3.6-3.8圆内接四边形、正多边形,弧长、扇形面积讲义2025-2026学年浙教版数学九年级上册
2025-07-10
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内容正文:
3.6-3.8圆内接四边形、正多边形,弧长扇形面积
【考点归类】
考点一、圆内接四边形概念及性质
考点二、正多边形及其相关计算
考点三、弧长计算
考点四、扇形面积
考点一、圆内接四边形概念及性质
【知识梳理】
如果一个四边形的各个顶点在同一个圆上,那么这个四边形叫做圆的内接四边形,这个圆叫做四边形的外接圆。
注意:一个圆有无数个圆内接四边形,四边形不一定都有外接圆。
圆内接四边形对角互补。
【例题精讲】
1.如图,四边形ABCD内接于⊙O,它的一个外角∠EBC=65°,分别连接AC,BD,若AC=AD,则∠DBC的度数为( )
A.50° B.55° C.65° D.70°
2.如果四边形ABCD内接于⊙O,且∠A:∠B:∠C=1:2:3,则∠D= .
【巩固练习】
1.如图,四边形ABCD内接于⊙O,E是AC上一点,且AB=AD=AE,∠DAC=50°,则∠CBE= 度.
2.如图,A,P,B,C是⊙O上的四个点,∠APC=∠CPB=60°
(1)判断△ABC的形状,并证明你的结论;
(2)若BC的长为6,求⊙O的半径.
考点二、正多边形及其相关计算
【知识梳理】
1、各边相等,各内角也相等的多边形叫正多边形。
2、经过一个正多边形的各个顶点的圆叫做这个正多边形的外接圆,这个正多边形也叫做圆内接四边形
正多边形的有关计算
1、边心距:正多边形的每条边到其外接圆的圆心的距离
2、n边形内角和公式:(n≥3且n为正整数)
3、正n边形各个内角度数:
【例题精讲】
1.如图,△ABC和△DEF分别是⊙O的外切正三角形和内接正三角形,则它们的面积比为( )
A.4 B.2 C. D.
2.为增加绿化面积,某小区将原来正方形地砖更换为如图所示的正八边形植草砖,更换后,图中阴影部分为植草区域,设正八边形与其内部小正方形的边长都为a,则阴影部分的面积为 .
【巩固练习】
1.如图,在正八边形ABCDEFGH中,连接AC,AE,则的值是( )
A.1 B. C.2 D.
考点三、弧长计算
【知识梳理】
1、扇形定义:一条弧和经过这条弧两端的两条半径所围成的图形。
在同一个圆中,扇形的弧长和面积与扇形的圆心角的度数大小有关,圆心角越大,弧越长,面积越大。
2、
弧长公式:(推导?)
(在半径为R的圆中,n°的圆心角所对的弧长l)
【例题精讲】
1.已知一个圆心角为270°扇形工件,未搬动前如图所示,A、B两点触地放置,搬动时,先将扇形以B为圆心,作如图所示的无滑动翻转,再使它紧贴地面滚动,当A、B两点再次触地时停止,若半圆的半径为3m,则圆心O所经过的路线长是 m.(结果保留π)
2.如图,已知点A为⊙O内一点,点B、C均在圆上,∠C=30°,∠A=∠B=45°,线段OA=﹣1,则阴影部分的周长为( )
A. +2 B.+2
C.+ D.+
【巩固练习】
1.如图,在5×5的正方形网格中,每个小正方形的边长都为1,若将△AOB绕点O顺时针旋转90°得到△A′OB′,则A点运动的路径的长为( )
A.π B.2π C.4π D.8π
考点四、扇形面积
【知识梳理】
1、扇形面积公式:(推导?)
(在半径为R的圆中,n°的圆心角所对的扇形面积S)
【例题精讲】
1.如图,以AD为直径的半圆O经过Rt△ABC的斜边AB的两个端点,交直角边AC于点E.B、E是半圆弧的三等分点,弧BE的长为,则图中阴影部分的面积为 .
【巩固练习】
1.如图,将△ABC绕点C旋转60°得到△A′B′C′,已知AC=6,BC=4,则线段AB扫过图形(阴影部分)的面积为 .(结果保留π)
2.如图,AB是⊙O的直径,点E为BC的中点,AB=4,∠BED=120°,则图中阴影部分的面积之和是 .
