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圆与扇形
例题精讲
研究圆、扇形、弓形与三角形、矩形、平行四边形、梯形等图形组合而成的不规则图形,通过变动图形的位置或对图形进行分割、旋转、拼补,使它变成可以计算出面积的规则图形来计算它们的面积.
n圆的面积πr2;扇形的面积πr2;
360n圆的周长2πr;扇形的弧长2πr.
360
一、跟曲线有关的图形元素:
①扇形:扇形由顶点在圆心的角的两边和这两边所截一段圆弧围成的图形,扇形是圆的一部分.我们经常说111的圆、圆、圆等等其实都是扇形,而这个几分之几表示的其实是这个扇形的圆心角占这个圆周角的几246n分之几.那么一般的求法是什么呢?关键是.
360n比如:扇形的面积所在圆的面积;
360n扇形中的弧长部分所在圆的周长
360n扇形的周长所在圆的周长2半径(易错点是把扇形的周长等同于扇形的弧长)
360②弓形:弓形一般不要求周长,主要求面积.
一般来说,弓形面积扇形面积-三角形面积.(除了半圆)
③”弯角”:如图: 弯角的面积正方形-扇形
④”谷子”:如图:
“谷子”的面积弓形面积2
二、常用的思想方法:
①转化思想(复杂转化为简单,不熟悉的转化为熟悉的)②等积变形(割补、平移、旋转等)③借来还去(加减法)
④外围入手(从会求的图形或者能求的图形入手,看与要求的部分之间的”关系”)
板块一 平移、旋转、割补、对称在曲线型面积中的应用
【例 1】 下图中每一个小正方形的面积是1平方厘米,那么格线部分的面积是多少平方厘米?
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【巩固】下图中每一个小正方形的面积是1平方厘米,那么格线部分的面积是多少平方厘米?
【例 2】 如图,在188的方格纸上,画有1,9,9,8四个数字.那么,图中的阴影面积占整个方格纸面积的几分之几?
分之几?
【巩固】在4×7的方格纸板上面有如阴影所示的”6”字,阴影边缘是线段或圆弧.问阴影面积占纸板面积的几
4-3-3 圆与扇形 题库 page 2 of 28 【例 3】(2007年西城实验考题)在一个边长为2厘米的正方形内,分别以它的三条边为直径向内作三个半圆,则图中阴影部分的面积为 平方厘米.
【巩固】如图,在一个边长为4的正方形内,以正方形的三条边为直径向内作三个半圆.求阴影部分的面积.
【例 4】(人大附中分班考试题)如图,正方形边长为1,正方形的4个顶点和4条边分别为4个圆的圆心和半径,求阴影部分面积.(π取3.14)
【例 5】 图中的4个圆的圆心是正方形的4个顶点,它们的公共点是该正方形的中心.如果每个圆的半径都是1厘米,那么阴影部分的总面积是多少平方厘米?
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【巩固】如图所示,四个全等的圆每个半径均为2m,阴影部分的面积是 .
2m
【例 6】 如右图,有8个半径为1厘米的小圆,用它们的圆周的一部分连成一个花瓣图形,图中的黑点是这些圆的圆心.则花瓣图形的面积是多少平方厘米?(π取3)
【例 7】 如图中三个圆的半径都是5cm,三个圆两两相交于圆心.求阴影部分的面积和.(圆周率取3.14)
【巩固】如图,大圆半径为小圆的直径,已知图中阴影部分面积为S1,空白部分面积为S2,那么这两个部分的面积之比是多少?(圆周率取3.14)
【例 8】 计算图中阴影部分的面积(单位:分米).
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105A
【巩固】如图,阴影部分的面积是多少?
4222
【例 9】 请计算图中阴影部分的面积.
【例 10】 求图中阴影部分的面积.
ADAD
1212B12C
【例 11】 求如图中阴影部分的面积.(圆周率取3.14)
B12C
4-3-3 圆与扇形 题库 page 5 of 28 【巩固】如图,四分之一大圆的半径为7,求阴影部分的面积,其中圆周率π取近似值
22. 7
【例 12】 求下列各图中阴影部分的面积.
【巩固】求下列各图中阴影部分的面积(图中长度单位为cm,圆周率按3计算): 10(1)
43⑴
⑵
1211⑶⑷
6245⑸
⑹
4-3-3 圆与扇形 题库 page 6 of 28 【例 13】 如图,ABCD是正方形,且FAADDE1,求阴影部分的面积.(取π3)BC
FADE
【巩固】求图中阴影部分的面积(单位:cm).
