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课时跟踪检测(七) 圆内接四边形的性质与判定定理
一、选择题
1.四边形ABCD的一个内角∠C=36°,E是BA延长线上一点,若∠DAE=36°,则四边形ABCD( )
A.一定有一个外接圆
B.四个顶点不在同一个圆上
C.一定有内切圆
D.四个顶点是否共圆不能确定
解析:选A 因为∠C=36°,∠DAE=36°,所以∠C与∠BAD的一个外角相等,由圆内接四边形判定定理的推论知,该四边形有外接圆,故选A.
2.圆内接四边形ABCD中,∠A∶∠B∶∠C∶∠D可以是( )
A.4∶2∶3∶1 B.4∶3∶1∶2
C.4∶1∶3∶2 D.以上都不对
解析:选B 由四边形ABCD内接于圆,得∠A+∠C=∠B+∠D,从而只有B项符合题意.
3.如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,E为AB的延长线上一点,∠CBE=40°,则∠AOC等于( )
A.20° B.40°
C.80° D.100°
解析:选C 四边形ABCD是圆内接四边形,且∠CBE=40°,由圆内接四边形性质知∠D=∠CBE=40°,又由圆周角定理知∠AOC=2∠D=80°.
4.已知四边形ABCD是圆内接四边形,下列结论中正确的有( )
①如果∠A=∠C,则∠A=90°;
②如果∠A=∠B,则四边形ABCD是等腰梯形;
③∠A的外角与∠C的外角互补;
④∠A∶∠B∶∠C∶∠D可以是1∶2∶3∶4
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
解析:选B 由“圆内接四边形的对角互补”可知:①相等且互补的两角必为直角;②两相等邻角的对角也相等(亦可能有∠A=∠B=∠C=∠D的特例);③互补两内角的外角也互补;④两组对角之和的份额必须相等(这里1+3≠2+4).因此得出①③正确,②④错误.
二、填空题
5.如图,直径AB=10,弦BC=8,CD平分∠ACB,则AC=______,BD=________.
解析:∠ACB=90°,∠ADB=90°.
在Rt△ABC中,AB=10,BC=8,
∴AC==6.
又∵CD平分∠ACB,即∠ACD=∠BCD,
∴AD=BD.
∴BD= =5.
答案:6 5
6.如图,在圆内接四边形ABCD中,AB=AD,AC=1,∠ACD=60°,则四边形ABCD的面积为________.
解析:过A作AE⊥BC于E,AF⊥CD于F.
因为∠ADF+∠ABC=180°,
∠ABE+∠ABC=180°,
所以∠ABE=∠ADF.
又因为AB=AD,
∠AEB=∠AFD=90°,
所以Rt△AEB≌Rt△AFD.
所以S四边形ABCD=S四边形AECF,AE=AF.
又因为∠E=∠AFC=90°,AC=AC,
所以Rt△AEC≌Rt△AFC.
因为∠ACD=60°,∠AFC=90°,
所以∠CAF=30°.因为AC=1,
所以CF=,AF=,
所以S四边形ABCD=2S△ACF=2×CF×AF=.
答案:
7.如图,已知四边形ABCD内接于圆,分别延长AB和DC相交于点E,EG平分∠E,且与BC,AD分别相交于F,G,若∠AED=40°,∠CFG=80°,则∠A=________.
解析:∵EG平分∠E,∴∠FEC=20°.
∴∠FCE=∠CFG-∠FEC=60°.
∵四边形ABCD内接于圆,
∴∠A=∠FCE=60°.
答案:60°
三、解答题
8.如图,在△ABC中,∠C=60°,以AB为直径的半圆O分别交AC,BC于点D,E,已知⊙O的半径为2.
(1)求证:△CDE∽△CBA;
(2)求DE的长.
解:(1)证明:因为四边形ABED为⊙O的内接四边形,
所以∠CED=∠A(或∠CDE=∠B).
又∠C=∠C,
所以△CDE∽△CBA.
(2)法一:连接AE.由(1)得=,
因为AB为⊙O的直径,
所以∠AEB=∠AEC=90°.
在Rt△AEC中,因为∠C=60°,所以∠CAE=30°,
所以==,即DE=2.
法二:连接DO,EO.
