人教版九年级上册数学 圆 几何综合单元测试卷(解析版)
人教版九年级上册数学圆几何综合单元测试卷（解析版）
一、初三数学圆易错题压轴题（难）
1．如图所示，CD为⊙O的直径，点B在⊙O上，连接BC、BD，过点B的切线AE与CD 的延长线交于点A，OE//BD，交BC于点F，交AB于点E.
（1）求证：∠E=∠C；
（2）若⊙O的半径为3，AD=2，试求AE的长；
（3）在（2）的条件下，求△ABC的面积.
【答案】（1）证明见解析；（2）10；（3）48 5
.
【解析】
试题分析：（1）连接OB，利用已知条件和切线的性质证明：OE∥BD，即可证明：∠E=∠C；
（2）根据题意求出AB的长，然后根据平行线分线段定理，可求解；
（3）根据相似三角形的面积比等于相似比的平方可求解.
试题解析：（1）如解图，连接OB，
∵CD为⊙O的直径，
∴∠CBD＝∠CBO＋∠OBD＝90°，
∵AB是⊙O的切线，
∴∠ABO＝∠ABD＋∠OBD＝90°，
∴∠ABD＝∠CBO.
∵OB、OC是⊙O的半径，
∴OB＝OC，∴∠C＝∠CBO.
∵OE∥BD，∴∠E＝∠ABD，
∴∠E＝∠C；
（2）∵⊙O的半径为3，AD＝2，
∴AO＝5，∴AB＝4.
∵BD∥OE，
∴＝，
∴＝，
∴BE＝6，AE=6+4=10
（3）S △AOE==15，然后根据相似三角形面积比等于相似比的平方可得
S△ABC= S△AOE==
2．如图，在平面直角坐标系中，O为坐标原点，△ABC的边BC在y轴的正半轴上，点A在x轴的正半轴上，点C的坐标为（0，8），将△ABC沿直线AB折叠，点C落在x轴的负半轴D（?4，0）处．
（1）求直线AB的解析式；
（2）点P从点A出发以每秒45个单位长度的速度沿射线AB方向运动，过点P作PQ⊥AB，交x轴于点Q，PR∥AC交x轴于点R，设点P运动时间为t（秒），线段QR长为d，求d与t的函数关系式（不要求写出自变量t的取值范围）；
（3）在（2）的条件下，点N是射线AB上一点，以点N为圆心，同时经过R、Q两点作⊙N，⊙N交y轴于点E，F．是否存在t，使得EF=RQ？若存在，求出t的值，并求出圆心N的坐标；若不存在，说明理由．
【答案】（1）
1
3
2
y x
=-+（2）d=5t （3）故当 t=
8
5
，或8
15
，时，QR=EF，N（-
6，6）或（2，2）．
【解析】
试题分析：（1）由C（0，8），D（-4，0），可求得OC，OD的长，然后设OB=a，则BC=8-a，在Rt△BOD中，由勾股定理可得方程：（8-
a）2=a2+42,解此方程即可求得B的坐标，然后由三角函数的求得点A的坐标，再利用待定系数法求得直线AB的解析式；
（2）在Rt△AOB中，由勾股定理可求得AB的长，继而求得∠BAO的正切与余弦，由PR//AC 与折叠的性质，易证得RQ=AR，则可求得d与t的函数关系式；
（3）首先过点分别作NT⊥RQ于T，NS⊥EF于S，易证得四边形NTOS是正方形，然后分别从点N在第二象限与点N在第一象限去分析求解即可求解;
试题解析：
（1）∵C（0，8），D（-4，0），
∴OC=8，OD=4，
设OB=a，则BC=8-a，
由折叠的性质可得：BD=BC=8-a，
在Rt△BOD中，∠BOD=90°，DB2=OB2+OD2，
则（8-a）2=a2+42，
解得：a=3，
则
B （0，3）， tan ∠ODB=
3
4
OB OD = ， 在Rt △AOC 中，∠AOC=90°，tan ∠ACB=3
4
