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圆中的动点问题方法培优卷.docx

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1、〔8 分〕如图,在 Rt A ABC 中,ZACB =90 ° , AC =6, BC =8, P 为 BC 的中点.动点Q从点P出发,沿射线PC方向以2 /s的速度运动,以P为 圆心,PQ长为半径作圆.设点Q运动的时间为t S ⑴当t=1.2时,判断直线AB与。P的位置关系,并说明理由; (2)为AABC的外接圆,假设。P与。0相切,求t的值. 第26题) 解⑴直线AB与。P相切. 如图,过点P作PD 1AB ,垂足为D. 在 Rt A A BC 中,Z ACB = 90 ° , AC =6cm , BC =8cm , AB JAC 2 BC 2 10cm .为 BC 的中点,PB =4cm . •/ZPDB = ZACB = 90 ° , ZPBD = ZABC . /. A PBD a ABC . .PD AC PBPD4 .£1,即呈L _L, .-.PD =2. 4 (cm). AB610 当 t 1. 2时,PQ 2t 2. 4(cm) ... PD PQ ,即圆心P到直线AB的距离等于。P的半径. 直线AB与。P相切. ⑵ZACB =90° , /.AB 为 ZkABC 的外切圆的直径.二 OB 1 AB 5cm . 2 连接 OP. 3 为 BC 的中点,OP IaC 3cm . 2 •.•点P在。O部,二。?与。O只能切. .••5 2t 3或 2t 5 3 ,.,.t=1 或 4. .•.OP与。O相切时,t的值为1或4. 2、如图:AB是OO的直径,弦BC=2 ,ZABC=60 °。〔1〕假设D是AB延长线上一点,连接CD,当BD长为多少时,CD与OO相切。〔2〕假设动点E以2 /s的速度从A点出发沿着AB方向运动,同时动点F以1 /s的速度从B点出发沿BC方向运动,设运动时间为t(0<t<2:,连接EF ,当t为何值时,ABEF为直角三角形。 /.ZBAC =180-NCB -ZABC = 30〔三角形的角和等于180〕 •••AB =2BC =4cm 〔直角三角形中,30 锐角所对的直角边等于斜边的一半〕即OO的直径为4cm . CD 切OO 于点 C,连结 OC,则 OC =OB = 1/2 - AB =2cm . • CD ICO 〔圆的切线垂直于经过切点的半径〕 •••ZOCD =90〔垂直的定义〕 •.NBAC = 30 〔已求〕 AZCOD =2ZBAC = 60〔在同圆或等圆中一条弧所对的圆周角等于它所 对的圆心角的一半〕 /.ZD = 180 -£OD -ZOCD = 30〔三角形的角和等于180 〕 .•.OD =2OC =4cm 〔直角三角形中,30 锐角所对的直角边等于斜边的一半〕 .•.BD =OD -OB =4 - 2 = 2〔cm〕 .•.当BD长为2cm , CD与。O相切. 〔3〕根据题意得: BE =〔4-2t〕cm , BF =tcm ; 如图10〔2〕当EF 1BC时,^BEF为直角三角形,此时^BEF -△ BAC •••BE : BA =BF : BC 即:〔4 -2t〕: 4=t:2 解得:t=1 如图10〔3〕当EF 1BA时,ABEF为直角三角形,此时^BEF - △ BCA •••BE : BC =BF :BA 即:〔4-2t〕: 2 = t: 4 解得:t=1.6 .•.当t=1s或t=1.6s时,^BEF为直角三角形. 3、如图1,在矩形ABCD 中,AB=20cm ,BC=4cm ,点P从A开场沿折线A-B-C-D以4cm/s的速度移动,点Q从C开场沿CD边以lcm/s的速度移动,如果点P、 Q分别从A、C同时出发,当其中一点到达D时,另一点也随之停顿运动.设运动时间为t〔 s〕. 〔l〕t为何值时,四边形APQD 为矩形. 〔2〕当P在AB上运动时,t为何值时,直线PQ与以AD为直径的圆相切. 〔3〕如图2,如果。P和。Q的半径都是2cm ,则t为何值时,OP和。Q外切. AipB A―、P ; B 解:〔1〕根据题意,当AP=DQ 时,四边形APQD 为矩形. 此时,4t=20-t,解得 t=4〔s〕. 答:t为4时,四边形APQD 为矩形; 〔2〕当PQ=4时,。P与。Q外切. ① 如果点P在AB上运动. 只有当四边形APQD 为矩形时,PQ=4 . 由〔1〕,得 t=4〔s〕; ② 如果点P在BC上运动. 