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專(zhuān)題31圓中的重要模型之四點(diǎn)共圓模型四點(diǎn)共圓是初中數(shù)學(xué)的??贾R(shí)點(diǎn),近年來(lái),特別是四點(diǎn)共圓判定的題目出現(xiàn)頻率較高。相對(duì)四點(diǎn)共圓性質(zhì)的應(yīng)用,四點(diǎn)共圓的判定往往難度較大,往往是填空題或選擇題的壓軸題,而計(jì)算題或選擇中四點(diǎn)共圓模型的應(yīng)用(特別是最值問(wèn)題),通常能簡(jiǎn)化運(yùn)算或證明的步驟,使問(wèn)題變得簡(jiǎn)單。本文主要介紹四點(diǎn)共圓的四種重要模型。四點(diǎn)共圓:若在同一平面內(nèi),有四個(gè)點(diǎn)在同一個(gè)圓上,則稱(chēng)這四個(gè)點(diǎn)共圓,一般簡(jiǎn)稱(chēng)為“四點(diǎn)共圓”。模型1、定點(diǎn)定長(zhǎng)共圓模型(圓的定義)【模型解讀】若四個(gè)點(diǎn)到一定點(diǎn)的距離相等,則這四個(gè)點(diǎn)共圓。這也是圓的基本定義,到定點(diǎn)的距離等于定長(zhǎng)點(diǎn)的集合。條件:如圖,平面內(nèi)有五個(gè)點(diǎn)O、A、B、C、D,使得OA=OB=OC=OD,結(jié)論:A、B、C、D四點(diǎn)共圓(其中圓心為O)。例1.(2023春·廣東梅州·九年級(jí)校考期中)如圖,量角器的直徑與直角三角板ABC的斜邊重合(),其中量角器0刻度線的端點(diǎn)N與點(diǎn)A重合,射線從處出發(fā)沿順時(shí)針?lè)较蛞悦棵?度的速度旋轉(zhuǎn),與量角器的半圓弧交于點(diǎn)E,第20秒時(shí)點(diǎn)E在量角器上運(yùn)動(dòng)路徑長(zhǎng)是.
【答案】【分析】首先連接,由,易得點(diǎn),,,C共圓,然后由圓周角定理,求得點(diǎn)E在量角器上對(duì)應(yīng)的讀數(shù).【詳解】解:連接,
∵,∴A,B,C在以點(diǎn)O為圓心,AB為直徑的圓上,∴點(diǎn)E,A,B,C共圓,∵,∴.∴點(diǎn)E在量角器上運(yùn)動(dòng)路徑長(zhǎng),故答案為:2π.【點(diǎn)睛】本題考查的是圓周角定理.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.例2.(2021·浙江嘉興·統(tǒng)考中考真題)如圖,在中,,AB=AC=5,點(diǎn)在上,且,點(diǎn)E是AB上的動(dòng)點(diǎn),連結(jié),點(diǎn),G分別是BC,DE的中點(diǎn),連接,,當(dāng)AG=FG時(shí),線段長(zhǎng)為(
)A. B. C. D.4【答案】A【分析】連接DF,EF,過(guò)點(diǎn)F作FN⊥AC,F(xiàn)M⊥AB,結(jié)合直角三角形斜邊中線等于斜邊的一半求得點(diǎn)A,D,F(xiàn),E四點(diǎn)共圓,∠DFE=90°,然后根據(jù)勾股定理及正方形的判定和性質(zhì)求得AE的長(zhǎng)度,從而求解.【詳解】解:連接DF,EF,過(guò)點(diǎn)F作FN⊥AC,F(xiàn)M⊥AB∵在中,,點(diǎn)G是DE的中點(diǎn),∴AG=DG=EG又∵AG=FG∴點(diǎn)A,D,F(xiàn),E四點(diǎn)共圓,且DE是圓的直徑∴∠DFE=90°∵在Rt△ABC中,AB=AC=5,點(diǎn)是BC的中點(diǎn),∴CF=BF=,F(xiàn)N=FM=又∵FN⊥AC,F(xiàn)M⊥AB,∴四邊形NAMF是正方形∴AN=AM=FN=又∵,∴∴△NFD≌△MFE∴ME=DN=AN-AD=∴AE=AM+ME=3∴在Rt△DAE中,DE=故選:A.【點(diǎn)睛】本題考查直徑所對(duì)的圓周角是90°,四點(diǎn)共圓及正方形的判定和性質(zhì)和用勾股定理解直角三角形,掌握相關(guān)性質(zhì)定理正確推理計(jì)算是解題關(guān)鍵.例3.(2023·江蘇淮安·統(tǒng)考三模)如圖,將矩形的邊繞點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)得到,連接,過(guò)點(diǎn)D作的垂線,垂足E在線段上,連接.若,,則的度數(shù)為.
【答案】【分析】連接與,與相交于點(diǎn)O,可知點(diǎn)五點(diǎn)共圓,從而得到,又易知在中,,,從而得到,從而得解.【詳解】解:連接與,與相交于點(diǎn)O,連接,
∵四邊形形是矩形,∴,,O是的中點(diǎn),,又∵于E,即是直角三角形,∴,∴,∴點(diǎn)五點(diǎn)共圓,作出這個(gè)圓如圖所示:則有,由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可知:,又∵,,∴,在中,,,∴,∴.故答案為:30.【點(diǎn)睛】本題考查隱圓問(wèn)題,根據(jù)題意找出這個(gè)隱圓,從而得到是解題的關(guān)鍵.例4.(2021·湖北隨州·統(tǒng)考中考真題)如圖,在中,,為的中點(diǎn),平分交于點(diǎn),,分別與,交于點(diǎn),,連接,,則的值為;若,則的值為.【答案】【分析】(1)根據(jù)條件,證明,從而推斷,進(jìn)一步通過(guò)角度等量,證明,代入推斷即可.(2)通過(guò),可知四點(diǎn)共圓,通過(guò)角度轉(zhuǎn)化,證明,代入推斷即可.【詳解】解:(1)∵,為的中點(diǎn)∴又∵平分∴又∵∴∴∴∴在與中,∴(2∵∴四點(diǎn)共圓,如下圖:∵∴又∵∴∵∴∴∴∴即∵∴∵∴∵∴∴故答案為:【點(diǎn)睛】本題考查三角形的相似,三角形的全等以及圓的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),根據(jù)圖形找見(jiàn)相關(guān)的等量關(guān)系是解題的關(guān)鍵.模型2、定邊對(duì)雙直角共圓模型同側(cè)型異側(cè)型1)定邊對(duì)雙直角模型(同側(cè)型)條件:若平面上A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)滿(mǎn)足,結(jié)論:A、B、C、D四點(diǎn)共圓,其中AD為直徑。2)定邊對(duì)雙直角模型(異側(cè)型)條件:若平面上A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)滿(mǎn)足,結(jié)論:A、B、C、D四點(diǎn)共圓,其中AC為直徑。例1.