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1、
第24講 圓的有關(guān)計(jì)算
圓的弧長及扇形面積公式
考試內(nèi)容
考試
要求
圓的半徑是R,弧所對的圓心角度數(shù)是n
b
弧長公式
弧長l=
扇形面
積公式
S扇==lR
拓展
求運(yùn)動所形成的路徑長或面積時(shí),關(guān)鍵是理清運(yùn)動所形成圖形的軌跡變化,特別是扇形,需要理清圓心與半徑的變化.
考試內(nèi)容
考試
要求
基本
思想
轉(zhuǎn)化思想:處理不規(guī)則圖形的面積時(shí),注意利用割補(bǔ)法與等積變換轉(zhuǎn)化為規(guī)則圖形,再利用規(guī)則圖形的公式求解.
c
1. (2017·衢州)運(yùn)用圖形變化的方法研究下列問題:如圖,AB是⊙O的直徑,CD、EF是⊙O的弦,且AB∥CD∥EF
2、,AB=10,CD=6,EF=8.則圖中陰影部分的面積是( )
A.π B.10π C.24+4π D.24+5π
2.(2017·溫州)已知扇形的面積為3π,圓心角為120°,則它的半徑為____________________.
3.(2017·臺州)如圖,扇形紙扇完全打開后,外側(cè)兩竹條AB,AC的夾角為120°,AB長為30cm,則弧BC的長為____________________cm.(結(jié)果保留π)
【問題】(1)如圖,將長為8cm的鐵絲首尾相接圍成半徑為2cm的扇形.則S扇形=__
3、______cm2.
(2) 通過(1)解答,你能聯(lián)想扇形等相關(guān)的哪些知識.
【歸納】通過開放式問題,歸納、疏理扇形的弧長公式、面積公式的計(jì)算.
類型一 弧長的計(jì)算
(2016·湖州)如圖,已知四邊形ABCD內(nèi)接于圓O,連結(jié)BD,∠BAD=105°,∠DBC=75°.
(1)求證:BD=CD;
(2)若圓O的半徑為3,求的長.
【解后感悟】本題運(yùn)用弧長的計(jì)算公式,解答本題關(guān)鍵是根據(jù)題意得出圓心角及半徑.
1. (1)(2015·紹興)如圖,四邊形ABCD是⊙O的內(nèi)接四邊形,⊙O的半徑為2,∠B=135°,則的長( )
A.2π
4、 B.π C. D.
(2) 如圖,某廠生產(chǎn)橫截面直徑為7cm的圓柱形罐頭,需將“蘑菇罐頭”字樣貼在罐頭側(cè)面.為了獲得較佳視覺效果,字樣在罐頭側(cè)面所形成的弧的度數(shù)為90°,則“蘑菇罐頭”字樣的長度為( )
A.cm B.cm C.cm D.7πcm
2.如圖,△ABC是正三角形,曲線CDEF…叫做“正三角形的漸開線”,其中,,,…的圓心按點(diǎn)A,B,C循環(huán).如果AB=1,那么曲線CDEF的長是 (結(jié)果保留π).
5、
類型二 扇形面積的計(jì)算
(2016·黃石)如圖所示,正方形ABCD對角線AC所在直線上有一點(diǎn)O,OA=AC=2,將正方形繞O點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°,在旋轉(zhuǎn)過程中,正方形掃過的面積是 .
【解后感悟】求不規(guī)則圖形的面積,常轉(zhuǎn)化為易解決問題的基本圖形,然后求出各圖形的面積,通過面積的和差求出結(jié)果;陰影部分一般都是不規(guī)則的圖形,不能直接用公式求解,通常有兩條思路,一是轉(zhuǎn)化成規(guī)則圖形面積的和、差;二是進(jìn)行圖形的割補(bǔ).扇形面積公式和弧長公式容易混淆,S扇形=πR2=lR.
3. 如圖,在?ABCD中,AD=2,AB=4,∠A=30°,以點(diǎn)A為圓心,AD的長為半徑畫弧交AB
6、于點(diǎn)E,連結(jié)CE,則陰影部分的面積是____________________(結(jié)果保留π).
4.(2017·麗水模擬)如圖,在△ABC中,∠ABC=90°,D是邊AC上的一點(diǎn),連結(jié)BD,使∠A=2∠1,E是BC上的一點(diǎn),以BE為直徑的⊙O經(jīng)過點(diǎn)D.
(1)求證:AC是⊙O的切線;
(2)若∠A=60°,⊙O的半徑為2,求陰影部分的面積.(結(jié)果保留根號和π)
類型三 圓與正多邊形的計(jì)算
如圖,正六邊形ABCDEF中,AB=2,點(diǎn)P是ED的中點(diǎn),連結(jié)AP,則AP的長為( )
A.2 B.4 C.
7、 D.
【解后感悟】本題是正六邊形的有關(guān)計(jì)算,運(yùn)用正六邊形的性質(zhì)將正六邊形轉(zhuǎn)化為直角三角形或等邊三角形是解題的關(guān)鍵.
5. (2015·金華)如圖,正方形ABCD和正△AEF都內(nèi)接于⊙O,EF與BC、CD分別相交于點(diǎn)G、H,則的值是( )
A. B. C. D.2
6.(1)如圖,⊙O的半徑為1cm,正六邊形ABCDEF內(nèi)接于⊙O,則圖中陰影部分面積為 cm2.(結(jié)果保留π)
(2)(2015·深圳模擬)如圖一組有規(guī)律的正多邊形,各正多邊形中的陰影部分
8、面積均為a,按此規(guī)律;則第n個正多邊形的面積為____________________.