【课堂检测】
A组-基础训练
1.如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,∠B=135°,则∠AOC的度数为 .
2.如图,四边形ABCD内接于⊙O,OC∥AD,∠DAB=60°,∠ADC=106°,则∠OCB= °.
3.如图,四边形ABCD中,AB=AC=AD,若∠CAD=76°,则∠CBD= 度.
4.(1)正三角形的边长是边心距的 倍.(2)正九边形的中心角是 度,每个内角为 度.
5.一个滑轮起重装置如图所示,滑轮的半径是10cm,当滑轮的一条半径OA绕轴心O按逆时针方向旋转的角度为120°时,重物上升 cm(结果保留π).
6.如图,矩形ABCD中,AB=4,BC=3,边CD在直线l上,将矩形ABCD沿直线l作无滑动翻滚,当点A第一次翻滚到点A1位置时,则点A经过的路线长为 .
7.如图,一根5m长的绳子,一端拴在围墙墙角的柱子上,另一端拴着一只小羊A(羊只能在草地上活动),那么小羊A在草地上的最大活动区域面积是 平方米.
8.如图,四边形ABCD内接于⊙O,∠DAE是四边形ABCD的一个外角,且AD平分∠CAE.
求证:DB=DC.
9.如图,四边形ABCD内接于⊙O,AD∥BC,求证:AB=CD.
10.如图,已知AB是⊙O的直径,C,D是⊙O上的点,OC∥BD,交AD于点E,连结BC.
(1)求证:AE=ED;
(2)若AB=10,∠CBD=36°,求的长.
B组--巩固训练
1.如图所示,已知四边形ABCD是圆内接四边形,∠1=120°,则∠CDE= 度.
2.周长相等的正三角形、正四边形、正六边形的面积S3、S4、S6间的大小关系是( )
A.S3>S4>S6 B.S6>S4>S3
C.S6>S3>S4 D.S4>S6>S3
3.一个长为4cm,宽为3cm的长方形木板在桌面上做无滑动的翻滚(顺时针方向),木板点A位置的变化为A→Al→A2,其中第二次翻滚被面上一小木块挡住,使木板与桌面成30°的角,则点A滚到A2位置时共走过的路径长为( )
A. B. C. D.
4.如图,正五边形ABCDE和正三角形AMN都是⊙O的内接多边形,则∠BOM= .
5.如图,AB是⊙O的直径,CD、EF是⊙O的弦,且AB∥CD∥EF,AB=10,CD=6,EF=8.则图中阴影部分的面积为 .
6.如图,四边形ABCD内接于⊙O,∠ABC=130°,求∠OAC的度数.
7.如图所示,AB是⊙O的直径,∠B=30°,弦BC=6,∠ACB的平分线交⊙O于D,连AD.
(1)求直径AB的长.
(2)求阴影部分的面积(结果保留π).
C组--提升训练
1.如图,将半径为1、圆心角为60°的扇形纸片AOB,在直线l上向右作无滑动的滚动至扇形A'O'B'处,则顶点O经过的路线总长为 .
2.如图,点A1,B1,C1,D1,E1,F1分别是正六边形ABCDEF六条边的中点,连接AB1,BC1,CD1,DE1,EF1,FA1后得到六边形GHIJKL,则S六边形GHIJKI:S六边形ABCDEF的值为 .
3.如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠CAB=30°,BC=2,O、H分别为边AB、AC的中点,将△ABC绕点B顺时针旋转120°到△A1BC1的位置,则整个旋转过程中线段OH所扫过部分的面积(即阴影部分面积)为 .
4.如图,AB为半圆O的直径,以AO为直径作半圆M,C为OB的中点,D在半圆M上,且CD⊥MD,延长AD交⊙O于点E,若AB=4,则图中阴影部分的面积为 .
5.如图,⊙O的内接四边形ABCD两组对边的延长线分别交于点E、F.
(1)当∠E=∠F时,则∠ADC= °;
(2)当∠A=55°,∠E=30°时,求∠F的度数;
(3)若∠E=α,∠F=β,且α≠β.请你用含有α、β的代数式表示∠A的大小.
