第三章:圆
一、圆的概念
集合形式的概念: 1、圆可以看作是到定点的距离等于定长的点的集合(平面上到定点的距离等于定长的所有点组成的图像叫做圆;
2、圆的外部:可以看作是到定点的距离大于定长的点的集合; 3、圆的内部:可以看作是到定点的距离小于定长的点的集合 轨迹形式的概念:
圆:到定点的距离等于定长的点的轨迹就是以定点为圆心,定长为半径的圆;
圆的对称性:圆是轴对称图形,其对称轴是任意一条过圆心的直线 圆弧(简称:弧):圆上任意两点的部分
弦:连接圆上任意两点的线段(经过圆心的弦叫做直径)
如图所示,以A,B为端点的弧记做AB,读作:“圆弧AB”或者“弧AB”;线段AB是⊙O的一条弦,弦CD是⊙
O的一条直径;
【典型例题】
例1.有下列四个命题:①直径是弦;②经过三个点一定可以作圆;③三角形的外心到三角形各顶点的距离都相等;④半径相等的两个半圆是等弧.其中正确的有( ).
A.4个 B.3个 C. 2个 D. 1个
例2.点P到⊙O上的最近距离为3cm,最远距离为5cm,则⊙O的半径为 cm. 二、点与圆的位置关系
1、点在圆内 dr 点C在圆内; 2、点在圆上 dr 点B在圆上; 3、点在圆外 dr 点A在圆外;
三、直线与圆的位置关系
1、直线与圆相离 dr 无交点; 2、直线与圆相切 dr 有一个交点; 3、直线与圆相交 dr 有两个交点;
ArBdCdOrdd=rrd
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四、圆与圆的位置关系
考查形式:考查两圆的位置关系与数量关系(圆心距与两圆的半径)的对应,常以填空题或选择题的形式出现.题目常与图案、方程、坐标等进行综合
外离(图1) 无交点 dRr; 外切(图2) 有一个交点 dRr; 相交(图3) 有两个交点 RrdRr; 内切(图4) 有一个交点 dRr; 内含(图5) 无交点 dRr;
dR图1rRdr图2dR图3r
d
图4RrdrR图5例、1、若两圆相切,且两圆的半径分别是2,3,则这两个圆的圆心距是( )
A. 5 B. 1 C. 1或5 D. 1或4
2、若两圆半径分别为R和r(R>r),圆心距为d,且R+d-r=2Rd,则两圆的位置关系是( )
A. 内切 B. 外切 C. 内切或外切 D. 相交
3. 若半径分别为6和4的两圆相切,则两圆的圆心距d的值是_______________ 。
【变式训练】
1、⊙O1 和⊙O2 的半径分别为1和4,圆心距O1O2=5,那么两圆的位置关系是( ) A. 外离 B. 内含 C. 外切 D. 外离或内含
2、如果半径分别为1cm和2cm的两圆外切,那么与这两个圆都相切,且半径为3cm的圆的个数有( ) A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
3、已知:⊙O1和⊙O2的半径是方程x-5x+6=0 的两个根,且两圆的圆心距等于5则⊙O1和⊙O2的位置关系是( )
A. 相交 B. 外离 C. 外切 D. 内切
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2
2
2
2
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二、填空题
4. ⑴⊙O1和⊙O2相切,⊙O1的半径为4cm,圆心距为6cm,则⊙O2的半径为__________; ⑵⊙O1和⊙O2相切,⊙O1的半径为6cm,圆心距为4cm,则⊙O2的半径为__________
5.⊙O1、⊙O2和⊙O3是三个半径为1的等圆,且圆心在同一直线上,若⊙O2分别与⊙O1,⊙O3相交,⊙O1与⊙O3不相交,则⊙O1与⊙O3圆心距 d的取值范围是_____。
五、垂径定理
考查形式:主要考查借助垂径定理的解决半径、弧、弦、弦心距之间的计算和证明,填空题、选择题或解答题中都经常出现它的身影.解决是应注意作出垂直于弦的半径或弦心距,构造直角三角形进行解决. A垂径定理:垂直于弦的直径平分弦且平分弦所对的弧。
推论1:(1)平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧; (2)弦的垂直平分线经过圆心,并且平分弦所对的两条弧;
(3)平分弦所对的一条弧的直径,垂直平分弦,并且平分弦所对的另一条弧
CBOED 以上共4个定理,简称2推3定理:此定理中共5个结论中,只要知道其中2个即可推出其它3个结论,即:
①AB是直径 ②ABCD ③CEDE ④ 弧BC弧BD ⑤ 弧AC弧AD 中任意2个条件推出其他3个结论。 推论1:圆的两条平行弦所夹的弧相等。
CDOAB 即:在⊙O中,∵AB∥CD ∴弧AC弧BD
例1、如图23-10,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB,垂足为E,如果AB=10,CD=8,那么AE的长为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
例2、如图,⊙O的直径为10厘米,弦AB的长为6cm,M是弦AB上异于A、B的一动点,则线段OM的长的取值范围是( )
A. 3≤OM≤5 B. 4≤OM≤5 C. 3<OM<5 D. 4<OM<5
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O A M B .
