内容正文:
专题03 阴影部分面积的计算
考向1 静态背景下与扇形有关的阴影部分面积的计算
【母题来源】2021年中考山东枣庄卷
【母题题文】如图,正方形ABCD的边长为2,O为对角线的交点,点E,F分别为BC,AD的中点.以C为圆心,2为半径作圆弧BD,再分别以E,F为圆心,1为半径作圆弧BO,OD,则图中阴影部分的面积为( )
A.π﹣1
B.π﹣3
C.π﹣2
D.4﹣π
【答案】C
【试题解析】连接BD,EF,如图,
∵正方形ABCD的边长为2,O为对角线的交点,
由题意可得:EF,BD经过点O,且EF⊥AD,EF⊥CB.
∵点E,F分别为BC,AD的中点,
∴FD=FO=EO=EB=1,∴,OB=OD.
∴弓形OB=弓形OD.
∴阴影部分的面积等于弓形BD的面积.
∴S阴影=S扇形CBD﹣S△CBDπ﹣2.故选:C.
【命题意图】考查基本的计算能力,注重割补法和转化思想的应用。
【命题方向】以选填为主,主要安排在选填的压轴位置,技巧性较强。
【得分要点】求阴影部分面积的常用方法:
(1)公式法:若所求阴影部分是规则图形,如扇形、特殊四边形、三角形等,可直接利用公式计算;
(2)和差法:若所求阴影部分是不规则图形,可将图形适当分割,将不规则的阴影部分面积转化为几个规则图形面积的和或差;
(3)等积转化法:当直接求面积较麻烦或根本求不出来时,可通过等面积转化(利用图形的平移、旋转、对称变换前后面积不变的性质或同底等高的两个三角形面积相等)为公式法或和差法创造条件;
(4)一般地,图形中若出现弧线,则先找到这条弧所在圆的圆心,将其补全为扇形,再利用图形间的关系进行求解.
考向2 动态背景下与扇形有关的阴影部分面积的计算
【母题来源】2021年中考内蒙古兴安盟卷
【母题题文】(2021•兴安盟)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CFD的圆心C是的中点,且扇形CFD绕着点C旋转,半径AE、CF交于点G,半径BE、CD交于点H,则图中阴影面积等于( )
A.
B.
C.π﹣1
D.π﹣2
【答案】D
【试题解析】两扇形的面积和为:π,
过点C作CM⊥AE,作CN⊥BE,垂足分别为M、N,
则四边形EMCN是矩形,
∵点C是的中点,∴EC平分∠AEB,
∴CM=CN,∴矩形EMCN是正方形,
∵∠MCG+∠FCN=90°,∠NCH+∠FCN=90°,
∴∠MCG=∠NCH,
在△CMG与△CNH中,,
∴△CMG≌△CNH(ASA),
∴中间空白区域面积相当于对角线是的正方形面积,
∴空白区域的面积为:1,
∴图中阴影部分的面积=两个扇形面积和﹣2个空白区域面积的和=π﹣2.故选:D.
【命题意图】考查了扇形的面积,正方形面积公式,构造辅助线运用转化思想解答关键.
【命题方向】以选填为主,多为选填的压轴位置,试题区分度较高.
【得分要点】动态背景下阴影部分面积的主要以平移、折叠、旋转变换为背景,结合勾股定理以及锐角三角函数知识求出扇形的半径和圆心角,进而得出扇形的面积,在解答过程中要注意合理添加辅助线,将不规则图形的面积通过割补或转化进行计算.
1.(2021•东胜区二模)如图,已知所在圆的半径为4,弦AB长为,点C是上靠近点B的四等分点,将绕点A逆时针旋转120°后得到,则在该旋转过程中,线段CB扫过的面积是( )
A.
B.
C.π
D.
【答案】B
【解析】设所在圆的圆心为O,连接OC、OA、OB、AC、AC′,作OD⊥AB于D,
∴AD=BDAB=2,∵OA=4,
∴sin∠AOD,
∴∠AOD=60°,∴∠AOB=120°,
∵点C是上靠近点B的四等分点,
∴∠AOC=90°,∴AC4,
∴线段CB扫过的面积=S扇形ABB′﹣S扇形ACC′16πππ,故选:B.
2.(2021•峨山县模拟)如图,在菱形ABCD中,AB=4,∠ABC=120°,以A为圆心,AB为半径画圆弧,交AC于点E,过点E作EF∥AB交AD于点F,则阴影部分的面积为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】过F作FH⊥AC于H,
∵四边形ABCD是菱形,AB=4,
∴∠DAC=∠BAC,AD∥BC,
∴∠ABC+∠DAB=180°,∵∠ABC=120°,
∴∠DAB=60°,∴∠DAC=∠BAC=30°,
∵以A为圆心,AD为半径画弧,交AC于点E,AB=4,
∴AE=4,∵EF∥AB,∴∠FEA=∠BAC,
∵∠DAC=∠BAC,∴∠DAC=∠FEA,∴AF=EF,
∵FH⊥AE,AE=4,∴AH=EH=2,
∵∠DAC=30°,∠AHF=90°,
∴AF=2EF,∴(2EF)2=EF2+22,解得:EF,
∴阴影部分的面积S=S扇形DAE﹣S△FAE
,故选:C.
3.(2021•驻马店二模)如图,已知