6.如图,半圆O的直径AB=6,弦CD的长为3,点C,D在半圆上运动,D点在上且不与A点重合,但C点可与B点重合.
(1)若的长=π时,求的长;
(2)取CD的中点M,在CD运动的过程中,求点M到AB的距离的最小值.
【课后巩固】
1.如图,已知⊙O的内接四边形ABCD两组对边的延长线分别交于点E、F,若∠E+∠F=70°,则∠A的度数是
2.如图,正六边形ABCDEF的顶点B,C分别在正方形AMNP的边AM,MN上.若AB=4,则CN= .
3.如图,AB是⊙O的直径,点C是圆上一点,连接CA、CB,过点O作弦的垂线,交B»C于点D,连接AD.
(1)求证:∠CAD=∠BAD;
(2)若⊙O的半径为1,∠B=50°,求的长.
4.如图,在扇形AOB中,∠AOB=150°,以点A为圆心,OA的长为半径作交B
于点C,若OA=2,则图中阴影部分的面积为 .
5.将△ABC绕点B逆时针旋转到△A′BC′,使A、B、C′在同一直线上,若∠BCA=90°,∠BAC=30°,AB=4cm,则图中阴影部分面积为 cm2.
6.如图,半径为5的半圆的初始状态是直径平行于桌面上的直线b,然后把半圆沿直线b进行无滑动滚动,使半圆的直径与直线b重合为止,则圆心O运动路径的长度等于 .
7.把一张半径为6cm圆形纸片按如图所示方式折叠两次后展开,图中的虚线表示折痕,则的长度为 cm.
8.如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,=,AC为直径,DE⊥BC,垂足为E.
(1)求证:CD平分∠ACE;
9.文艺复兴时期,意大利艺术大师达.芬奇研究过用圆弧围成的部分图形的面积问题.已知正方形的边长是2,就能求出图中阴影部分的面积.
证明:S矩形ABCD=S1+S2+S3=2,S4= ,S5= ,S6= + ,S阴影=S1+S6=S1+S2+S3= .
10.如图,点C,D是半圆O上的三等分点,直径AB=4,连接AD,AC,作DE⊥AB,垂足为E,DE交AC于点F.
(1)求证:AF=DF.
(2)求阴影部分的面积(结果保留π和根号)
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3.6-3.8圆内接四边形、正多边形,弧长扇形面积
【考点归类】
考点一、圆内接四边形概念及性质
考点二、正多边形及其相关计算
考点三、弧长计算
考点四、扇形面积
考点一、圆内接四边形概念及性质
【知识梳理】
如果一个四边形的各个顶点在同一个圆上,那么这个四边形叫做圆的内接四边形,这个圆叫做四边形的外接圆。
注意:一个圆有无数个圆内接四边形,四边形不一定都有外接圆。
圆内接四边形对角互补。
【例题精讲】
1.如图,四边形ABCD内接于⊙O,它的一个外角∠EBC=65°,分别连接AC,BD,若
AC=AD,则∠DBC的度数为( )
A.50° B.55° C.65° D.70°
【解答】解:∵四边形ABCD内接于⊙O,
∴∠ADC=∠EBC=65°.
∵AC=AD,
∴∠ACD=∠ADC=65°,
∴∠CAD=180°﹣∠ACD﹣∠ADC=50°,
∴∠DBC=∠CAD=50°,
故选:A.
2.如果四边形ABCD内接于⊙O,且∠A:∠B:∠C=1:2:3,则∠D= .
【解答】解:设∠A=x,则∠B=2x,∠C=3x,
∵四边形ABCD为圆内接四边形,
∴∠A+∠C=180°,∠B+∠D=180°,
即x+3x=180,
∴x=45°,
∴∠A=45°,∠B=90°,∠C=135°,
∴∠D=90°.
故答案为90°.
【巩固练习】
1.如图,四边形ABCD内接于⊙O,E是AC上一点,且AB=AD=AE,∠DAC=50°,则∠CBE= 度.