例3、如图,在⊙O中,有折线OABC,其中OA8,AB12,AB60,则弦BC的长为( )。
A.19 B.16 C.18 D.20
【变式训练】 1、“圆材埋壁”是我国古代《九章算术》中的问题:“今有
圆材,埋在壁冲,不知大小,以锯锯之,深一寸,锯道长一尺, 间径几何”.用数学语言可表述为如图,CD为⊙O的直径,弦 AB⊥CD于点E,CE=1寸,AB=10寸,则直径CD的长为( ) A.12.5寸 B.13寸 C.25寸 D.26寸
ACEOFB
2、在直径为52cm的圆柱形油桶内装入一些油后,截面如图23-16所示,如果油的最大深度为16cm,那么油面宽度为_________cm.
3、如图23-14,⊙O的直径为10,弦AB=8,P是弦AB上一个动点,那么OP的长的取值范围是_________.
4、⊙O的半径为10cm,弦AB∥CD,AB=12cm,CD=16cm,则AB和CD的距离为( )
A.2cm
C.2cm或14cm
B.14cm
D.10cm或20cm
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六、圆心角定理
圆心角定理:同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弦相等,所对的弧相等,弦心距相等。 此定理也称1推3定理,即上述四个结论中,
OEFDAC只要知道其中的1个相等,则可以推出其它的3个结论, 即:①AOBDOE;②ABDE;
③OCOF;④ 弧BA弧DE 七、圆周角定理
CB1、圆周角定理:同弧所对的圆周角等于它所对的圆心的角的一半。 即:∵AOB和ACB是弧AB所对的圆心角和圆周角
∴AOB2ACB
2、圆周角定理的推论:
DCBOA推论1:在同圆或者等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等; 即:在⊙O中,∵C、D都是所对的圆周角
BOAC ∴CD
推论2:半圆或直径所对的圆周角是直角;圆周角是直角所对的弧是半圆,所对的弦是直径(90的圆周角所对的弦是直径);
B即:在⊙O中,∵AB是直径 或∵C90 ∴C90 ∴AB是直径
例1、如图,A、B、C是⊙O上的三点,∠BAC=30°
则∠BOC的大小是( )
○ ○○ ○
A.60B.45 C.30D.15
OA
○
2、如图,在⊙O中,已知∠ACB=∠CDB=60 ,AC=3, 则△ABC的周长是____________.
【变式训练】
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1.如图,在⊙O中,弦AB=1.8m,圆周角∠ACB=30○
,
则 ⊙O的直径等于_________cm.
2.如图,⊙O内接四边形ABCD中,AB=CD
则图中和∠1相等的角有______
3.用直角钢尺检查某一工件是否恰好是半圆环形,根据图所表示的情形,四个工件哪一个肯定是半圆环形(
4.⊙O的半径是5,AB、CD为⊙O的两条弦,且AB∥CD,AB=6,CD=8,求 AB与CD之间的距离.
