五年级上册数学奥数讲义——第5讲.圆与扇形竞赛(含答案)人教版
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圆与球:跨时代、跨文化的数学故事这座完美的古代建筑,最基本的设计元素竟然是最简单的几何图形—圆伫立在北京天坛祈年殿前,赞美之情油然而生。
这座完美的古代建筑,最基本的设计元素竟然是最简单的几何图形—圆。
三层汉白玉圆形台基、三层蓝琉璃圆顶大殿,与附近的圆形皇穹宇和圜丘交相辉映,好一片圆美世界!圆和球还是最实用的图形。
宏大如宇宙天体,微小至原子电子,飞转的车轮,滴嗒的钟表……人们的日常生活离不开圆和球,科技的进步也离不开圆和球。
简单中寓深奥。
在圆与球简约的外形下,潜藏着无穷的数学奥秘。
圆周长和圆面积的计算,蕴涵着极限思想。
中国古代数学家刘徽创立的“割圆术”,就是用圆内接正多边形去逐步逼近圆。
刘徽从圆内接正六边形出发,将边数逐次加倍,并计算逐次得到的正多边形的周长和面积(以及相应的圆周率近似值)。
古希腊数学家称用多边形逼近曲线图形的方法为“穷竭法”,早在公元前3世纪,阿基米德也是用这种方法去计算圆的周长、面积及圆周率的。
不过阿基米德最引以自豪的,是他对球体积的计算。
阿基米德考虑一个球和它的外切圆柱,以及一个辅助的圆锥,其基本做法是将这些立体分割成无数的薄片,并用力学平衡的方法比较它们的体积,最后求得球体积的正确公式: (R 是球半径)。
阿基米德的方法可以看成是积分学的先声。
无独有偶,在东方,中国南北朝时期的数学家祖冲之和他的儿子祖,也是利用球和它的外切课前预习圆与扇形综合圆柱计算出正确的球体积公式。
不过与阿基米德不同,祖氏父子考虑的是同一个球的两个互相垂直的外切圆柱的公共部分(刘徽最先发现该种立体并命名为“牟合方盖”),并运用欧洲学者迟至17世纪才重新发现的不可分量原理推算出这部分立体与其所含内切球的体积之比。
祖氏父子的方法与阿基米德的可以说是异曲同工,殊途同归。
至于近代微积分的发明,圆和球也扮演了重要的角色。
我们知道,在17世纪上半纪微积分酝酿时期,圆面积与圆周率π的计算,曾是那些寻找打开无穷小算法大门钥匙的数学大师们关注的热点。
圆与球:跨时代、跨文化的数学故事这座完美的古代建筑,最基本的设计元素竟然是最简单的几何图形—圆伫立在北京天坛祈年殿前,赞美之情油然而生。
这座完美的古代建筑,最基本的设计元素竟然是最简单的几何图形—圆。
三层汉白玉圆形台基、三层蓝琉璃圆顶大殿,与附近的圆形皇穹宇和圜丘交相辉映,好一片圆美世界!圆和球还是最实用的图形。
宏大如宇宙天体,微小至原子电子,飞转的车轮,滴嗒的钟表……人们的日常生活离不开圆和球,科技的进步也离不开圆和球。
简单中寓深奥。
在圆与球简约的外形下,潜藏着无穷的数学奥秘。
圆周长和圆面积的计算,蕴涵着极限思想。
中国古代数学家刘徽创立的“割圆术”,就是用圆内接正多边形去逐步逼近圆。
刘徽从圆内接正六边形出发,将边数逐次加倍,并计算逐次得到的正多边形的周长和面积(以及相应的圆周率近似值)。
古希腊数学家称用多边形逼近曲线图形的方法为“穷竭法”,早在公元前3世纪,阿基米德也是用这种方法去计算圆的周长、面积及圆周率的。
不过阿基米德最引以自豪的,是他对球体积的计算。
阿基米德考虑一个球和它的外切圆柱,以及一个辅助的圆锥,其基本做法是将这些立体分割成无数的薄片,并用力学平衡的方法比较它们的体积,最后求得球体积的正确公式: (R 是球半径)。
阿基米德的方法可以看成是积课前预习圆与扇形综合分学的先声。
无独有偶,在东方,中国南北朝时期的数学家祖冲之和他的儿子祖,也是利用球和它的外切圆柱计算出正确的球体积公式。
不过与阿基米德不同,祖氏父子考虑的是同一个球的两个互相垂直的外切圆柱的公共部分(刘徽最先发现该种立体并命名为“牟合方盖”),并运用欧洲学者迟至17世纪才重新发现的不可分量原理推算出这部分立体与其所含内切球的体积之比。
祖氏父子的方法与阿基米德的可以说是异曲同工,殊途同归。
至于近代微积分的发明,圆和球也扮演了重要的角色。
我们知道,在17世纪上半纪微积分酝酿时期,圆面积与圆周率π的计算,曾是那些寻找打开无穷小算法大门钥匙的数学大师们关注的热点。
圆与球:跨时代、跨文化的数学故事这座完美的古代建筑,最基本的设计元素竟然是最简单的几何图形—圆伫立在北京天坛祈年殿前,赞美之情油然而生。
这座完美的古代建筑,最基本的设计元素竟然是最简单的几何图形—圆。
三层汉白玉圆形台基、三层蓝琉璃圆顶大殿,与附近的圆形皇穹宇和圜丘交相辉映,好一片圆美世界!圆和球还是最实用的图形。
宏大如宇宙天体,微小至原子电子,飞转的车轮,滴嗒的钟表……人们的日常生活离不开圆和球,科技的进步也离不开圆和球。
简单中寓深奥。
在圆与球简约的外形下,潜藏着无穷的数学奥秘。
圆周长和圆面积的计算,蕴涵着极限思想。
中国古代数学家刘徽创立的“割圆术”,就是用圆内接正多边形去逐步逼近圆。
刘徽从圆内接正六边形出发,将边数逐次加倍,并计算逐次得到的正多边形的周长和面积(以及相应的圆周率近似值)。
古希腊数学家称用多边形逼近曲线图形的方法为“穷竭法”,早在公元前3世纪,阿基米德也是用这种方法去计算圆的周长、面积及圆周率的。
不过阿基米德最引以自豪的,是他对球体积的计算。
阿基米德考虑一个球和它的外切圆柱,以及一个辅助的圆锥,其基本做法是将这些立体分割成无数的薄片,并用力学平衡的方法比较它们的体积,最后求得球体积的正确公式: (R是球课前预习专项一 圆与扇形综合半径)。
阿基米德的方法可以看成是积分学的先声。
无独有偶,在东方,中国南北朝时期的数学家祖冲之和他的儿子祖,也是利用球和它的外切圆柱计算出正确的球体积公式。
不过与阿基米德不同,祖氏父子考虑的是同一个球的两个互相垂直的外切圆柱的公共部分(刘徽最先发现该种立体并命名为“牟合方盖”),并运用欧洲学者迟至17世纪才重新发现的不可分量原理推算出这部分立体与其所含内切球的体积之比。
祖氏父子的方法与阿基米德的可以说是异曲同工,殊途同归。
至于近代微积分的发明,圆和球也扮演了重要的角色。
我们知道,在17世纪上半纪微积分酝酿时期,圆面积与圆周率π的计算,曾是那些寻找打开无穷小算法大门钥匙的数学大师们关注的热点。
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.圆的面积2πr =;扇形的面积2π360nr ×;圆的周长2πr =;扇形的弧长2π360nr ×.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.我们经常说的12圆、14圆、16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+360n×2×半径(易错点是把扇形的周长等同于扇形的弧长) ②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】 如图,圆O 的直径AB 与CD 互相垂直,AB =10厘米,以C 为圆心,CA 为半径画弧。
求月牙形ADBEA (阴影部分)的面积。
例题精讲圆与扇形D【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答 【关键词】华杯赛,决赛,第9题,10分 【解析】 ①月牙形ADBEA (阴影部分)的面积=半圆的面积+△A BC 的面积-扇形CAEBC 的面积②月牙形ADBEA 的面积=211π525π502524××+−××=(平方厘米),所以月牙形ADBEA 的面积是25平方厘米。
圆规和直尺圆规和直尺一块儿住进了文具盒。
圆规说:“我能画圆,你行吗?”“我横竖都会画,你行吗?”直尺很不服气。
文具盒听了,说:“别争了,谁能画一面扇形,谁就最行。
”圆规和直尺都为难了。
文具盒又说:“你俩一块儿合作,不就行了吗?” 圆规和直尺同心协力,很快画好了扇形。
从此,它们成了好朋友。
编后语:圆规和直尺各有自己的长处,也各有自己的不足,两者是不应互相瞧不起的。
后来,由于双方的真诚合作,充分发挥了各自的优势,创造了许多新的事物。
这则寓言告诉我们这样一个道理:一个人的智慧和力量是有限的,众人合作就会创造出新事物,新生活。