【解答】解:∵AB=AE,
∴∠ABE=∠AEB,
∵∠ABE=∠ABD+∠EBD,∠AEB=∠ACB+∠EBC,∠ACB=∠ADB,
∴∠DBE=∠CBE=∠DAC=25°,
故答案为:25°.
2.如图,A,P,B,C是⊙O上的四个点,∠APC=∠CPB=60°
(1)判断△ABC的形状,并证明你的结论;
(2)若BC的长为6,求⊙O的半径.
【解答】解:(1)△ABC是等边三角形,
理由如下:由圆周角定理得,∠ABC=∠APC=60°,∠CAB=∠CPB=60°,
∴△ABC是等边三角形;
(2)延长BO交⊙O于E,连接CE,
由圆周角定理得,∠E=∠BAC=60°,
∴BE==4,
∴⊙O的半径为2.
考点二、正多边形及其相关计算
【知识梳理】
1、各边相等,各内角也相等的多边形叫正多边形。
2、经过一个正多边形的各个顶点的圆叫做这个正多边形的外接圆,这个正多边形也叫做圆内接四边形
正多边形的有关计算
1、边心距:正多边形的每条边到其外接圆的圆心的距离
2、n边形内角和公式:(n≥3且n为正整数)
3、正n边形各个内角度数:
【例题精讲】
1.如图,△ABC和△DEF分别是⊙O的外切正三角形和内接正三角形,则它们的面积比为( )
A.4 B.2 C. D.
【解答】解:过点O作ON⊥BC垂足为N,交DE于点M,连接OB,则O,D,B三点一定共线,
设OM=1,则OD=ON=2,
∵∠ODM=∠OBN=30°,
∴OB=4,DM=,DE=2,BN=2,BC=4,
∴S△ABC=×4×6=12,
∴S△DEF=×2×3=3,
∴==4.
故选:A.
2.为增加绿化面积,某小区将原来正方形地砖更换为如图所示的正八边形植草砖,更换后,图中阴影部分为植草区域,设正八边形与其内部小正方形的边长都为a,则阴影部分的面积为 .
【解答】解:△ABC是等腰直角三角形,且AB=a,
则AC=BC=a,
则S△ABC=AC•BC=ו=,
中间的正方形的面积是:a2,
则阴影部分的面积是:4×+a2=2a2.
故答案是:2a2.
【巩固练习】
1.如图,在正八边形ABCDEFGH中,连接AC,AE,则的值是( )
A.1 B. C.2 D.
【解答】解:连接AG、GE、EC,则四边形ACEG为正方形,故=.
故选:B.
考点三、弧长计算
【知识梳理】
1、扇形定义:一条弧和经过这条弧两端的两条半径所围成的图形。
在同一个圆中,扇形的弧长和面积与扇形的圆心角的度数大小有关,圆心角越大,弧越长,面积越大。
2、
弧长公式:(推导?)
(在半径为R的圆中,n°的圆心角所对的弧长l)
【例题精讲】
1.已知一个圆心角为270°扇形工件,未搬动前如图所示,A、B两点触地放置,搬动时,先将扇形以B为圆心,作如图所示的无滑动翻转,再使它紧贴地面滚动,当A、B两点再次触地时停止,若半圆的半径为3m,则圆心O所经过的路线长是 m.(结果保留π)
【解答】解:∠AOB=360°﹣270°=90°,则∠ABO=45°,
则∠OBC=45°,
O旋转的长度是:2×=;
O移动的距离是:=,
则圆心O所经过的路线长是:+=6π,
故答案为:6π.
2.如图,已知点A为⊙O内一点,点B、C均在圆上,∠C=30°,∠A=∠B=45°,线段OA=﹣1,则阴影部分的周长为( )
A.+2 B.+2 C.+ D.+
【解答】解:延长AO交BC于点D,连接OB.
∵∠A=∠ABC=45°,
∴AD=BD,∠ADB=90°,即AD⊥BC.
∴BD=CD.
在Rt△COD中,设OD=x,
∵∠C=30°,
∴∠COD=60°,OC=2x,CD=x.
∴∠COB=120°,AD=x.
∴OA=AD﹣OD=x﹣x=(﹣1)x.