OA OC = ， 则OA=6， 则A （6，0），
设直线AB 的解析式为：y=kx+b ，
则60{3
k b b +== ，解得：1
{23
k b =-= ， 故直线AB 的解析式为：y=-1
2
x +3； （2）如图所示：
在Rt △AOB 中，∠AOB=90°，OB=3，OA=6， 则2
2
135,tan 2OB OB OA BAO OA +=∠=
= ，255OA
cos BAO AB
∠==， 在Rt △PQA 中，905APQ AP t ∠=?=，
则AQ=
10cos AP
t BAO =∠ ,
∵PR ∥AC ，
∴∠APR=∠CAB ，
由折叠的性质得：∠BAO=∠CAB ， ∴∠BAO=∠APR ， ∴PR=AR ，
∵∠RAP+∠PQA=∠APR+∠QPR=90°， ∴∠PQA=∠QPR ， ∴RP=RQ ， ∴RQ=AR ， ∴QR=
1
2
AQ=5t,
（3）过点分别作NT ⊥RQ 于T ，NS ⊥EF 于S ， ∵EF=QR ， ∴NS=NT ，
∴四边形NTOS 是正方形，
则TQ=TR=
1522QR t = ， ∴111515
1022224
NT AT AQ TQ t t t ==-=-=（）
（） ， 分两种情况，
若点N 在第二象限，则设N （n ，-n ），
点N 在直线1
32
y x =-+ 上， 则1
32
n n -=-
+ ， 解得：n=-6，
故N （-6，6），NT=6，
即
15
64
t = ， 解得：8
5
t = ;
若点N 在第一象限，设N （N ，N ）， 可得：1
32
n n =-+ , 解得：n=2， 故N （2，2），NT=2，
即15
24
t =, 解得：t=8
15
∴当 t =
85，或8
15
，时，QR =EF ，N （-6，6）或（2，2）。 点睛：此题考查了折叠的性质、待定系数法求一次函数的解析式、正方形的判定与性质、
等腰三角形的性质、平行线的性质以及三角函数等知识．此题难度较大，注意掌握辅助线的作法，注意数形结合思想与方程思想的应用。
3．四边形ABCD 的对角线交于点E ，有AE =EC ，BE =ED ，以AB 为直径的O 过点E ．
（1）求证：四边形ABCD 是菱形．
（2）若CD 的延长线与圆相切于点F ，已知直径AB =4．求阴影部分的面积.
【答案】（1）证明见解析；（2）513
π- 【解析】
试题分析：（1）先由AE=EC 、BE=ED 可判定四边形为平行四边形，再根据∠AEB=90°可判定该平行四边形为菱形；
（2）连接OF ，过点D 作DP ,AB P E EQ AB ⊥⊥于过点作于Q ，分别求出扇形BOE 、△AOE、半圆O 的面积，即可得出答案. 试题解析：（1）
AE =EC ，BE =ED
∴ABCD 四边形为平行四边形 ∵90AB AEB ∠∴=?是直径 ∴ABCD 平行四边形是菱形
（2）连接OF ，过点D 作DP ,AB P E EQ AB ⊥⊥于过点作于Q
CF 切O 于点F
∴90OFC ∠=? ∵ABCD 四边形是菱形，
∴,90CD AB BOF OFD DPO ∠∠∠∴===? ∴FOPD DP OF ∴=四边形是矩形
ABCD 四边形是菱形，AB AD ∴=
∵11
,3022
OF AB DP AD DAB ∠=
∴=∴=?
∴ABCD 四边形是菱形
∴1
152
CAB DAB ∠=∠=? ∴180215150AOE ∠=?-??=? ∴3090EOB EQO ∠∠=?=?