圆的知识:1. 当一条线段绕着它的一个端点O 在平面上旋转一周时,它的另一端点所画成的封闭曲线叫做圆,点O 叫做这个圆的圆心.2. 连结一个圆的圆心和圆周上任一点的线段叫做圆的半径.3. 连结圆上任意两点的线段叫做圆的弦.过圆心的弦叫做圆的直径.4. 圆的周长与直径的比叫做圆周率.圆周上任意两点间的部分叫做弧.5. 圆周长=直径×π.=半径×2π 圆面积=π×半径2.知识框架课前预习扇形的周长与面积和弓形面积扇形的知识:1. 扇形是圆的一部分,它是由圆心角的两条半径和圆心角所对的弧组成的图形.顶点在圆心的角叫做圆心角. 2. 我们经常说的12圆、14圆、16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分之几.那么一般的求法是什么呢?关键是360n. 3. 扇形中的弧长= 180r nπ.扇形的周长= 180r n π+2r.扇形的面积=3602r n π =.弓形的知识:1. 弦与它所对的弧所组成的图形叫做弓形.【一般来说,弓形面积=扇形面积-三角形面积.(除了半圆)】重点:圆与扇形的面积和周长计算公式;弓形的面积公式。
难点:计算周长时,首先要分清围成这一图形的边有哪些,再正确计算。
计算面积时,首先要根据图形组合的形式,用会求的图形的面积去求的题目所要求的图形面积。
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.圆的面积2πr =;扇形的面积2π360nr =⨯;圆的周长2πr =;扇形的弧长2π360nr =⨯.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.我们经常说的12圆、14圆、16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360n⨯+2⨯半径(易错点是把扇形的周长等同于扇形的弧长) ②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”)板块二 曲线型面积计算【例 1】 如图,已知扇形BAC 的面积是半圆ADB 面积的34倍,则角CAB 的度数是________. 例题精讲圆与扇形DCBA【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】填空【解析】 设半圆ADB 的半径为1,则半圆面积为21ππ122⨯=,扇形BAC 的面积为π42π233⨯=.因为扇形BAC的面积为2π360n r ⨯,所以,22ππ23603n ⨯⨯=,得到60n =,即角CAB 的度数是60度. 【答案】60度【例 2】 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=)【考点】圆与扇形 【难度】4星 【题型】解答【解析】 167212ABC S =⨯⨯=△,三角形ABC 内两扇形面积和为21174-=,根据扇形面积公式两扇形面积和为2π24360B C∠+∠⨯⨯=°,所以120B C ∠+∠=°,60A ∠=°.【答案】60度【例 3】 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415,是小圆面积的35.如果量得小圆的半径是5厘米,那么大圆半径是多少厘米?【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答【解析】 小圆的面积为2π525π⨯=,则大小圆相交部分面积为325π15π5⨯=,那么大圆的面积为422515ππ154÷=,而2251515422=⨯,所以大圆半径为7.5厘米.【答案】7.5【例 4】 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)CBA【考点】圆与扇形【难度】3星【题型】解答【解析】由右图知,绳长等于6个线段AB与6个BC弧长之和.将图中与BC弧相似的6个弧所对的圆心角平移拼补,可得到6个角的和是360︒,所以BC弧所对的圆心角是60︒,6个BC弧合起来等于直径5厘米的圆的周长.而线段AB等于塑料管的直径,由此知绳长为:565π45⨯+=(厘米).【答案】45【例5】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?(π 3.14=)【考点】圆与扇形【难度】4星【题型】解答【解析】如图,点C是在以B为中心的扇形上,所以AB CB=,同理CB AC=,则ABC∆是正三角形,同理,有CDE∆是正三角形.有60ACB ECD∠=∠=,正五边形的一个内角是1803605108-÷=,因此60210812ECA∠=⨯-=,也就是说圆弧AE的长度是半径为12厘米的圆周的一部分,这样相同的圆弧有5个,所以中间阴影部分的周长是()122 3.1412512.56cm360⨯⨯⨯⨯=.【答案】12.56【例6】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.【考点】圆与扇形【难度】3星【题型】填空【解析】图中四个小圆的半径为大圆半径的一半,所以每个小圆的面积等于大圆面积的14,则4个小圆的面积之和等于大圆的面积.而4个小圆重叠的部分为灰色部分,未覆盖的部分为黑色部分,所以这两部分面积相等,即灰色部分与黑色部分面积相等.【答案】相等【例7】如图,大圆半径为小圆的直径,已知图中阴影部分面积为1S,空白部分面积为2S,那么这两个部分的面积之比是多少?(圆周率取3.14)【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答 【解析】 如图添加辅助线,小圆内部的阴影部分可以填到外侧来,这样,空白部分就是一个圆的内接正方形.设大圆半径为r ,则222S r =,2212S r r π=-,所以()12: 3.142:257:100S S =-=. 移动图形是解这种题目的最好方法,一定要找出图形之间的关系.【答案】57:100【例 8】 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?【考点】圆与扇形 【难度】4星 【题型】解答 【解析】 大圆直径是小圆的3倍,半径也是3倍,小圆面积∶大圆面积22π:π1:9r R ==,小圆面积13649=⨯=,7个小圆总面积4728=⨯=,边角料面积36288=-=(平方厘米).【答案】8【例 9】 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.【考点】圆与扇形 【难度】4星 【题型】解答 【解析】 由于直接求阴影部分面积太麻烦,所以考虑采用增加面积的方法来构造新图形.由右图可见,阴影部分面积等于16大圆面积减去一个小圆面积,再加上120︒的小扇形面积(即13小圆面积),所以相当于16大圆面积减去23小圆面积.而大圆的半径为小圆的3倍,所以其面积为小圆的239=倍,那么阴影部分面积为21259π1π 2.5636⎛⎫⨯-⨯⨯== ⎪⎝⎭.【答案】2.5【例 10】 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)CA【考点】圆与扇形【难度】3星【题型】解答【解析】所要求的阴影面积是用正六边形的面积减去六个小扇形面积、正六边形的面积已知,现在关键是小扇形面积如何求,有扇形面积公式2π360n RS=扇.可求得,需要知道半径和扇形弧的度数,由已知正六边形每边所对圆心角为60°,那么120AOC∠=︒,又知四边形ABCO是平行四边形,所以120ABC∠=︒,这样就可求出扇形的面积和为21206π10628360⨯⨯⨯=(平方厘米),阴影部分的面积1040628412=-=(平方厘米).【答案】412【例11】(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,AC CD DB==,M是CD 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,则图中阴影部分的面积是平方厘米.【考点】圆与扇形【难度】3星【题型】填空【解析】如下图所示,连接OC、OD、OH.本题中由于C、D是半圆的两个三等分点,M是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与AB平行.