因为AO=DO=OE=OB,
所以∠A=∠ODA,∠B=∠OEB.
由(1)知∠A+∠B=∠CDE+∠CED=120°,
又∠A+∠B+∠ADE+∠DEB=360°,
所以∠ODE+∠OED=120°,
则∠DOE=60°,
所以△ODE为等边三角形,
所以DE=OB=2.
9.如图,A,B,C,D四点在同一圆上,AD的延长线与BC的延长线交于E点,且EC=ED.
(1)证明:CD∥AB;
(2)延长CD到F,延长DC到G,使得EF=EG,证明:A,B,G,F四点共圆.
证明:(1)因为EC=ED,
所以∠EDC=∠ECD.
因为A,B,C,D四点在同一圆上,
所以∠EDC=∠EBA.
故ECD=∠EBA.
所以CD∥AB.
(2)由(1)知,AE=BE.
因为EF=EG,
故∠EFD=∠EGC,从而∠FED=∠GEC.
连接AF,BG,则△EFA≌△EGB,
故∠FAE=∠GBE.
又CD∥AB,∠EDC=∠ECD,
所以∠FAB=∠GBA.
所以∠AFG+∠GBA=180°.
故A,B,G,F四点共圆.
10.如图,已知⊙O的半径为2,弦AB的长为2,点C与点D分别是劣弧与优弧上的任一点(点C,D均不与A,B重合).
(1)求∠ACB;
(2)求△ABD的最大面积.
解:(1)连接OA,OB,作OE⊥AB,E为垂足,则AE=BE.
Rt△AOE中,OA=2,
AE=AB=×2=.
∴sin ∠AOE==,
∴∠AOE=60°,∠AOB=2∠AOE=120°.
又∠ADB=∠AOB,∴∠ADB=60°.
又四边形ACBD为圆内接四边形,∴∠ACB+∠ADB=180°.
从而有∠ACB=180°-∠ADB=120°.
(2)作DF⊥AB,垂足为F,则
S△ABD=AB·DF=×2×DF=DF.
显然,当DF经过圆心O时,DF取最大值,从而S△ABD取得最大值.
此时DF=DO+OF=3,S△ABD=3,
即△ABD的最大面积是3.
一、选择题
1.四边形ABCD的一个内角∠C=36°,E是BA延长线上一点,若∠DAE=36°,则四边形ABCD( )
A.一定有一个外接圆
B.四个顶点不在同一个圆上
C.一定有内切圆
D.四个顶点是否共圆不能确定
解析:选A 因为∠C=36°,∠DAE=36°,所以∠C与∠BAD的一个外角相等,由圆内接四边形判定定理的推论知,该四边形有外接圆,故选A.
2.圆内接四边形ABCD中,∠A∶∠B∶∠C∶∠D可以是( )
A.4∶2∶3∶1 B.4∶3∶1∶2
C.4∶1∶3∶2 D.以上都不对
解析:选B 由四边形ABCD内接于圆,得∠A+∠C=∠B+∠D,从而只有B项符合题意.
3.如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,E为AB的延长线上一点,∠CBE=40°,则∠AOC等于( )
A.20° B.40°
C.80° D.100°
解析:选C 四边形ABCD是圆内接四边形,且∠CBE=40°,由圆内接四边形性质知∠D=∠CBE=40°,又由圆周角定理知∠AOC=2∠D=80°.
4.已知四边形ABCD是圆内接四边形,下列结论中正确的有( )
①如果∠A=∠C,则∠A=90°;
②如果∠A=∠B,则四边形ABCD是等腰梯形;
③∠A的外角与∠C的外角互补;
④∠A∶∠B∶∠C∶∠D可以是1∶2∶3∶4
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
解析:选B 由“圆内接四边形的对角互补”可知:①相等且互补的两角必为直角;②两相等邻角的对角也相等(亦可能有∠A=∠B=∠C=∠D的特例);③互补两内角的外角也互补;④两组对角之和的份额必须相等(这里1+3≠2+4).因此得出①③正确,②④错误.
二、填空题
5.如图,直径AB=10,弦BC=8,CD平分∠ACB,则AC=______,BD=________.
解析:∠ACB=90°,∠ADB=90°.
在Rt△ABC中,AB=10,BC=8,
∴AC==6.