【例 14】 如图,长方形ABCD的长是8cm,则阴影部分的面积是
cm2.(π3.14)4
【例 15】(2007年西城实验期末考试题)如图所示,在半径为4cm的图中有两条互相垂直的线段,阴影部分面积A与其它部分面积B之差(大减小)是 cm2.
A12BBA
【巩固】一块圆形稀有金属板平分给甲、乙二人.但此金属板事先已被两条互相垂直的弦切割成如图所示尺寸的四块.现甲取②、③两块,乙取①、④两块.如果这种金属板每平方厘米价值1000元,问:甲应偿付给乙多少元?
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①2cm②5cm3cm③7.5cm④
【例 16】 求右图中阴影部分的面积.(π取3)
4545
20cm
【例 17】(第四届走美决赛试题)如图,边长为3的两个正方形BDKE、正方形DCFK并排放置,以BC为边向内侧作等边三角形,分别以B、C为圆心,BK、CK为半径画弧.求阴影部分面积.(π3.14)
A
EKFBDC
板块二 曲线型面积计算
【例 18】 如图,已知扇形BAC的面积是半圆ADB面积的4倍,则角CAB的度数是________. 3CDAB
【例 19】 如下图,直角三角形ABC的两条直角边分别长6和7,分别以B,C为圆心,2为半径画圆,已知图中阴影部分的面积是17,那么角A是多少度(π3)
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A6B7C
【例 20】 如图,大小两圆的相交部分(即阴影区域)的面积是大圆面积的小圆的半径是5厘米,那么大圆半径是多少厘米?
43,是小圆面积的.如果量得155
【例 21】 有七根直径5厘米的塑料管,用一根橡皮筋把它们勒紧成一捆(如图),此时橡皮筋的长度是多少厘米?(π取3)
【例 22】 如图,边长为12厘米的正五边形,分别以正五边形的5个顶点为圆心,12厘米为半径作圆弧,请问:中间阴影部分的周长是多少?(π3.14)
【例 23】 如图是一个对称图形.比较黑色部分面积与灰色部分面积的大小,得:黑色部分面积________灰色部分面积.
4-3-3 圆与扇形 题库 page 9 of 28 【例 24】 如图,大圆半径为小圆的直径,已知图中阴影部分面积为S1,空白部分面积为S2,那么这两个部分的面积之比是多少?(圆周率取3.14)
【例 25】 用一块面积为36平方厘米的圆形铝板下料,从中裁出了7个同样大小的圆铝板.问:所余下的边角料的总面积是多少平方厘米?
【例 26】 如图,若图中的圆和半圆都两两相切,两个小圆和三个半圆的半径都是1.求阴影部分的面积.
【例 27】 如图所示,求阴影面积,图中是一个正六边形,面积为1040平方厘米,空白部分是6个半径为10厘米的小扇形.(圆周率取3.14)
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DB,M是ACCD【例 28】(09年第十四届华杯赛初赛)如下图所示,AB是半圆的直径,O是圆心,的中点,H是弦CD的中点.若N是OB上一点,半圆的面积等于12平方厘米,则图中阴影部CD
分的面积是
平方厘米.
CMHDAONB
【巩固】如图,C、D是以AB为直径的半圆的三等分点,O是圆心,且半径为6.求图中阴影部分的面积.
CDAOB
【例 29】 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)
【例 30】 如图,两个正方形摆放在一起,其中大正方形边长为12,那么阴影部分面积是多少?(圆周率取3.14)
DEABCF
【巩固】如右图,两个正方形边长分别是10和6,求阴影部分的面积.(π取3)GFEDA10B6C
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【例 31】 如图,ABC是等腰直角三角形,D是半圆周的中点,BC是半圆的直径.已知ABBC10,那么阴影部分的面积是多少?(圆周率取3.14)
AB
PDC
【例 32】 图中给出了两个对齐摆放的正方形,并以小正方形中右上顶点为圆心,边长为半径作一个扇形,按图中所给长度阴影部分面积为
;(π3.14)
【例 33】 如图,图形中的曲线是用半径长度的比为2:1.5:0.5的6条半圆曲线连成的.问:涂有阴影的部分的面积与未涂有阴影的部分的面积的比是多少?
【例 34】(2008年西城实验考题)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是77.1平方厘米,求每个小曲边四边形的面积.(π3.14)
【例 35】 已知正方形ABCD的边长为10厘米,过它的四个顶点作一个大圆,过它的各边中点作一个小圆,再将对边中点用直线连擎起来得右图.那么,图中阴影部分的总面积等于______方厘米.(π3.14)
4-3-3 圆与扇形 题库 page 12 of 28 【例 36】 如图,ABCD是边长为a的正方形,以AB、BC、CD、DA分别为直径画半圆,求这四个半圆弧所围成的阴影部分的面积.(π取3)
AD
BaC
【巩固】如图,正方形ABCD的边长为4厘米,分别以B、D为圆心以4厘米为半径在正方形内画圆.求阴影部分面积.(π取3)AD
BC
【例 37】(2008年四中考题)已知三角形ABC是直角三角形,AC4cm,BC2cm,求阴影部分的面积.