由此可得CHN∆的面积与CHO∆的面积相等,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13,所以阴影部分面积等于半圆面积的16,为11226⨯=平方厘米.【答案】2【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.【考点】圆与扇形【难度】3星【题型】解答【解析】如图,连接OC、OD、CD.由于C、D是半圆的三等分点,所以AOC∆和COD∆都是正三角形,那么CD与AO是平行的.所以ACD∆的面积与OCD∆的面积相等,那么阴影部分的面积等于扇形OCD的面积,为21π618.846⨯⨯=.【答案】18.84【例12】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)O【考点】圆与扇形【难度】4星【题型】解答【解析】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或CD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与CD是平行的,所以BCD∆与ACD∆的面积相等,所以剩余图形的面积与扇形ACD的面积相等,而扇形ACD的面积为260π10.5360⨯⨯=,所以图中两块阴影部分的面积之差为0.5.【答案】0.5【例13】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)AFEAFE【考点】圆与扇形【难度】3星【题型】解答【解析】方法一:设小正方形的边长为a,则三角形ABF与梯形ABCD的面积均为()122a a+⨯÷.阴影部分为:大正方形+梯形-三角形ABF-右上角不规则部分=大正方形-右上角不规则部分=14圆.因此阴影部分面积为:3.1412124113.04⨯⨯÷=.方法二:连接AC、DF,设AF与CD的交点为M,由于四边形ACDF是梯形,根据梯形蝴蝶定理有ADM CMFS S=△△,所以DCFS S=阴影扇形3.1412124113.04=⨯⨯÷=【答案】113.04【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)【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答【解析】 (法1)观察可知阴影部分面积等于三角形ACD 的面积减去月牙BCD 的面积,那么求出月牙BCD 的面积就成了解题的关键.月牙BCD 的面积为正方形BCDE 的面积减去四分之一圆:166π6694⨯-⨯⨯⨯=;则阴影部分的面积为三角形ACD 的面积减去月牙BCD 的面积,为:()110669392S =⨯+⨯-=阴影.(法2)观察可知AF 和BD 是平行的,于是连接AF 、BD 、DF . 则ABD ∆与BDF ∆面积相等,那么阴影部分面积等于BDF ∆与小弓形的面积之和,也就等于DEF ∆与扇形BED 的面积之和,为:211(106)6π63924-⨯⨯+⨯⨯=.【答案】39【例 14】 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10AB BC ==,那么阴影部分的面积是多少?(圆周率取3.14)DD【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答 【解析】 连接PD 、AP 、BD ,如图,PD 平行于AB ,则在梯形ABDP 中,对角线交于M 点,那么ABD ∆与ABP ∆面积相等,则阴影部分的面积转化为ABP ∆与圆内的小弓形的面积和. ABP ∆的面积为:()10102225⨯÷÷=; 弓形面积: 3.145545527.125⨯⨯÷-⨯÷=; 阴影部分面积为:257.12532.125+=.【答案】32.125【例 15】 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 ;(π 3.14=)A【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】填空 【解析】 连接小正方形AC ,有图可见ACD ABC S S S S =+-△△阴影扇形∵211144222AC ⨯=⨯⨯∴232AC =同理272CE =,∴48AC CE ⨯=∴148242ACD S =⨯=△290π412.56360S =⨯=扇形,14482ABC S =⨯⨯=△∴2412.56828.56S =+-=阴影【答案】28.56【例 16】 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?【考点】圆与扇形 【难度】4星 【题型】解答 【解析】 假设最小圆的半径为r ,则三种半圆曲线的半径分别为4r ,3r 和r .阴影部分的面积为:()()22222111π4π3ππ5π222r r r r r -++=,空白部分的面积为:()222π45π11πr r r -=,则阴影部分面积与空白部分面积的比为5:11. 【答案】5:11【例 17】 (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.(π 3.14=)【考点】圆与扇形 【难度】4星 【题型】解答 【解析】 ⑴每个圆环的面积为:22π4π37π21.98⨯-⨯==(平方厘米);⑵五个圆环的面积和为:21.985109.9⨯=(平方厘米); ⑶八个阴影的面积为:109.977.132.8-=(平方厘米); ⑷每个阴影的面积为:32.88 4.1÷=(平方厘米).【答案】4.1【例 18】 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.(π 3.14=)【考点】圆与扇形 【难度】4星 【题型】填空 【解析】 39.25 【答案】39.25【例 19】 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)DCBAaDCBAa【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答 【解析】 这道题目是很常见的面积计算问题.阴影部分是一个花瓣状的不规则图形,不能直接通过面积公式求解,观察发现阴影部分是一个对称图形,我们只需要在阴影部分的对称轴上作两条辅助线就明了了.如图,这样阴影部分就划分成了4个半圆减去三角形,我们可以求得,()4S S S =⨯-阴影半圆三角形21142222a a a π⎡⎤⎛⎫=⨯⨯⨯-⨯⨯⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦212a =【答案】12a【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)D BA DB【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答【解析】 由题可知,图中阴影部分是两个扇形重叠的部分,我们可以利用容斥原理从图形整体上考虑来求阴影部分面积;同样,我们也可以通过作辅助线直接求阴影部分的面积.解法一:把两个扇形放在一起得到1个正方形的同时还重叠了一块阴影部分.则阴影部分的面积为=21π44482⋅⋅-⨯=;解法二:连接AC ,我们发现阴影部分面积的一半就是扇形减去三角形的面积,所以阴影部分面积=212π444284⨯⋅⋅-⨯÷=().【答案】8【例 20】 (四中考题)已知三角形ABC 是直角三角形,4cm AC =,2cm BC =,求阴影部分的面积.【考点】圆与扇形 【难度】4星 【题型】解答 【解析】 从图中可以看出,阴影部分的面积等于两个半圆的面积和与直角三角形ABC 的面积之差,所以阴影部分的面积为:2214121ππ42 2.5π4 3.8522222⎛⎫⎛⎫⨯+⨯-⨯⨯=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(2cm ).【答案】3.85【例 21】 (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.