又∵CD平分∠ACB,即∠ACD=∠BCD,
∴AD=BD.
∴BD= =5.
答案:6 5
6.如图,在圆内接四边形ABCD中,AB=AD,AC=1,∠ACD=60°,则四边形ABCD的面积为________.
解析:过A作AE⊥BC于E,AF⊥CD于F.
因为∠ADF+∠ABC=180°,
∠ABE+∠ABC=180°,
所以∠ABE=∠ADF.
又因为AB=AD,
∠AEB=∠AFD=90°,
所以Rt△AEB≌Rt△AFD.
所以S四边形ABCD=S四边形AECF,AE=AF.
又因为∠E=∠AFC=90°,AC=AC,
所以Rt△AEC≌Rt△AFC.
因为∠ACD=60°,∠AFC=90°,
所以∠CAF=30°.因为AC=1,
所以CF=,AF=,
所以S四边形ABCD=2S△ACF=2×CF×AF=.
答案:
7.如图,已知四边形ABCD内接于圆,分别延长AB和DC相交于点E,EG平分∠E,且与BC,AD分别相交于F,G,若∠AED=40°,∠CFG=80°,则∠A=________.
解析:∵EG平分∠E,∴∠FEC=20°.
∴∠FCE=∠CFG-∠FEC=60°.
∵四边形ABCD内接于圆,
∴∠A=∠FCE=60°.
答案:60°
三、解答题
8.如图,在△ABC中,∠C=60°,以AB为直径的半圆O分别交AC,BC于点D,E,已知⊙O的半径为2.
(1)求证:△CDE∽△CBA;
(2)求DE的长.
解:(1)证明:因为四边形ABED为⊙O的内接四边形,
所以∠CED=∠A(或∠CDE=∠B).
又∠C=∠C,
所以△CDE∽△CBA.
(2)法一:连接AE.由(1)得=,
因为AB为⊙O的直径,
所以∠AEB=∠AEC=90°.
在Rt△AEC中,因为∠C=60°,所以∠CAE=30°,
所以==,即DE=2.
法二:连接DO,EO.
因为AO=DO=OE=OB,
所以∠A=∠ODA,∠B=∠OEB.
由(1)知∠A+∠B=∠CDE+∠CED=120°,
又∠A+∠B+∠ADE+∠DEB=360°,
所以∠ODE+∠OED=120°,
则∠DOE=60°,
所以△ODE为等边三角形,
所以DE=OB=2.
9.如图,A,B,C,D四点在同一圆上,AD的延长线与BC的延长线交于E点,且EC=ED.
(1)证明:CD∥AB;
(2)延长CD到F,延长DC到G,使得EF=EG,证明:A,B,G,F四点共圆.
证明:(1)因为EC=ED,
所以∠EDC=∠ECD.
因为A,B,C,D四点在同一圆上,
所以∠EDC=∠EBA.
故ECD=∠EBA.
所以CD∥AB.
(2)由(1)知,AE=BE.
因为EF=EG,
故∠EFD=∠EGC,从而∠FED=∠GEC.
连接AF,BG,则△EFA≌△EGB,
故∠FAE=∠GBE.
又CD∥AB,∠EDC=∠ECD,
所以∠FAB=∠GBA.
所以∠AFG+∠GBA=180°.
故A,B,G,F四点共圆.
10.如图,已知⊙O的半径为2,弦AB的长为2,点C与点D分别是劣弧与优弧上的任一点(点C,D均不与A,B重合).
(1)求∠ACB;
(2)求△ABD的最大面积.
解:(1)连接OA,OB,作OE⊥AB,E为垂足,则AE=BE.
Rt△AOE中,OA=2,
AE=AB=×2=.
∴sin ∠AOE==,
∴∠AOE=60°,∠AOB=2∠AOE=120°.
又∠ADB=∠AOB,∴∠ADB=60°.
又四边形ACBD为圆内接四边形,∴∠ACB+∠ADB=180°.
从而有∠ACB=180°-∠ADB=120°.
(2)作DF⊥AB,垂足为F,则
S△ABD=AB·DF=×2×DF=DF.
显然,当DF经过圆心O时,DF取最大值,从而S△ABD取得最大值.
此时DF=DO+OF=3,S△ABD=3,
即△ABD的最大面积是3.
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