(2021·湖北鄂州·統(tǒng)考中考真題)如圖,四邊形中,,,于點(diǎn).若,,則線段的長(zhǎng)為.【答案】【分析】設(shè)交于點(diǎn)F,過(guò)C作,用求出,即求出BC的長(zhǎng),又因?yàn)椋瑥亩蟮肁B.【詳解】如圖,設(shè)交于點(diǎn)F,過(guò)C作,在以為直徑的圓上,,在和中=,【點(diǎn)睛】本題考查了圓的直徑所對(duì)的圓周角為,同弧所對(duì)的圓周角相等,相似三角形的判定與性質(zhì),勾股定理,本題能找到是解題的關(guān)鍵.例2.(2022春·山東·九年級(jí)專(zhuān)題練習(xí))定義:三角形一個(gè)內(nèi)角的平分線和與另一個(gè)內(nèi)角相鄰的外角平分線相交所成的銳角稱(chēng)為該三角形第三個(gè)內(nèi)角的遙望角.(1)如圖1,∠E是△ABC中∠A的遙望角.①若∠A=40°,直接寫(xiě)出∠E的度數(shù)是;②求∠E與∠A的數(shù)量關(guān)系,并說(shuō)明理由.(2)如圖2,四邊形ABCD中,∠ABC=∠ADC=90°,點(diǎn)E在BD的延長(zhǎng)線上,連CE,若∠BEC是△ABC中∠BAC的遙望角,求證:DA=DE.【答案】(1)①20°;②,理由見(jiàn)解析;(2)證明見(jiàn)解析【分析】(1)①根據(jù)題目定義推出∠E=∠A,從而得出結(jié)論;②直接根據(jù)求解①過(guò)程證明即可;(2)首先根據(jù)題意推出A、B、C、D四點(diǎn)共圓,然后作四邊形ABCD的外接圓交CE于點(diǎn)F,連接AF,DF,再根據(jù)圓的內(nèi)接四邊形的性質(zhì)等推出∠AFD=∠DFE,然后根據(jù)“遙望角”的定義推出∠E=∠DAF,即可證△DAF≌△DEF,從而得出結(jié)論.【詳解】(1)解:①∵∠E是△ABC中∠A的遙望角,∴∠EBC=∠ABC,∠ECD=∠ACD,∴∠E=∠ECD﹣∠EBD=(∠ACD﹣∠ABC)=∠A,∵∠A=40°,∴∠E=20°.故答案為:20°;②,理由如下:∵∠E是△ABC中∠A的遙望角,∴∠EBC=∠ABC,∠ECD=∠ACD,∴∠E=∠ECD﹣∠EBD=(∠ACD﹣∠ABC)=∠A;(2)證明:∵∠ABC=∠ADC=90°,∴A、B、C、D四點(diǎn)共圓,作四邊形ABCD的外接圓交CE于點(diǎn)F,連接AF,DF,∵四邊形FBCD內(nèi)接于⊙O,∴∠DFC+∠DBC=180°,∵∠DFC+∠DFE=180°,∴∠DFE=∠DBC,∵BD平分∠ABC,∴∠ABD=∠DBC,∵∠ABD=∠AFD,∴∠AFD=∠DFE,∵∠BEC是△ABC中∠BAC的遙望角,由(1)得∠E=∠BAC,∵∠BAC=∠BDC,∴∠E=∠BDC,∵∠E+∠DCE=∠BAC,∴∠E=∠DCE,∵∠DCE=∠DAF,∴∠E=∠DAF,∵DF=DF,∠AFD=∠DFE,∴△DAF≌△DEF(AAS),∴DA=DE.【點(diǎn)睛】本題考查新定義問(wèn)題,涉及三角形角平分線的拓展運(yùn)用,圓的內(nèi)接四邊形的性質(zhì)等,理解題目定義,靈活運(yùn)用“四點(diǎn)共圓”的證明方法是解題關(guān)鍵.例3.(2022·湖北武漢·??级#┤鐖D,等腰Rt△ABC中,∠ACB=90°,D為BC邊上一點(diǎn),連接AD.(1)如圖1,作BE⊥AD延長(zhǎng)線于E,連接CE,求證:∠AEC=45°;(2)如圖2,P為AD上一點(diǎn),且∠BPD=45°,連接CP.若AP=2,求△APC的面積;【答案】(1)證明見(jiàn)解析;(2)①△APC的面積=1;②.【分析】(1)由題意可證點(diǎn)A,點(diǎn)B,點(diǎn)E,點(diǎn)C四點(diǎn)共圓,可得∠AEC=∠ABC=45°;(2)通過(guò)證明△APB∽△CEB,可求CE==,由等腰直角三角形的性質(zhì)可求CF=1,即可求解;【詳解】證明:(1)∵等腰Rt△ABC中,∠ACB=90°,∴AC=BC,∠ABC=∠CAB=45°,AB=BC,∵BE⊥AD,∴∠AEB=90°=∠ACB,∴點(diǎn)A,點(diǎn)B,點(diǎn)E,點(diǎn)C四點(diǎn)共圓,∴∠AEC=∠ABC=45°;(2)①如圖2,過(guò)點(diǎn)B作BE⊥AD,交AD的延長(zhǎng)線于點(diǎn)E,過(guò)點(diǎn)C作CF⊥AD于F,∵∠BPD=45°,BE⊥AD,∴∠PBE=45°=∠ABC,∴∠ABP=∠CBE,∵∠AEB=90°=∠ACB,∴點(diǎn)A,點(diǎn)B,點(diǎn)E,點(diǎn)C四點(diǎn)共圓,∴∠BAE=∠BCE,∠AEC=∠ABC=45°,∴△APB∽△CEB,∴CE==,∵CF⊥AD,∠AEC=45°,∴∠FCE=∠CEF=45°,∴CF=EF=CE=1,∴△APC的面積=×AP×CF=1;【點(diǎn)睛】本題是三角形綜合題,考查了四點(diǎn)共圓,圓的有關(guān)知識(shí),相似三角形的判定和性質(zhì),等腰直角三角形的性質(zhì),勾股定理等知識(shí),添加恰當(dāng)輔助線構(gòu)造相似三角形是本題的關(guān)鍵.例4.(2022秋·廣東梅州·九年級(jí)??茧A段練習(xí))如圖,在四邊形中,,是的中點(diǎn),是的中點(diǎn),若,,,則的長(zhǎng)為(
)
A. B. C. D.【答案】A【分析】連接,,根據(jù)且為中點(diǎn),求證是等腰三角形,再利用等腰三角形的高,中線,角平分線三線合一的性質(zhì)得到,根據(jù)圓周角定理得到,求得,,于是得出結(jié)論.【詳解】連接,,如圖,
∵且為中點(diǎn),∴,,∴,∵為中點(diǎn),∴,∵∠,∴,,,四點(diǎn)共圓,∵,,∴,∴,∴,∴,在中,,,∴,∴,由勾股定理得:,∴,∴,故選:.【點(diǎn)睛】此題主要考查圓內(nèi)接四邊形,直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半和等腰三角形的性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn),解答此題的關(guān)鍵是添加輔助線構(gòu)造特殊三角形,求出線段.模型3、定邊對(duì)定角共圓模型條件:如圖1,平面上A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)滿(mǎn)足,結(jié)論:A、B、C、D四點(diǎn)共圓.條件:如圖2,AC、BD交于H,,結(jié)論:四點(diǎn)共圓.例1.(2023·江蘇·九年級(jí)假期作業(yè))如圖,在RtABC中,∠BAC=90°,∠ABC=40°,將ABC繞A點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)得到ADE,使D點(diǎn)落在BC邊上.