2023年中考数学压轴题28以圆为载体的几何综合问题(教师版含解析).pdf
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1、挑 战 2023年 中 考 数 学 压 轴 题 之 学 霸 秘 笈 大 揭 秘(全 国 通 用)_专 题 2 8以 圆 为 载 体 的 几 何 综 合 问 题 典 例 剖 析.x._z【例 1】(2022 河 北 育 华 中 学 三 模)如 图,在 四 边 形 ABCD中,/A=NB=90。,AD=4,8c=10,sinC=g,以 AB为 直 径 作。O,把。沿 水 平 方 向 平 移 x个 单 位,得 到。0,AB为 直 径 A B 平 移 后 的 对 应 线 段.备 用 图(1)当 x=0,且 M 为。上 一 点 时,求 O M 的 最 大 值;当 9 与 C 重 合 时,设。,与 C Q
2、 相 交 于 点 N,求 点 N 到 AB 的 距 离;(3)当。0,与 CZ)相 切 时,直 接 写 出 x 的 值.【答 案】(1)4a+4 坨 2 5(3)2 或 12.【分 析】当 尸 0,连 接 D O 并 延 长 交。于 一 点 M,则 此 时 D M 的 值 最 大,过 点 D 作 D E 1 B C于 E,易 证 四 边 形 A8E。是 矩 形,可 得 A D=B E=4,解/?也:(7求 出 力 E=8,CD=10,可 得。的 半 径 为 4,利 用 勾 股 定 理 求 出。即 可 得 到。例 的 最 大 值;(2)当 B与 C 重 合 时,。与 CZ)相 交 于 点 M 则
3、。向 右 平 移 了 10个 单 位 长 度,连 接 0。,则 00=10,连 接 4 N,过 点、N 作 NF1.AB于 点 F,如 图,解 RtAABN,求 出 4N,BN,然 后 根 据 等 积 法 求 出 NF 即 可 解 决 问 题;(3)当。与 C C 相 切,在 C O 的 左 边 时,设 切 点 为 尸,如 图,则 4BED是 矩 形,AD.C D、BC都 是。0,的 切 线,根 据 切 线 长 定 理 可 得 4。=PD,8(=PC,求 出 A D=4-x,BC=10-x,根 据。=2。+P。=4。+8(列 方 程 求 出 工 即 可;当。O与 C D 相 切,在 C D 的
4、 右 边 时,同 理 求 解 即 可.(1)解:如 图,当 x=0,连 接 D O 并 延 长 交。于 点 M,则 此 时 D M 的 值 最 大,过 点。作 于 E,V Z A=Z B=Z DEB=90,四 边 形 A3E。是 矩 形,:.AB=DE,AD=BE=4,:EC=BC-BE=104=6,*/在 RtLDEC 中,sinC=C D 5,设 E=4历 CD=5k(*0),由 勾 股 定 理 得:EC2-DE2=CD2,即 62+(4k)2=(5k)2,整 理 得:1=%乂 0,:k=2,O E=4攵=8,C O=5攵=1 0,:.AB=DE=Sf:.OA=OB=4,:.O D=V 4
5、2+42=4VL;.)M=4尤+4,即 D M的 最 大 值 为 4位+4;(2)当 B 与 C 重 合 时,。与 C O相 交 于 点 M 则。向 右 平 移 广 10个 单 位 长 度,连 接 0。,则 0 0=1 0,连 接 A N,过 点 N作 N凡 L 4 9 于 点 F,如 图,则 乙 4 N B=90,在 RmCDE中,sinzCDE coszCDE=C D 5 C D 5:ABABDE,J.AABN=乙 CDE,在 孜 A 4B N中,AB=AB=8,:sinABN=塔=sinCDE=cos乙 ABN=喀=coszCDF=AW 5 AB 5:.AN=-AB=-x 8=,BN=-
6、AB=-x 8=,5 5 5 5 5 5:S B IN=A B-NF=AN-BN,.NF=卓=眨 ArBf 8 25.点 N到 AB的 距 离 为 0 0,-NF=10-II=燮;(3)当。与 C 相 切,在 C。的 左 边 时,设 切 点 为 P,如 图,贝 ijABNC是 矩 形,4。、CD、BC都 是。的 切 线,:.AD=PD,BC=PC,:AA=BB=x,:.AD=4-x,BC=1 0-x,:CD=PD+PC=AD+BC,/.10=4%+10-x,解 得:x=2;当。与 C 相 切,在 C 的 右 边 时,设 切 点 为。,如 图,贝 必 B B 2 是 矩 形,AD.CD、BC都