B
【例 38】(奥林匹克决赛试题)在桌面上放置3个两两重叠、形状相同的圆形纸片.它们的面积都是100平方厘米,盖住桌面的总面积是144平方厘米,3张纸片共同重叠的面积是42平方厘米.那么图中3个阴影部分的面积的和 是平方厘米.AC
4-3-3 圆与扇形 题库 page 13 of 28 【例 39】(2008年国际小学数学竞赛)如图所示,ABCD是一边长为4cm的正方形,E是AD的中点,而F是BC的中点.以C为圆心、半径为4cm的四分之一圆的圆弧交EF于G,以F为圆心、半径为2cm的四分之一圆的圆弧交EF于H点,若图中S1和S2两块面积之差为mπn(cm2)(其中m、n为正整数),请问mn之值为何?
AES2GS1HD
【巩固】在图中,两个四分之一圆弧的半径分别是2和4,求两个阴影部分的面积差.(圆周率取3.14)BFC
【例 40】 如图,矩形ABCD中,AB6厘米,BC4厘米,扇形ABE半径AE6厘米,扇形CBF的半径CB4厘米,求阴影部分的面积.(π取3)
AFDE
BC【巩固】求图中阴影部分的面积.
1212
【巩固】如右图,正方形的边长为5厘米,则图中阴影部分的面积是 平方厘米,(π3.14)
ADFEBC
4-3-3 圆与扇形 题库 page 14 of 28 【例 41】 如图所示,阴影部分的面积为多少?(圆周率取3)
【巩固】图中阴影部分的面积是 .(π取3.14)3
【例 42】 已知右图中正方形的边长为20厘米,中间的三段圆弧分别以O1、O2、O3为圆心,求阴影部分的面积.(π3)AO3O13
【例 43】 一个长方形的长为9,宽为6,一个半径为l的圆在这个长方形内任意运动,在长方形内这圆无法运动到的部分,面积的和是_____.(π取3)
【例 44】 已知半圆所在的圆的面积为62.8平方厘米,求阴影部分的面积.(π3.14)AO2BDC
OB
4-3-3 圆与扇形 题库 page 15 of 28 【例 45】 如图,等腰直角三角形ABC的腰为10;以A为圆心,EF为圆弧,组成扇形AEF;两个阴影部分的面积相等.求扇形所在的圆面积.
A
ECFB
【例 46】 如图,直角三角形ABC中,AB是圆的直径,且AB20,阴影甲的面积比阴影乙的面积大7,求BC长.(π3.14)
A甲乙BC
【巩固】三角形ABC是直角三角形,阴影I的面积比阴影II的面积小25cm2,AB8cm,求BC的长度.
AIIICB
【巩固】 如图,三角形ABC是直角三角形,阴影部分①比阴影部分②的面积小28平方厘米,AB长40厘米.求BC的长度?(π取3.14)
【例 47】(2009年十三分入学测试题)图中的长方形的长与宽的比为8:3,求阴影部分的面积.
420
4-3-3 圆与扇形 题库 page 16 of 28 【例 48】 如图,求阴影部分的面积.(π取3)
345
【例 49】 如图,直角三角形的三条边长度为6,8,10,它的内部放了一个半圆,图中阴影部分的面积为多少?
610O8
【例 50】(华校2005~2006年度第一学期期中测试第6题)大圆半径为R,小圆半径为r,两个同心圆构成一个环形.以圆心O为顶点,半径R为边长作一个正方形:再以O为顶点,以r为边长作一个小正方形.图中阴影部分的面积为50平方厘米,求环形面积.(圆周率取3.14)
O
【巩固】图中阴影部分的面积是25cm2,求圆环的面积.
4-3-3 圆与扇形 题库 page 17 of 28 【例 51】(2008年101中学考题)已知图中正方形的面积是20平方厘米,则图中里外两个圆的面积之和是 .(π取3.14)
【巩固】图中小圆的面积是30平方厘米,则大圆的面积是 平方厘米.(π取3.14)
【巩固】(2008年四中考题)图中大正方形边长为a,小正方形的面积是 .