(1)求∠BAD的度數(shù);(2)求證:A、D、B、E四點(diǎn)共圓.【答案】(1)10°;(2)見(jiàn)解析【分析】(1)由三角形內(nèi)角和定理和已知條件求得∠C的度數(shù),由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)得出AC=AD,即可得出∠ADC=∠C,最后由外角定理求得∠BAD的度數(shù);(2)由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)得到∠ABC=∠AED,由四點(diǎn)共圓的判定得出結(jié)論.【詳解】解:(1)∵在RtABC中,∠BAC=90°,∠ABC=40°,∴∠C=50°,∵將ABC繞A點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)得到ADE,使D點(diǎn)落在BC邊上,∴AC=AD,∴∠ADC=∠C=50°,∴∠ADC=∠ABC+∠BAD=50°,∴∠BAD=50°-40°=10°證明(2)∵將ABC繞A點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)得到ADE,∴∠ABC=∠AED,∴A、D、B、E四點(diǎn)共圓.【點(diǎn)睛】本題考查了旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)、等腰三角形的性質(zhì)、外角定理以及四點(diǎn)共圓的判定,解題的關(guān)鍵是理解旋轉(zhuǎn)后的圖形與原圖形對(duì)應(yīng)邊相等,對(duì)應(yīng)角相等.例2.(2023·浙江紹興·九年級(jí)校聯(lián)考期中)如圖1,在等腰三角形ABC中,AB=AC=4,BC=6.如圖2,在底邊BC上取一點(diǎn)D,連結(jié)AD,使得∠DAC=∠ACD.如圖3,將△ACD沿著AD所在直線折疊,使得點(diǎn)C落在點(diǎn)E處,連結(jié)BE,得到四邊形ABED.則BE的長(zhǎng)是(
)A.1 B. C. D.【答案】A【分析】只要證明,得,求出、即可解決問(wèn)題.【詳解】解:,,,,,,,,,,,,,,即,,,,、、、四點(diǎn)共圓,,,,,.故選:.【點(diǎn)睛】本題考查翻折變換、等腰三角形的判定和性質(zhì)、相似三角形的判定和性質(zhì)等知識(shí),解題的關(guān)鍵是充分利用相似三角形的性質(zhì)解決問(wèn)題,本題需要三次相似解決問(wèn)題,題目比較難,屬于中考選擇題中的壓軸題.例3.(2022·江蘇無(wú)錫·中考真題)△ABC是邊長(zhǎng)為5的等邊三角形,△DCE是邊長(zhǎng)為3的等邊三角形,直線BD與直線AE交于點(diǎn)F.如圖,若點(diǎn)D在△ABC內(nèi),∠DBC=20°,則∠BAF=________°;現(xiàn)將△DCE繞點(diǎn)C旋轉(zhuǎn)1周,在這個(gè)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,線段AF長(zhǎng)度的最小值是________.【答案】
80
##【分析】利用SAS證明△BDC≌△AEC,得到∠DBC=∠EAC=20°,據(jù)此可求得∠BAF的度數(shù);利用全等三角形的性質(zhì)可求得∠AFB=60°,推出A、B、C、F四個(gè)點(diǎn)在同一個(gè)圓上,當(dāng)BF是圓C的切線時(shí),即當(dāng)CD⊥BF時(shí),∠FBC最大,則∠FBA最小,此時(shí)線段AF長(zhǎng)度有最小值,據(jù)此求解即可.【詳解】解:∵△ABC和△DCE都是等邊三角形,∴AC=BC,DC=EC,∠BAC=∠ACB=∠DCE=60°,∴∠DCB+∠ACD=∠ECA+∠ACD=60°,即∠DCB=∠ECA,在△BCD和△ACE中,,∴△ACE≌△BCD(SAS),∴∠EAC=∠DBC,∵∠DBC=20°,∴∠EAC=20°,∴∠BAF=∠BAC+∠EAC=80°;設(shè)BF與AC相交于點(diǎn)H,如圖:∵△ACE≌△BCD∴AE=BD,∠EAC=∠DBC,且∠AHF=∠BHC,∴∠AFB=∠ACB=60°,∴A、B、C、F四個(gè)點(diǎn)在同一個(gè)圓上,∵點(diǎn)D在以C為圓心,3為半徑的圓上,當(dāng)BF是圓C的切線時(shí),即當(dāng)CD⊥BF時(shí),∠FBC最大,則∠FBA最小,∴此時(shí)線段AF長(zhǎng)度有最小值,在Rt△BCD中,BC=5,CD=3,∴BD=4,即AE=4,∴∠FDE=180°-90°-60°=30°,∵∠AFB=60°,∴∠FDE=∠FED=30°,∴FD=FE,過(guò)點(diǎn)F作FG⊥DE于點(diǎn)G,∴DG=GE=,∴FE=DF==,∴AF=AE-FE=4-,故答案為:80;4-.【點(diǎn)睛】本題考查了旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),等邊三角形的性質(zhì),圓周角定理,切線的性質(zhì),解直角三角形,解答本題的關(guān)鍵是明確題意,找出所求問(wèn)題需要的條件.例4.(2022·貴州遵義·統(tǒng)考中考真題)探究與實(shí)踐:“善思”小組開(kāi)展“探究四點(diǎn)共圓的條件”活動(dòng),得出結(jié)論:對(duì)角互補(bǔ)的四邊形四個(gè)頂點(diǎn)共圓.該小組繼續(xù)利用上述結(jié)論進(jìn)行探究.提出問(wèn)題:如圖1,在線段同側(cè)有兩點(diǎn),,連接,,,,如果,那么,,,四點(diǎn)在同一個(gè)圓上.探究展示:如圖2,作經(jīng)過(guò)點(diǎn),,的,在劣弧上取一點(diǎn)(不與,重合),連接,則(依據(jù)1)點(diǎn),,,四點(diǎn)在同一個(gè)圓上(對(duì)角互補(bǔ)的四邊形四個(gè)頂點(diǎn)共圓)點(diǎn),在點(diǎn),,所確定的上(依據(jù)2)點(diǎn),,,四點(diǎn)在同一個(gè)圓上(1)反思?xì)w納:上述探究過(guò)程中的“依據(jù)1”、“依據(jù)2”分別是指什么?依據(jù)1:__________;依據(jù)2:__________.(2)圖3,在四邊形中,,,則的度數(shù)為_(kāi)_________.(3)拓展探究:如圖4,已知是等腰三角形,,點(diǎn)在上(不與的中點(diǎn)重合),連接.作點(diǎn)關(guān)于的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),連接并延長(zhǎng)交的延長(zhǎng)線于,連接,.