【考点】圆与扇形 【难度】4星 【题型】填空 【解析】 根据容斥原理得1003242144S ⨯--⨯=阴影,所以100314424272S =⨯--⨯=阴影(平方厘米) 【答案】72【例 22】 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1S 和2S 两块面积之差为2π(cm )m n -(其中m 、n 为正整数),请问m n +之值为何?S 2S 1G HFEDCB AS图1S 2S 1G HF E DCB A【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答 【关键词】国际小学数学竞赛【解析】 (法1)2248cm FCDE S =⨯=,21π44π4BCD S =⨯⨯=扇形2(cm ),21π2π4BFH S =⨯⨯=扇形2(cm ),而124ππ8FCDE BCD BFH S S S S S -=--=--扇形扇形3π8=-2(cm ),所以3m =,8n =,3811m n +=+=.(法2)如右上图,1S S +=BFEA BFH S S -=扇形2422π48π⨯-⨯⨯÷=-2(cm ), 24444π4164πABCD BCD S S S S +=-=⨯-⨯⨯÷=-扇形2(cm ),所以,12(8π)(164π)3π8S S -=---=-2(cm ),故3811m n +=+=.【答案】11【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)【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答 【解析】 我们只要看清楚阴影部分如何构成则不难求解.左边的阴影是大扇形减去小扇形,再扣除一个长方形中的不规则白色部分,而右边的阴影是长方形扣除这块不规则白色部分,那么它们的差应为大扇形减去小扇形,再减去长方形.则为:ππ4422423 3.148 1.4244⨯⨯-⨯⨯-⨯=⨯-=.【答案】1.42【例 23】 如图,矩形ABCD 中,AB =6厘米,BC =4厘米,扇形ABE 半径AE =6厘米,扇形CBF 的半径CB =4厘米,求阴影部分的面积.(π取3)CB A【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答 【解析】 方法一:观察发现,阴影部分属于一个大的扇形,而这个扇形除了阴影部分之外,还有一个不规则的空白部分ABFD 在左上,求出这个不规则部分的面积就成了解决这个问题的关键. 我们先确定ABFD 的面积,因为不规则部分ABFD 与扇形BCF 共同构成长方形ABCD ,所以不规则部分ABFD 的面积为2164π4124⨯-⨯⨯=(平方厘米),再从扇形ABE 中考虑,让扇形ABE 减去ABFD 的面积,则有阴影部分面积为21π612154⨯⨯-=(平方厘米).方法二:利用容斥原理2211π6π4461544EAB BCF ABCD S S S S =+-=⨯+⨯-⨯=阴影扇形扇形长方形(平方厘米)【答案】15【巩固】求图中阴影部分的面积.【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答【解析】 阴影部分面积=半圆面积+扇形面积-三角形面积22211211π()π121241.042282=⨯+⨯-⨯=.【答案】41.04【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,(π 3.14=)【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】填空 【解析】 观察可知阴影部分是被以AD 为半径的扇形、以AB 为直径的半圆形和对角线BD 分割出来的,分头求各小块阴影部分面积明显不是很方便,我们发现如果能求出左下边空白部分的面积,就很容易求出阴影部分的面积了,我们再观察可以发现左下边空白部分的面积就等于三角形ABD 的面积减去扇形ADE 的面积,那么我们的思路就很清楚了. 因为45ADB ∠=︒,所以扇形ADE 的面积为:224545π 3.1459.8125360360AD ⨯⨯=⨯⨯=(平方厘米),那么左下边空白的面积为:1559.8125 2.68752⨯⨯-=(平方厘米),又因为半圆面积为:215π9.812522⎛⎫⨯⨯= ⎪⎝⎭(平方厘米),所以阴影部分面积为:9.8125 2.68757.125-=(平方厘米).【答案】7.125【例 24】 如图所示,阴影部分的面积为多少?(圆周率取3)33B A33A1.51.51.545︒45︒B33【考点】圆与扇形 【难度】4星 【题型】解答 【解析】 图中A 、B 两部分的面积分别等于右边两幅图中的A 、B 的面积.所以()()229271.5π 1.5343π3328498416A B S S +=-⨯÷+-⨯⨯÷=÷+÷=.【答案】2716【巩固】图中阴影部分的面积是 .(π取3.14)33【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】填空 【解析】 如右上图,虚线将阴影部分分成两部分,分别计算这两部分的面积,再相加即可得到阴影部分的面积.所分成的弓形的面积为:22131199π3π2242168⎡⎤⎛⎫⨯-⨯⨯=-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦;另一部分的面积为:221199π33π8484⨯-⨯=-;所以阴影部分面积为:99992727πππ 1.92375 1.9216884168-+-==-=≈.【答案】1.92【例 25】 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1O 、2O 、3O 为圆心,求阴影部分的面积.(π3=)O3【考点】圆与扇形 【难度】4星 【题型】解答 【解析】 图中两块阴影部分的面积相等,可以先求出其中一块的面积.而这一块的面积,等于大正方形的面积减去一个90︒扇形的面积,再减去角上的小空白部分的面积,为:()()()2142020π202020100π4754S S S S ⎡⎤---÷=⨯-⨯-⨯-÷=⎡⎤⎣⎦⎣⎦圆正方形正方形扇形(平方厘米),所以阴影部分的面积为752150⨯=(平方厘米).【答案】150【例 26】 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)【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】填空 【解析】 方法一:圆在长方形内部无法运动到的地方就是长方形的四个角,而圆在角处运动时的情况如左下图,圆无法运动到的部分是图中阴影部分,那么我们可以先求出阴影部分面积,四个角的情况都相似,我们就可以求出总的面积是阴影部分面积的四倍.阴影部分面积是小正方形面积减去扇形面积,所以我们可以得到:每个角阴影部分面积为290111π13604⨯-⨯⨯=;那么圆无法运动到的部分面积为 1414⨯=方法二:如果把四个角拼起来,则阴影如右上图所示,则阴影面积为222311⨯-⨯=【答案】1【例 27】 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.(π 3.14=)B【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答 【解析】 由于阴影部分是一个不规则图形,所以要设法把它转化成规则图形来计算.从图中可以看出,阴影部分的面积是一个45°的扇形与一个等腰直角三角形的面积差. 由于半圆的面积为62.8平方厘米,所以262.8 3.1420OA =÷=. 因此:22210AOB S OA OB OA =⨯÷=÷=△(平方厘米).由于AOB ∆是等腰直角三角形,所以220240AB =⨯=.因此:扇形ABC 的面积24545ππ4015.7360360AB =⨯⨯=⨯⨯=(平方厘米).所以,阴影部分的面积等于:15.710 5.7-=(平方厘米).【答案】5.7【例 28】 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.【考点】圆与扇形 【难度】4星 【题型】解答 【解析】 题目已经明确告诉我们ABC 是等腰直角三角形,AEF 是扇形,所以看似没有关系的两个阴影部分通过空白部分联系起来.