【巩固】(2008年中国台湾小学数学竞赛选拔赛复赛)一些正方形内接于一些同心圆,如图所示.已知最小圆
22的半径为1cm,请问阴影部分的面积为多少平方厘米?(取π)
【例 52】 图中大正方形边长为6,将其每条边进行三等分,连出四条虚线,再将虚线的中点连出一个正方形(如图),在这个正方形中画出一个最大的圆,则圆的面积是多少?(π3.14)
4-3-3 圆与扇形 题库 page 18 of 28 【例 53】 如下图所示,两个相同的正方形,左图中阴影部分是9个圆,右图中阴影部分是16个圆.哪个图中阴影部分的面积大?为什么?
【例 54】 如图,在33方格表中,分别以A、E、F为圆心,半径为3、2、1,圆心角都是90°的三段圆弧与正方形ABCD的边界围成了两个带形,那么这两个带形的面积之比S1:S2? AEFS1S2BCD
【例 55】 如图中,正方形的边长是5cm,两个顶点正好在圆心上,求图形的总面积是多少?(圆周率取3.14)
AEB是以C为圆心,AC为半【例 56】 如下图,AB与CD是两条垂直的直径,圆O的半径为15厘米,径的圆弧,求阴影部分面积.
DEAOBADEOBC
C
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是以C为圆心,AC为半径的圆【例 57】 如图,AB与CD是两条垂直的直径,圆O的半径为15,AEB弧. 求阴影部分面积.
DEAOB
C
【例 58】 如下图所示,曲线PRSQ和ROS是两个半圆.RS平行于PQ.如果大半圆的半径是1米,那么阴影部分是多少平方米?(π取3.14)RSPOQ
【例 59】 在右图所示的正方形ABCD中,对角线AC长2厘米.扇形ADC是以D为圆心,以AD为半径的圆的一部分. 求阴影部分的面积.
ABDC
【例 60】 某仿古钱币直径为4厘米,钱币内孔边缘恰好是圆心在钱币外缘均匀分布的等弧(如图).求钱币在桌面上能覆盖的面积为多少?
4cm
4-3-3 圆与扇形 题库 page 20 of 28 【例 61】(2006年小学生数学报竞赛)传说古老的天竺国有一座钟楼,钟楼上有一座大钟,这座大钟的钟面有10平方米.每当太阳西下,钟面就会出现奇妙的阴影(如右图).那么,阴影部分的面积是
平方米.
1211109875412
【巩固】图中是一个钟表的圆面,图中阴影部分甲与阴影部分乙的面积之比是多少?
111098765甲乙O41212
3【巩固】传说古老的天竺国有一座钟楼,钟楼上有一座大钟,这座大钟的钟面有10平方米.每当太阳西下,钟面就会出现奇妙的阴影(如左下图).那么,阴影部分的面积是多少平方米?
***
【巩固】如图,已知三角形GHI是边长为26厘米的正三角形,圆O的半径为15厘米.
AOBCODEOF90.求阴影部分的面积.
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AGFJOBHCDIE
【例 62】 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.
BO1O2
【例 63】 下图中,AB3,阴影部分的面积是
ACAEFB
D
【例 64】 如图,ABCD是平行四边形,AD8cm,AB10cm,DAB30,高CH4cm,弧BE、DF分别以AB、CD为半径,弧DM、BN分别以AD、CB为半径,则阴影部分的面积为多少?(精确到0.01)
EDNCAMBFH
4-3-3 圆与扇形 题库 page 22 of 28 【例 65】 如图所示,两条线段相互垂直,全长为30厘米.圆紧贴直线从一端滚动到另一端(没有离开也没有滑动).在圆周上设一个定点P,点P从圆开始滚动时是接触直线的,当圆停止滚动时也接触到直线,而在圆滚动的全部过程中点P是不接触直线的.那么,圆的半径是多少厘米?(设圆周率为3.14,除不尽时,请四舍五入保留小数点后两位.如有多种答案请全部写出)
P
【例 66】(第三届希望杯)将一块边长为12厘米的有缺损的正方形铁皮(如图)剪成一块无缺损的正方形铁皮,求剪成的正方形铁皮的面积的最大值.37A7D′D3A′B12C′CD′DC′CDD′CA73A′BB′12A73A′BB′12
图1
图2
图3
板块三 曲线型旋转问题
【例 67】 正三角形ABC的边长是6厘米,在一条直线上将它翻滚几次,使A点再次落在这条直线上,那么A点在翻滚过程中经过的路线总长度是多少厘米?如果三角形面积是15平方厘米,那么三角形在滚动过程中扫过的面积是多少平方厘米?(结果保留π)
BACBA
4-3-3 圆与扇形 题库 page 23 of 28 【巩固】直角三角形ABC放在一条直线上,斜边AC长20厘米,直角边BC长10厘米.如下图所示,三角形由位置Ⅰ绕A点转动,到达位置Ⅱ,此时B,C点分别到达B1,C1点;再绕B1点转动,到达位置Ⅲ,此时A,C1点分别到达A2,C2点.求C点经C1到C2走过的路径的长.