①求證:,,,四點(diǎn)共圓;②若,的值是否會(huì)發(fā)生變化,若不變化,求出其值;若變化,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ);同圓中,同弧所對(duì)的圓周角相等(2)45°(3)①見(jiàn)解析;②不發(fā)生變化,值為8【分析】(1)根據(jù)圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ);同圓中,同弧所對(duì)的圓周角相等作答即可;(2)根據(jù)同弧所對(duì)的圓周角相等即可求解;(3)①根據(jù)(1)中的結(jié)論證明即可得證;②證明,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)即可求解.【詳解】(1)如圖2,作經(jīng)過(guò)點(diǎn),,的,在劣弧上取一點(diǎn)(不與,重合),連接,則(圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ))點(diǎn),,,四點(diǎn)在同一個(gè)圓上(對(duì)角互補(bǔ)的四邊形四個(gè)頂點(diǎn)共圓)點(diǎn),在點(diǎn),,所確定的上(同圓中,同弧所對(duì)的圓周角相等)點(diǎn),,,四點(diǎn)在同一個(gè)圓上故答案為:圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ);同圓中,同弧所對(duì)的圓周角相等(2)在線段同側(cè)有兩點(diǎn),,四點(diǎn)共圓,故答案為:(3)①∵,,點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于對(duì)稱(chēng),,,四點(diǎn)共圓;②,理由如下,如圖,四點(diǎn)共圓,,關(guān)于對(duì)稱(chēng),,,,,,,,又,,,,,.【點(diǎn)睛】本題考查了圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ),同弧所對(duì)的圓周角相等,軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì),相似三角形的性質(zhì)與判定,掌握以上知識(shí)是解題的關(guān)鍵.模型4、對(duì)角互補(bǔ)共圓模型條件:如圖1,平面上A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)滿(mǎn)足,結(jié)論:A、B、C、D四點(diǎn)共圓.條件:如圖2,BA、CD的延長(zhǎng)線交于P,,結(jié)論:A、B、C、D四點(diǎn)共圓.1.(2023·浙江·統(tǒng)考中考真題)如圖,在四邊形中,,以為腰作等腰直角三角形,頂點(diǎn)恰好落在邊上,若,則的長(zhǎng)是(
)
A. B. C.2 D.1【答案】A【分析】先根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)可得,,,再判斷出點(diǎn)四點(diǎn)共圓,在以為直徑的圓上,連接,根據(jù)圓周角定理可得,,然后根據(jù)相似三角形的判定可得,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)即可得.【詳解】解:是以為腰的等腰直角三角形,,,,,,,點(diǎn)四點(diǎn)共圓,在以為直徑的圓上,如圖,連接,
由圓周角定理得:,,,,,在和中,,,,,故選:A.【點(diǎn)睛】本題考查了圓內(nèi)接四邊形、圓周角定理、相似三角形的判定與性質(zhì)、等腰三角形的性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn),正確判斷出點(diǎn)四點(diǎn)共圓,在以為直徑的圓上是解題關(guān)鍵.例2.(2023·河南周口·??既#┰谥?,,M是外一動(dòng)點(diǎn),滿(mǎn)足,若,,,則的長(zhǎng)度為.【答案】/【分析】過(guò)點(diǎn)B作交的延長(zhǎng)線于點(diǎn)H,過(guò)點(diǎn)D作于點(diǎn)E,過(guò)點(diǎn)D作于點(diǎn)F,點(diǎn)A,M,B,C四點(diǎn)共圓,得,解直角三角形,,面積法求解,,得.【詳解】解析:過(guò)點(diǎn)B作交的延長(zhǎng)線于點(diǎn)H,過(guò)點(diǎn)D作于點(diǎn)E,過(guò)點(diǎn)D作于點(diǎn)F,如圖所示:∵∴點(diǎn)A,M,B,C四點(diǎn)共圓∵∴∴,∴,∴,∵,∴,∴,∴【點(diǎn)睛】本題考查四點(diǎn)共圓,圓周角定理,解直角三角形,角平分線性質(zhì)定理,添加輔助構(gòu)造直角三角形是解題的關(guān)鍵.例3.(2023·江蘇·九年級(jí)假期作業(yè))如圖,,,點(diǎn)、分別是線段、射線上的動(dòng)點(diǎn),以為斜邊向上作等腰,,連接,則的最小值為.
【答案】【分析】連接并延長(zhǎng),利用四點(diǎn)共圓的判定定理得到,,,四點(diǎn)共圓,再利用等腰直角三角形的性質(zhì)和圓周角定理得到,得到點(diǎn)的軌跡,最后利用垂線段最短和等腰直角三角形的性質(zhì)解答即可得出結(jié)論.【詳解】解:連接并延長(zhǎng),如圖,
,,,,,,,四點(diǎn)共圓,為等腰直角三角形,,,,點(diǎn)的軌跡為的平分線上,垂線段最短,當(dāng)時(shí),取最小值,的最小值為,故答案為:.【點(diǎn)睛】本題主要考查了直角三角形的性質(zhì),等腰直角三角形的性質(zhì),四點(diǎn)共圓的判定,圓周角定理,點(diǎn)的軌跡,垂線段的性質(zhì),利用已知條件求得點(diǎn)D的軌跡是解題的關(guān)鍵.例4.(2023·山東日照·統(tǒng)考中考真題)在探究“四點(diǎn)共圓的條件”的數(shù)學(xué)活動(dòng)課上,小霞小組通過(guò)探究得出:在平面內(nèi),一組對(duì)角互補(bǔ)的四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)共圓.請(qǐng)應(yīng)用此結(jié)論.解決以下問(wèn)題:如圖1,中,().點(diǎn)D是邊上的一動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)D不與B,C重合),將線段繞點(diǎn)A順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到線段,連接.