八、圆内接四边形
圆的内接四边形定理:圆的内接四边形的对角互补,外角等于它的内对角。 即:在⊙O中,
CD ∵四边形ABCD是内接四边形
∴CBAD180 BD180 DAEC
B例1.如图,四边形 ABCD内接于⊙O,若∠BOD=100°,
AE则∠DAB的度数为( ) A.50° B.80° C.100° D.130°
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)
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2.如图,四边形ABCD为⊙O的内接四边形,点E在CD的延长线上,如果∠BOD=120°,那么∠BCE等于( ) A.30° B.60° C.90° D.120°
九、切线的性质与判定定理
考查形式:对切线的判定和性质的考查是圆中常见的题目类型,常以解答题的形式出现.题目经常与翻折、旋转、平移等动态过程相结合,以探索的形式出现.
(1)切线的判定定理:过半径外端且垂直于半径的直线是切线; 两个条件:过半径外端且垂直半径,二者缺一不可 即:∵MNOA且MN过半径OA外端 ∴MN是⊙O的切线 (2)性质定理:切线垂直于过切点的直径(如上图) 推论1:过圆心垂直于切线的直线必过切点。 推论2:过切点垂直于切线的直线必过圆心。
即:①过圆心;②过切点;③垂直切线,三个条件中知道其中两个条件就能推出最后一个。 例1.如图,PA、PB是⊙O的切线,切点分别为A 、B,点C在
○
⊙O上.如果∠P=50 ,那么∠ACB等于( )
○ ○
A.40 B.50
○ ○
C.65D.130
2、如图,MP切⊙O于点M,直线PO交⊙O于点A、B,弦AC∥MP,求证:MO∥BC.
3、已知:如图,△ABC中,AC=BC,以BC为直径的⊙O交AB于点D,过点D作DE⊥AC于点E,交BC的延长线于点F.(10分) 求证:(1)AD=BD; (2)DF是⊙O的切线.
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BOOMANADECF.
课后习题:
1.已知一个圆的半径为3cm,另一个圆与它相切,且圆心距为2cm,则另一个圆的半径是精选文档.
) (
.
A 5cm B 1cm C 5cm或1cm D 不能确定
2.下列说法不正确的是( )
A 直径所对的圆周角是直角 B 圆的两条平行弦所夹的弧相等 C 相等的圆周角所对的弧相等 D 相等的弧所对的圆周角相等 3.已知⊙O1、⊙O2的半径分别是r12、r24,若两圆相交,则圆心距O1O2可能取的值是( ). A、2 B、4 C、6 D、8
4. 高速公路的隧道和桥梁最多.如图3是一个隧道的横截面,若它的形状是以O为圆心的圆的一部分,路面
AB=10米,净高CD=7米,则此圆的半径OA=( )
3737A.5 B.7 C. D.
57
C C O A
O D 图4
B A A O D 图6 B
B 图5 图7
图8
5.如图5,将半径为2cm的圆形纸片折叠后,圆弧恰好经过圆心O,则折痕AB的长为( )
A.2cm
B.3cm
C.23cm
D.25cm
6.已知⊙O的半径为R,弦AB的长也是R,则∠AOB的度数是________.
7.如图6,AB为⊙O的直径,点C,D在⊙O上,BAC50,则ADC . 8.如图7,⊙O中,OA⊥BC,∠AOB=60°,则∠ADC= .
⌒的度数为320°,则圆周角∠MAN=___________ 9.如图8,⊙O中,MAN
10.如图12,AB为⊙O的直径,D是⊙O上的一点,过O点作AB的垂线交AD于点
E,交BD的延长线于点C,F为CE上一点,且FD=FE. (1)请探究FD与⊙O的位置关系,并说明理由; (2)若⊙O的半径为2,BD=3,求BC的长.
11、如图,已知AB为⊙O的直径,CD是弦,且ABCD于点E。连接AC、OC、BC。 (1)求证:ACO=BCD。 (2)若EB=8,CD=24,求⊙O的直径。
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C F D E
A O
B
图12
A O E C B D .
