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圆和圆的位置关系经典例题+练习

例1. 已知⊙O 1、⊙O 2半径分别为15cm 和13cm ,它们相交于A 、B 两点,且AB 长24cm ,求O 1O 2长。

分析:该题没有给出图形,两圆相交有两种可能性: 1. 两圆心在公共弦的两侧; 2. 两圆心在公共弦的同侧;因此,我们必须分两种情况来解。

解:(1)连结O 1O 2交AB 于C (2)连结O 1O 2并延长交AB 于C ∵⊙O 1 ⊙O 2交于A 、B 两点 ∴⊥,且O O AB AC AB cm 121212== 在Rt △AO 1C 中,由勾股定理: O C O A AC cm 11222215129=-=-=() 在Rt △AO 2C 中,由勾股定理: O C O A AC cm 22222213125=-=-=∴如图(1) O 1O 2=O 1C+O 2C=14cm如图(2) O 1O 2=O 1C -O 2C=4cm例1是两圆相交时的一题两解问题,希望引起同学们的重视。

例2. 如图,⊙O 1与⊙O 2外切于点P ,AC 切⊙O 2于C 交⊙O 1于B ,AP 交⊙O 2于D ,求证:(1)PC 平分∠BPD(2)若两圆内切,结论还成立吗?证明你的结论。

证明:(1)过P 点作公切线PM 交AC 于M 点 ∵AC 切⊙O 2于C∴MP=MC ∴∠MCP=∠MPC在⊙O1中,由弦切角定理:∠BPM=∠A∵∠CPD为△APC的外角∴∠CPD=∠A+∠MCP=∠BPM+∠MPC=∠BPC∴PC平分∠BPD。

(2)两圆内切时仍有这样的结论。

证明:过P点作公切线PM交AB延长线于M∵AM切⊙O2于C,∴MC=MP∴∠MPC=∠MCP∴∠MPB=∠A∵∠MCP为△CPA的外角∠MCP=∠CPA+∠A又∠MPC=∠MPB+∠BPC∴∠BPC=∠CPA即PC平分∠BPD。

在解决有关两圆相切的问题时,过切点作两圆的公切线是常见的一条辅助线,利用弦切角及圆周角的性质或切线长定理,可使问题迎刃而解。

从这道题我们还可以联想到做过的两道题,①当A、B重合时,也就是AC成为两圆的外公切线时,PC⊥AD,即我们书上的例题(P129例4)②当APD经过O1、O2时,PB⊥AC,PC平分∠BPD的证法就更多了。

例3. 如图,以FA为直径的⊙O1与以OA为直径的⊙O1内切于点A,△ADF内接于⊙O,DB⊥FA于B,交⊙O1于C,连结AC并延长交⊙O于E,求证:(1)AC=CE(2)AC2=DB2-BC2分析:(1)易证(2)由(1)我们可联想到相交弦定理,延长DB交⊙O于G:即AC·CE=DC·CG 由垂径定理可知DB=BG,问题就解决了。

证明:(1)连结OG,延长DB交⊙O于G,∵OA为⊙O1直径∴OC⊥AE在⊙O中OC⊥AE ∴AC=CE(2)在⊙O中,∵DG⊥直径AF ∴DB=GB由相交弦定理:AC·CE=DC·CG=(DB-BC)(BG+BC)∵AC=CE ∴AC2=DB2-BC2本题中主要应用了垂径定理,相交弦定理等知识,另外,证明过程中线段代换比较巧妙,应认真体会。

例4. 如图:⊙O1和⊙O2相交于A、B两点,过A作⊙O1切线交⊙O2于点C,过点B 作两圆割线交⊙O1和⊙O2于D、E,DE与AC相交于P点,(1)求证:PA·PE=PC·PD(2)当AD与⊙O2相切且PA=6,PC=2,PD=12时,求AD的长。

分析:(1)从图中我们看到有相交弦定理和切割线定理可用。

(2)求AD想到用切割线定理,但PB、PE均未知,利用相交弦定理也只能求出它们的乘积,我们连结公共弦得两个弦切角,再连结CE,可推出AD∥CE,这样,问题就解决了。

(1)证明:∵PA切⊙O1于A,PBD为⊙O1割线∴·∴PA PB PD PB PA PD22 ==在⊙O2中由相交弦定理PA PC PB PE PB PA PCPE··∴·==∴·∴··PAPDPA PCPEPA PE PC PD 2==(2)连结AB、CE∵CA切⊙O1于A AB为弦∴∠CAB=∠D ∵⊙O2中∠CAB=∠E∴∠D=∠E ∴AD ∥CE∴∵PC PA PEPDPC PA PD ====2612∴·×PE PC PD PA ===21264 由相交弦定理:··∴×PB PE PC PAPB ===2643 ∴BE=3+4=7 DB=12-3=9由切割线定理 AD 2=DB ·DE=9×(9+7) ∴AD=12 解与两圆相交的有关问题时,作两圆的公共弦为辅助线,使不同的两个圆的圆周角建立联系,沟通它们之间某些量的关系,同学们应注意它的应用。

例5. 如图,已知:⊙O 与⊙B 相交于点M 、N ,点B 在⊙O 上,NE 为⊙B 的直径,点C 在⊙B 上,CM 交⊙O 于点A ,连结AB 并延长交NC 于点D ,求证:AD ⊥NC 。

分析:要证AD ⊥NC ,我们可证∠C+∠CAD=90°或∠DBN+∠BND=90°,这里可用到的是①NE 为直径,它对的圆周角是直角,因此我们连结EC ,而∠ECM=∠ENM ,又可利用圆内接四边形的性质得∠ENM=∠CAD ,从而得证。