∴1
12
EQ OE =
= 21502360
S 阴影
π?∴=
-1
521123π??=- 点睛：本题主要考查菱形的判定即矩形的判定与性质、切线的性质，熟练掌握其判定与性质并结合题意加以灵活运用是解题的关键．
4．如图1，四边形ABCD 中，
、
为它的对角线，E 为AB 边上一动点（点E 不与点
A 、
B 重合），EF ∥A
C 交BC 于点F ，FG ∥B
D 交DC 于点G ，GH ∥AC 交AD 于点H ，连接H
E ．记四边形EFGH 的周长为，如果在点的运动过程中，的值不变，则我们称四边形ABCD 为“四边形”， 此时的值称为它的“值”．经过探究，可得矩形是“四边形”．如图2，矩形ABCD 中，若AB=4，BC=3，则它的“值”为 ．
（1）等腰梯形 （填“是”或 “不是”）“四边形”； （2）如图3，是⊙O 的直径，A 是⊙O 上一点，，点为
上的一动
点，将△
沿
的中垂线翻折，得到△
．当点运动到某一位置时，以、、、
、、中的任意四个点为顶点的“四边形”最多，最多有 个． 【答案】“值”为10；（1）是；（2）最多有5个． 【解析】
试题分析：仔细分析题中“四边形”的定义结合矩形的性质求解即可； （1）根据题中“四边形”的定义结合等腰梯形的性质即可作出判断；
（2）根据题中“四边形”的定义结合中垂线的性质、圆的基本性质即可作出判断. 矩形ABCD 中，若AB=4，BC=3，则它的“值”为10； （1）等腰梯形是“四边形”；
（2）由题意得当点运动到某一位置时，以、、、、、中的任意四个点为顶点的“
四边形”最多，最多有5个. 考点：动点问题的综合题
点评：此类问题综合性强，难度较大，在中考中比较常见，一般作为压轴题，题目比较典型．
5．在平面直角坐标系xOy中，⊙C的半径为r(r＞1)，点P是圆内与圆心C不重合的点，⊙C的“完美点”的定义如下：过圆心C的任意直线CP与⊙C交于点A，B，若满足|PA﹣PB|＝2，则称点P为⊙C的“完美点”，如图点P为⊙C的一个“完美点”．
(1)当⊙O的半径为2时
①点M(3
2
，0)⊙O的“完美点”，点(﹣
3
，﹣
1
2
)⊙O的“完美点”；(填
“是”或者“不是”)
②若⊙O的“完美点”P在直线y＝3
4
x上，求PO的长及点P的坐标；
(2)设圆心C的坐标为(s，t)，且在直线y＝﹣2x+1上，⊙C半径为r，若y轴上存在⊙C的“完美点”，求t的取值范围．
【答案】(1)①不是，是；②PO的长为1，点P的坐标为(4
5
，
3
5
)或(﹣
4
5
，﹣
3
5
)；(2)t的
取值范围为﹣1≤t≤3．
【解析】
【分析】
（1）①利用圆的“完美点”的定义直接判断即可得出结论.②先确定出满足圆的“完美点”的OP的长度，然后分情况讨论计算即可得出结论；（2）先判断出圆的“完美点”的轨迹，然后确定出取极值时OC与y轴的位置关系即可得出结论.
【详解】
解：(1)①∵点M(3
2
，0)，
∴设⊙O与x轴的交点为A，B，∵⊙O的半径为2，
∴取A(﹣2，0)，B(2，0)，
∴|MA﹣MB|＝|(3
2
+2)﹣(2﹣
3
2
)|＝3≠2，
∴点M不是⊙O的“完美点”，
同理：点(﹣3
，﹣
1
2
)是⊙O的“完美点”．
故答案为不是，是．
②如图1，
根据题意，|PA﹣PB|＝2，
∴|OP+2﹣(2﹣OP)|＝2，
∴OP＝1．
若点P在第一象限内，作PQ⊥x轴于点Q，
∵点P在直线y＝3
4
x上，OP＝1，
∴
43
,
55 OQ PQ
==．
∴P(43
,
55
)．
若点P在第三象限内，根据对称性可知其坐标为(﹣4
5
，﹣
3
5
)．
综上所述，PO的长为1，点P的坐标为(43
,
55
)或（
43
,
55
--）)．
(2)对于⊙C的任意一个“完美点”P都有|PA﹣PB|＝2，
∴|CP+r﹣(r﹣CP)|＝2．
∴CP＝1．
∴对于任意的点P，满足CP＝1，都有|CP+r﹣(r﹣CP)|＝2，∴|PA﹣PB|＝2，故此时点P为⊙C的“完美点”．
因此，⊙C的“完美点”是以点C为圆心，1为半径的圆．设直线y＝﹣2x+1与y轴交于点D，如图2，
当⊙C 移动到与y 轴相切且切点在点D 的上方时，t 的值最大． 设切点为E ，连接CE ，
∵⊙C 的圆心在直线y ＝﹣2x +1上， ∴此直线和y 轴，x 轴的交点D (0，1)，F (
1
2
，0)， ∴OF ＝
1
2，OD ＝1， ∵CE ∥OF ，
∴△DOF ∽△DEC ， ∴OD OF
DE CE = ， ∴
112DE = ， ∴DE ＝2， ∴OE ＝3，
t 的最大值为3，
当⊙C 移动到与y 轴相切且切点在点D 的下方时，t 的值最小． 同理可得t 的最小值为﹣1．
综上所述，t 的取值范围为﹣1≤t ≤3． 【点睛】
此题是圆的综合题，主要考查了新定义，相似三角形的性质和判定，直线和圆的位置关系，解本题的关键是理解新定义的基础上，会用新定义，是一道比中等难度的中考常考题.