(1)求證:A,E,B,D四點(diǎn)共圓;(2)如圖2,當(dāng)時(shí),是四邊形的外接圓,求證:是的切線;(3)已知,點(diǎn)M是邊的中點(diǎn),此時(shí)是四邊形的外接圓,直接寫(xiě)出圓心P與點(diǎn)M距離的最小值.【答案】(1)證明見(jiàn)解析(2)證明見(jiàn)解析(3)【分析】(1)根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)得到,證明,進(jìn)而證明,可以得到,由,可得,即可證明A、B、D、E四點(diǎn)共圓;(2)如圖所示,連接,根據(jù)等邊對(duì)等角得到,由圓周角定理得到,再由,得到,利用三角形內(nèi)角和定理證明,即,由此即可證明是的切線;(3)如圖所示,作線段的垂直平分線,分別交于G、F,連接,先求出,再由三線合一定理得到,,解直角三角形求出,則,再解得到,則;由是四邊形的外接圓,可得點(diǎn)P一定在的垂直平分線上,故當(dāng)時(shí),有最小值,據(jù)此求解即可.【詳解】(1)證明:由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可得,∴,∴,即,又∵,∴,∴,∵,∴,∴A、B、D、E四點(diǎn)共圓;(2)證明:如圖所示,連接,∵,∴,∵是四邊形的外接圓,∴,∴,∵,∴,∵,∴,∴,即,∴,又∵是的半徑,∴是的切線;
(3)解:如圖所示,作線段的垂直平分線,分別交于G、F,連接,∵,∴,∵點(diǎn)M是邊的中點(diǎn),∴,,∴,∴,在中,,∴,∵是四邊形的外接圓,∴點(diǎn)P一定在的垂直平分線上,∴點(diǎn)P在直線上,∴當(dāng)時(shí),有最小值,∵,∴在中,,∴圓心P與點(diǎn)M距離的最小值為.【點(diǎn)睛】本題主要考查了旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),等邊對(duì)等角,解直角三角形,圓周角定理,切線的判定,三角形外接圓的性質(zhì),垂線段最短等等,正確作出輔助線是解題的關(guān)鍵.課后專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練1.(2023秋·河北張家口·九年級(jí)??计谀┤鐖D①,若BC是Rt△ABC和Rt△DBC的公共斜邊,則A、B、C、D在以BC為直徑的圓上,則叫它們“四點(diǎn)共圓”.如圖②,△ABC的三條高AD、BE、CF相交于點(diǎn)H,則圖②中“四點(diǎn)共圓”的組數(shù)為()A.2 B.3 C.4 D.6【答案】D【分析】根據(jù)兩個(gè)直角三角形公共斜邊時(shí),四個(gè)頂點(diǎn)共圓,結(jié)合圖形求解可得.【詳解】解:如圖,以AH為斜邊的兩個(gè)直角三角形,四個(gè)頂點(diǎn)共圓(A、F、H、E),以BH為斜邊的兩個(gè)直角三角形,四個(gè)頂點(diǎn)共圓(B、F、H、D),以CH為斜邊的兩個(gè)直角三角形,四個(gè)頂點(diǎn)共圓(C、D、H、E),以AB為斜邊的兩個(gè)直角三角形,四個(gè)頂點(diǎn)共圓(A、E、D、B),以BC為斜邊的兩個(gè)直角三角形,四個(gè)頂點(diǎn)共圓(B、F、E、C),以AC為斜邊的兩個(gè)直角三角形,四個(gè)頂點(diǎn)共圓(A、F、D、C),共6組.故選D.【點(diǎn)睛】本題考查四點(diǎn)共圓的判斷方法.解題的關(guān)鍵是明確有公共斜邊的兩個(gè)直角三角形的四個(gè)頂點(diǎn)共圓.2.(2023·安徽合肥·校考一模)如圖,O是的中點(diǎn),點(diǎn)B,C,D到點(diǎn)O的距離相等,連接.下列結(jié)論不一定成立的是()A.B.C.D.平分【答案】D【分析】以點(diǎn)O為圓心,長(zhǎng)為半徑作圓.再根據(jù)圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì),圓周角定理逐項(xiàng)判斷即可.【詳解】如圖,以點(diǎn)O為圓心,長(zhǎng)為半徑作圓.由題意可知:.即點(diǎn)A、B、C、D都在圓O上.A.∵,∴,故A不符合題意;B.∵,∴,故B不符合題意;C.∵四邊形是的內(nèi)接四邊形,∴,故C不符合題意;D.∵和不一定相等,∴和不一定相等,∴不一定平分,故D符合題意.故選:D.【點(diǎn)睛】本題考查圓周角定理及其推論,充分理解圓周角定理是解答本題的關(guān)鍵.3.(2023·江蘇宿遷·九年級(jí)??计谀┤鐖D,在中,,,,點(diǎn)P為平面內(nèi)一點(diǎn),且,過(guò)C作交PB的延長(zhǎng)線于點(diǎn)Q,則CQ的最大值為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)題意可得A、B、C、P四點(diǎn)共圓,由AA定理判定三角形相似,由此得到CQ的值與PC有關(guān),當(dāng)PC最大時(shí)CQ即取最大值.【詳解】解:∵在中,,,,∴A、B、C、P四點(diǎn)共圓,AB為圓的直徑,AB=∵∴∴△ABC∽△PQC∴,,即∴當(dāng)PC取得最大值時(shí),CQ即為最大值∴當(dāng)PC=AB=5時(shí),CQ取得最大值為故選:B.【點(diǎn)睛】本題考查相似三角形的判定和性質(zhì)以及四點(diǎn)共圓,掌握同圓或等圓中,同弧所對(duì)的圓周角相等確定四點(diǎn)共圓,利用相似三角形性質(zhì)得到線段間等量關(guān)系是解題關(guān)鍵.4.(2023·北京海淀·九年級(jí)??计谥校┤鐖D,點(diǎn)O為線段的中點(diǎn),點(diǎn)B,C,D到點(diǎn)O的距離相等,連接,.請(qǐng)寫(xiě)出圖中任意一組互補(bǔ)的角為和(不添加輔助線,不添加數(shù)字角標(biāo)和字母)【答案】【分析】首先判斷出點(diǎn)A,B,C,D四點(diǎn)共圓,然后根據(jù)圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ)得出答案.【詳解】解:∵點(diǎn)B,C,D到點(diǎn)O的距離相等,且,∴點(diǎn)A,B,C,D四點(diǎn)共圓,∴,,∴圖中互補(bǔ)的角為和,和,故答案為:,(或,).【點(diǎn)睛】本題考查了圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì),掌握?qǐng)A內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ)是解題的關(guān)鍵.5.(2023·廣東·二模)如圖,點(diǎn)為線段的中點(diǎn),點(diǎn)到點(diǎn)的距離相等,若則的度數(shù)是【答案】130【分析】根據(jù)題意得到四邊形ABCD共圓,利用圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ)即可求出所求角的度數(shù).【詳解】解:由題意得到OA=OB=OC=OD,作出圓O,如圖所示,∴四邊形ABCD為圓O的內(nèi)接四邊形,∴∠ABC+∠ADC=180°,∵∠ABC=50°,∴∠ADC=130°,故答案為:130.【點(diǎn)睛】此題考查了圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì),熟練掌握?qǐng)A內(nèi)接四邊形的性質(zhì)是解本題的關(guān)鍵.6.(2023·浙江金華·統(tǒng)考二模)如圖,在中,,,,P是上一動(dòng)點(diǎn),于點(diǎn)E,于點(diǎn)D,則線段的最小值為()
A. B.1 C. D.【答案】A【分析】當(dāng)時(shí),線段的值最小,利用四點(diǎn)共圓的判定可得:A、E、P、D四點(diǎn)共圓,且直徑為,得出,有一公共角,根據(jù)兩角對(duì)應(yīng)相等兩三角形相似得,則,設(shè),表示出和的長(zhǎng),求出和的比,代入比例式中,可求出的值.【詳解】解:當(dāng)時(shí),線段的值最小(因?yàn)锳、E、P、D四點(diǎn)共圓,是直徑,是定值,所以直徑最小時(shí),所對(duì)的弦最小),如圖1,