A2B60Ⅰ30AC1ⅡB1ⅢC2
C
【巩固】如图,一条直线上放着一个长和宽分别为4cm和3cm的长方形Ⅰ.它的对角线长恰好是5cm.让这个长方形绕顶点B顺时针旋转90°后到达长方形Ⅱ的位置,这样连续做三次,点A到达点E的位置.求点A走过的路程的长.
ⅣDE
ⅠABⅡCⅢ
【例 68】 草场上有一个长20米、宽10米的关闭着的羊圈,在羊圈的一角用长30米的绳子拴着一只羊(见如图).问:这只羊能够活动的范围有多大?(圆周率取3.14)
【巩固】一只狗被拴在底座为边长3m的等边三角形建筑物的墙角上(如图),绳长是4m,求狗所能到的地方的总面积.(圆周率按3.14计算)
4-3-3 圆与扇形 题库 page 24 of 28 【例 69】 如图是一个直径为3cm的半圆,让这个半圆以A点为轴沿逆时针方向旋转60,此时B点移动到B'点,求阴影部分的面积.(图中长度单位为cm,圆周率按3计算).
B'
60AB
【例 70】 如图所示,直角三角形ABC的斜边AB长为10厘米,ABC60,此时BC长5厘米.以点B为中心,将ABC顺时针旋转120,点A、C分别到达点E、D的位置.求AC边扫过的图形即图中阴影部分的面积.(π取3)
ECABD
【巩固】如右图,以OA为斜边的直角三角形的面积是24平方厘米,斜边长10厘米,将它以O点为中心旋转90,问:三角形扫过的面积是多少?(π取3)
AOA'
【巩固】(2008年“学而思杯”数学试题)如图,直角三角形ABC中,B为直角,且BC2厘米,AC4 厘米,则在将ABC绕C点顺时针旋转120的过程中,AB边扫过图形的面积为 .(π3.14)
AA
B'BC
BCA'
4-3-3 圆与扇形 题库 page 25 of 28 【例 71】 如图,ABC是一个等腰直角三角形,直角边的长度是1米.现在以C点为圆心,把三角形ABC顺时针转90度,那么,AB边在旋转时所扫过的面积是
平方米.(π3.14)
A
B
【例 72】(祖冲之杯竞赛试题)如图,ABCD是一个长为4,宽为3,对角线长为5的正方形,它绕C点按顺时针方向旋转90,分别求出四边扫过图形的面积.
ABC
DC
【例 73】(2004年第九届华杯赛初赛)半径为25厘米的小铁环沿着半径为50厘米的大铁环的内侧作无滑动的滚动,当小铁环沿大铁环滚动一周回到原位时,问小铁环自身转了几圈?
【巩固】如果半径为25厘米的小铁环沿着半径为50厘米的大铁环的外侧作无滑动的滚动,当小铁环沿大铁环滚动一周回到原位时,问小铁环自身转了几圈?
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【巩固】如图所示,大圆周长是小圆周长的n(n1)倍,当小圆在大圆内侧(外侧)作无滑动的滚动一圈后又回到原来的位置,小圆绕自己的圆心转动了几周?
【例 74】 如图,15枚相同的硬币排成一个长方形,一个同样大小的硬币沿着外圈滚动一周,回到起始位置.问:这枚硬币自身转动了多少圈?
【巩固】12个相同的硬币可以排成下面的4种正多边形(圆心的连线).
用一个同样大小的硬币,分别沿着四个正多边形的外圈无滑动地滚动一周.问:在哪个图中这枚硬币自身转动的圈数最多,最多转动了多少圈?
【例 75】 一枚半径为1cm的圆形硬币相互紧靠着平放在桌面上,让一枚硬币沿着它们的外轮廓滚过后回到原来的位置,那么与原A点重合的点是______.硬币自己转动______,硬币圆心的运动轨迹周长为_______.
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DEFCBA
【例 76】 先做一个边长为2cm的等边三角形,再以三个顶点为圆心,2cm为半径作弧,形成曲边三角形(如左图).再准备两个这样的图形,把一个固定住(右图中的阴影),另一个围绕着它滚动,如右图那样,从顶点相接的状态下开始滚动.请问此图形滚动时经过的面积是多少平方厘米?(π3.14)A2B22C
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