7、是。的 切 线,.AD=QD,BC=QC,:AA=BB=x,:.AD=x-4,BC=x-10,/CD=QD+QC=AD+BC,10-x 4+%10,解 得:x=12;综 上,当。与 8 相 切 时,x 的 值 为 2 或 12,故 答 案 为:2 或 12.【点 睛】本 题 主 要 考 查 了 矩 形 的 判 定,解 直 角 三 角 形,勾 股 定 理,点 与 圆 的 位 置 关 系,平 移 的 性 质,圆 周 角 定 理,切 线 的 性 质 以 及 切 线 长 定 理 等 知 识,熟 练 掌 握 直 径 所 对 的 圆 周 角 是 直 角,从 圆 外 一 点 引 圆 的 两 条 切 线,它
8、们 的 切 线 长 相 等 是 解 题 的 关 键.【例 2】(2022黑 龙 江 哈 尔 滨 中 考 真 题)已 知 CH是 0。的 直 径,点 A,点 B 是 0。上 的 两 个 点,连 接 04 OB,点。,点 E 分 别 是 半 径 0 4。8的 中 点,连 接 CD,CE,BH,且 乙 40c=2/.CHB.(1)如 图 1,求 证:乙 0DC=&0EC;GH 图 3(2)如 图 2,延 长 CE交 于 点 F,若 C0J.04 求 证:FC=FH;(3)如 图 3,在(2)的 条 件 下,点 G 是 次/上 一 点,连 接 力 G,BG,HG,OF,若 4G:BG=5:3,HG=2
9、,求 0F的 长.【答 案】(1)见 解 析(2)见 解 析。尸=等【分 析】(1)根 据 SAS证 明 AC。三 ACOE即 可 得 到 结 论;(2)证 明 NH=NEC。即 可 得 出 结 论;(3)先 证 明 连 接 4,证 明 4H=设 4G=5x,BG=3x,在 4G上 取 点 M,使 得 4M=BG,连 接 M H,证 明 MHG 为 等 边 三 角 形,得 MG=HG=2,根 据 4G=AM+MG可 求 出 x=1,得 AG=5,BG=3,过 点,作 HN 1 MG 于 点 N,求 出 HB=g,再 证 HF=20F,根 据 HB=30F=g 可 得 结 论.(1)如 图 1.
10、点 D,点、E 分 别 是 半 径。A,。8的 中 点H卸:.0D=-0 A,OE=-0 B2 2V OA=OB,:.0D=OE:乙 BOC=2(C H B,乙 AOC=2乙 CHBZ.AOC=乙 BOCVOC=OC COD=COE 9:.CDO=乙 CEO;(2)如 图 2.V C D LOA,:.ACDO=90图 2由 得 E。=乙 CDO=90,.sinzOCE=i:.Z.OCE=30,:.乙 COE=90-乙 OCE=60,:乙 H=-Z.BOC=i X 60=302 2 H=乙 ECO,:.FC=FH(3)如 图 3.YCO=OH,FC=FH:.0F 1 CH,乙 FOH=90连 接
11、 4H.VZ.AOC=ABOC=60:.Z.AOH=乙 BOH=120,:.AH=B H,乙 4GH=60。AGBG=5:3设 4G=5x,:.BG=3%在 AG上 取 点 M,使 得 4M=8 G,连 接 MH:Z-HAM=乙 HBG,./MM=HBG:.MH=GH,MHG为 等 边 三 角 形:.MG=HG=2:AG=4M+MG,5%=3x+2:x=1,:.AG=5:.BG=AM=3,过 点 H 作 HN JLMG于 点 NMN=-G M=-x 2=1,HN=HG-sin600=V32 2 4N=M N+/M=4,:.HB=HA=y/NA2+HN2=V19VzFOH=90,LOHF=30,
12、:.Z.OFH=60:OB=OH,,乙 BHO=乙 OBH=30%:乙 FOB=Z.OBF=30:.0F=BF,在 RtAOFH中,/.OHF=30,:.HF=2OF:.HB=BF+HF=3OF=V19,:,OF=.3【点 睛】本 题 主 要 考 查 了 圆 周 角 定 理,等 边 三 角 形 的 判 定 和 性 质,全 等 三 角 形 的 判 定 与 性 质,等 腰 三 角 形 的 性 质,勾 股 定 理 以 及 解 直 角 三 角 形 等 知 识,正 确 作 出 辅 助 线 构 造 全 等 三 角 形 是 解 答 本 题 的 关 键.【例 3】(2022.黑 龙 江 绥 化.中 考 真 题
13、)如 图 所 示,在。0的 内 接 A 4 W N 中,4MAN=90。,A M=2 A N,作 ABI M N 于 点 P,交。于 另 一 点 B,C 是 制 上 的 一 个 动 点(不 与 A,M 重 合),射 线 MC 交 线 段 BA的 延 长 线 于 点。,分 别 连 接 4c和 BC,BC交 M N 于 点、E.(1)求 证:4 C M A S&CBD.(2)若 MN=10,MC=Atf,求 BC的 长.(3)在 点 C 运 动 过 程 中,当 tantMDB=三 时,求”的 值.4 NE【答 案】(1)证 明 见 解 析(2)3710【分 析】(1)利 用 圆 周 角 定 理 得