類型四 平面圖形的運(yùn)動問題
如圖,矩形ABCD中,AB=4,BC=3,邊CD在直線l上,將矩形ABCD沿直線l作無滑動翻滾,當(dāng)點(diǎn)A第一次翻滾到點(diǎn)A1位置時(shí),則點(diǎn)A經(jīng)過的路線長為________.
【解后感悟】本題運(yùn)用了弧長的計(jì)算、矩形的性質(zhì)以及旋轉(zhuǎn)的性質(zhì);根據(jù)題意畫出點(diǎn)A運(yùn)動軌跡,是突破解題難點(diǎn)的關(guān)鍵.
7.如圖,BD是汽車擋風(fēng)玻璃前的刮雨刷.如果BO=65 cm,DO=15 cm,當(dāng)BD繞點(diǎn)O旋轉(zhuǎn)90°時(shí),求刮雨刷BD掃過的面積.
【探索研究題
9、】
如圖,已知邊長為2的正三角形ABC頂點(diǎn)A的坐標(biāo)為(0,6),BC的中點(diǎn)D在y軸上,且在點(diǎn)A下方,點(diǎn)E是邊長為2,中心在原點(diǎn)的正六邊形的一個頂點(diǎn),把這個正六邊形繞中心旋轉(zhuǎn)一周,在此過程中DE的最小值為( )
A.3 B.4- C.4 D.6-2
【方法與對策】這是兩個正多邊形通過直角坐標(biāo)系的組合,然后利用旋轉(zhuǎn)變換設(shè)置問題,利用幾何最值求解,這類題型是中考命題的方向.
【忽視關(guān)鍵位置的運(yùn)動路徑】
如圖,將半徑為2cm的圓形紙板沿著長和寬分別為16cm和12cm的矩形的外側(cè)滾動一周并回到開始的
10、位置,圓心所經(jīng)過的路線長是________cm.
參考答案
第24講 圓的有關(guān)計(jì)算
【考題體驗(yàn)】
1.A 2.3 3.20π
【知識引擎】
【解析】(1)由題意知,弧長=8-2×2=4cm,扇形的面積是×4×2=4cm2,故答案為:4cm2. (2)扇形的弧長及面積等相關(guān)知識.
【例題精析】
例1 (1)∵四邊形ABCD內(nèi)接于圓O,∴∠DCB+∠BAD=180°,∵∠BAD=105°,∴∠DCB=180°-105°=75°,∵∠DBC=75°,∴∠DCB=∠DBC=75°,∴BD=CD; (2)∵∠DCB=∠DBC=75°,∴∠BDC=30°,由圓周角定理,得的度數(shù)為6
11、0°,故===π,答:的長為π.
例2 ∵OA=AC=2,∴AB=BC=CD=AD=,OC=4,S陰影=π(42-22)+()2=2π+2,故答案為:2π+2.
例3 ∵△ABE、△APE為直角三角形,∴AE===,∴AP===,故選C.
例4 ∵四邊形ABCD是矩形,AB=4,BC=3,∴BC=AD=3,∠ADC=90°,對角線AC(BD)=5.∵根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)知,∠ADA′=90°,AD=A′D=BC=3,∴點(diǎn)A第一次翻滾到點(diǎn)A′位置時(shí),則點(diǎn)A經(jīng)過的路線長為=;同理,點(diǎn)A′第一次翻滾到點(diǎn)A″位置時(shí),則點(diǎn)A′經(jīng)過的路線長為=2π,點(diǎn)A″第一次翻滾到點(diǎn)A1位置時(shí),則點(diǎn)A″經(jīng)過的
12、路線長為=,則當(dāng)點(diǎn)A第一次翻滾到點(diǎn)A1位置時(shí),則點(diǎn)A經(jīng)過的路線長為+2π+=6π.故答案是6π.
【變式拓展】
1.(1)B (2)B 2.4π 3.3-π
4.
(1) 如圖,連結(jié)OD,∵OB=OD,∴∠1=∠2,∴∠DOC=2∠1,∵∠A=2∠1,∴∠A=∠DOC,∵∠ABC=90°,∴∠A+∠C=90°,∴∠DOC+∠C=90°,∴∠ODC=90°∵OD為半徑,∴AC是⊙O的切線; (2)∵∠A=∠DOC=60°,OD=2,∴在Rt△ODC中,tan60°=,DC=ODtan60°=2×=2,∴SRt△ODC=OD·DC=×2×2=2,S扇形ODE===π,∴S陰影=SRt△
13、ODC-S扇形ODE=2-π.
5. C 6.(1) (2)a
7.在△AOC和△BOD中,∵OC=OD,AC=BD,OA=OB,∴△AOC≌△BOD,∴陰影部分的面積為扇環(huán)的面積,即S陰影=S扇形AOB-S扇形COD=π(OA2-OC2)=π×(652-152)=1000π(cm2).答:刮雨刷BD掃過的面積是1000π cm2.
【熱點(diǎn)題型】
【分析與解】在正三角形ABC中,邊長為2,易得AD=;在正六邊形繞中心O旋轉(zhuǎn)一周的過程中,若DE的值最小,則E點(diǎn)位于y軸的正半軸上,在正六邊形中易得OE=2,此時(shí)DE=AO-AD-OE=6--2=4-.故選B.
【錯誤警示】圓心所經(jīng)過的路線長為2×(16+12)+2π×2=(4π+56)(cm).
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