69、(2013•泰州)如圖,AB為⊙O的直徑,AC、DC為弦,∠ACD=60°,P為AB延長線上的點(diǎn),∠APD=30°.
(1)求證:DP是⊙O的切線;
(2)若⊙O的半徑為3c,求圖中陰影部分的面積.
考點(diǎn):切線的判定;扇形面積的計(jì)算.
分析:(1)連接OD,求出∠AOD,求出∠DOB,求出∠ODP,根據(jù)切線判定推出即可;
(2)求出OP、DP長,分別求出△DOB和三角形ODP面積,即可求出答案.
解答:(1)證明:連接OD,
∵∠ACD=60°,
∴由圓周角定理得:∠AOD=2∠ACD=120°,
∴∠DOP=180°?120°=60°,
∵∠APD=30°,
∴∠ODP=180°?30°?60°=90°,
∴OD⊥DP,
∵OD為半徑,
∴DP是⊙O切線;
(2)解:∵∠P=30°,∠ODP=90°,OD=3c,
∴OP=6c,由勾股定理得:DP=3 c,
∴圖中陰影部分的面積S=S△ODP?S扇形DOB=×3×3 ? =( ?π)c2
點(diǎn)評:本題考查了扇形面積,三角形面積,切線的判定,圓周角定理等知識點(diǎn)的應(yīng)用,主要考查學(xué)生的推理和計(jì)算能力.
70、(2013•雅安)如圖,AB是⊙O的直徑,BC為⊙O的切線,D為⊙O上的一點(diǎn),CD=CB,延長CD交BA的延長線于點(diǎn)E.
(1)求證:CD為⊙O的切線;
(2)若BD的弦心距OF=1,∠ABD=30°,求圖中陰影部分的面積.(結(jié)果保留π)
考點(diǎn):切線的判定與性質(zhì);扇形面積的計(jì)算.
分析:(1)首先連接OD,由BC是⊙O的切線,可得∠ABC=90°,又由CD=CB,OB=OD,易證得∠ODC=∠ABC=90°,即可證得CD為⊙O的切線;
(2)在Rt△OBF中,∠ABD=30°,OF=1,可求得BD的長,∠BOD的度數(shù),又由S陰影=S扇形OBD?S△BOD,即可求得答案.
解答:(1)證明:連接OD,
∵BC是⊙O的切線,
∴∠ABC=90°,
∵CD=CB,
∴∠CBD=∠CDB,
∵OB=OD,
∴∠OBD=∠ODB,
∴∠ODC=∠ABC=90°,
即OD⊥CD,
∵點(diǎn)D在⊙O上,
∴CD為⊙O的切線;
(2)解:在Rt△OBF中,
∵∠ABD=30°,OF=1,
∴∠BOF=60°,OB=2,BF= ,
∵OF⊥BD,
∴BD=2BF=2 ,∠BOD=2∠BOF=120°,
∴S陰影=S扇形OBD?S△BOD= ?×2 ×1=π? .
點(diǎn)評:此題考查了切線的判定與性質(zhì)、垂徑定理以及扇形的面積.此題難度適中,注意掌握輔助線的作法,注意數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用.
71、(2013福省福州20)如圖,在△ABC中,以AB為直徑的⊙O交AC于點(diǎn),弦N∥BC交AB于點(diǎn)E,且E=1,A=2,AE=
(1)求證:BC是⊙O的切線;
(2)求 的長.
考點(diǎn):切線的判定;勾股定理的逆定理;弧長的計(jì)算;解直角三角形.
分析:(1)欲證明BC是⊙O的切線,只需證明OB⊥BC即可;
(2)首先,在Rt△AE中,根據(jù)特殊角的三角函數(shù)值求得∠A=30°;
其次,利用圓心角、弧、弦間的關(guān)系、圓周角定理求得∠BON=2∠A=60°,由三角形函數(shù)的定義求得ON= = ;
最后,由弧長公式l= 計(jì)算 的長.
解答:(1)證明:如圖,
∵E=1,A=2,AE= ,
∴E2+AE2=A2=4,
∴△AE是直角三角形,且∠AE=90°.
