六年级10道变态难数学题圆
圆是初中数学中非常重要的一个知识点,是很多高中数学知识的基础。那么,六年级的学生对于圆的掌握以及解题能力如何呢?接下来,我们就来看一下六年级10道极难数学题圆。
题目1:两个相交的圆A、B的圆心距为24cm,直线AB的长度为15cm,求圆A、B的半径。
首先,我们可以通过勾股定理求出弦AB与圆心距的关系:$AB^2=AH^2+BH^2$,其中AH、BH分别为圆A、B的半径,得出$AH^2+BH^2=225$。另外,根据圆的性质,圆心距为24cm的两个圆的半径相等,即$AH=BH$。
将$AH=BH$代入$AH^2+BH^2=225$,得到$2AH^2=225$,即$AH=\sqrt{112.5}$。因此,圆A、B的半径均为$\sqrt{112.5}$。
题目2:已知正方形ABCD的边长为6cm,求内切于正方形的圆的半径。
如下图所示,圆O为正方形ABCD的内切圆。连接圆心O与正方形的一个顶点A,得到直角三角形AOD。根据勾股定理,有$OA^2=OD^2+AD^2$。
由于正方形的特殊性质,我们可以得知AD=6cm,而OD = OA - AD/2 = (6-2r)/2,其中r为圆O的半径。代入勾股定理中,得到:
$$r=\frac{3\sqrt{2}-3}{2}$$
因此,内切于正方形ABCD的圆的半径为$\frac{3\sqrt{2}-3}{2}$ cm。
题目3:以正方形ABCD的一个顶点A为圆心,经过对角线BD的交点E,画一个圆。求圆心到对角线BD的距离。
如下图所示,圆心为A,交点为E,圆心到对角线BD的距离为AH。
根据圆的性质,圆心到交点E的距离AE等于圆心到线段上任意一点H的距离AH,所以我们只需要求出段BD中点O到顶点A的距离,即可求出AH。
显然,点O是$√2/2×AB$(AB为正方形的边长)处,因此$AO=\sqrt{2}×AB/2=3\sqrt{2}$。因为$AH=2AO/3$,所以AH为$2×3\sqrt{2}/3=2\sqrt{2}$。
因此,圆心到对角线BD的距离为2√2 cm。
题目4:如图,已知两圆心的距离为6 cm,半径分别为3 cm和4 cm,求两个圆的公切线的长度。
如上图所示,两个圆的圆心分别为O1和O2,半径分别为3 cm和4 cm。连接O1O2,得到$\triangle O1O2D$。垂直于O1O2的直线段DE即为两圆的公切线段。
根据勾股定理,$\triangle O1O2D$中的OD长为2 cm。同时,由于$\triangle O1OD$和$\triangle O2OD$为等腰三角形,可以得到:
$$O_1D=O_1O_2×\frac{3}{7}=2.57$$
$$O_2D=O_1O_2×\frac{4}{7}=3.43$$
因此,两个圆的公切线段长为2×DE=2×$\sqrt{O_1D×O_2D}$=4.67 cm。
题目5:两个正方形互相内切,其中一个正方形的对角线长为8 cm,求另一个正方形的对角线长。
如下图所示,正方形ABCD和正方形EFGH互相内切。根据正方形的性质,AC=8cm是正方形ABCD的对角线长度。设正方形EFGH的对角线长度为x,那么我们需要求解x的值。
首先,由于正方形互相内切,所以正方形的四条边都是相接的。因此,正方形EFGH的一条边长等于正方形ABCD的一条边长,即得到:
$$x=\frac{1+\sqrt{2}}{2}×8=\sqrt{32}+4$$
因此,另一个正方形的对角线长为$\sqrt{32}+4$ cm。
题目6:如图,在等腰三角形ABC中,以角A为圆心,AB为半径,画一个圆。求圆切线BC的长度。
我们将问题简化一下,将等腰三角形ABC旋转一下(如图),角A为圆心的圆将变为正方形,此时我们很容易求出BC所对的线段长LM。
根据正方形的性质,LM等于ABC的高,所以我们只需要求出ABC的高即可。由于ABC是等腰三角形,所以它的底边中点D位于圆上,且BD等于AB的一半,即$BD=\dfrac{1}{2}×AB$。根据勾股定理,得到:
$$BD^2+AD^2=AB^2$$
代入$BD=\dfrac{1}{2}×AB$可得:
$$AD=\sqrt{\dfrac{3}{4}AB^2}=\dfrac{\sqrt{3}}{2}AB$$
因此,ABC的高BD为$\dfrac{\sqrt{3}}{2}AB$,LM的长度可以通过上述方法求得:
$$LM=\dfrac{\sqrt{3}}{2}AB=\dfrac{\sqrt{3}}{2}BC$$
因此,圆切线BC的长度为$\dfrac{2}{\sqrt{3}}LM=\dfrac{4}{\sqrt{3}}AB$。
题目7:如图,在直角三角形ABC中,以AC为直径,画一个圆。圆与BC交于点D,求BD与DC的长度。
如上图所示,以AC为直径的圆和BC相交于点D。设BD为x,DC为y。
首先,我们可以根据圆的性质得出:
$$AD×DC=BD×CD$$
又因为AC是直角三角形ABC的斜边,所以有:
$$AD=\sqrt{AB^2+BD^2}$$
$$DC=\sqrt{AC^2-(BD+DC)^2}$$
代入得到的两个式子,整理可得:
$$\begin{aligned}
x((x+y)^2+AB^2)&=yAC^2\\
x+y&=\sqrt{x^2+y^2}+\sqrt{AC^2-(x+y)^2}
\end{aligned}$$
其中$AB^2=AC^2-BC^2$,将其代入第一个式子得到:
$$x(x+y)^2=xAC^2-BC^2x$$
将它代入第二个式子中,得到:
$$\sqrt{x(x+y)^2+y^2}=\sqrt{xAC^2-BC^2x}+\sqrt{AC^2-(x+y)^2}$$
两边平方,化简得到:
$$y^2=\dfrac{(x-BC^2)^2}{4x}$$
根据$x+y=AD$可以得到:
$$y=\dfrac{BD×CD}{AD}=\dfrac{xy}{\sqrt{x^2+y^2}}$$
两边平方得到:
$$y^2=\dfrac{x^2y^2}{x^2+y^2}$$
带入前面的式子得到:
$$\dfrac{x(x-BC^2)^2}{4(x^2+y^2)}=\dfrac{x^2y^2}{x^2+y^2}$$
整理可得:
$$x^2-3y^2=\dfrac{3}{4}BC^2$$
因此,BD和DC的长度分别为:
$$BD=\dfrac{\sqrt{3}}{3}BC$$$$DC=\dfrac{\sqrt{6}}{3}BC$$
题目8:如图,在菱形ABCD中,以BD为直径,画一个圆。圆与AC交于点E,求线段DE的长度。
如上图所示,以BD为直径的圆与菱形ABCD相交于点E。我们需要求解线段DE的长度。
首先,连接AE。由于AD和BC相等,AC和BD相等,因此$\triangle AED$和$\triangle BEC$是全等的(如下图所示),可以得到:
$$AE=BC=\dfrac{1}{2}BD$$
因此,$AD=2AE=BD$。由于以BD为直径的圆经过点E,因此可以得到:
$$SD=SE=SB$$
其中,$SB=BC/2=AD/4$,所以我们可以得到:
$$SD=\dfrac{AD}{4}$$
因此,EM=SD,由勾股定理得到:
$$DE=\sqrt{EM^2+ED^2}=√\dfrac{3}{16}AD^2=√\dfrac{3}{16}BC^2$$
因此,线段DE的长度为$\dfrac{\sqrt{3}}{4}AC$。
题目9:如图,在正方形ABCD中,以AB为直径,画一个圆。设E是圆上一点,求AE与DE的长度比。
如上图所示,以AB为直径的圆与正方形ABCD相交于点E。我们需要求解线段AE与DE的长度比。
首先,根据勾股定理得到:
$$AD=BD=\sqrt{2}×AB$$
对正方形的一条边进行平移,得到下图:
如上图所示,DH=AB,OI=EH=HD/2=AB/2,OL=DE=DI/2=AB/2。
因此,$AE=\sqrt{(OI+OL)^2+IL^2}=√2×OI=AB$,$DE=AB/2$,所以AE与DE的长度比为2:1。
题目10:两个大小不一的正方形外切,大正方形的边长是10 cm,求小正方形的面积。
如上图所示,大正方形边长为10 cm,小正方形外切于大正方形。设小正方形的边长为x,由于小正方形外切于大正方形,因此两个正方形的对角线是共线的。
由勾股定理可得,大正方形的对角线长度为$10×\sqrt{2}$ cm。另外,可以得到小正方形对角线长度为$x×\sqrt{2}$ cm,因为小正方形的对角线即为大正方形对角线去掉两个角上的长度(即大正方形的边长)。
因此,根据题意可得:
$$x=\dfrac{10}{\sqrt{2}+1}=5.07$$
因此,小正方形的面积为$x^2=25.7$ 平方厘米。