1. 下列命题中,真命题有 (
B
)
① 任意一个三角形一定有一个外接圆,并且只有一个外接圆;② 任意一个圆一定有一个内接三角形,并且只有一个内接三角形;③ 任意一个三角形一定有一个内切圆,并且只有一个内切圆;④ 任意一个圆一定有一个外切三角形,并且只有一个外切三角形。
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
答案:1. B
解析:
【分析】
解题时需逐一判断4个命题的真假,首先回忆三角形外接圆、内切圆的定义和性质,以及圆的内接三角形、外切三角形的概念:先判断与三角形相关的外接圆、内切圆的唯一性,再判断与圆相关的内接、外切三角形的唯一性,最终统计真命题的个数即可得到答案。
【解析】
我们逐个分析命题:
1. 命题①:三角形的外接圆圆心是三角形三边垂直平分线的交点(外心),任意三角形的三边垂直平分线有且只有1个交点,外接圆半径为外心到三角形顶点的距离,半径唯一,因此任意三角形有且只有1个外接圆,①是真命题。
2. 命题②:在圆上任取3个不共线的点,顺次连接得到的三角形都是该圆的内接三角形,这样的三角形有无数个,因此②是假命题。
3. 命题③:三角形的内切圆圆心是三角形三个内角角平分线的交点(内心),任意三角形的内角角平分线交点有且只有1个,内切圆半径为内心到三角形边的距离,半径唯一,因此任意三角形有且只有1个内切圆,③是真命题。
4. 命题④:任作三条均与圆相切且两两相交的直线,三条直线围成的三角形都是该圆的外切三角形,这样的三角形有无数个,因此④是假命题。
综上,真命题为①③,共2个。
【答案】
B
【知识点】
三角形外接圆性质,三角形内切圆性质,圆的内接与外切三角形
【点评】
本题侧重考查对圆和三角形相关位置关系概念的辨析,解题的关键是明确“三角形的外接圆、内切圆都是唯一的,而一个圆的内接三角形、外切三角形都有无数个”,避免混淆两类概念的唯一性特征即可正确解答。
【难度系数】
0.7
2.若$△ ABC$的内切圆半径为$r$,$△ ABC$的周长为$l$,则$△ ABC$的面积为
$\frac{1}{2}lr$
.
答案:2. $\frac{1}{2}lr$
解析:
【分析】
解题时先回忆三角形内切圆的性质:内切圆的圆心(内心)到三角形三边的距离都等于内切圆半径r。我们可以用割补法推导面积:把大三角形分割成分别以三边为底、以内切圆半径为高的3个小三角形,大三角形的面积就等于3个小三角形的面积之和,再结合周长是三边长度之和的定义,就能推导出最终的面积表达式。
【解析】
设$△ ABC$的内切圆圆心为$O$,连接$OA$、$OB$、$OC$,将$△ ABC$分割为$△ OAB$、$△ OBC$、$△ OAC$三个小三角形。
∵$O$是$△ ABC$的内心,
∴$O$到$△ ABC$三边的距离都等于内切圆半径$r$。
根据三角形面积公式可得:
$S_{△ OAB}=\frac{1}{2}· AB· r$,$S_{△ OBC}=\frac{1}{2}· BC· r$,$S_{△ OAC}=\frac{1}{2}· AC· r$。
则$△ ABC$的总面积:
$S=S_{△ OAB}+S_{△ OBC}+S_{△ OAC}$
$=\frac{1}{2}· AB· r+\frac{1}{2}· BC· r+\frac{1}{2}· AC· r$
$=\frac{1}{2}r(AB+BC+AC)$
又
∵$△ ABC$的周长$l=AB+BC+AC$,代入上式得:
$S=\frac{1}{2}lr$
【答案】
$\frac{1}{2}lr$
【知识点】
1.三角形内切圆性质
2.割补法求面积
3.三角形面积计算
【点评】
本题是三角形内切圆相关的基础推导题,解题的核心是利用内心到三边距离相等的性质,将大三角形拆分为三个等高的小三角形求和,推导得到的结论可以直接记忆,用于相关题目的快速计算。