又∵N∥BC,
∴∠ABC=∠AE=90°,即OB⊥BC.
又∵OB是⊙O的半徑,
∴BC是⊙O的切線;
(2)解:如圖,連接ON.
在Rt△AE中,sinA= = ,
∴∠A=30°.
∵AB⊥N,
∴ = ,EN=E=1,
∴∠BON=2∠A=60°.
在Rt△OEN中,sin∠EON= ,
∴ON= = ,
∴ 的長度是: • = .
點(diǎn)評:本題綜合考查了切線的判定與性質(zhì)、勾股定理的逆定理,弧長的計(jì)算,解直角三角形等.要證某線是圓的切線,已知此線過圓上某點(diǎn),連接圓心與這點(diǎn)(即為半徑),再證垂直即可.
72、(2013年江西省)如圖1,一輛汽車的背面,有一種特殊形狀的刮雨器,忽略刮雨器的寬度可抽象為一條折線OAB,如圖2所示,量得連桿OA長為10c,雨刮桿AB長為48c,∠OAB=120°.若啟動一次刮雨器,雨刮桿AB正好掃到水平線CD的位置,如圖3所示.
(1)求雨刮桿AB旋轉(zhuǎn)的最大角度及O、B兩點(diǎn)之間的距離;(結(jié)果精確到0.01)
(2)求雨刮桿AB掃過的最大面積.(結(jié)果保留π的整數(shù)倍)
(參考數(shù)據(jù):sin60°= ,cos60°= ,tan60°= , ≈26.851,可使用科學(xué)計(jì)算器)
【答案】解:(1)雨刮桿AB旋轉(zhuǎn)的最大角度為180° .
連接OB,過O點(diǎn)作AB的垂線交BA的延長線于EH,
∵∠OAB=120°,
∴∠OAE=60°
在Rt△OAE中,
∵∠OAE=60°,OA=10,
∴sin∠OAE= = ,
∴OE=5 ,
∴AE=5.
∴EB=AE+AB=53,
在Rt△OEB中,
∵OE=5 ,EB=53,
∴OB= = =2 ≈53.70;
(2)∵雨刮桿AB旋轉(zhuǎn)180°得到CD,即△OCD與△OAB關(guān)于點(diǎn)O中心對稱,
∴△BAO≌△OCD,∴S△BAO=S△OCD,
∴雨刮桿AB掃過的最大面積S= π(OB2-OA2)
=1392π.
【考點(diǎn)解剖】 本題考查的是解直角三角形的應(yīng)用,以及扇形面積的求法,難點(diǎn)是考生缺乏生活經(jīng)驗(yàn),弄不懂題意(提供的實(shí)物圖也不夠清晰,人為造成一定的理解困難).
【解題思路】 將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,(1)AB旋轉(zhuǎn)的最大角度為180°;在△OAB中,已知兩邊及其夾角,可求出另外兩角和一邊,只不過它不是直角三角形,需要轉(zhuǎn)化為直角三角形來求解,由∠OAB=120°想到作AB邊上的高,得到一個含60°角的Rt△OAE和一個非特殊角的Rt△OEB.在Rt△OAE中,已知∠OAE=60°,斜邊OA=10,可求出OE、AE的長,進(jìn)而求得Rt△OEB中EB的長,再由勾股定理求出斜邊OB的長;(2)雨刮桿AB掃過的最大面積就是一個半圓環(huán)的面積(以O(shè)B、OA為半徑的半圓面積之差).
【方法規(guī)律】 將斜三角形轉(zhuǎn)化為直角三角形求解.在直角三角形中,已知兩邊或一邊一角都可求出其余的量.
【關(guān)鍵詞】 刮雨器 三角函數(shù) 解直角三角形 中心對稱 扇形的面積
73、(2013年臨沂) 如圖,在△ABC中,∠ACB= , E為BC上一點(diǎn),以CE為直徑作⊙O,AB與⊙O相切于點(diǎn)D,連接CD,若BE=OE=2.
(1)求證:∠A=2∠DCB;
(2)求圖中陰影部分的面積(結(jié)果保留 和根號).]
解析: (1)證明:連接OD.
∵AB與⊙O相切于點(diǎn)D , ∴ ,∴ .
