内容正文:
第22讲 圆的有关计算
1.正多边形的有关概念
(1)中心:正多边形的 圆的圆心.
(2)半径:正多边形外接圆的半径.
(3)中心角:正多边形每一边所对的 角.
(4)边心距:正多边形的中心到正多边形的一边的距离.
正多边形与圆
外接
圆心
任何正多边形都有一个外接圆和一个内切圆,这两个圆是同心圆.
2.正多边形的有关计算
(1)如图所示,正n边形的中心角αn(∠AOB)= ,半径Rn(OA)、边心距rn(OC)和边长的一半(AC)构成 三角形.
直角
弧长与扇形面积
1.弧长
设正n边形的边长为a,内切圆的半径为r,则弧长l= .
1.设圆柱的高为l,底面半径为R,如图①所示,其侧面展开图是一个矩形.因此S圆柱侧= ;S圆柱全= ;V圆柱= .
圆柱和圆锥的侧面积、全面积和体积
2πRl
图①
2πRl+2πR2
πR2l
2.如图②所示,设圆锥的母线长为l,底面半径为R,高为h,则圆锥的侧面展开图是一个扇形,圆锥的母线长l等于扇形半径,圆锥的底面圆周长2πR等于扇形弧长.
因此S圆锥侧= ;S圆锥全= .
πRl
图②
πRl+πR2
1.规则图形
按规则图形的 去求.
2.不规则图形
采用 “转化” 的数学思想方法,把不规则图形采用“ ”
“等积变形法”“平移法”“ ”等转化为规则图形.
阴影部分的面积
面积公式
割补法
旋转法
如图所示,等边三角形ABC的三个顶点都在☉O上,AD是☉O的直径.若OA=3,则劣弧BD的长是( )
弧长的有关计算
B
根据等边三角形的性质可求出∠BAD的度数,进而求出∠BOD的度数,代入弧长公式即可.
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要求一段弧的长度,需要求
(1)弧所对的圆心角的度数.
(2)弧所在圆的半径.
[变式2] (2022衡阳)如图所示,用一个半径为6 cm的定滑轮拉动重物上升,滑轮旋转了120°,假设绳索粗细不计,且与滑轮之间没有滑动,则重物上升了 cm(结果保留π).
4π
如图所示,等边三角形ABC和正方形ADEF都内接于☉O,求AD∶AB的值.
正多边形的有关计算
正多边形中有关线段长的计算,常作出半径和边心距,把与正多边形有关的计算问题转化为解直角三角形的问题求解.
C
[变式4] (2023长郡教育集团模拟)如图所示,A,B,C,D为一个正多边形的顶点,O为正多边形的中心.若∠ADB=20°,则这个正多边形的边数为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
C
扇形面积及不规则图形面积(易错点)
如图(1)所示,四边形ABCD内接于☉O,AD为直径,过点C作CE⊥AB交AB的延长线于点E,连接AC.
(1)求证:∠CAD=∠ECB.
(1)根据直径所对的圆周角是直角,直角三角形的两个锐角互余等证明结论成立.
(1)证明:∵AD为☉O的直径,∴∠ACD=90°.
∴∠CAD+∠ADC=90°.
∵CE⊥AB,∴∠CEA=90°,
∴∠ECB+∠CBE=90°.
∵∠ABC+∠ADC=180°,∠ABC+∠CBE=180°,∴∠CBE=∠ADC,
∴∠CAD=∠ECB.
(2)若CE是☉O的切线,∠CAD=30°,连接OC,如图(2)所示.
①请判断四边形ABCO的形状,并说明理由;
(2)①根据切线的性质及直角三角形的性质证明出AO与CB,AE与OC平行,从而证明四边形ABCO是平行四边形,再证明一组邻边相等即可.
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(2)解:①四边形ABCO是菱形.理由如下:
在☉O中,∵OA=OC,∴∠OCA=∠CAD=30°.
∵CE是☉O的切线,∴∠OCE=90°.
∵∠ECB=∠CAD=30°,∴∠ACB=30°,∠ECA=60°.
∴在Rt△ACE中,∠CAE=30°.
∴∠CAE=∠OCA,∠ACB=∠CAD.
∴AE∥OC,AO∥CB,∴四边形ABCO是平行四边形.
∵OA=OC,∴平行四边形ABCO是菱形.
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②所求阴影部分的面积=三角形AOC的面积+扇形OCD的面积,过点C作CF⊥AD,关键就是求CF的长.
解:②过点C作CF⊥AD,垂足为F,如图所示.
∵在☉O中,OD=OC,∠COD=∠OCA+∠CAD=30°+30°=60°,
在菱形ABCO中,AB=2,
∴OA=OC=OD=2.
[变式5] 如图所示,在菱形ABCD中,分别以点A,C为圆心,AD,CB长为半径画弧,分别交对角线AC于点E,F.若AB