等腰直角三角形的角A 为45度,则扇形所在圆的面积为扇形面积的8倍.而扇形面积与等腰直角三角形面积相等,即11010502S =⨯⨯=扇形,则圆的面积为508400⨯=【答案】400【例 29】 如图,直角三角形ABC 中,AB 是圆的直径,且20AB =,阴影甲的面积比阴影乙的面积大7,求BC 长.(π 3.14=)【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答 【解析】 因为两块阴影部分都是不规则图形,单独对待它们无法运用面积公式进行处理,而解题的关键就是如何把它们联系起来,我们发现把两块阴影加上中间的一块,则变成1个半圆和1个直角三角形,这个时候我们就可以利用面积公式来求解了.因为阴影甲比阴影乙面积大7,也就是半圆面积比直角三角形面积大7.半圆面积为:21π101572⨯⨯=,则直角三角形的面积为157-7=150,可得BC =2⨯150÷20=15.【答案】15【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225cm ,8cm AB =,求BC 的长度.I IAB C I【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答 【解析】 由于阴影I 的面积比阴影II 的面积小225cm ,根据差不变原理,直角三角形ABC 面积减去半圆面积为225cm ,则直角三角形ABC 面积为218π258π2522⎛⎫⨯+=+ ⎪⎝⎭(2cm ),BC 的长度为()8π25282π 6.2512.53+⨯÷=+=(cm ).【答案】12.53【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)【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答【解析】 图中半圆的直径为AB ,所以其面积为2120π200 3.146282⨯⨯≈⨯=.有空白部分③与①的面积和为628,又②-①28=,所以②、③部分的面积和62828656+=.有直角三角形ABC 的面积为12AB BC ⨯⨯=1406562BC ⨯⨯=.所以32.8BC =厘米.【答案】32.8【例 30】 图中的长方形的长与宽的比为8:3,求阴影部分的面积.【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答 【关键词】十三分,入学测试题 【解析】 如下图,设半圆的圆心为O ,连接OC .从图中可以看出,20OC =,20416OB =-=,根据勾股定理可得12BC =. 阴影部分面积等于半圆的面积减去长方形的面积,为:21π20(162)12200π3842442⨯⨯-⨯⨯=-=.【答案】244【例 31】 如图,求阴影部分的面积.(π取3)【考点】圆与扇形 【难度】4星 【题型】解答 【解析】 如图,图中阴影部分为月牙儿状,月牙儿形状与扇形和弓形都不相同,目前我们还不能直接求出 它们的面积,那么我们应该怎么来解决呢?首先,我们分析下月牙儿状是怎么产生的,观察发现月牙儿形是两条圆弧所夹部分,再分析可以知道,两条圆弧分别是不同圆的圆周的一部分,那么我们就找到了解决问题的方法了.阴影部分面积=12小圆面积+12中圆面积+三角形面积-12大圆面积=2221111π3π434π52222⋅⋅+⋅⋅+⨯⨯-⋅⋅=6【答案】6【例 32】 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?68【考点】圆与扇形 【难度】4星 【题型】解答【解析】S S S =-阴影直角三角形半圆, 设半圆半径为r ,直角三角形面积用r 表示为:610822r rr ⨯⨯+= 又因为三角形直角边都已知,所以它的面积为168242⨯⨯=,所以824r =,3r =所以1249π=24 4.5π2S =-⨯-阴影【答案】24 4.5π-【例 33】 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)【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答 【关键词】华校第一学期,期中测试,第6题 【解析】 环形的面积应该用大圆的面积减去小圆的面积,但分别求出两个圆的面积显然不可能.题中已知阴影部分的面积,也就是2250R r -=平方厘米,那么环形的面积为: 2222πππ()π50=157R r R r -=-=⨯(平方厘米).【答案】157【巩固】图中阴影部分的面积是225cm ,求圆环的面积.【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答【解析】 设大圆半径为R ,小圆半径为r ,依题有222522R r -=,即2250R r -=.则圆环面积为:22222πππ()50π157(cm )R r R r -=-==.【答案】157【例 34】 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)【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】填空 【关键词】101中学,考题【解析】 设图中大圆的半径为r ,正方形的边长为a ,则小圆的直径等于正方形的边长,所以小圆的半径为2a,大圆的直径2r 等于正方形的对角线长,即222(2)r a a =+,得222a r =.所以,大圆的面积与正方形的面积之比为:22π:π:2r a =,所以大圆面积为:202π10π÷⨯=;小圆的面积与正方形的面积之比为:22π():π:42aa =,所以小圆的面积为:204π5π÷⨯=;两个圆的面积之和为:10π5π15π15 3.1447.1+==⨯=(平方厘米).【答案】47.1【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)【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】填空【解析】 设图中大圆的半径为r ,正方形的边长为a ,则小圆的直径等于正方形的边长,所以小圆的半径为2a,大圆的直径2r 等于正方形的对角线长,即222(2)r a a =+,得222a r =.所以,大圆的面积与小圆的面积之比为:222222π:π()::2:12424a a a a r r ===, 即大圆的面积是小圆面积的2倍,大圆的面积为30260⨯=(平方厘米).【答案】60【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 .【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】填空 【解析】 设图中小正方形的边长为b ,由于圆的直径等于大正方形的边长,所以圆的直径为a ,而从图中可以看出,圆的直径等于小正方形的对角线长,所以22222a b b b =+=,故2212b a =,即小正方形的面积为212a .【答案】212a【巩固】一些正方形内接于一些同心圆,如图所示.已知最小圆的半径为1cm ,请问阴影部分的面积为多少平方厘米?(取22π7=)【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答 【关键词】台湾小学数学竞赛选拔,复赛 【解析】 我们将阴影部分的面积分为内圈、中圈、外圈三部分来计算.内圈等于内圆面积减去内部正方形的面积,也就是2π1222π2⨯-⨯÷=-.内圆的直径为中部正方形的边长,即为2,中部正方形的对角线等于中圆的直径,于是中圈阴影部分面积是22π(22)4222π4⨯+÷-⨯=-.中圆的直径的平方即为外部正方形的面积,即为22228+=,外部正方形的对角线的平方即为外圆的直径的平方,即为8216⨯=,所以外圈阴影部分的面积是π16484π8⨯÷-=-.。