【难度系数】
0.8
3. 在$△ ABC$中,$∠ A=72°$,若$I$是$△ ABC$的内心,则$∠ BIC=$
$126°$
;若$I$是$△ ABC$的外心,则$∠ BIC=$
$144°$
。
答案:3. $126°,144°$
解析:
【分析】
本题需分别结合三角形内心、外心的性质计算角度。①当I是内心时,先利用三角形内角和求出∠ABC与∠ACB的和,再根据内心是角平分线交点,得到∠IBC、∠ICB分别是∠ABC、∠ACB的一半,进而求出∠IBC与∠ICB的和,最后再次用三角形内角和算出∠BIC;②当I是外心时,明确外心是外接圆圆心,∠A是弧BC对应的圆周角,∠BIC是弧BC对应的圆心角,根据圆周角定理直接计算即可。
【解析】
1. 当I是△ABC的内心时:
在△ABC中,由三角形内角和为180°得:
$∠ ABC + ∠ ACB = 180° - ∠ A = 180° - 72° = 108°$
∵I是内心,即三角形三条角平分线的交点
∴IB平分$∠ ABC$,IC平分$∠ ACB$,即$∠ IBC = \frac{1}{2}∠ ABC$,$∠ ICB = \frac{1}{2}∠ ACB$
∴$∠ IBC + ∠ ICB = \frac{1}{2}(∠ ABC + ∠ ACB) = \frac{1}{2}×108° = 54°$
在△IBC中,$∠ BIC = 180° - (∠ IBC + ∠ ICB) = 180° - 54° = 126°$
2. 当I是△ABC的外心时:
∵I是外心,即三角形外接圆的圆心
∴$∠ A$是弧BC所对的圆周角,$∠ BIC$是弧BC所对的圆心角
根据圆周角定理:同弧所对的圆心角是圆周角的2倍
∴$∠ BIC = 2∠ A = 2×72° = 144°$
【答案】
$126°,144°$
【知识点】
三角形内心的性质;三角形外心的性质;圆周角定理
【点评】
本题重点考查三角形两种特殊“心”的性质区别,只要准确记忆内心、外心的定义和对应的角度规律,就能快速求解,计算难度较低。
【难度系数】
0.7
4. 如图,$\odot O$与$△ ABC$各边分别切于点$D$,$E$,$F$,且$∠ C=60°$,$∠ EOF=100°$.求$∠ B$的度数.

答案:4. $40°$
解析:
【分析】
解题时先利用切线的性质得到OF与AB垂直、OE与AC垂直,得到两个直角;再在四边形AEOF中利用四边形内角和为360°,结合已知的∠EOF的度数求出∠A的度数;最后在△ABC中利用三角形内角和为180°,结合已知的∠C的度数即可求出∠B的度数。
【解析】
∵⊙O与△ABC的边AB、AC分别切于点F、E,
∴OF⊥AB,OE⊥AC,
∴∠AFO=∠AEO=90°。
在四边形AEOF中,内角和为360°,
∴∠A + ∠AFO + ∠AEO + ∠EOF = 360°,
代入∠EOF=100°,∠AFO=∠AEO=90°,得:
∠A = 360° - 90° - 90° - 100° = 80°。
在△ABC中,内角和为180°,
∴∠B = 180° - ∠A - ∠C = 180° - 80° - 60° = 40°。
【答案】
$40°$
【知识点】
切线的性质;四边形内角和;三角形内角和
【点评】
本题属于基础角度计算题,解题的核心是熟练掌握切线的性质,结合多边形内角和公式即可逐步推导得到结果,解题时注意步骤逻辑清晰即可。
【难度系数】
0.8
1. 如图,$△ ABC$的内心为O,连接AO并延长,交$△ ABC$的外接圆于点D,则线段DO与DB的关系是(
A
)

A.$DO=DB$
B.$DO>DB$
C.$DO<DB$
D.不确定
答案:1. A
解析:
【分析】