而OA=﹣1,
∴x=1,即OD=1,OC=2,BC=2CD=2.
∴阴影部分的周长为:+2=+2.
故选:A.
【巩固练习】
1.如图,在5×5的正方形网格中,每个小正方形的边长都为1,若将△AOB绕点O顺时针旋转90°得到△A′OB′,则A点运动的路径的长为( )
A.π B.2π C.4π D.8π
【解答】解:∵每个小正方形的边长都为1,
∴OA=4,
∵将△AOB绕点O顺时针旋转90°得到△A′OB′,
∴∠AOA′=90°,
∴A点运动的路径的长为:=2π.
故选:B.
考点四、扇形面积
【知识梳理】
1、扇形面积公式:(推导?)
(在半径为R的圆中,n°的圆心角所对的扇形面积S)
【例题精讲】
1.如图,以AD为直径的半圆O经过Rt△ABC的斜边AB的两个端点,交直角边AC于点E.B、E是半圆弧的三等分点,弧BE的长为,则图中阴影部分的面积为 .
【解答】解:连接BD,BE,BO,EO,
∵B,E是半圆弧的三等分点,
∴∠EOA=∠EOB=∠BOD=60°,
∴∠BAC=∠EBA=30°,
∴BE∥AD,
∵的长为,
∴=,
解得:R=2,
∴AB=ADcos30°=2,
∴BC=AB=,
∴AC===3,
∴S△ABC=×BC×AC=××3=,
∵△BOE和△ABE同底等高,
∴△BOE和△ABE面积相等,
∴图中阴影部分的面积为:S△ABC﹣S扇形BOE=﹣=﹣.
故答案为:.
【巩固练习】
1.如图,将△ABC绕点C旋转60°得到△A′B′C′,已知AC=6,BC=4,则线段AB扫过图形(阴影部分)的面积为 .(结果保留π)
【解答】解:如图:S扇形ACA′===6π;
S扇形BCB′===π;
则S阴影=6π﹣=.
2.如图,AB是⊙O的直径,点E为BC的中点,AB=4,∠BED=120°,则图中阴影部分的面积之和是 .
【解答】解:连接AE,OD、OE.
∵AB是直径,
∴∠AEB=90°,
又∵∠BED=120°,
∴∠AED=30°,
∴∠AOD=2∠AED=60°.
∵OA=OD
∴△AOD是等边三角形,
∴∠OAD=60°,
∵点E为BC的中点,∠AEB=90°,
∴AB=AC,
∴△ABC是等边三角形,边长是4.△EDC是等边三角形,边长是2.
则∠BOE=∠EOD=60°,
∴和弦BE围成的部分的面积=和弦DE围成的部分的面积.
故阴影部分的面积=S△EDC=×22=.
故答案为:.
【课堂检测】
A组-基础训练
1.如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,∠B=135°,则∠AOC的度数为 .
【解答】解:∵四边形ABCD是⊙O的内接四边形,
∴∠D=180°﹣∠B=45°,
由圆周角定理得,∠AOC=2∠D=90°,
故答案为:90°.
2.如图,四边形ABCD内接于⊙O,OC∥AD,∠DAB=60°,∠ADC=106°,则∠OCB= °.
【解答】解:∵OC∥AD,
∴∠OCD=180°﹣∠ADC=74°,
∵四边形ABCD内接于⊙O,
∴∠BCD=180°﹣∠DAB=120°,
∴∠OCB=∠BCD﹣∠OCD=46°,
故答案为:46.
3.如图,四边形ABCD中,AB=AC=AD,若∠CAD=76°,则∠CBD= 度.
【解答】解:∵AB=AC=AD,
∴点B,C,D可以看成是以点A为圆心,AB为半径的圆上的三个点,
∴∠CBD是弧CD对的圆周角,∠CAD是弧CD对的圆心角;
∵∠CAD=76°,
∴∠CBD=∠CAD=×76°=38°.
4.(1)正三角形的边长是边心距的 倍.(2)正九边形的中心角是 度,每个内角为 度.