证明:连结EC∵EN 为直径 ∴∠ECM+∠ACD=90°∵四边形ABNM 内接于⊙O ∴∠CAD=∠MNE ∵∠ECM=∠MNE∴∠CAD+∠ACD=90°∴∠ADC=180°-90°=90° ∴AD ⊥NC从证明中可见点B 在⊙O 上这一条件的重要性。

例6. 如图:已知△DEC 中DE=DC ,过DE 作⊙O 1交EC 、DC 于B 、A ,过A 、B 、C 作⊙O 2,过B 作BF ⊥DC 于F ,延长FB 交⊙O 1于G ,连DG 交EC 于H ,(1)求证:BF 过⊙O 2的圆心O 2(2)若EH=6,BC=4,CA=4.8,求DG 的长。

分析:要证BF 过⊙O 2圆心O 2,只需证它所在弦对的圆周角是直角即可,故应延长BF 交⊙O 2于M ,连CM ,去证∠MCA+∠ACB=90°,而连AB 后可得∠MCA 转移到∠MBA ,再由圆内接四边形的性质转移到∠CDG ,而DH ⊥EC ,于是可证。

(1)证明:延长BF 交⊙O 2于M ,连MC 、AB ∵四边形ABGD 内接于⊙O 1 ∴∠ABM=∠ADG ∵DG ⊥EC 于H ∴∠ADG+∠DCH=90° ∵∠ABM=∠ACM ∴∠ADG=∠ACM∵∠ACM+∠ACB=90° ∴BM 为⊙O 2直径 ∴BF 过⊙O 2的圆心O 2。

(2)解:∵四边形ADEB 内接于⊙O 1 ∴∠CAB=∠E∵DE=DC ∠E=∠DCB∴∠CAB=∠ACB ∴AB=BC=4 ∴等腰△CBA ∽△CDE ∴CD EC BC AC ===44856. ∴设CD=5k ,EC=6k∵DH ⊥EC DE=DC ∴EC=2EH=12=6k ,∴k=2 ∴CD=10 在Rt △DHE 中,由勾股定理: DH =-=106822∵BH=6-4=2 由相交弦定理:DH ·HG=EH ·HB ∴·×HG EH HB DH ====2683215.∴DG=8+1.5=9.5【试题】 一、选择题1. 两圆的圆心距为6,两圆半径为方程x x 2540-+=的两根,则两圆( ) A. 外切 B. 外离 C. 相交 D. 内切2. 两圆半径分别为5和8,若它们共有3条公切线,则圆心距d 为( )A. d=3B. 3<d<13C. d=13D. d>133. 半径分别为2、1的两圆相交于A 、B 两点,圆心为O 1、O 2,若O 1H ⊥O 2H ,则公共弦AB 的长为( ) A.55B.255C.5D.4554. 两圆半径分别为4、1,一条公切线长为4,则两圆的位置关系为( ) A. 相交 B. 外切 C. 外离 D. 相交或相切5. 半径分别为1和2的两个圆外切,与这两个圆都相切且半径为3的圆共有( )个 A. 6B. 5C. 4D. 36. 如图:⊙O1和⊙O2内切于点P,⊙O2的弦AB经过⊙O1的圆心交⊙O1于C、D,若AC∶CD∶DB=3∶4∶2,则⊙O1与⊙O2的的直径之比为()A. 2∶7B. 2∶5C. 1∶4D. 1∶37. 如图:⊙O'和⊙O外切于点A,外公切线BC与⊙O'、⊙O分别切于B、C,与连心线OO'的延长线交于点P,若∠BPO'=30°,则⊙O'与⊙O的半径比为()A. 1∶2B. 1∶3C. 2∶3D. 3∶48. 下列各图形中标记的直角符号,是某同学边画图,边推理标注上去的,请你仔细观察图形,认真思考,判断哪个是错误的()二、填空1. 两圆直径分别为7+t,7-t,圆心距为t,两圆位置关系为__________2. 两圆半径之比为5∶7,外切时圆心距为6,两圆半径为__________3. 三角形三边长为3、4、5,以各顶点为圆心的圆两两外切时,三个圆的半径为__________4. ⊙O1交⊙O2于A、B两点,O2在⊙O1上,O1在⊙O2上,则O1O2∶AB=_________5. ⊙O1、⊙O2连心线与一条内公切线夹角为45°,⊙O1与⊙O2直径分别为8cm,10cm,则内公切线长____________6. ⊙O1、⊙O2相交于A、B两点,AB交O1O2于G,若AB=48,⊙O1、⊙O2半径分别为30、40,则△AO1O2的面积为____________7. ⊙O1与⊙O2外切于点P,它们半径之比为3∶2,AB为外公切线,A、B为切点,AB=46,则⊙O1与⊙O2的圆心距为____________8. 两圆半径之和为7cm,内公切线长230cm,外公切线长12cm,则两圆半径为___________三、已知:如图:⊙O与⊙P相交于A、B两点,点P在⊙O上,⊙O的弦AC切⊙P于点A,CP及其延长线交⊙P于D、E,过点E作EF⊥CE交CB延长线于F。

(1)求证:BC是⊙P的切线(2)若CD=2 CB=22求EF的长(3)若设k=PE∶CE,是否存在实数k,使△PBD恰好是等边三角形?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由。

四、如图:已知⊙O1与⊙O2相交于A、B两点,P是⊙O1上一点,PB的延长线交⊙O2于点C,PA交⊙O于点D,CD延长线交⊙O1于点N(1)过A作AE∥CN交⊙O1于点E求证:PA=PE(2)连PN 若PB=4,BC=2,求PN的长五、如图:AB为⊙O直径,以OA为直径的⊙O1与⊙O的弦AC相交于D,DE⊥OC,垂足为E。

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