要判断DO和DB的关系,可通过证明△OBD是等腰三角形得到结论。首先回忆三角形内心的性质:内心是三角形内角平分线的交点,可得角相等关系;再结合圆周角定理,同弧所对的圆周角相等,得到另一组角相等;最后利用三角形外角的性质,推导∠OBD和∠BOD相等,根据等角对等边即可得线段关系。
【解析】
连接BO,
∵ O是△ABC的内心,
∴ AO平分∠BAC,BO平分∠ABC,
∴ ∠BAD = ∠CAD,∠ABO = ∠CBO。
根据圆周角定理,同弧所对的圆周角相等,∠DBC和∠DAC都是弧DC所对的圆周角,
∴ ∠DBC = ∠DAC = ∠BAD。
∵ ∠OBD = ∠CBO + ∠DBC,∠BOD是△ABO的外角,
∴ ∠BOD = ∠BAD + ∠ABO。
结合∠CBO=∠ABO,∠DBC=∠BAD,可得∠OBD = ∠BOD,
∴ △OBD是等腰三角形,DO = DB。
【答案】
A
【知识点】
三角形内心的性质,圆周角定理,等腰三角形的判定
【点评】
本题综合了三角形内心、圆周角、等腰三角形相关知识,解题核心是通过角的等量代换证明两角相等,进而得到边相等,对几何逻辑推导能力有一定的基础要求。
【难度系数】
0.7
2. 古希腊的几何学家海伦在著作《度量论》中给出了“已知三角形的三边长求三角形面积”的计算公式(海伦公式):$S=\sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)}$(其中$a$,$b$,$c$是三角形的三边长,$p=\frac{a+b+c}{2}$,$S$为三角形的面积),并给出了证明。对于这个问题还可用我国南宋时期数学家秦九韶提出的秦九韶公式解决。如图,在$△ ABC$中,$BC=5$,$AC=6$,$AB=9$。
(1) 用海伦公式求$△ ABC$的面积;
(2) 求$△ ABC$的内切圆半径$r$。

答案:2. (1) $10\sqrt{2}$ (2) $r=\sqrt{2}$
解析:
【分析】
(1) 求解第一问首先明确海伦公式中各参数的含义:a、b、c为三角形三边长,p为半周长,即$p=\frac{a+b+c}{2}$。首先根据已知的三边长计算出p的值,再将p和三边长代入海伦公式,化简计算即可得到三角形面积。
(2) 求解第二问可利用三角形内切圆的性质推导的面积公式:内切圆圆心到三边的距离均等于半径r,可将△ABC分割为三个分别以BC、AC、AB为底,r为高的小三角形,三个小三角形面积之和等于△ABC的面积,因此可得$S=\frac{1}{2}(a+b+c)r$。将第一问求出的面积和三边长代入该公式,解方程即可求出r的值。
【解析】
(1) 已知在△ABC中,$BC=a=5$,$AC=b=6$,$AB=c=9$,
首先计算半周长:$p=\frac{a+b+c}{2}=\frac{5+6+9}{2}=10$,
代入海伦公式得:
$S=\sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)}=\sqrt{10×(10-5)×(10-6)×(10-9)}=\sqrt{10×5×4×1}=\sqrt{200}=10\sqrt{2}$。
(2) 根据三角形内切圆对应的面积公式$S=\frac{1}{2}(a+b+c)r$,
将$S=10\sqrt{2}$,$a+b+c=5+6+9=20$代入公式得:
$10\sqrt{2}=\frac{1}{2}×20× r$,
化简得$10\sqrt{2}=10r$,
解得$r=\sqrt{2}$。
【答案】
(1) $10\sqrt{2}$;(2) $r=\sqrt{2}$
【知识点】
海伦公式的应用,三角形内切圆性质,三角形面积计算
【点评】
本题属于基础计算题,核心是对相关公式的记忆和应用,计算过程中注意根式的化简即可顺利得分。
【难度系数】
0.7