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.圆的面积2πr =;扇形的面积2π360nr =⨯;圆的周长2πr =;扇形的弧长2π360nr =⨯.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.我们经常说的12圆、14圆、16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+360n⨯2⨯半径(易错点是把扇形的周长等同于扇形的弧长)②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】 如图,圆O 的直径AB 与CD 互相垂直,AB =10厘米,以C 为圆心,CA 为半径画弧。
例题精讲圆与扇形求月牙形ADBEA (阴影部分)的面积。
D【考点】圆与扇形 【难度】3星 【题型】解答 【关键词】华杯赛,决赛,第9题,10分 【解析】 ①月牙形ADBEA (阴影部分)的面积=半圆的面积+△ABC 的面积-扇形CAEBC 的面积②月牙形ADBEA 的面积=211π525π502524⨯⨯+-⨯⨯=(平方厘米),所以月牙形ADBEA 的面积是25平方厘米。
年级五年级学科奥数版本通用版课程标题圆与扇形(二)有时竞赛题中会考查一些关于无滑滚动、杠杆原理等物理知识,其中要用到关于圆的计算。
这类题要求我们知道一些简单的物理常识,因此平时就要注意积累。
最后我们举两个关于圆的、设而不求的例子,以提高同学们的思维水平。
无滑滚动硬币在支撑面上滚动,硬币边缘上各点与支撑面接触的瞬时,与支撑面无相对滑动,称硬币做无滑滚动。
这时,硬币边缘在与支撑面接触时,相对于支撑面的速度为0。
一个硬币沿一条直线滚动,并且没有滑动。
此时圆心运动的距离与硬币周长的比值就是硬币滚动的圈数。
硬币沿着曲线型边缘滚动,比如沿着另一个硬币边缘滚动,这种情况下若直接计算硬币自转多少圈容易算错,这时我们可以假定硬币边缘上有一红点,利用这个红点的指向间接判断硬币自转多少圈。
例1直径l厘米的圆沿边长为4.14 厘米的正方形内侧无滑动地滚动l圈(见图),则圆绕自己的圆心转了______圈。
分析与解:把整个过程分为4段,根据对称性知道,只要计算一段的情况就行了。
在一条边上滚动,是直线上的无滑动滚动。
用滚动距离除以圆周长就是滚动的圈数。
.4(=14÷-,故在一条边上旋转一周。
所以整个过程中圆绕自己的圆心转了4圈。
.3114)1例2半径为1的圆片绕着边长为6、7、8的三角板滚动一周,回到原位置。
圆片扫过的面积多大?分析与解:把扫过的区域分成六块,其中三块是长方形,总面积为42)876(2=++⨯;另外三块是扇形,能拼成半径是2的圆,面积是56.1214.34=⨯,所以圆片扫过的总面积是54.56。
例3 三个相同的硬币,将其中两个紧挨着固定在桌面上。
另外一个紧贴着这两个硬币滚动一周,没有滑动。
问,这个硬币自身转动几圈?分析与解:利用对称性知,只要计算滚动半周,硬币自转的圈数就可以知道了。
假设固定的两个硬币是左右相邻的,在右半周,滚动半周,硬币旋转34圈。
滚动一周,则硬币旋转38圈。
例4 试说明图中阴影部分面积与图中直角三角形面积相同。
平面图形——圆与扇形1、下图是半径为24厘米的扇形,求图中阴影部分的面积。
2、一块正方形的草地,边长为4米,在两个相对的角上各有一棵树,树上各拴一只羊,绳子长4米,问两只羊都能吃到草的草地面积有多大?3、如图,等腰直角三角形直角边长为14厘米,两个半圆的直径是三角形的直角边,求图中阴影部分的面积。
4、如下图,阴影部分的周长是14.28分米,阴影部分的面积是多少平方分米?5、在图中,阴影部分的面积是100平方厘米,求圆环的面积。
6、在正方形ABCD中,AC=8厘米,求阴影部分的面积。
7、如下图,∠AOB=450,求空白部分面积及阴影部分周长。
8、有两个半圆与两个圆位置如下图所示,圆A的半径为3厘米,圆B的半径为2厘米,圆O的直径是圆A与圆B的直径和,圆C的直径是圆O的半径。
求阴影部分的面积与空白部分的面积比。
9、如图,扇形AFB是一个圆心角为90的扇形,四边形BCDE和AFBG都是正方形。
那么图中阴影部分的面积是多少?(单位:厘米)10、已知下图中正方形的周长是40厘米,图中阴影部分的面积是多少?11、如图,三角形ABC为等腰直角三角形,∠ACB为直角,D是AB的中点,AB=20厘米,圆弧GD、HD是分别以A、B为圆心所作,求图中阴影部分的面积(π取3.14)。
12、如图,AB是圆的直径,C、D是AB上两点且AC=CD=DB=a厘米。
求阴影部分的面积。
13、已知直角三角形ABC中三边长分别为AB=5厘米,AC=4厘米,BC=3厘米。
如图,分别以这三边为直径画圆,求阴影面积。
14、如图,三角形ABC是直角三角形,AB是圆的直径,并且AB=20厘米,如图阴影I的面积比阴影Ⅱ的面积大7平方厘米,求出BC的长度(π取3.14)。
15、求阴影部分的面积。
(单位:厘米)16、如图,O为圆心,CO垂直于AB,三角形ABC的面积是45平方厘米,以C为圆心,CA为半径画弧将圆分成两部分,求阴影部分的面积。
【练习】1、求下面图形中阴影部分的面积(单位:厘米)。
圆形与扇形的奥数练习以及答案圆形与扇形的奥数练习以及答案圆形与扇形的奥数练习题及答案参考1.扇形所在圆的半径是9dm,圆心角是120°,求它的周长2.已知扇形的外半径是12cm,内半径是6cm,圆心角是60°,求它的面积3.如图,△ABC的三条边长都是12cm,分别以A、B、C三点1.扇形所在圆的半径是9dm,圆心角是120°,求它的周长2.已知扇形的外半径是12cm,内半径是6cm,圆心角是60°,求它的面积3.ABC的.三条边长都是12cm,分别以A、B、C三点为圆心,12cm 为半径画弧,求三段弧长的和4.两个正方形边长分别是10厘米和6厘米,求阴影部分的面积n为圆心角的度数,R为圆的半径题1:L=2r+l=2r+(n/360°)2πR=9*2+(120°/360°)*2*3.14*9=36.84(dm)题2:S扇=(n/360)π(R-r)=(60°/360°)*3.14*(12-6)=56.52(cm)题3:L=3l=3*(n/360°)2πR=3*(60°/360°)*2*3.14*12=37.68(cm)题4:注,O为AD和EB的交点S阴影=S△AOB+S扇BDE-S△DOE因为,S△AOB与S△DOE是相似三角形所以,ED:AB=EO:BO=6:10=3:5因为,BE=6所以,EO=6*3/8=2.25,BO=6*5/8=3.75所以,S阴影=1/2*BO*AB+(90°/360°)*3.14*6-1/2*EO*ED =0.5*3.75*10+0.25*3.14*36-0.5*2.25*6=40.26(cm)以上就是为大家提供的圆形与扇形的奥数练习题及答案。
第5讲圆(思维导图+知识梳理+例题精讲+易错专练)一、思维导图二、知识点梳理知识点一:圆的认识1.圆心、半径、直径用圆规画圆时,针尖所在的点叫做圆心,一般用字母O表示,连接圆心和圆上任意一点的线段叫做半径,一般用字母r表示,通过圆心并且两端都在圆上的线段叫做直径,一般用字母d表示。
在任意一个圆中都可以画出无数条半径和无数条直径。
2.同圆或等圆中半径、之间的关系在同圆或等圆中,所有的半径都相等,所有的直径也都相等,直径是半径的2倍;圆心相同,半径不同的圆叫做同心圆;圆是轴对称图形,它有无数条对称轴。
3.用圆规画圆用圆规画圆的方法:先定好两脚之间的距离,再把带有针尖的脚固定在一点上,最后把装有铅笔的脚旋转一周,就画出了一个圆。
知识点二:圆的周长1.意义:围成圆的曲线的长叫做圆的周长,周长一般用字母C来表示。
2.测量方法:滚动法、绕绳法、直接测量法。
3.圆周率:圆的周长总是它的直径的3倍多一些,这个固定的比值叫做圆周率,用字母Π来表示,Π是一个无线不循环小数。
C=Πd或2Πr。
已知圆的半径,求周长时,用C=2Πr进行计算;已知圆的直径,求周长时,用C=Πd进行计算。
知识点三:圆的面积1.意义:圆所占平面的大小叫做圆的面积,圆的面积一般用S表示。
2.已知圆的半径为r,S=Πr2已知直径或周长求面积时,都要先求出半径,再求出面积。
3.圆环:两个半径不相等的同心圆之间的部分叫做圆环,也叫做环形。
S=ΠR2-Πr23.圆与正方形组合的面积问题的应用(1)“外方内圆”图形中,圆的直径等于正方形的边长。
如果圆的半径为r,那么正方形和圆之间部分的面积为0.86r2。
(2)“外圆内方”图形中,这个正方形的对角线等于圆的直径。
