⎨
⎪∠=∠
⎩
，
∴△ABF≌△ACE．
∴BF=CE．
（3）连接HG、BM．
∵AB=AC ，∠BAO=∠CAO ，
∴AG ⊥BC ，BG=CG ．
∵BH=DH ，
∴HG 是△BCD 的中位线．
∴HG ∥CD ．
∴∠GHF=∠CDE=90°．
∵OA=OC ，
∴∠OAC=∠OCA ．
∵∠OAC+∠AFD=90°，∠OCA+∠FHO=90°，
∴∠FHO=∠AFD=∠HFO ．
∴HO=OF ．
∵∠HFO+∠OGH=90°，∠OHF+∠OHG=90°，
∴∠OGH=∠OHG ．
∴OH=OG ．
∴OF=OG ．
∵OM=OC ，
∴四边形MFCG 是平行四边形．
又∵MC 是圆O 的直径，
∴∠CBM=90°．
∴四边形MFGB 是矩形．
∴MB=FG ，∠FMB=∠AFN=90°．
∵MF ∥BC ，
∴△MFH ∽△CBH ． ∴
12
HF MF BH CB ==． ∴HF ：HD=1：2．
∴HF=FD ． 在△ADF 和△GHF 中，
AFD GFH ADF GHF FH FD ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩
，
∴△ADF ≌△GHF ．
∴AF=FG ．
∴MB=AF ．
在△MNB 和△NAF 中，
90BMF AFN ANF BNM MB AF ∠=∠=︒⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩
，
∴△MNB≌△NAF．
∴MN=NF．
设S△OHF=S△OHG=a，则S△FHG=2a，S△BHG=4a，∴S四边形BHOG=5a=52．
∴a=2．
设HF=x，则BH=2x．
∵∠HHG=∠GFB，∠GHF=∠FGB，
∴△GFH∽△BFG．
∴HF GH
HG BH
=，即
2
x HG
HG x
=．
∴HG=2x．
∴S△BHG=1
2
BH•HG=
1
2
×2x•2x=42，
解得：x=2．
∴HB=4，GH=22．
由勾股定理可知：BG=26．
∴MF=26．
∴MN=NF=6．
【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圆周角定理、全等三角形的性质和判定、相似三角形的性质和判断、勾股定理的应用、矩形的性质和判定，找出图中相似三角形和全等三角形是解题的关键．
10．已知点A为⊙O外一点，连接AO，交⊙O于点P，AO=6．点B为⊙O上一点，连接BP，过点A作CA⊥AO，交BP延长线于点C，AC=AB．
（1）判断直线AB与⊙O的位置关系，并说明理由．
（2）若3 PB的长．
（3）若在⊙O上存在点E，使△EAC是以AC为底的等腰三角形，则⊙O的半径r的取值范
围是___________． 【答案】（1）AB 与⊙O 相切 ，理由见解析；（2）43PB =
；（3）656r ≤< 【解析】
【分析】
（1）连接OB ，有∠OPB=∠OBP ，又AC=AB ，则∠C=∠ABP ，利用∠CAP=90°，即可得到结论成立；
（2）由AB=AC ，利用勾股定理先求出半径，作OH ⊥BP 与H ，利用相似三角形的判定和性质，即可求出PB 的长度；
（3）根据题意得出OE=
12AC=12AB=2216r 2-，利用OE=22162
r r -≤，即可求出取值范围．
【详解】
解：（1）连接OB ，如图：
∵OP=OB ，
∴∠OPB=∠OBP=∠APC ，
∵AC=AB ，
∴∠C=∠ABP ，
∵AC ⊥AO ，
∴∠CAP=90°，
∴∠C+∠APC=90°，
∴∠ABP+∠OBP=90°，
即OB ⊥AB ，
∴AB 为切线；
（2）∵AB=AC
∴22AB AC =，
∴2222CP AP OA OB -=-，
设半径为r ，则
2222(43)(6)6r r --=-
解得：r=2；
作OH ⊥BP 与H ，
则△ACP ∽△HOP ， ∴PH OP AP CP
=，即443PH = ∴233
PH =, ∴432PB PH ==
； （3）如图，作出线段AC 的垂直平分线MN ，作OE ⊥MN ，
∴四边形AOEM 是矩形，
∴OE=AM=12AC=1222162r - 又∵圆O 与直线MN 有交点，
∴22162
r r -， 2262r r -≤，
∴22364r r -≤，
∴55
r ≥ 又∵圆O 与直线AC 相离，
∴r ＜6，
即565
r ≤<．
【点睛】
此题主要考查了圆的综合以及切线的判定与性质和勾股定理以及等腰三角形的性质等知识，得出EO与AB的关系进而求出r取值范围是解题关键．。