6．如图，在ABC ?中，90ACB ∠=?，45ABC ∠=?，12BC cm =，半圆O 的直径
12DE cm =．点E 与点C 重合，半圆O 以2/cm s 的速度从左向右移动，在运动过程中，
点D 、E 始终在BC 所在的直线上．设运动时间为()x s ，半圆O 与ABC ?的重叠部分的面积为(
)2
S cm
．
（1）当0x =时，设点M 是半圆O 上一点，点N 是线段AB 上一点，则MN 的最大值为_________；MN 的最小值为________．
（2）在平移过程中，当点O 与BC 的中点重合时，求半圆O 与ABC ?重叠部分的面积
S ；
（3）当x 为何值时，半圆O 与ABC ?的边所在的直线相切？
【答案】（1）24cm ，()
926cm ；（2）2
(189)cm π+；（3）0x =或6x =或
932x =-【解析】 【分析】
（1）当N 与点B 重合，点M 与点D 重合时，MN 最大，此时121224()MN DB DE BC cm ==+=+=如图①，过点O 作ON
AB ⊥于N ，与半圆交于点
M ，此时MN 最小，MN ON OM =-，
2
61218()92()OB OC CB cm ON BN cm =+=+====，所以926()MN ON OM cm =-=；
（2）当点O 与BC 的中点重合时，如图②，点O 移动了12cm ，设半圆与AB 交于点H ，连接OH 、CH ，6OH OC OB ===，
2901
6669183602
BOH HOC S S S ππ?=+=
?+??=+阴影扇形； （3）当半圆O 与直线AC 相切时，运动的距离为0或12，所以0x =（秒)或6（秒)；当半圆O 与直线AB 相切时，如图③，连接OH ，则OH AB ⊥，6OH =，262OB OH ==1262OC BC OB =-=-61262182()cm +--，运动时间为1862
9322
x -=
=-)． 【详解】
解：解（1）当N 与点B 重合，点M 与点D 重合时，MN 最大，此时121224()MN DB DE BC cm ==+=+=
如图①，过点O 作ON AB ⊥于N ，与半圆交于点M ，此时MN 最小，
MN ON OM =-，
45ABC ∠=?， 45NOB ∴∠=?，
在Rt ONB ?中，61218()OB OC CB cm =+=+= 2
92()2
ON BN OB cm ∴==
=， 926()MN ON OM cm ∴=-=-，
故答案为24cm ，(926)cm -；
（2）当点O 与BC 的中点重合时，如图②，点O 移动了12cm ，
设半圆与AB 交于点H ，连接OH 、CH ．
BC 为直径， 90CHB ∴∠=?，
45ABC ∠=?
45HCB ∴∠=?，
HC HB ∴=，
OH BC ∴⊥，6OH OC OB ===，
2901
6669183602
BOH HOC S S S ππ?=+=
?+??=+阴影扇形； （3）当半圆O 与直线AC 相切时，运动的距离为0或12， 0x ∴=（秒)或6（秒)；
当半圆O 与直线AB 相切时，如图③，
连接OH ，则OH AB ⊥，6OH = 45B ∠=?，90OHB ∠=?， 262OB OH ∴=，
1262OC BC OB =-=-，
移动的距离为612621862()cm +-=-， 运动时间为1862
932x -=
=-（秒)， 综上所述，当x 为0或6或932-时，半圆O 与ABC ?的边所在的直线相切． 【点睛】
本题考查了圆综合知识，熟练掌握勾股定理以及圆切线定理是解题的关键．要注意分类讨论.