12.如图,⊙O的直径AB=10,DE⊥AB于点H,AH=2. (1)求DE的长;
(2)延长ED到P,过P作⊙O的切线,切点为C,
若PC=225,求PD的长.
附加基础题:
1.下列五个命题: (1)两个端点能够重合的弧是等弧; (2)圆的任意一条弧必定把
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圆分成劣弧和优弧两部分; (3)经过平面上任意三点可作一个圆;(4)任意一个圆有且只有一个内接三角形; (5)三角形的外心到各顶点距离相等. 其中真命题有( ). A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
2.如图1,⊙O外接于△ABC,AD为⊙O的直径,∠ABC=30°,则∠CAD=( ). A.30° B.40° C.50° D.60° 3.O是△ABC的外心,且∠ABC+∠ACB=100°,则∠BOC=( ). A.100°B.120°C.130° D.160°
4.如图2,△ABC的三边分别切⊙O于D,E,F,若∠A=50°,则∠DEF=( ). A.65° B.50° C.130° D.80°
5.Rt△ABC中,∠C=90°,AB=5,内切圆半径为1,则三角形的周长为( ). A.15 B.12 C.13 D.14
6.已知两圆的圆心距为3,两圆的半径分别是方程x-4x+3=0的两根,那么这两个圆的位置关系是( ). A.外离 B.外切 C.相交 D.内切
7.⊙O的半径为3cm,点M是⊙O外一点,OM=4cm,则以M为圆心且与⊙O•相切的圆的半径一定是( ). A.1cm或7cm B.1cm C.7cm D.不确定 8.一个扇形半径30cm,圆心角120°,用它作一个圆锥的侧面,则圆锥底面半径为( ). A.5cm B.10cm C.20cm D.30cm 二、填空题.
1.⊙O中,弦MN把⊙O分成两条弧,它们的度数比为4:5,如果T为MN中点,则∠TMO=_________,则弦MN所对的圆周角为_______.
2.⊙O到直线L的距离为d,⊙O的半径为R,当d,R是方程x-4x+m=0的根,且L•与⊙O相切时,m的值为_________. 3.如图3,△ABC三边与⊙O分别切于D,E,F,已知AB=7cm,AC=5cm,AD=2cm,则BC=________.
4.已知两圆外离,圆心距d=12,大圆半径R=7,则小圆半径r•的所有可能的正整数值为_________.
十、切线长定理 切线长定理:
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2
2
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从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等,这点和圆心的连线平分两条切线的夹角。 即:∵PA、PB是的两条切线
B ∴PAPB PO平分BPA
AOP
例1、如图2,△ABC的三边分别切⊙O于D,E,F,若∠A=50°,则∠DEF=( ). A.65° B.50° C.130° D.80°
2、如图3,△ABC三边与⊙O分别切于D,E,F,已知AB=7cm,AC=5cm,AD=2cm,则BC=________.
【变式训练】
3、如图,正三角形的内切圆半径为1,那么三角形的边长为( )
A.2 B.23 C.3 D.3
4、如图,从点P向⊙O引两条切线PA,PB,切点为A,B,AC为弦,BC为⊙O•的直径,若∠P=60°,PB=2cm,求AC的长.
十一、两圆公共弦定理
圆公共弦定理:两圆圆心的连线垂直并且平分这两个圆的的公共弦。
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PABCO AO2B.
如图:O1O2垂直平分AB。
即:∵⊙O1、⊙O2相交于A、B两点 ∴O1O2垂直平分AB 十二、圆内正多边形的计算
OC(1)正三角形
在⊙O中△ABC是正三角形,有关计算在RtBOD中进行:
BDAOD:BD:OB1:3:2;
(2)正四边形
同理,四边形的有关计算在RtOAE中进行,OE:AE:OA1:1:2:
(3)正六边形
同理,六边形的有关计算在RtOAB中进行,AB:OB:OA1:3:2.