14、 到 NCMA=NABC,再 利 用 两 角 分 别 相 等 即 可 证 明 相 似;(2)连 接 O C,先 证 明 是 直 径,再 求 出 4P和 NP 的 长,接 着 证 明 ACOE sABPE,利 用 相 似 三 角 形 的 性 质 求 出 OE 和 P E,再 利 用 勾 股 定 理 求 解 即 可;(3)先 过 C 点 作 CG_LMN,垂 足 为 G,连 接 CN,设 出 GM=3x,CG=4x,再 利 用 三 角 函 数 和 勾 股 定 理 分 别 表 示 出 P8和 PG,最 后 利 用 相 似 三 角 形 的 性 质 表 示 出 EG,然 后 表 示 出 M E 和 NE
15、,算 出 比 值 即 可.(1)解:/.NAPM=90。,ZD+ZDMP=90,又;NDMP+NNAC=18O。,/MAN=9。,:.ZDMPZCAM=90f:.ZCAM=ZD,9:ZCMA=ZABC,CM A s&CBD.(2)连 接 OC,K4N=90,M N 是 直 径,MN=10,J OM=ON=OC=5,9:AM=2A N,且 4M2+4 W=MN?,:.AN=2V5,AM=4V5,=AM-AN=M N-4P,M P=4,.B P=4P=4,:.NP=JAN2-A P2=2,.O P=5-2=3,V A TC=/Vf,OC_LMMZCOE=90,A 3_L M M/.NBPE=90,
16、:.NBPE=NCOE,又:/BEP=/CEO,:.COE BPE由 OE+PE=OP=3,.哈,P E.(3)过。点 作 CG_LMM 垂 足 为 G,连 接 CM 则 NCGM=90。,ZCA/G+ZGCM=90,M N是 直 径,/.NMCN=90。,:./C N M D M P=9 b。,ND+NDM P=900,/D=N C N M=/G C M,VtanzM DB=,43.*.tanzCA/M=tan 乙 G CM=4VtanzGCM=CG 设。加=3%,CG=4%,A CM=5x,.6 A7 2QX AS 164 CN=,NG=,3 325x NM=3:.0 M=ON=f6AM=
17、2 A N,且 A M?+4 N 2=M W,.A N=%,AM=3 3:S A M N=AM-AN=M N-AP,AP=x=PB,3:.NP=-x,3 nr 1 6 5 1 1 P G=-X X=X,3 3 3:NCGE=NBPE=90。,NCEG=NBEP,CGE BPE,.C G G E C E.=,B P P E B E即#=G E=C E会 P E B E:.GE=2x,PE=-x3:.ME=5x,NE3:ME:NE=3:2,.爱 的 值 为|.【点 睛】本 题 考 查 了 圆 的 相 关 知 识、相 似 三 角 形 的 判 定 与 性 质、三 角 函 数、勾 股 定 理 等 知 识
18、,涉 及 到 了 动 点 问 题,解 题 关 键 是 构 造 相 似 三 角 形,正 确 表 示 出 各 线 段 并 找 出 它 们 的 关 系,本 题 综 合 性 较 强,属 于 压 轴 题.【例 4】(2022湖 北 荆 州 中 考 真 题)如 图 1,在 矩 形 ABCD中,AB=4,A D=3,点。是 边 A 8上 一 个 动 点(不 与 点 力 重 合),连 接 将 OAD沿 0。折 叠,得 到 OED;再 以。为 圆 心,OA的 长 为 半 径 作 半 圆,交 射 线 A B于 G,连 接 A E并 延 长 交 射 线 BC于 凡 连 接 EG,设 OAx.DD(1)求 证:DE是
19、 半 圆。的 切 线;(2)当 点 E落 在 5。上 时,求 x 的 值;(3)当 点 E落 在 8。下 方 时,设 AAG E与 A F8面 积 的 比 值 为 y,确 定 y 与 x 之 间 的 函 数 关 系 式;(4谆 谈 与 此 当 半 圆。与 BC。的 边 有 两 个 交 点 时,x 的 取 值 范 围.【答 案】(1)见 详 解(2)|(3)y=-p-(O x-)(4)-x 3 或 竺 x W 42 8【分 析】(1)根 据 切 线 的 判 定 定 理 求 解 即 可;(2)如 图,在 RtAO EB,根 据 勾 股 定 理 列 方 程 求 解 即 可:(3)先 证 AD4。s