7．已知ABD △内接于圆O ，点C 为弧BD 上一点，连接BC AC AC 、，交BD 于点E ，CED ABC ∠=∠．
（1）如图1，求证：弧AB =弧AD ；
（2）如图2，过B 作BF AC ⊥于点F ，交圆O 点G ，连接AG 交BD 于点H ，且
222EH BE DH =+，求CAG ∠的度数；
（3）如图3，在（2）的条件下，圆O 上一点M 与点C 关于BD 对称，连接ME ，交AB 于点N ，点P 为弧AD 上一点，PQ BG ∥交AD 于点Q ，交BD 的延长线于点R ，
AQ BN =，ANE 的周长为20，52DR =O 半径．
【答案】（1）见解析；（2）∠CAG=45°；（3）r=62 【解析】 【分析】
（1）证∠ABD=∠ACB 可得；
（2）如下图，△AHD 绕点A 旋转至△ALE 处，使得点D 与点B 重合，证△ALE ≌△AHE ，利用勾股定理逆定理推导角度；
（3）如下图，延长QR 交AB 于点T ，分别过点N 、Q 作BD 的垂线，交于点V ，I ，取QU=AE ，过点U 作UK 垂直BD.先证△AEN ≌△QUD ，再证△NVE ≌△RKU ，可得到NV=KR=DK ，进而求得OB 的长. 【详解】
（1）∵∠CED 是△BEC 的外角，∴∠CED=∠EBC+∠BCA ∵∠ABC=∠ABD+∠EBC 又∵∠CED=∠ABC ∴∠ABD=∠ACB ∴弧AB=弧AD
（2）如下图，△AHD 绕点A 旋转至△ALE 处，使得点D 与点B 重合
∵△ALB是△AHD旋转所得
∴∠ABL=∠ADB，AL=AH
设∠CAG=a，则∠CBG=a
∵BG⊥AC
∴∠BCA=90°-a，∴∠ADB=∠ABD=90°-a
∴在△BAD中，BAE+∠HAD=180-a-(90°-a)-(90°-a)=a
∴∠LAE=∠EAH=a
∵LA=AH，AE=AE
∴△ALE≌△AHE，∴LE=EH
∵HD=LB，222
=+
EH BE DH
∴△LBE为直角三角形
∴∠LBE=(90°-a)+(90°-a)=90°，解得：a=45°
∴∠CAG=45°
（3）如下图，延长QR交AB于点T，分别过点N、Q作BD的垂线，交于点V，I，取QU=AE，过点U作UK垂直BD
由（2）得∠BAD=90°
∴点O在BD上
设∠R=n，则∠SER=∠BEC=∠MEB=90°-n
∴∠AEN=2n
∵SQ⊥AC
∴∠TAS=∠AQS=∠DQR，AN=QD
∵QU=AE
∴△AEN ≌△QUD ∴∠QUD=∠AEN=2n ∴UD=UR=NE ， ∵△ANE 的周长为20 ∴QD+QR=20 在△DQR 中，QD=7 ∵∠ENR=∠UDK=∠R=n ∴△NVE ≌△RKU ∴NV=KR=DK=52
2
∴BN=5
∴BD=122，OB=62r = 【点睛】
本题考查了圆的证明，涉及到全等、旋转和勾股定理，解题关键是结合图形特点，适当构造全等三角形
8．（1）如图1，A 是⊙O 上一动点，P 是⊙O 外一点，在图中作出PA 最小时的点A ． （2）如图2，Rt △ABC 中，∠C ＝90°，AC ＝8，BC ＝6，以点C 为圆心的⊙C 的半径是3.6，Q 是⊙C 上一动点，在线段AB 上确定点P 的位置，使PQ 的长最小，并求出其最小值． （3）如图3，矩形ABCD 中，AB ＝6，BC ＝9，以D 为圆心，3为半径作⊙D ，E 为⊙D 上一动点，连接AE ，以AE 为直角边作Rt △AEF ，∠EAF ＝90°，tan ∠AEF ＝
1
3
，试探究四边形ADCF 的面积是否有最大或最小值，如果有，请求出最大或最小值，否则，请说明理由．
【答案】（1）作图见解析；（2）PQ 长最短是1.2；（3）四边形ADCF 面积最大值是
81313
2
+，最小值是813132-
【解析】 【分析】
（1）连接线段OP 交⊙C 于A ，点A 即为所求；
（2）过C 作CP ⊥AB 于Q ，P ，交⊙C 于Q ，这时PQ 最短，根据勾股定理以及三角形的面积公式即可求出其最小值；
（3）△ACF 的面积有最大和最小值，取AB 的中点G ，连接FG ，DE ，证明△FAG ～△EAD ，
进而证明点F在以G为圆心1为半径的圆上运动，过G作GH⊥AC于H，交⊙G于F1，GH 反向延长线交⊙G于F2，①当F在F1时，△ACF面积最小，分别求出△ACD的面积和△ACF 的面积的最小值即可得出四边形ADCF的面积的最小值；②当F在F2时，四边形ADCF的面积有最大值，在⊙G上任取异于点F2的点P，作PM⊥AC于M，作GN⊥PM于N，利用矩形的判定与性质以及三角形的面积公式即可得出得出四边形ADCF的面积的最大值．【详解】
解：（1）连接线段OP交⊙C于A，点A即为所求，如图1所示；
（2）过C作CP⊥AB于Q，P，交⊙C于Q，这时PQ最短．
理由：分别在线段AB，⊙C上任取点P'，点Q'，连接P'，Q'，CQ'，如图2，
由于CP⊥AB，根据垂线段最短，CP≤CQ'+P'Q'，
∴CO+PQ≤CQ'+P'Q'，
又∵CQ＝CQ'，
∴PQ＜P'Q'，即PQ最短．
在Rt△ABC中2222
8610
AB AC BC
=+=+=，
11
22
ABC
S AC BC AB CP ?