∵于點(diǎn)E,于點(diǎn)D,∴,∴,∴A、E、P、D四點(diǎn)共圓,是直徑,在中,,∴是等腰直角三角形,,∴也是等腰直角三角形,∴,∴,∴,∴,∵,∴,∴,設(shè),則,,如圖2,取的中點(diǎn)O,連接,則,∵,∴,過(guò)E作于M,則,,∴,∴,由勾股定理得:,∴,∴,則線段的最小值為,故選:A【點(diǎn)睛】本題考查了四點(diǎn)共圓的問(wèn)題,四點(diǎn)共圓的判定方法有:①將四點(diǎn)連成一個(gè)四邊形,若對(duì)角互補(bǔ),那么這四點(diǎn)共圓;②連接對(duì)角線,若這個(gè)四邊形的一邊同側(cè)的兩個(gè)頂角相等,那么這四點(diǎn)共圓;通過(guò)四點(diǎn)共圓可以利用同弧所對(duì)的圓周角得出角相等,從而證得三角形相似,得比例式,使問(wèn)題得以解決.7.(2023·浙江·模擬預(yù)測(cè))如圖,中,,中,,直線與交于,當(dāng)繞點(diǎn)任意旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中,到直線距離的最大值是.【答案】/【分析】數(shù)形結(jié)合,根據(jù)動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況判斷點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡,再根據(jù)角度以及勾股定理求解最大值.【詳解】解:如圖旋轉(zhuǎn),連接以為直徑作,以為半徑作,過(guò)點(diǎn)作的切線交于點(diǎn)在和中∴點(diǎn)共圓,點(diǎn)共圓,點(diǎn)在上運(yùn)動(dòng),的半徑為∴又∵,∴當(dāng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí),到直線距離的最大,過(guò)點(diǎn)作,過(guò)點(diǎn)作,,∴四邊形是矩形,
是圓心,設(shè)解得:(舍去)∴故答案為:.【點(diǎn)睛】本題考查圓動(dòng)點(diǎn)的最值問(wèn)題,熟練運(yùn)用四點(diǎn)共圓性質(zhì)以及勾股定理解直角三角形是解決本題關(guān)鍵.8.(2023春·湖北武漢·九年級(jí)??茧A段練習(xí))如圖,在中,點(diǎn)D為上一點(diǎn),,點(diǎn)E在線段上,,若,,則的最大值為.【答案】/【分析】將繞點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至,連接,可得是為等邊三角形,則,可知、、、四點(diǎn)共圓,令其圓心為,連接、、過(guò)作,交于,交圓于,過(guò)、分別作圓的切線,交于,連接交于,連接、,利用的直角三角形求得,由,與圓相切,可得(SSS),利用其性質(zhì)證得,計(jì)算出,,由,知,可得四邊形為平行四邊形,則,由三角形三邊關(guān)系可知:(當(dāng)、、在同一直線上時(shí)去等號(hào)),即可求得的最大值.【詳解】解:將繞點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至,連接,可得是為等邊三角形,則,∵,,∴、、、四點(diǎn)共圓,令其圓心為,連接、、∴,則,過(guò)作,交于,交圓于,過(guò)、分別作圓得切線,交于,連接交于,連接、,∵,,∴,,∴,,∵,與圓相切,∴,∴(SSS)∴,∴,,,又∵,∴,∴四邊形為平行四邊形,∴,由三角形三邊關(guān)系可知:(當(dāng)、、在同一直線上時(shí)去等號(hào))∴的最大值為:.故答案為:.【點(diǎn)睛】本題屬于幾何綜合題,考查了四點(diǎn)共圓,垂徑定理,切線長(zhǎng)定理,解直角三角形,平行四邊形的判定及三角形的三邊關(guān)系,構(gòu)造輔助線,利用圓的相關(guān)性質(zhì)轉(zhuǎn)化線段長(zhǎng)度及角度,構(gòu)造三角形三邊關(guān)系是解決問(wèn)題的關(guān)鍵,屬于中考?jí)狠S題.9.(2023·廣東惠州·九年級(jí)??茧A段練習(xí))如圖,將繞點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),得到,其中點(diǎn)與點(diǎn)對(duì)應(yīng),點(diǎn)與點(diǎn)對(duì)應(yīng).(1)畫(huà)出.(2)直線與直線相交于點(diǎn),證明:A,,,四點(diǎn)共圓.【答案】(1)見(jiàn)詳解(2)見(jiàn)詳解【分析】(1)過(guò)點(diǎn)A作,且,過(guò)點(diǎn)A作,且,連接即可得到;(2)根據(jù)題意可得,證明,推算出,得到,根據(jù)圓內(nèi)接四邊形的對(duì)角互補(bǔ)可得到A,,,四點(diǎn)共圓.【詳解】(1)解:如下圖所示,過(guò)點(diǎn)A作,且,過(guò)點(diǎn)A作,且,連接即可得到;(2)證明:如下圖所示由題意可知逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)得到邊,,則,,,,,,,,,四點(diǎn)共圓.【點(diǎn)睛】本題考查圖形的旋轉(zhuǎn)和圓的內(nèi)接四邊形的性質(zhì),解題的關(guān)鍵是熟知圓內(nèi)接四邊形的對(duì)角互補(bǔ).10.(2023·湖北九年級(jí)課時(shí)練習(xí))如圖1,ABC中,AC=BC=4,∠ACB=90°,過(guò)點(diǎn)C任作一條直線CD,將線段BC沿直線CD翻折得線段CE,直線AE交直線CD于點(diǎn)F.直線BE交直線CD于G點(diǎn).(1)小智同學(xué)通過(guò)思考推得當(dāng)點(diǎn)E在AB上方時(shí),∠AEB的角度是不變的,請(qǐng)按小智的思路幫助小智完成以下推理過(guò)程:∵AC=BC=EC,∴A、B、E三點(diǎn)在以C為圓心以AC為半徑的圓上,∴∠AEB=∠ACB,(填寫(xiě)數(shù)量關(guān)系)∴∠AEB=°.(2)如圖2,連接BF,求證A、B、F、C四點(diǎn)共圓;(3)線段AE最大值為,若取BC的中點(diǎn)M,則線段MF的最小值為.【答案】(1),45;(2)見(jiàn)解析;(3)8,【分析】(1)根據(jù)同弧所對(duì)的圓周角等于圓心角的一半解答;(2)由題意知,CD垂直平分BE,連接BF,則BF=EF,求得∠EBF=∠AEB=45°,利用外角的性質(zhì)得到∠AFB=∠EBF+∠AEB=90°,即可得到結(jié)論;(3)當(dāng)點(diǎn)A、C、E在一條直線上時(shí),線段AE最大,最大值為4+4=8,當(dāng)MF⊥BC時(shí)線段MF最小,根據(jù)BC的中點(diǎn)M,得到CF=BF,設(shè)BG=FG=x,則CF=BF=x,CG=(+1)x,由勾股定理得,求出,根據(jù),即可求出.【詳解】(1)解:∵AC=BC=EC,∴A、B、E三點(diǎn)在以C為圓心以AC為半徑的圓上,∴∠AEB=∠ACB,∴∠AEB=45°.故答案為:,45;(2)解:由題意知,CD垂直平分BE,連接BF,則BF=EF,∴∠EBF=∠AEB=45°.∴∠AFB=∠EBF+∠AEB=90°.∵∠ACB=90°,∴A、B、F、C在以AB為直徑的圓上,即A、B、F、C四點(diǎn)共圓;(3)解:當(dāng)點(diǎn)A、C、E在一條直線上時(shí),線段AE最大,最大值為4+4=8,當(dāng)MF⊥BC時(shí)線段MF最小,∵BC的中點(diǎn)M,∴CF=BF,
設(shè)BG=FG=x,則CF=BF=x,CG=(+1)x,∵,∴,得,∵,∴,得,故答案為:8,..【點(diǎn)睛】此題考查了圓周角定理,四點(diǎn)共圓的判定及性質(zhì),線段垂直平分線的性質(zhì),勾股定理,等腰直角三角形的性質(zhì),熟記各知識(shí)點(diǎn)并熟練應(yīng)用解決問(wèn)題是解題的關(guān)鍵.11.(2023春·重慶南岸·八年級(jí)??计谀┮阎毫庑蔚膶?duì)角線交于點(diǎn),以為斜邊構(gòu)造等腰,連接.