【解答】解:(1)如图,设O为正三角形的中心,
则OA、OB为△ABC的半径,OD为边心距,
∵OA=OB,
∴∠ABO=∠BAO=60°×=30°,
设OD=x,在Rt△BOD中,
BD=OD•cot30°=x;
则BC=2x,
即BC:OD=2x:x=2.
(2)∵正九边形的中心角有九个且度数相等,
∴正九边形的中心角是=40°,
根据多边形的内角和公式(n﹣2)•180°,其内角和为(9﹣2)•180°,则每个内角为=140°.
故答案为2,40°,140°.
5.一个滑轮起重装置如图所示,滑轮的半径是10cm,当滑轮的一条半径OA绕轴心O按逆时针方向旋转的角度为120°时,重物上升 cm(结果保留π).
【解答】解:l=
=πcm;
故答案为π.
6.如图,矩形ABCD中,AB=4,BC=3,边CD在直线l上,将矩形ABCD沿直线l作无滑动翻滚,当点A第一次翻滚到点A1位置时,则点A经过的路线长为 .
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,AB=4,BC=3,
∴BC=AD=3,∠ADC=90°,对角线AC(BD)=5.
∵根据旋转的性质知,∠ADA′=90°,AD=A′D=BC=3,
∴点A第一次翻滚到点A′位置时,则点A′经过的路线长为:=.
同理,点A′第一次翻滚到点A″位置时,则点A′经过的路线长为:=2π.
点A″第一次翻滚到点A1位置时,则点A″经过的路线长为:=.
则当点A第一次翻滚到点A1位置时,则点A经过的路线长为:+2π+=6π.
故答案是:6π.
7.如图,一根5m长的绳子,一端拴在围墙墙角的柱子上,另一端拴着一只小羊A(羊只能在草地上活动),那么小羊A在草地上的最大活动区域面积是 平方米.
【解答】解:如图.小羊的活动范围是:
S=+=π(平方米).
8.如图,四边形ABCD内接于⊙O,∠DAE是四边形ABCD的一个外角,且AD平分∠CAE.
求证:DB=DC.
【解答】证明:∵∠DAC与∠DBC是同弧所对的圆周角,
∴∠DAC=∠DBC.
∵AD平分∠CAE,
∴∠EAD=∠DAC,
∴∠EAD=∠DBC.
∵四边形ABCD内接于⊙O,
∴∠EAD=∠BCD,
∴∠DBC=∠DCB,
∴DB=DC.
9.如图,四边形ABCD内接于⊙O,AD∥BC,求证:AB=CD.
【解答】证明:∵AD∥BC,
∴∠A+∠B=180°,
∵四边形ABCD内接于⊙O,
∴∠A+∠C=180°,
∴∠B=∠C,
又∵AD∥BC,且AD≠BC,
∴四边形ABCD是等腰梯形,
∴AB=CD.
10.如图,已知AB是⊙O的直径,C,D是⊙O上的点,OC∥BD,交AD于点E,连结BC.
(1)求证:AE=ED;
(2)若AB=10,∠CBD=36°,求的长.
【解答】证明:(1)∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∵OC∥BD,
∴∠AEO=∠ADB=90°,
即OC⊥AD,
∴AE=ED;
(2)∵OC⊥AD,
∴,
∴∠ABC=∠CBD=36°,
∴∠AOC=2∠ABC=2×36°=72°,
∴.
B组--巩固训练
1.如图所示,已知四边形ABCD是圆内接四边形,∠1=120°,则∠CDE= 度.
【解答】解:∵∠1=120°
∴∠A=∠1=60°
∵四边形ABDC内接于⊙O
∴∠CDE=∠A
∴∠CDE=60°.
2.周长相等的正三角形、正四边形、正六边形的面积S3、S4、S6间的大小关系是( )
A.S3>S4>S6 B.S6>S4>S3 C.S6>S3>S4 D.S4>S6>S3
【解答】解:设正六边形的边长为a,如图所示,
则正△ABC的边长为2a,正方形ABCD的边长为 .
如图(1),过A作AD⊥BC,D为垂足;
∵△ABC是等边三角形,BC=2a,
∴BD=a,由勾股定理得,AD===a,
∴S3=S△ABC=BC•AD=×2a×a=a2≈1.73a2.