20、AA E G,求 出 A E 然 后 证 明 AAEG-A 4 B F,根 据 相 似 三 角 形 面 积 比 等 于 相 似 比 的 平 方 即 可 求 解;(4)结 合 图 形,分 情 况 讨 论 即 可 求 出 x 的 取 值 范 围.(1)证 明:在 矩 形 A5CO中,ADAB=90,0。是 OAD沿 0。折 叠 得 到 的,OED=/.DAB=9 0,即。E J.DE,OE是 半 圆。的 切 线;解:OED是 4 04。沿 OD折 叠 得 到 的,DE=AD=3,0A=0E=x,:.OB=AB-0A=4-X,在 RtAZMB中,DB=y/AD2+A B2=V32+42=5,EB=D
21、B DE=5 3=2,在 RtAOEB中,OE2+EB2=OB2,%2+22=(4-x)2,解 得 x=I,(3)解:在 RtADAO中,DO=y/AD2+AO2=V32+x2=V9+x2,v A OED是 OAO沿。力 折 叠 得 到 的,AE 1 OD,AG是。的 直 径,/AEG=9 0,即 AE1EG,ODEG,Z.DA0=/.AEG=90 Z-AOD=LEG A,LDAO A4EG,DO DA:.=一,AG AEH+4 2 3.6xA-=,AE=-7=,2x AE V92+X2v z_AEG=/-ABC=90,Z.EAG=乙 BAF,/.LAEG LABF,鬻=(煞,即 y=(率 有
22、,QV2 O y=-(0%-)J 4X2+36 2(4)解:由 知,当 E 在。8 上 时,x=p如 图,当 点 E 在 D C 上 时,x=3,.当|X S 3 时,半 圆。与 B C D 的 边 有 两 个 交 点:当 半 圆。经 过 点 C 时,半 圆 0 B C Q 的 边 有 两 个 交 点,连 接 0 C,在 RtAOBC中,OB=4-x,0C=x,BC=3,1 OB2+BC2=OC2,(4%)2+32=x2,解 得 x=1,8.当 4 x 4 4时,半 圆。与 B C D 的 边 有 两 个 交 点;8综 上 所 述,当 半 圆。与 B C D 的 边 有 两 个 交 点 时,x
23、 的 取 值 范 围 为:1 x 3或 g x 4.【点 睛】本 题 考 查 了 矩 形 的 性 质,轴 对 称,勾 股 定 理,切 线 的 判 定 定 理,相 似 三 角 形 的 判 定 和 性 质,直 径 所 对 的 圆 周 角 是 直 角,相 似 三 角 形 的 判 定 和 性 质 是 解 本 题 的 关 键.【例 5】(2022.浙 江 温 州.中 考 真 题)如 图 1,为 半 圆。的 直 径,C 为 延 长 线 上 一 点,CD切 半 圆 于 点 D,BE 1 C D,交 CD延 长 线 于 点 E,交 半 圆 于 点 F,已 知 BC=5,BE=3.点 P,。分 别 在 线 段
24、AB,BE上(不 与 端 点 重 合),且 满 足 芸=设 BQ=x,CP=y.BQ 4(1)求 半 圆。的 半 径.(2)求 y 关 于 x 的 函 数 表 达 式.(3)如 图 2,过 点 P 作 PR L C E 于 点 R,连 结 PQ,RQ.当 为 直 角 三 角 形 时,求 x 的 值.作 点 F 关 于 QR的 对 称 点 V,当 点 F,落 在 BC上 时、求 冷 的 值.B F【答 案】(喏(2)y=%+:T或 1I;【分 析】连 接 0。,设 半 径 为,利 用 C0C ACBE,得 器=2 代 入 计 算 即 可;BE CB(2)根 据 CP=A尸 十 A C,用 含 x
25、 的 代 数 式 表 示 AP 的 长,再 由(1)计 算 求 A C 的 长 即 可;(3)显 然 R Q 90,所 以 分 两 种 情 形,当 乙 RPQ=90。时,则 四 边 形 RP0E是 矩 形,当/P0?=9O。时,过 点 P 作 PHLBE于 点)则 四 边 形 PHER是 矩 形,分 别 根 据 图 形 可 得 答 案;连 接 4凡 QF,由 对 称 可 知 QF=QF,NFQR=/EQR=45。,利 用 三 角 函 数 表 示 出 BF和 B尸 的 长 度,从 而 解 决 问 题.(1)解:如 图 1,连 结 0 D.设 半 圆。的 半 径 为 r.图 1:CD切 半 圆。于
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- 2023 年中 数学 压轴 28 载体 几何 综合 问题 教师版 解析
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