(1)如圖1,若,,求的面積.(2)如圖2,延長(zhǎng)交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作于點(diǎn),與交于點(diǎn),且.求證:.【答案】(1)(2)見(jiàn)解析【分析】(1)根據(jù)菱形性質(zhì),證明是等邊三角形,再利用全等三角形判定證明,得,求出及即可求的面積.(2)如同,連接,根據(jù)題意,菱形性質(zhì)及點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn)四點(diǎn)共圓,證得,,進(jìn)而證得,得到,再由點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn)四點(diǎn)共圓證得,進(jìn)而證得,再證得是等腰直角三角形,進(jìn)而得到,根據(jù)與的關(guān)系即可得出結(jié)論.【詳解】(1)解:四邊形是菱形,,且,是等邊三角形,,且,,,,.(2)解:連接,
四邊形是菱形,,,,,,,且,,,點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn)四點(diǎn)共圓,,且,,,,點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn)四點(diǎn)共圓,,且,,,,且,,.【點(diǎn)睛】本題考查了菱形的性質(zhì),全等三角形判定及性質(zhì),圓周角定理推論,勾股定理的應(yīng)用,熟練掌握菱形的性質(zhì)及全等三角形的判定與性質(zhì),靈活運(yùn)用圓周角定理推論和勾股定理是解題關(guān)鍵.12.(2023春·湖北武漢·九年級(jí)??茧A段練習(xí))問(wèn)題提出
如圖1,點(diǎn)E為等腰內(nèi)一點(diǎn),,,將繞著點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)得到,求證:.嘗試應(yīng)用
如圖2,點(diǎn)D為等腰外一點(diǎn),,,過(guò)點(diǎn)A的直線分別交的延長(zhǎng)線和的延長(zhǎng)線于點(diǎn)N,M,求證:.問(wèn)題拓展
如圖3,中,,點(diǎn)D,E分別在邊,上,,,交于點(diǎn)H.若,,直接寫(xiě)出的長(zhǎng)度(用含a,b的式子).【答案】見(jiàn)解析【分析】問(wèn)題提出:由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可證得,,進(jìn)而得證,即可利用證明.嘗試應(yīng)用:延長(zhǎng),使,連接,由題意可知、、、四點(diǎn)共圓,可得,進(jìn)而可得,利用SAS可證得,根據(jù)其性質(zhì)得,,,進(jìn)而可證得,,即可得證.問(wèn)題拓展:將繞點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至,則為等邊三角形,由,可知、、、、五點(diǎn)共圓,可得,,,根據(jù),,可得,進(jìn)而得證,可得,則,作交于,則,可求得,,即可求得的長(zhǎng)度.【詳解】解:?jiǎn)栴}提出:證明:∵,,將繞著點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)得到,∴,,∴,即:,在與中,,∴.嘗試應(yīng)用:延長(zhǎng),使,連接,∵為等腰直角三角形,∴,,又∵,即:,∴、、、四點(diǎn)共圓,∴,∴,在與中,,∴.∴,,∴,即:,∴∵∴,∴即:.問(wèn)題拓展:將繞點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至,則為等邊三角形,∴,,∵,∴、、、、五點(diǎn)共圓,則:,,,,,又∵,∴,∴,∵,,,∴∴,∵,,,∴∴,∴,則,作交于,則,∵,∴,∴,則:.【點(diǎn)睛】本題屬于幾何綜合,考查全等三角的判定及性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),四點(diǎn)共圓,圓周角定理,解直角三角形,添加輔助線構(gòu)造全等三角形和利用圓周角定理轉(zhuǎn)化角是解決問(wèn)題的關(guān)鍵,屬于中考?jí)狠S題.13.(2023·江蘇·九年級(jí)假期作業(yè))綜合與實(shí)踐“善思”小組開(kāi)展“探究四點(diǎn)共圓的條件”活動(dòng),得出結(jié)論:對(duì)角互補(bǔ)的四邊形四個(gè)頂點(diǎn)共圓.該小組繼續(xù)利用上述結(jié)論進(jìn)行探究.提出問(wèn)題:如圖1,在線段AC同側(cè)有兩點(diǎn)B,D,連接AD,AB,BC,CD,如果∠B=∠D,那么A,B,C,D四點(diǎn)在同一個(gè)圓上.探究展示:如圖2,作經(jīng)過(guò)點(diǎn)A,C,D的⊙O,在劣弧AC上取一點(diǎn)E(不與A,C重合),連接AE,CE,則∠AEC+∠D=180°(依據(jù)1)∵∠B=∠D∴∠AEC+∠B=180°∴點(diǎn)A,B,C,E四點(diǎn)在同一個(gè)圓上(對(duì)角互補(bǔ)的四邊形四個(gè)頂點(diǎn)共圓)∴點(diǎn)B,D在點(diǎn)A,C,E所確定的⊙O上(依據(jù)2)∴點(diǎn)A,B,C,D四點(diǎn)在同一個(gè)圓上(1)上述探究過(guò)程中的“依據(jù)1”、“依據(jù)2”分別是指什么?依據(jù)1:;依據(jù)2:.(2)如圖3,在四邊形ABCD中,∠1=∠2,∠3=45°,則∠4的度數(shù)為.拓展探究:(3)如圖4,已知△ABC是等腰三角形,AB=AC,點(diǎn)D在BC上(不與BC的中點(diǎn)重合),連接AD.作點(diǎn)C關(guān)于AD的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)E,連接EB并延長(zhǎng)交AD的延長(zhǎng)線于F,連接AE,DE.①求證:A,D,B,E四點(diǎn)共圓;②若AB=2,AD?AF的值是否會(huì)發(fā)生變化,若不變化,求出其值;若變化,請(qǐng)說(shuō)明理由【答案】(1)圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ);過(guò)不在同一直線上的三個(gè)點(diǎn)有且只有一個(gè)圓;(2)45°;(3)①見(jiàn)解析②8【分析】(1)根據(jù)圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì)、過(guò)三點(diǎn)的圓解答即可;(2)根據(jù)四點(diǎn)共圓、圓周角定理解答;(3)①根據(jù)軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)得到,,,,進(jìn)而得到,證明結(jié)論;②連接,證明,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)列出比例式,計(jì)算即可.