例1、两等圆半径为5,圆心距为8,则公共弦长为__________. 例2、正六边形内接于圆,它的边所对的圆周角是 ( ) °°°或150°
例3、如图, ⊙O是等边三角形ABC的外接圆,⊙O的半径为2, 则等边三角形ABC的边长为( )
A.23 B.5 C.3 D.25 【变式训练】
1、半径分别为8和6且圆心距为10的公共弦长为______________
B BOACEDOBAA O C (第35题)
2、如果圆的内接正六边形的边长为6cm,则其外接圆的半径为___________.
3、如图5,⊙O的半径为3,△ABC是⊙O的内接等边三角形,将△ABC折叠,使点A落在⊙O上,折痕EF平行BC,则EF长为__________
十三、扇形、圆柱和圆锥的相关计算公式(p132)
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nr2nr考查形式:考查运用弧长公式(l)以及扇形面积公式(S和
3601801Slr)进行有关的计算,常以填空题或选择题的形式进行考查.
2nR21nRlR 1、扇形:(1)弧长公式:l;(2)扇形面积公式: S3602180OSAlBn:圆心角 R:扇形多对应的圆的半径 l:扇形弧长 S:扇形面积
2、圆柱:
(1)圆柱侧面展开图
S表S侧2S底=2rh2r
B2ADD1母线长底面圆周长(2)圆柱的体积:Vrh 3、圆锥:
(2)圆锥侧面展开图
O2(1)S表S侧S底=Rrr
2CB1C1R(2)圆锥的体积:Vrh
A132Cr
B例1、已知扇形的圆心角为120°,弧长等于半径为5㎝的圆的周长,则扇形的面积为( )
2 222
A、75㎝ B、75㎝ C、150㎝ D、150㎝
例2、底面面积为8π,高为3的圆柱的表面积和体积分别为:___________
例3、圆锥的母线长5cm,底面半径长3cm,那么它的侧面展开图的圆心角是( ) A.180° B.200° C.225° D.216°
例4、AB为⊙O的直径,点C在⊙O上,过点C作⊙O的切线交AB的延长线于点D,已知∠D=30°.
⑴求∠A的度数;
⑵若弦CF⊥AB,垂足为E,且CF=43,求图中阴影部分的面积.(15分)
CAOEFBD
【变式训练】
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1、方格纸中4个小正方形的边长均为1,则图中阴影部分三个小扇形的面积 和为 (结果保留π).
2、已知⊙O的半径为8cm,点A为半径OB的延长线上一点,射线AC切⊙O于点C,弧BC的长为 cm ,求线段AB的长。
综合复习题:
1.下列命题中,正确命题的个数为( ).
①平分弦的直径垂直于弦;②圆周角的度数等于圆心角度数的一半;③90的圆周角所对的弦是直;④圆周角相等,则它们所对的弧相等.
AA.1个 B.2个 C. 3个 D. 4个 2.如图,△ABC内接于⊙O,AC是⊙O的直径,∠ACB=50,点D是弧BAC上一点,则∠D的度数________.
3、如图1,四个边长为2的小正方形拼成一个大正方形,A、B、O是小正方形顶点, ⊙O的半径为2,P是⊙O上的点,且位于右上方的小正方形内,则∠APB等于( ) A A.30° B.45° C.60° D.90°
4、一条弦把半径为8的圆分成长度为1∶2的两条弧,则这条弦长为( ) A、43 B、83 C、8 D、16
5、如图,以AB为直径的半圆O上有两点D、E,ED与BA的延长线交于点C,且有DC=OE,若∠C=20°,则∠EOB的度数是( ) °0°0°0°
6、在半径为1的圆中,弦AB、AC分别是3和2,则 ∠BAC的度数为
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BC0
83DP O B
EDCAOB
A C O B D
.
_______
7、如图,CD是⊙O的直径,弦AB⊥CD,连接OA,OB,BD,若∠AOB=100°,则∠ABD = 度.
8、如图,AB是⊙O的直径,CD⊥AB于点E,交⊙O于点D,OF⊥AC于点F.
∠D=30°,BC=1,求圆中阴影部分的面积为:_______________
9、如图,AB为半⊙O的直径,C为半圆弧的三等分点,过B,C两点的半⊙O的切线交于点P,若AB的长是2a,则PA的长
10、如图,PA,PB切⊙O于A,B两点,CD切⊙O于点E,分别交PA、PB与点C、D,若PA,PB的长是关于关于x的一元二次方程
CEDOAx2mx(m1)0的两个根,求PCD的周长.