=?=?，
∴
68
4.8
10
AC BC
CP
AB
??
===，
∴PQ＝CP﹣CQ＝6.8﹣3.6＝1.2，
∴2222
6 4.8 3.6
BP BC CP
-=-=．
当P在点B左侧3.6米处时，PQ长最短是1.2．（3）△ACF的面积有最大和最小值．
如图3，取AB的中点G，连接FG，DE．
∵∠EAF＝90°，
1 tan
3
AEF
∠=，
∴
1
3 AF
AE
=
∵AB＝6，AG＝GB，∴AC＝GB＝3，
∴31
93AG AD ==， ∴
D
AF AE AG
A = ∵∠BAD ＝∠
B ＝∠EAF ＝90°， ∴∠FAG ＝∠EAD ， ∴△FAG ～△EAD ，
∴
1
3FG AF DE AE ==， ∵DE ＝3， ∴FG ＝1，
∴点F 在以G 为圆心1为半径的圆上运动， 连接AC ，则△ACD 的面积＝6
92722
CD AD ?
=?=， 过G 作GH ⊥AC 于H ，交⊙G 于F 1，GH 反向延长线交⊙G 于F 2，
①当F 在F 1时，△ACF 面积最小．理由：由（2）知，当F 在F 1时，F 1H 最短，这时△ACF 的边AC 上的高最小，所以△ACF 面积有最小值， 在Rt △ABC 中，222269313AC AB BC =+=+=∴313sin 13
313BC BAC AC ∠=
==
， 在Rt △ACH 中，313913
sin 3GH AG BAC =?∠==
∴11913
113
F H GH GF =-=
-， ∴△ACF 面积有最小值是：
11191327313
313(1)22132
AC F H -?=?-=
； ∴四边形ADCF 面积最小值是：2731381313
27--+
=
； ②当F 在F 2时，F 2H 最大理由：在⊙G 上任取异于点F 2的点P ，作PM ⊥AC 于M ，作GN ⊥PM 于N ，连接PG ，则四边形GHMN 是矩形，
在Rt △GNP 中，∠NGF 2＝90°， ∴PG ＞PN ， 又∵F 2G ＝PG ，
∴F 2G +GH ＞PN +MN ，即F 2H ＞PM ， ∴F 2H 是△ACF 的边AC 上的最大高， ∴面积有最大值， ∵22913
113
F H GH GF =+=
+， ∴△ACF 面积有最大值是
21191327313
313(1)22AC F H +?=??+=
； ∴四边形ADCF 面积最大值是2731381313
2722
+++
=
； 综上所述，四边形ADCF 面积最大值是81313
2
+，最小值是813132-．
【点睛】
本题为圆的综合题，考查了矩形，圆，相似三角形的判定和性质，两点之间线段最短等知识，解题的关键是学会添加常用辅助线，构造相似三角形解决问题，属于中考填空题中的压轴题．
9．如图，已知AB 是⊙O 的直径，C 是⊙O 上一点（不与A 、B 重合），D 为的AC 中点，过点D 作弦DE ⊥AB 于F ，P 是BA 延长线上一点，且∠PEA ＝∠B ．
（1）求证：PE 是⊙O 的切线；
（2）连接CA 与DE 相交于点G ，CA 的延长线交PE 于H ，求证：HE ＝HG ； （3）若tan ∠P ＝
512，试求AH
AG
的值． 【答案】（1）证明见解析；（2）证明见解析；（3）13
10
AH AG =． 【解析】 【分析】
（1）连接OE ，由圆周角定理证得∠EAB+∠B ＝90°，可得出∠OAE ＝∠AEO ，则∠PEA+∠AEO ＝90°，即∠PEO ＝90°，则结论得证；