如果圆的半径为r,那么圆和正方形之间部分的面积为1.14r2。
知识点四:扇形1.意义:圆上两点之间的部分叫做弧;一条弧和经过这条弧两端的两条半径所围成的图形叫做扇形。
注意:扇形的大小由圆心角的度数和半径的长短决定。
1. 利用圆与扇形面积公式进行面积计算.2. 会将不规则图形转化为规则图形进行面积计算.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.圆的面积=2r π;扇形的面积=2360n r π⨯; 圆的周长=2r π;扇形的弧长=2360n r π⨯.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.我们经常说的12圆、14圆、16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360n⨯+2⨯半径(易错点是把扇形的周长等同于扇形的弧长)2、 弓形:弓形一般不要求周长,主要求面积。
第5讲圆与扇形一般来说,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”)【例 1】如图,在18⨯8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?【分析】我们数出阴影部分中完整的小正方形有8+15+15+16=54个,其中部分有6+6+8=20个,部分有6+6+8=20(个),而1个和1个正好组成一个完整的小正方形,所以阴影部分共包含54+20=74(个)完整小正方形,而整个方格纸包含8⨯18=144(个)完整小正方形.所以图中阴影面积占整个方格纸面积的74144,即3772.[拓展]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)用平移、旋转、割补法求面积D CBAaDCBA a[分析] 这道题目是很常见的面积计算问题.阴影部分是一个花瓣状的不规则图形,不能直接通过面积公式求解,观察发现阴影部分是一个对称图形,我们只需要在阴影部分的对称轴上作两条辅助线就明了了.如图,这样阴影部分就划分成了4个半圆减去三角形,我们可以求得, ()4S S S =⨯-阴影半圆三角形21142222a a a π⎡⎤⎛⎫=⨯⨯⨯-⨯⨯⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦212a =【例 2】 如图,阴影部分的面积是多少?224【分析】 首先观察阴影部分,我们发现阴影部分形如一个号角,但是我们并没有学习过如何求号角的面积,那么我们要怎么办呢?阴影部分我们找不到出路,那么我们不妨考虑下除了阴影部分之外的部分吧!观察发现,阴影部分左侧是一个扇形,而阴影部分右边的空白部分恰好与左边的扇形构成一个边长为4的正方形,那么阴影部分的面积就等于大的矩形面积减去正方形面积。
则阴影部分面积(222)4(22)48++⨯-+⨯=[铺垫] 计算图中阴影部分的面积(单位:分米).510A A5[分析] 将右边的扇形向左平移,如图所示.两个阴影部分拼成—个直角梯形. ()5105275237.5+⨯÷=÷=(平方分米).【例 3】 (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.(π取3.14)【分析】 根据题意可知扇形的半径r 恰是正方形的对角线,所以223218r =⨯=,如右图将左边的阴影翻转右边阴影下部,S S S =-阴影扇形柳叶11182(1833)34ππ=⨯-⨯-⨯1838.58π=-=[巩固] 求图中阴影部分的面积.(π取3)45︒45︒20cm[分析] 看到这道题,一下就会知道解决方法就是求出空白部分的面积,再通过作差来求出阴影部分面积,因为阴影部分非常不规则,无法入手.这样,平移和旋转就成了我们首选的方法.解法一: 我们只用将两个半径为10厘米的四分之一圆减去空白的①、②部分面积之和即可,其中①、②面积相等.易知①、②部分均是等腰直角三角形,但是①部分的直角边AB 的长度未知.单独求①部分面积不易,于是我们将①、②部分平移至一起,如右下图所示,则①、②部分变为一个以AC 为直角边的等腰直角三角形,而AC 为四分之一圆的半径,所以有AC =10.两个四分之一圆的面积和为150,而①、②部分的面积和为11010502⨯⨯=,所以阴影部分的面积为15050100-=(平方厘米).K F E DBAA B C D EF K解法二: 欲求图①中阴影部分的面积,可将左半图形绕B 点逆时针方向旋转180°,使A 与C 重合,从而构成如右图②的样子,此时阴影部分的面积可以看成半圆面积减去中间等腰直角三角形的面积.所以阴影部分面积为21110101010022π⨯⨯-⨯⨯=(平方厘米).AB【例 4】 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)AFEAFE【分析】 方法一:设小正方形的边长为a ,则三角形ABF 与梯形ABCD 的面积均为()122a a +⨯÷.阴影部分为:大正方形+梯形-三角形ABF -右上角不规则部分=大正方形-右上角不规则部分=14圆.因此阴影部分面积为:3.1412124113.04⨯⨯÷=.方法二:连接AC 、DF ,设AF 与CD 的交点为M ,由于四边形ACDF 是梯形,根据梯形蝴蝶定理有ADM CMF S S =△△,所以DCF S S =阴影扇形 3.1412124113.04=⨯⨯÷=[巩固] 如图,ABCD 是正方形,且1FA AD DE ===,求阴影部分的面积.(取3π=)[分析] 方法一:两个分割开的阴影部分给我们求面积造成了很大的麻烦,那么我们把它们通过切割、移动、补齐,使两块阴影部分连接在一起,这个时候我们再来考虑,可能会有新的发现. 由于对称性,我们可以发现,弓形BMF 的面积和弓形BND 的面积是相等的,因此,阴影部分面积就等于不规则图形BDWC 的面积。
因为ABCD 是正方形,且F A =AD =DE =1,则有CD =DE 。
那么四边形BDEC 为平行四边形,且∠E =45°.我们再在平行四边形BDEC 中来讨论,可以发现不规则图形BDWC 和扇形WDE 共同构成这个平行四边形,由此,我们可以知道阴影部分面积=平行四边形BDEC -扇形DEW 24551113608π=⨯-⨯⨯=.方法二:先看总的面积为14的圆,加上一个正方形,加上一个等腰直角三角形,在则阴影面积为总面积扣除一个等腰直角三角形,一个14圆,一个45︒的扇形.那么最终效果等于一个正方形扣除一个45︒的扇形.面积为215113188⨯-⨯⨯=.【例 5】 如图所示,阴影部分的面积为多少?(圆周率取3)33B A33A1.51.51.545︒45︒B33【分析】 图中A 、B 两部分的面积分别等于右边两幅图中的A 、B 的面积.所以()()229271.5 1.53433328498416A B S S ππ+=-⨯÷+-⨯⨯÷=÷+÷=.【例 6】 如图,大圆半径为小圆的直径,已知图中阴影部分面积为1S ,空白部分面积为2S ,那么这两个部分的面积之比是多少?(圆周率取3.14)【分析】 如图添加辅助线,小圆内部的阴影部分可以填到外侧来,这样,空白部分就是一个圆的内接正方形.设大圆半径为r ,则222S r =,2212S r r π=-,所以()12: 3.142:257:100S S =-=. 移动图形是解这种题目的最好方法,一定要找出图形之间的关系.[巩固] 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)[分析] 将原图割补成如图,阴影部分正好是一个半圆,面积为255 3.14239.25cm ⨯⨯÷=【例 7】 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)【分析】 我们只要看清楚阴影部分如何构成则不难求解.左边的阴影是大扇形减去小扇形,再扣除一个长方形中的不规则白色部分,而右边的阴影是长方形扣除这块不规则白色部分,那么它们的差应为大扇形减去小扇形,再减去长方形.则为:4422423 3.148 1.4244ππ⨯⨯-⨯⨯-⨯=⨯-=.[巩固] 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.