P
B
11、如图,在⊙M中,弧AB所对的圆心角为120,已知圆的半径为2cm,并建立如图所示的直角坐标系,点C是y轴与弧AB的交点。 (1)求圆心M的坐标;
(2)若点D是弦AB所对优弧上一动点,求四边形ACBD的最大面积
0
YDMAOCBX
课后习题:
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一、选择题:
1、下列说法正确的是( )
2、两个半径不等的圆相切,圆心距为6cm,且大圆半径是小圆半径的2倍,则小圆的半径为( ) A. 3
B. 4
C. 2或4
D. 2或6
。 3、已知圆锥的底面半径为3,高为4,则圆锥的侧面积为( )
A.10π B.12π C.15π D.20π
2
4、已知圆锥的侧面展开图的面积是15πcm,母线长是5cm,则圆锥的底面半径为( ) A.
3cm B.3cm C.4cm D.6cm 25、一个正多边形的内角和是720°,则这个多边形是正 边形( )
6、半径相等的圆内接正三角形、正方形、正六边形的边长之比为 ( ) ∶2∶∶2∶3 C.3∶2∶∶2∶1 二、填空题:
AACO A P B
B
O1DOCBO2
第7题图 第8题图 第9题图 第10题图
7、在△ABC中,AB是⊙O的直径,∠B=60°,∠C=70°,则∠BOD的度数是________.
8、如图,以点O为圆心的两个同心圆中,大圆的弦AB是小圆的切线,点P为切点,且AB4,OP2,连结OA交小圆于点E,则扇形OEP的面积为
9、如图⊙A,⊙B,⊙C两两不相交,且它们的半径都是0.5cm,则图中三个扇形的面积之和为( )
A.
12cm2 B.
8cm2 C.
6cm2 D.
4cm2
10、如图,已知扇形OAB的半径为12,OA⊥OB,C为OB上一点,以OA为直径的半圆O1和以BC为直径的半圆O2相切于点D,则图中阴影部分的面积为:( )
A.6 B.10 C.12 D.20
11、矩形ABCD中,对角线AC=4,∠ACB=30°,以直线AB为轴旋转一周得到圆柱的表面积是_________。 12、扇形的圆心角度数60°,面积6π,则扇形的周长为_________。
三、解答题:
13、如图,BC为⊙O的直径,AD⊥BC,垂足为D.弧AB等于弧AF,BF和AD相交于E.证明:AE=BE
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A F
E
B C D O
14、如图,AB是⊙O的弦(非直径),C、D是AB上的两点,并且AC=BD。求证:OC=OD。
15、如图,点C平分弧AB,CM⊥AO于点M,CN⊥OB于点N,则CM与CN有什么关系?为什么?
16、已知AB是⊙O的直径,AP是⊙O的切线,A是切点,BP与⊙O交于 BB点C.(1)如图①若AB=2,∠P=30°,求AP的长(结果保留根号); CCOO(2)如图②,若D为AP的中点,求证:直线CD是⊙O的切线.
PPADA
17、线段AB与⊙O相切于点C,连接OA、OB,OB交⊙O于点D,已知OA=OB=6cm,AB=63cm,求:
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(1)⊙O的半径;(2)圆中阴影部分面积.
ODACB18、如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,O为直角边BC上一点,以O为圆心,OC为半径的圆P合好与斜边AB相切于点D,与BC交于另一点E.
(1)求证:△AOC≌△AOD;
(2)若BE=1,BD=3,求⊙O的半径及图中阴影部分的面积S.
19、如图,AB、BC、CD分别与⊙O切于E、F、G,且AB∥CD.连接OB、OC,延长CO交⊙O于点M,
过点M作MN∥OB交CD于N.
⑴求证:MN是⊙O的切线;
⑵当0B=6cm,OC=8cm时,求⊙O的半径及MN的长.
DBEOAC
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