（2）连接OD ，证得∠AOD ＝∠AGF ，∠B ＝∠AEF ，可得出∠PEF ＝2∠B ，∠AOD ＝2∠B ，
可证得∠PEF＝∠AOD＝∠AGF，则结论得证；
（3）可得出tan∠P＝tan∠ODF＝
5
12
OF
DF
=，设OF＝5x，则DF＝12x，求出AE，BE，得
出
2
3
AE
BE
=，证明△PEA∽△PBE，得出2
3
PA
PE
=，过点H作HK⊥PA于点K，证明∠P＝
∠PAH，得出PH＝AH，设HK＝5a，PK＝12a，得出PH＝13a，可得出AH＝13a，AG＝10a，则可得出答案．
【详解】
解：（1）证明：如图1，连接OE，
∵AB是⊙O的直径，
∴∠AEB＝90°，
∴∠EAB+∠B＝90°，
∵OA＝OE，
∴∠OAE＝∠AEO，
∴∠B+∠AEO＝90°，
∵∠PEA＝∠B，
∴∠PEA+∠AEO＝90°，
∴∠PEO＝90°，
又∵OE为半径，
∴PE是⊙O的切线；
（2）如图2，连接OD，
∵D为AC的中点，
∴OD⊥AC，设垂足为M，
∴∠AMO＝90°，
∵DE⊥AB，
∴∠AFD＝90°，
∴∠AOD+∠OAM＝∠OAM+∠AGF＝90°，∴∠AOD＝∠AGF，
∵∠AEB＝∠EFB＝90°，
∴∠B＝∠AEF，
∵∠PEA＝∠B，
∴∠PEF＝2∠B，
∵DE⊥AB，
∴AE AD
=，
∴∠AOD＝2∠B，
∴∠PEF＝∠AOD＝∠AGF，
∴HE＝HG；
（3）解：如图3，
∵∠PEF＝∠AOD，∠PFE＝∠DFO，
∴∠P＝∠ODF，
∴tan∠P＝tan∠ODF＝
5
12 OF
DF
=，
设OF＝5x，则DF＝12x，
∴OD22
OF DF
+13x，
∴BF＝OF+OB＝5x+13x＝18x，AF＝OA﹣OF＝13x﹣5x＝8x，
∵DE⊥OA，
∴EF＝DF＝12x，
∴AE22
AF EF
+13，BE22
EF BF
+13，∵∠PEA＝∠B，∠EPA＝∠BPE，
∴△PEA∽△PBE，
∴
4132
3
613
PA AE
PE BE
===，
∵∠P+∠PEF＝∠FAG+∠AGF＝90°，∴∠HEG＝∠HGE，
∴∠P＝∠FAG，
又∵∠FAG＝∠PAH，
∴∠P＝∠PAH，
∴PH＝AH，
过点H作HK⊥PA于点K，∴PK＝AK，
∴
1
3 PK
PE
=，
∵tan∠P＝
5 12
，
设HK＝5a，PK＝12a，
∴PH＝13a，
∴AH＝13a，PE＝36a，
∴HE＝HG＝36a﹣13a＝23a，
∴AG＝GH﹣AH＝23a﹣13a＝10a，
∴
1313
1010 AH a
AG a
==．
【点睛】
本题是圆的综合题，考查了垂径定理，圆周角定理，相似三角形的判定和性质，切线的判定，解直角三角形，勾股定理，等腰三角形的性质等知识，掌握相似三角形的判定定和性质定理及方程思想是解题的关键．
10．已知点A为⊙O外一点，连接AO，交⊙O于点P，AO=6．点B为⊙O上一点，连接BP，过点A作CA⊥AO，交BP延长线于点C，AC=AB．
（1）判断直线AB与⊙O的位置关系，并说明理由．
（2）若3 PB的长．
（3）若在⊙O上存在点E，使△EAC是以AC为底的等腰三角形，则⊙O的半径r的取值范围是___________．
【答案】（1）AB与⊙O相切，理由见解析；（2）
43
PB=3
65
6
r
≤<
【解析】【分析】