其他方法求面积[分析] 题目已经明确告诉我们ABC 是等腰直角三角形,AEF 是扇形,所以看似没有关系的两个阴影部分通过空白部分联系起来.等腰直角三角形的角A 为45度,则扇形所在圆的面积为扇形面积的8倍.而扇形面积与等腰直角三角形面积相等,即11010502S =⨯⨯=扇形,则圆的面积为508400⨯=【例 8】 如图,矩形ABCD 中,AB =6厘米,BC =4厘米,扇形ABE 半径AE =6厘米,扇形CBF 的半径CB =4厘米,求阴影部分的面积.(π取3)CB A【分析】 方法一:观察发现,阴影部分属于一个大的扇形,而这个扇形除了阴影部分之外,还有一个不规则的空白部分ABFD 在左上,求出这个不规则部分的面积就成了解决这个问题的关键. 我们先确定ABFD 的面积,因为不规则部分ABFD 与扇形BCF 共同构成长方形ABCD ,所以不规则部分ABFD 的面积为21644124π⨯-⨯⨯=(平方厘米),再从扇形ABE 中考虑,让扇形ABE 减去ABFD 的面积, 则有阴影部分面积为21612154π⨯⨯-=(平方厘米).方法二:利用容斥原理221164461544EAB BCF ABCD S S S S ππ=+-=⨯+⨯-⨯=阴影扇形扇形长方形(平方厘米)[巩固] 如图,AB 与CD 是两条垂直的直径,圆O 的半径为15,¼AEB是以C 为圆心,AC 为半径的圆弧. 求阴影部分面积.ACB[分析] 阴影部分是个月牙形,不能直接通过面积公式求,那么我们可以把阴影部分看成半圆加上三角形ABC 再减去扇形ACB 的结果.半圆面积为21152π⨯⨯,三角形ABC 面积为()21151515152⨯+⨯=,又因为三角形面积也等于212AC ⨯,所以22215AC =⨯, 那么扇形ACB 的面积为229012153604AC ππ⨯⨯=⨯⨯⨯. 阴影部分面积S S S S =+-阴影半圆三角形扇形 22211151521524ππ=⨯⨯+-⨯⨯⨯= 225 (平方厘米)【例 9】 下图中,3AB =,阴影部分的面积是D AAD【分析】 如图可知EF =3,设大半圆半径为R ,小圆半径为r ,如右图R EH =,r HG EG ==,根据勾股定理得222R r =,故大半圆面积等于小圆面积,由图可知S S S =-阴影小圆柳叶2)EHF EHF S S S =--V 小圆扇形( 22EHF EHF S S S =-+V 小圆扇形 2EHF S S S =-+V 小圆大半圆2EHF S =V332 4.5EF GH =⨯=⨯÷=[铺垫] 如图,求阴影部分的面积.(π取3)[分析] 如图,图中阴影部分为月牙儿状,月牙儿形状与扇形和弓形都不相同,目前我们还不能直接求出它们的面积,那么我们应该怎么来解决呢?首先,我们分析下月牙儿状是怎么产生的,观察发现月牙儿形是两条圆弧所夹部分,再分析可以知道,两条圆弧分别是不同圆的圆周的一部分,那么我们就找到了解决问题的方法了.阴影部分面积=12小圆面积+12中圆面积+三角形面积-12大圆面积=2221111343452222πππ⋅⋅+⋅⋅+⨯⨯-⋅⋅ =6【例10】 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)【分析】 (此题十分经典)如图所示,羊活动的范围可以分为A ,B ,C 三部分,其中A 是半径30米的34个圆,B ,C 分别是半径为20米和10米的14个圆. 所以羊活动的范围是222311302010444πππ⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯222311302010444π⎛⎫=⨯⨯+⨯+⨯ ⎪⎝⎭2512=.【例11】 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?3C【分析】 在这个题目中,阴影部分和空白部分都是不规则图形,那么我们既无法通过面积公式直接求出阴影部分面积,也无法通过求出空白部分面积,再用大圆面积减去空白部分面积求解,这个时候,我们只能利用整体思想,通过转化,寻找阴影部分与整体图形的关系.将原题图中的等边三角形旋转30°(注意,只转三角形,圆形不动),得到右上图.因为△AOD 、△BOD 都是等边三角形,所以四边形OBDA 是菱形,推知△AOB 与△ADB 面积相等.又因为弦AD 所对的弓形与弦BD 所对的弓形面积相等,所以扇形AOB 中阴影部分面积占一半.同理,在扇形AOC 、扇形BOC 中,阴影部分面积也占一半.所以,阴影部分面积占圆面积的一半,是10÷2=5(平方米).【例12】 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(π取3.14)ABC(B')A B【分析】 如图,顺时针旋转后,A 点沿弧'AA 转到'A 点,B 点沿弧'BB 转到'B 点,D 点沿弧'DD 转到'D 点.因为CD 是C 点到AB 的最短线段,所以AB 扫过的面积就是图中的弧'A AB 与''BDD A 之间的阴影图形.S S S =-阴影半圆空白'111122ABC BDC AD C S S S =+=⨯⨯=△△△(平方米), 2'12ABC ADCD S S CD ===△正方形(平方米), 所以,2'14428DCD S CD πππ=⨯=⨯=扇形(平方米), 我们推知2''(2BDC ACD DCD S BC S S S π=⨯--+△△阴影扇形)1282ππ=--3182π=- 0.6775=(平方米).[铺垫] 如图所示,直角三角形ABC 的斜边AB 长为10厘米,∠ABC =60°,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)CE[分析] 注意分割、平移、补齐.(2)(1)E CA如图所示,将图形⑴移补到图形⑵的位置,因为∠EBD =60°,那么∠ABE =120°,则阴影部分为一圆环的13.所以阴影部分面积为()221753AB BC π⨯⨯-=(平方厘米).1.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):3245︒6⑴ ⑵ ⑶【分析】 ⑴4.5 ⑵1.5 ⑶ 4.52. 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'BA60︒【分析】 面积=圆心角为60︒的扇形面积+半圆-空白部分面积(也是半圆)=圆心角为60︒的扇形面积226033 4.53602cm ππ=⨯⨯==. 3. 如下图,长方形ABCD ,长是8 cm ,则阴影部分的面积 .( 3.14π=)【分析】 阴影部分的面积实际上是右上图阴影部分面积的一半,所以求出右上图中阴影部分面积再除以2即可.长方形的长等于两个圆直径,宽等于1个圆直径,所以右图的阴影部分的面积等于:()28828222 6.88π⨯÷-÷÷⨯⨯=所以左图阴影部分的面积等于6.88÷2=3.44平方厘米. 4. 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?【分析】 大圆直径是小圆的3倍,半径也是3倍,小圆面积∶大圆面积22:1:9r R ππ==,小圆面积13649=⨯=,7个小圆总面积4728=⨯=,边角料面积36288=-=(平方厘米). 5. 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10AB BC ==,那么阴影部分的面积是多少?(圆周率取3.14)D【分析】 连接PD 、AP 、BD ,如图,PD 平行于AB ,则在梯形ABDP 中,对角线交于M 点,那么ABD∆与ABP ∆面积相等,则阴影部分的面积转化为ABP ∆与圆内的小弓形的面积和. ABP ∆的面积为:()10102225⨯÷÷=;弓形面积: 3.145545527.125⨯⨯÷-⨯÷=;阴影部分面积为:257.12532.125+=.6.一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)3【分析】如图所示,羊活动的范围是一个半径4m,圆心角300°的扇形与两个半径1m,圆心角120°的扇形之和.所以答案是243.96m.切忌这山看着那山高兔子是世界上最善良的动物了,它只吃青草,什么也不伤害。