【詳解】(1)解:依據(jù)1:圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ);依據(jù)2:過(guò)不在同一直線上的三個(gè)點(diǎn)有且只有一個(gè)圓,故答案為:圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ);過(guò)不在同一直線上的三個(gè)點(diǎn)有且只有一個(gè)圓;(2)解:∵,∴點(diǎn)四點(diǎn)在同一個(gè)圓上,∴,∵,∴,故答案為:45°;(3)①證明:∵,∴,∵點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于的對(duì)稱(chēng),∴,,∴=,,∴,∴,∴A,D,B,E四點(diǎn)共圓;②解:的值不會(huì)發(fā)生變化,理由如下:如圖4,連接,∵點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于的對(duì)稱(chēng),∴,∴,∴,∵A,D,B,E四點(diǎn)共圓,∴,∴,∴A,B,F(xiàn),C四點(diǎn)共圓,∴,∵,∴,∴,∴.【點(diǎn)睛】本題考查的是四點(diǎn)共圓、相似三角形的判定和性質(zhì)、軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì),正確理解四點(diǎn)共圓的條件是解題的關(guān)鍵.14.(2022·江蘇揚(yáng)州·模擬預(yù)測(cè))如圖,將一副斜邊相等的直角三角板按斜邊重合擺放在同一平面內(nèi),其中∠DAB=45°,∠CAB=30°,點(diǎn)O為斜邊AB的中點(diǎn),連接CD交AB于點(diǎn)E.設(shè)AB=1.(1)求證:A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)在以點(diǎn)O為圓心的同一個(gè)圓上;(2)分別求△ABC和△ABD的面積;(3)過(guò)點(diǎn)D作DF∥BC交AB于點(diǎn)F,求OE︰OF的比值.【答案】(1)見(jiàn)解析;(2)△ABC的面積為,△ABD的面積為;(3)【分析】(1)根據(jù)直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半,可得0C=OA=OB=OD,即可得出答案.(2)根據(jù)已知條件可計(jì)算出AC、BC、AD、BD的長(zhǎng)度,根據(jù)三角形的面積公式即可得出答案.(3)根據(jù)等腰直角三角形的性質(zhì)得到,,根據(jù)平行線的性質(zhì)得到,解直角三角形得到,,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)即可得到結(jié)論.【詳解】(1)證明:如圖,連接OD、OC,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,點(diǎn)O是AB的中點(diǎn),∴OC=OA=OB,在Rt△ABD中,∠ADB=90°,點(diǎn)O是AB的中點(diǎn),∴OD=OA=OB,∴OA=OB=OC=OD,∴A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)在以點(diǎn)O為圓心的同一個(gè)圓上;(2)解:△ABC的面積為;△ABD的面積為(3)解:是等腰直角三角形,點(diǎn)O為斜邊AB的中點(diǎn)∵DF∥BC∵∴△DEF∽△CEB,∴又得.【點(diǎn)睛】本題考查相似三角形的判定和性質(zhì)(兩組對(duì)應(yīng)角分別相等的兩個(gè)三角形相似;相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例),三角形的面積的計(jì)算(三角形面積=底底邊上的高),解直角三角形,正確的識(shí)別圖形是解的關(guān)鍵.15.(2023·重慶九年級(jí)課時(shí)練習(xí))如圖,四邊形內(nèi)接于,對(duì)角線,垂足為,于點(diǎn),直線與直線于點(diǎn).(1)若點(diǎn)在內(nèi),如圖1,求證:和關(guān)于直線對(duì)稱(chēng);(2)連接,若,且與相切,如圖2,求的度數(shù).【答案】(1)見(jiàn)解析;(2)【分析】(1)根據(jù)垂直及同弧所對(duì)圓周角相等性質(zhì),可得,可證與全等,得到,進(jìn)一步即可證點(diǎn)和關(guān)于直線成軸對(duì)稱(chēng);(2)作出相應(yīng)輔助線如解析圖,可得與全等,利用全等三角形的性質(zhì)及切線的性質(zhì),可得,根據(jù)平行線的性質(zhì)及三角形內(nèi)角和即可得出答案.【詳解】解:(1)證明:∵,,∴,∵,∴,又∵同弧所對(duì)圓周角相等,∴,∴,在與中,∴,∴,又,∴點(diǎn)和關(guān)于直線成軸對(duì)稱(chēng);(2)如圖,延長(zhǎng)交于點(diǎn),連接,,,,∵,,∴、、、四點(diǎn)共圓,、、、四點(diǎn)共圓,∴,,在與中,,∴,∴,∴為等腰直角三角形,∴,∴,又,∴,∵與相切,∴,∴,∴,∴,∴,∴.【點(diǎn)睛】題目主要考查圓的有關(guān)性質(zhì)、三角形全等、成軸對(duì)稱(chēng)、平行線性質(zhì)等,作出相應(yīng)輔助線及對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的熟練運(yùn)用是解題的關(guān)鍵.16.(2023·江蘇·九年級(jí)假期作業(yè))【問(wèn)題情境】如圖①,在四邊形中,,求證:A、B、C、D四點(diǎn)共圓.小吉同學(xué)的作法如下:連結(jié),取的中點(diǎn),連結(jié)、,請(qǐng)你幫助小吉補(bǔ)全余下的證明過(guò)程;【問(wèn)題解決】如圖②,在正方形中,,點(diǎn)是邊的中點(diǎn),點(diǎn)是邊上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連結(jié),,作于點(diǎn)P.(1)如圖②,當(dāng)點(diǎn)P恰好落在正方形對(duì)角線上時(shí),線段的長(zhǎng)度為;(2)如圖③,過(guò)點(diǎn)P分別作于點(diǎn),于點(diǎn),連結(jié),則的最小值為.【答案】問(wèn)題情境:見(jiàn)解析;問(wèn)題解決:(1);(2)【分析】[問(wèn)題情境]連結(jié),取的中點(diǎn),連結(jié)、,根據(jù)直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半,可得,以此即可證明;[問(wèn)題解決](1)根據(jù)題意可得,由[問(wèn)題情境]結(jié)論可知、、、四點(diǎn)共圓,根據(jù)圓周角定理以及正方形的性質(zhì)可得,則為等腰直角三角形,設(shè)長(zhǎng)為,則長(zhǎng)為,根據(jù)勾股定理列出方程,求解即可;(2)由[問(wèn)題情境]結(jié)論可知、、、四點(diǎn)共圓,過(guò)點(diǎn)作于點(diǎn),作于點(diǎn),連接交于點(diǎn),連接,根據(jù)題意可得四邊形為矩形,則要求的最小值,即求的最小值,根據(jù)平行線的性質(zhì)和中點(diǎn)的定義可得為的中位線,得,,同理可證四邊形為矩形,以此得到,,根據(jù)勾股定理得,根據(jù)兩點(diǎn)之間線段最短得,以此即可求出的最小值,從而求得的最小值.【詳解】[問(wèn)題情境]證明:如圖,連結(jié),取的中點(diǎn),連結(jié)、,,為的中點(diǎn),,、、、四點(diǎn)共圓;[問(wèn)題解決](1)四邊形為正方形,點(diǎn)是邊的中點(diǎn),,,,,由[問(wèn)題情境]結(jié)論可知,、、、四點(diǎn)共圓,如圖,,為正方形的對(duì)角線,,,為等腰直角三角形,設(shè)長(zhǎng)為,則長(zhǎng)為,,即,解得:,(不合題意,舍去),線段的長(zhǎng)度為;故答案為:;(2)由
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