此时 t》5,则 CQ>5,PQ>CQ>5>4,•••OP与。Q外离; ③ 如果点P在CD上运动,且点P在点Q的右侧. 可得 CQ=t , CP=4t-24 .当 CQ-CP=4 时,。P 与。Q 外切. 此时,t-〔4t-24〕=4 , 解得t=20 3 ④ 如果点P在CD上运动,且点P在点Q的左侧. 当CP-CQ=4 时,OP与。Q外切. 此时,4t-24-t=4, 解得t=28 3 .••点P从A开场沿折线A-B-C-D移动到D需要11s, 点Q从C开场沿CD边移动到D需要20s ,而28/3 <11 .••当t为4s、理s、28 s时,OP与。Q外切. 33 在ABCD中,角DAB=60 度,AB=15 ,圆O的半径等于3, AB, AD分别 与圆O相切于点E、F 4、如图 1,在等腰梯形 ABCD 中,AB II DC , AD=BC=4cm , AB=12cm , CD=8cm 点P从A开场沿AB边向B以3cm/s的速度移动,点Q从C开场沿CD边向D 以1 cm/s的速度移动,如果点P、Q分别从A、C同时出发,当其中一点到达终点时,另一点也随之停顿运动•设运动时间为t〔s〕. 〔1〕t为何值时,四边形APQD 是平行四边形. 〔2〕如图2,如果。P和。Q的半径都是2cm,则t为何值时,。P和。Q外切. 解:〔1〕・.・DQ II AP , .•.当AP=DQ 时,四边形APQD 是平行四边形.此时,3t=8-t.解得t=2〔s〕.即 当t为2s时,四边形APQD是平行四边形. C2:V0P和。Q的半径都是2cm , .•.当PQ=4cm时,0P和0Q外切.而当PQ=4cm 时,如果PQ IAD,则四边形 APQD 是平行四边形. ① 当四边形APQD 是平行四边形时,由〔1〕得t=2〔s〕. ② 当四边形APQD 是等腰梯形时,匕A=ZAPQ . .•.在等腰梯形ABCD中,ZA= ZB , ZAPQ= ZB. •.•PQ I BC . 四边形PBCQ 平行四边形.此时,CQ=PB . .••t=12-3t .解得 t=3〔s〕. 综上,当t为2s或3s时,0P和0Q相切. 5、〔 2021 威海〕如图,在 ABCD 中,ZDAB=60°, AB=15cm . 的半径 等于3cm , AB ,AD分别与0 0相切于点E , F. 在 ABCD 沿AB方向滚动,与BC边相切时运动停顿.试求。0滚过的路程. 解:连接0E , 0A . •.•AB , AD分别与。0相切于点E, F, ...0E 1AB , 0E=3cm . •.•ZDAB=60°, •••Z0AE=30°. 在 Rt AA0E 中,0A=20E=6 •.•AE=.罚A2 0E 2 =应 32=3 招 • AD II BC, ZDAB=60° •.ZABC=120 ° 设当运动停顿时,。0与BC、AB分别相切于点M,N,连接0N,0B 同理可得BN=" EN=AB-AE-BN=153 = (15-4) 即。0滚过的路程是(15-4 v3) 6、〔 2021**〕〔10分〕如图是一个量角器和一个含30。角的直角三角形放置在一起的示意图,其中点B在半圆0的直径DE的延长线上,AB切半圆0于点F ,且BC 0E . 〔1〕求证:DE II CF ; 〔2〕当0E 2时,假设以0、B、F为顶点的三角形与^ABC相似,求0B的长. 〔3〕假设0E 2,移动三角板ABC且使AB边始终与半圆0相切,直角顶点B在 直径DE的延长线上移动,求出点B移动的最大距离. 〔1〕证明:连接OF , •.•AB 切半圆 O 于点 F,AZOFB=9G°, •.NABC=90°, /.ZOFB= ZABC , •.•OF II BC , •.•BC=OE , OE=OF , •••BC=OF , .•.四边形OBCF 是平行四边形, • DE I CF ; 〔2〕假设△ OBF s^ACB OB AC • OF AB • OB=丽― •/ ZA=30° , ZABC=90° , BC=OE=2 , ...AC=4 , AB=2 0 又•.•OF=OE=2 , ...Ob=4 ] 4 © 假设△ BOF s △ACB , OB AC • • OF CB ...OB= AC OF OB= 4 L 42 综上可知:OB的值是4或是4 "3 3 〔3〕解:画出移动过程中的两个极值图, 由图知:点B移动的最大距离是线您£的长, •/ ZA=30° , ...ZABO=30° ,二 BO=4 , /.BE=2 , .••点B移动的最大距离是线段8£的长为2.
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