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专题09 圆的弧长与扇形面积
类型一、规则图形的周长或面积
例1.一根钢管放在V形架内,其横截面如图所示,钢管的半径是24cm,若,则劣弧AB的长是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵AC与BC是圆的切线,∴OA⊥AC,OB⊥CB,
∴∠OAC=∠OBC=90°,∴∠C+∠AOB=360°-∠OAC-∠OBC=360°-90°-90°=180°,
∵∠C=60°,∴∠AOB=180°-60°=120°,∵OB=24cm,∴=cm.
故选择B.
例2.如图,,,,,相互外离,它们的半径都是2,顺次连接五个圆心得到五边形,则图中五个扇形(阴影部分)的面积之和是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
故选A.
【变式训练1】如图,半径为3的中有弦,以为折痕对折,劣弧恰好经过圆心,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】过O作OC⊥AB于C,由题意得,OC=OA,∴∠OAC=30°,
∵OA=OB,∴∠OBA=∠OAC=30°,∴∠AOB=120°,∴==2π,
故选:B.
【变式训练2】如图,在边长为2的等边中,是边上的中点,以点为圆心,为半径作圆与,分别交于,两点,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】是等边三角形,是边上的中点,,
,扇形,故选C.
【变式训练3】如图,正六边形的边长为2,以为圆心,的长为半径画弧,得,连接,,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】过B点作AC垂线,垂直为G,
根据正六边形性质可知,,
∴,∴S扇形=,
故选:A.
【变式训练4】如图,正六边形的边长为6,以顶点A为圆心,的长为半径画圆,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】∵六边形ABCDEF是正六边形,∴∠FAB=,AB=6,
∴扇形ABF的面积=,
故选择D.
类型二、不规则图形的周长或面积
例1.如图,两个半径长均为的直角扇形的圆心分别在对方的圆弧上,扇形的圆心C是的中点,且扇形绕着点C旋转,半径,交于点G,半径,交于点H,则图中阴影面积等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】∵两个直角扇形的半径长均为,∴两个扇形面积和为,
过C分别作CM⊥AE于M,CN⊥BE于N,连接EC,则四边形CMEN是矩形,
∵C是的中点,∴∠AEC=∠BEC,即EC平分∠AEB,∴CM=CN,
∴四边形CMEN是正方形,∴∠CMG=∠MCN=∠CNH,∴∠MCG+∠GCN=∠NCH+∠GCN=90°,
∴∠MCG=∠NCH,∴△CMG≌△CNH(ASA),
∴白色部分的面积等于对角线为的正方形CMEN的面积,
∴空白部分面积为,∴阴影部分面积为,
故选:D.
例2.有一张矩形纸片ABCD,已知AB=2,AD=4,上面有一个以AD为直径的半圆,如图甲,将它沿DE折叠,使A点落在BC上,如图乙,这时,半圆还露在外面的部分(阴影部分)的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设阴影部分所在的圆心为O,AD与半圆弧交于点F,如图,连接OF,作OM⊥AD于点M,
∵AD=4,CD=2,∴∠DAC=30°,
∵OD∥BC,OD=OF=2,∴∠ODF=∠OFD=∠DAC=30°,
∴∠DOF=180°-30°-30°=120°,
在Rt△DOM中,OM=OD•sin30°=2×=1,DM=OD•cos30°=2×=,
∴DF=2DM=2,∴S阴影部分=S扇形ODF-S△ODF=,故选:C.
【变式训练1】如图,在圆心角为的扇形中,半径,C为的中点,D、E分别是OA、OB的中点,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】连接OC,过C点作CF⊥OA于F,
∵半径OA=2,C为的中点,D、E分别是OA、OB的中点,∴OD=OE=1,OC=2,∠AOC=45°,
∴CF=,∴空白图形ACD的面积=扇形OAC的面积-三角形OCD的面积=,
三角形ODE的面积=OD×OE=,
∴图中阴影部分的面积=扇形OAB的面积-空白图形ACD的面积-三角形ODE的面积
=.故选:B.
【变式训练2】如图,已知△ABC内接于⊙O,AB=AC,与AC交于点E,连接CD并延长与⊙O过点A的切线交于点F,⊙O的半径为2,则图中阴影部分的面积为( )
A.﹣ B. C.﹣ D.1﹣
【答案】C
【解析】如图1,连接OA,
∵AF是⊙O的切线,∴∠OAF=90°,
∵AB=AC,∠BAC=60°,∴△ABC是等边三角形,∴∠ABC=∠ACB=∠BAC=60°,
∵BD平分∠ABC,∴∠ABD=∠CBD=30°,
∵∠ADB=∠AC