∵ ,∴ ,∴
∵OC=OD, ∴ .∴
(2)方法一:在Rt△ODB中,OD=OE,OE=BE
∴
∴ ……6分
∵
∴
方法二:連接DE,在Rt△ODB中,∵BE=OE=2
∴ ,
∵OD=OE, ∴△DOE為等邊三角形,即
74、(2013•新疆)如圖,已知⊙O的半徑為4,CD是⊙O的直徑,AC為⊙O的弦,B為CD延長線上的一點(diǎn),∠ABC=30°,且AB=AC.
(1)求證:AB為⊙O的切線;
(2)求弦AC的長;
(3)求圖中陰影部分的面積.
考點(diǎn):切線的判定;扇形面積的計(jì)算.
分析:(1)如圖,連接OA,欲證明AAB為⊙O的切線,只需證明AB⊥OA即可;
(2)如圖,連接AD,構(gòu)建直角△ADC,利用“30度角所對的直角邊是斜邊的一半”求得AD=4,然后利用勾股定理來求弦AC的長度;
(3)根據(jù)圖示知,圖中陰影部分的面積=扇形ADO的面積+△AOC的面積.
解答:(1)證明:如圖,連接OA.
∵AB=AC,∠ABC=30°,
∴∠ABC=∠ACB=30°.
∴∠AOB=2∠ACB=60°,
∴在△ABO中,∠AOB=180°?∠ABO?∠AOB=90°,即AB⊥OA,
又∵OA是⊙O的半徑,
∴AB為⊙O的切線;
(2)解:如圖,連接AD.
∵CD是⊙O的直徑,
∴∠DAC=90°.
∵由(1)知,∠ACB=30°,
∴AD=CD=4,
則根據(jù)勾股定理知AC= =4 ,即弦AC的長是4 ;
(3)解:由(2)知,在△ADC中,∠DAC=90°,AD=4,AC=4 ,則S△ABC=AD•AC=×4×4 =8 .
∵點(diǎn)O是△ADC斜邊上的中點(diǎn),
∴S△AOC=S△ABC=4 .
根據(jù)圖示知,S陰影=S扇形ADO+S△AOC= +4 = +4 ,即圖中陰影部分的面積是 +4 .
點(diǎn)評:本題考查了切線的判定,圓周角定理以及扇形面積的計(jì)算.解答(3)時,求△AOC的面積的面積的技巧性在于利用了“等邊同高”三角形的面積相等的性質(zhì).
75、(綿陽市2013年)如圖,AB是⊙O的直徑,C是半圓O上的一點(diǎn),AC平分∠DAB,AD⊥CD,垂足為D,AD交⊙O于E,連接CE。
(1)判斷CD與⊙O的位置關(guān)系,并證明你的結(jié)論;
(2)若E是 的中點(diǎn),⊙O的半徑為1,求圖中陰影部分的面積。
解(1)直線CD與⊙O相切。
證明:連結(jié)AC,OA=OC,
∠OAC=∠OCA,
AC平分∠DAB,∠DAC=∠OAC,
∠DAC=∠OCA,AD//OC,AD⊥CD,OC⊥CD,CD與⊙O相切。
(2)連結(jié)OE,, 點(diǎn)E是 的中點(diǎn),
,∠DAC=∠ECA(相等的弧所對的圓周角相等),
∠DAC=∠OAC((1)中已證),∠ECA=∠OAC,CE//OA,AD//OC,
四邊形AOCE是平行四邊形,CE=OA,AE=OC, OA=OC=OE=1,
OC=OE=CE=OA=AE=1,四邊形AOCE是菱形,△OCE是等邊三角形,
∠OCE=60⩝,∠OCD=90⩝,∠DCE=∠OCD-∠OCE=90⩝-60⩝=30⩝,
AD⊥CD,在Rt△DCE中,ED= 12 CE = 12 ,DC=cos30⩝•CE= 32 ,
CE弧與CE弦所圍成部分的面積 = AE弧與AE弦所圍成部分的面積,
S陰影=S△DCE=12 •ED•DC=12 ×12 ×32 = 38 .
答:圖中陰影部分的面積為38 。
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