第10讲:曲线形面积问题——基本公式及曲面型面积问题三部曲

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2020年12月06日 09:59
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2020年12月6日发(作者:陶珙)




【例1】
(2008年四中考题)已知三角形
ABC
是直角三角形,
AC4
厘米,
BC2
厘米,求阴影部分的面积.
B
A
C
设两个半圆的交点为
D
, 连接
CD

S
阴影
S
大半圆
S
A DC
S
小半圆
S
BDC
S
大半圆
S小半圆
S
ABC
(从图中也可以看出,大半圆的面积

加上 小半圆的面积等于整个图形的面积加上中间阴影部分的面积,所以大半圆的面积加上小
半圆的面积再减去 三角形
ABC
的面积就等于图中三块阴影部分的面积之和),
所以,
S阴影
1

4

1

2

1< br>
π



π



2

4

2.5π

4

3.85(平方厘米).
2

2

2

2

2
22
D
B



【例2】
如 下图,两个半径相等的圆相交,两圆的圆心相距正好等于半径,
AB
弦约等于17厘米,半径为 10
厘米,求阴影部分的面积.
A
C
B
B
O
1< br>O
2
O
1
O
2
A

【分析】 阴影部分由两个相等的弓形组成,所以只需要求出一个弓形的面积就可以了.
由已 知条件,若分别连结
AO
1

AO
2

BO
1

BO
2

O
1
O
2
,如图 所示,就可以得到两个等边
A
三角形(各边长均等于半径),则
AO
2O
1
BO
2
O
1
60
,即
 AO
2
B120

这样就可以求出以
O
2
为 圆心的扇形
AO
1
BO
2
的面积,然后再减去三角形
AO< br>2
B
的面积,就得到弓
形的面积,三角形
AO
2
B< br>的面积可采用面积公式直接求出,其中底是弦
AB
,高是
O
1
O
2
的一半.
所以,阴影部分面积
2S
扇形AO
2< br>B
S
AO
2
B

120110
2

3.1410
2
17


36022

11
20985124
(平方厘米).
33


【例3】
(2008年实验中学考题)奥运会的会徽是五环图,一个五环图是由内圆直径为6厘米,外圆直径为8厘
米的五个环组成,其中两两相交的小曲边四边形(阴影部分)的面积都相等,已知五个圆环盖住的面积

77.1
平方厘米,求每个小曲边四边形的面积.(
π3.14
)




【分析】 ⑴每个圆环的面积为:
π4π37π21.98
(平方厘米);
⑵五个圆环的面积和为:
21.985109.9
(平方厘米);
⑶八个阴影的面积为:
109.977.132.8
(平方厘米);
⑷每个阴影的面积为:
32.884.1
(平方厘米).




【例4】
3根直径都是4分米的圆柱形木棍,用一根绳子把它们捆成一 捆,最短需要多少分米长的绳子?


3.14
,打结用的绳子不计)

22

【分析】 周长是3个直径加上3个扇形弧长,所以周长为
433.14424.56
分米

【例5】
求图中阴影部分的面积(单位:
cm
).
2
3

【分析】 从图中可以看出,两部分阴影的面积之和恰好是梯形的面积,
1
所以阴影部分面积为
(24)39(cm
2
)

2

【例6】
(2009年第14届华杯赛初赛)
如下图所示,
AB
是半圆的直径,
O
是圆心,
ACCDDB

M

CD
的中点,
H
是弦
CD
的中
点. 若
N

OB
上一点,半圆的面积等于12平方厘米,则图中阴影部分的面积是

平方厘米.
C
M
H
D
4
A
ONB

【分析】如下图所示,连接
OC

OD

OH




C
M
H
D

本题中由于
C

D
是半圆的两个三等分点,
M

CD
的中点,
H
是弦
CD
的中点,可见这个
图形是对称的, 由对称性可知
CD

AB
平行.由此可得
CHN
的面积与
CHO
的面积相等,
1
所以阴影部分面积等于扇形
COD
面积的一半,而扇形
COD
的面积又等于半圆面积的,所
3
11
以阴 影部分面积等于半圆面积的,为
122
平方厘米.
66

【例7】
如图,两个半径为1的半圆垂直相交,横放的半圆直径通过竖放半圆的圆心,求图中 两块阴影部分的
面积之差.(
π
取3)
AO
N
B
O
B
A
D
C

【分析】 本题要求两块阴影部分的面积之差,可以先分别求出两块阴影部分的面积,再计算它们的差,
但是这样较为繁琐.由于是要求面积之差,可以考虑先从面积较大的阴影中割去与面积较小
的阴 影相同的图形,再求剩余图形的面积.
如右图所示,可知弓形
BC

CD< br>均与弓形
AB
相同,所以不妨割去弓形
BC
.剩下的图形中,
容易看出来
AB

CD
是平行的,所以
BCD

ACD
的面积相等,所以剩余图形的面积与扇
60

ACD
的面积 相等,而扇形
ACD
的面积为
π

1
2

0.5
,所以图中两块阴影部分的面积
360
之差为
0.5


【例8】
如图,
ABCD
是正方形.阴影部分的面积为 .(


3.1

4


【分析】 设内 部的正方形边长为
a
,由勾股定理,可以求得内部的正方形的面积为
a
25
2
3
2
34
,(或
a17


a
2
(35)
2
35234
),所以其内切 圆的面积是

()
2

,阴影部分面积为
22
1 7

347.31

2

【例9】
你看这 个八卦有黑白两种颜色,曲线部分是用半径长度的比为
2:1.5:0.5

6
条半圆曲线连成的,你知
道黑白两种颜色的面积比是多少吗?



【分析】 普通解法:
不妨设
1
是最小的半圆的半径.于是其余两种半圆的 半径便是
3

4

分别用
s
1

s
2
表示涂有阴影及未涂
阴影部分的面积由图可见,
11
s
1

π

1
2

π

12



4
2

π

3
2
)


22

s
2

π

4
2
s
1

11π
s
1
5

s
2
11

答:所求的比是
5
.
11
超人解法:
相似是指两个图形 形状相同但大小不同,根据相似的定义,我们可以把所有的半圆都看成是相似的,
那么半圆的面积比等于 半径比的平方,所以如果把最小的半圆面积设成“
1
”份,则整个大圆的面积就是
< br>4

12

32


1

22
而阴影部分面积是
43310

所以空白部分面积是
321022

2
所以阴影部分与空白部分面积比为

【例10】
三角形ABC三 边长分别为5,12,13厘米,内部有圆如图放置,圆心为O,请问这个圆的半径是多少?
A
13
105

2211

5
B
12
C
令半径为r,有
512(51213)r



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