内容正文:
24.4 弧长和扇形面积
第1课时 弧长和扇形面积
1.弧长公式
在半径为R的圆中,n°的圆心角所对的弧长l= .
2.扇形的概念
由组成圆心角的两条半径和 所对的弧所围成的图形叫做扇形.
3.扇形的面积公式(半径为R的圆中)
n°的圆心角所对的扇形面积S= ;弧长为l的扇形的面积S= .
圆心角
lR
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知识点一 弧长公式及其应用
1.已知一个扇形的圆心角为120°,半径是6 cm,则这个扇形的弧长是( )
A.8π cm B.6π cm
C.4π cm D.2π cm
2.一个扇形的弧长是10π cm,面积是60π cm2,则此扇形的圆心角的度数是( )
A.300° B.150°
C.120° D.75°
C
B
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3.(吉林中考)如图①,A,B表示某游乐场摩天轮上的两个轿厢.图②是其示意图,点O是圆心,半径r为15 m,点A,B是圆上的两点,圆心角∠AOB=120°,则的长为 m.(结果保留π)
图① 图②
【变式】一根钢管放在V形架内,其横截面如图所示,钢管的半径是24 cm,若∠ACB=60°,则劣弧AB的长是( )
A.8π cm B.16π cm
C.32π cm D.192π cm
10π
B
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4.一个扇形的弧长是8π cm,圆心角是144°,则此扇形的半径是 .
5.如图,扇形OAB中,∠AOB=90°,以AO为直径作半圆.若AO=2,则阴影部分图形的周长为 .
6.如图,在☉O中,弦AB=6 cm,圆心O到弦AB的距离OE为3 cm,求劣弧的长.
10 cm
2+2π
名师点睛
在弧长公式中,已知l,n,R中的任意两个量,都可以求出第三个量.若题目中没有要求,则用含“π”的式子表示弧长.在应用公式计算时,“n”和“180”都不写单位.
解:劣弧的长是4π cm.
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知识点二 扇形的面积公式及其应用
7.如图,☉O的半径为2,∠AOB=90°,则图中阴影部分的面积为( )
A.4π B.2π
C.π D.
8.如图,AB是半圆O的直径,C,D是半圆的三等分点,AB=12,则阴影部分的面积是( )
A.4π B.6π
C.12π D.12π-9
C
B
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9.如图,在▱ABCD中,∠B=60°,☉C的半径为3,则图中阴影部分的面积是( )
A.π
B.2π
C.3π
D.6π
10.如图,在平面内将Rt△ABC绕着直角顶点C逆时针旋转90°,得到Rt△EFC,若AB=,
BC=1,则阴影部分的面积为 .(结果保留π)
C
π-1
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11.如图,已知半圆的圆心为点O,半径OD=2.扇形DBC所在圆以B为圆心,以DB为半径,圆心角为45°.求:
(1)扇形DBC的面积和的长.
(2)图中阴影部分的面积.
解:(1)∵半径OD=2.扇形BDC所在圆以B为圆心,以DB为半径,圆心角为45°,BD=2OD=4,
∴扇形BDC的面积为S扇形==2π,
的长为=π.
(2)如图,连接GO.∵BO=GO,∴∠OBG=∠BGO=45°,
∴∠DOG=∠BOG=90°.
∵OD=2,∴BO=GO=2,
∴S阴影=S扇形BDC-S扇形DOG-S△BOG=2π--×2×2=π-2.
名师点睛
求图形的面积时,如果所求图形是规则图形,如扇形、三角形、矩形等,那么直接利用面积公式计算;如果所求图形是不规则图形,可转化成为规则图形面积的和或差.
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【能力提升】
1.如图,△ABC是等腰直角三角形,∠ACB=90°,AC=BC=2,把△ABC绕点A按顺时针方向旋转45°后得到△AB'C',则线段BC在上述旋转过程中所扫过部分(阴影部分)的面积是( )
A.π B.π
C.π D.2π
2.如图,将矩形ABCD绕其右下角的顶点按顺时针方向旋转90°至图①位置,继续绕右下角的顶点按顺时针方向旋转90°至图②位置,以此类推,这样连续旋转2 024次.若AB=4,AD=3,则顶点A在整个旋转过程中所经过的路径总长为( )
A.2 021π B.2 034π
C.3 024π D.3 036π
A
D
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3.如图,△ABC内接于☉O,且半径OC⊥AB,点D在半径OB的延长线上,且∠A=∠BCD=30°,
AC=2,则由,线段CD和线段BD所围成图形的阴影部分的面积为 .
4.如图,将半径为2,圆心角为90°的扇形BAC绕点A逆时针旋转,在旋转过程中,点B落在扇形BAC的弧上的点B'处,点C的对应点为C'.
(1)∠BAB'的度数为 .
(2)阴影部分的面积为 .
2-π
60°
+π
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5.如图,点D在半圆O的直径AB的延长线上,点C在半圆O上,AC=CD,∠ACD=120°.
(1)求证:CD是☉O的切线.
(2)若☉O的半径为2,求图中阴影部分的面积.
(1)证明:如图,连接OC.
∵AC=CD,∠ACD=120°,∴∠A=∠D=30°.
∵OA=OC,∴∠2=∠A=30°,
∴∠OCD=120°-∠2=90°.
∵OC为☉O的半径,∴CD是☉O的切线.
(2)解:∵∠A=30°,
∴∠1=2∠A=60°.
∴S扇形BOC==.
在Rt△OCD中,OC=2,OD=4,
则CD==2,
∴SRt△OCD=OC·CD=×2×2=2.
∴图中阴影部分的面积为2-.
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【素养闯关】
6.(河北中考)如图,☉O的半径为6,将该圆周12等分后得到表盘模型,其中整钟点为An(n为1~12的整数),过点A7作☉O的切线交A1A11延长线于点P.
(1)通过计算比较直径和劣弧A7A11长度哪个更长.
(2)连接A7A11,则A7A11和PA1有什么特殊位置关系?请简要说明理由.
解:(1)如图,连接OA11,由题意,∠A7OA11=120°,
∴的长==4π>12,
∴比直径长.
(2)结论:PA1⊥A7A11.理由如下:
如图,连接A1A7,A7A11.
由题意,得的度数为180°,
∴A1A7是☉O的直径,
∴∠A7A11A1=90°,∴PA1⊥A7A11.
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(3)求切线长PA7的值.
解:由(2)得A1A7是☉O的直径,
∵PA7是☉O的切线,∴PA7⊥A1A7,
∴∠PA7A1=90°,
由题意,得的度数为120°,
∴∠PA1A7=60°,∴∠P=90°-60°=30°,
∴A1P=2A1A7=24,
∴PA7===12.
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