如图(2),∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=,
∴S4=S□ABCD=AB2=×=a2≈2.25a2.
如图(3),过O作OG⊥BC,G为垂足,
∵六边形ABCDEF是正六边形,
∴∠BOC==60°,
∴∠BOG=30°,OG===a.
∴S△BOC=×a×a=a2,
∴S6=6S△BOC=6×a=a2≈2.59a2.
∵2.59a2>2.25a2>1.73a2.
∴S6>S4>S3.
故选:B.
3.一个长为4cm,宽为3cm的长方形木板在桌面上做无滑动的翻滚(顺时针方向),木板点A位置的变化为A→Al→A2,其中第二次翻滚被面上一小木块挡住,使木板与桌面成30°的角,则点A滚到A2位置时共走过的路径长为( )
A. B. C. D.
【解答】解:∵长方形长为4cm,宽为3cm,
∴AB=5cm,
第一次是以B为旋转中心,BA长5cm为半径旋转90°,
此次点A走过的路径是=π(cm),
第二次是以C为旋转中心,4cm为半径旋转60°,
此次走过的路径是=π(cm),
∴点A两次共走过的路径是+=π(cm).
故选:B.
4.如图,正五边形ABCDE和正三角形AMN都是⊙O的内接多边形,则∠BOM= .
【解答】解:连接OA,
∵五边形ABCDE是正五边形,
∴∠AOB==72°,
∵△AMN是正三角形,
∴∠AOM==120°,
∴∠BOM=∠AOM﹣∠AOB=48°,
故答案为:48°.
5.如图,AB是⊙O的直径,CD、EF是⊙O的弦,且AB∥CD∥EF,AB=10,CD=6,EF=8.则图中阴影部分的面积为 .
【解答】解:作直径CG,连接OC、OD、OE、OF、DG、OF.
∵CG是圆的直径,
∴∠CDG=90°,则DG===8,
又∵EF=8,
∴DG=EF,
∴=,
∴S扇形ODG=S扇形OEF,
∵AB∥CD∥EF,
∴S△OCD=S△BCD,S△OEF=S△BEF,
∴S阴影=S扇形OCD+S扇形OEF=S扇形OCD+S扇形ODG=S半圆=π×52=π.
故答案是:π.
6.如图,四边形ABCD内接于⊙O,∠ABC=130°,求∠OAC的度数.
【解答】解:∵四边形ABCD内接于⊙O,
∴∠ADC+∠ABC=180°,
∵∠ABC=130°,
∴∠ADC=180°﹣∠ABC=50°,
∴∠AOC=2∠ADC=100°.
∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA,
∴∠OAC=(180°﹣∠AOC)=40°.
7.如图所示,AB是⊙O的直径,∠B=30°,弦BC=6,∠ACB的平分线交⊙O于D,连AD.
(1)求直径AB的长.
(2)求阴影部分的面积(结果保留π).
【解答】解:(1)∵AB为⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∵∠B=30°,
∴AB=2AC,
∵AB2=AC2+BC2,
∴AB2=AB2+62,
∴AB=4.
(2)连接OD.
∵AB=4,
∴OA=OD=2,
∵CD平分∠ACB,∠ACB=90°,
∴∠ACD=45°,
∴∠AOD=2∠ACD=90°,
∴S△AOD=OA•OD=•2•2=6,
∴S扇形△AOD=•π•OD2=•π•(2)2=3π,
∴阴影部分的面积=S扇形△AOD﹣S△AOD=3π﹣6.
C组--提升训练
1.如图,将半径为1、圆心角为60°的扇形纸片AOB,在直线l上向右作无滑动的滚动至扇形A'O'B'处,则顶点O经过的路线总长为 .
【解答】解:顶点O经过的路线可以分为三段,当弧AB切直线l于点B时,有OB⊥直线l,此时O点绕不动点B转过了90°;
第二段:OB⊥直线l到OA⊥直线l,O点绕动点转动,而这一过程中弧AB始终是切于直线l的,所以O与转动点的连线始终⊥直线l,所以O点在水平运动,此时O点经过的路线长=BA’=AB的弧长
第三段:OA⊥直线l到O点落在直线l上,O点绕不动点A转过了90°
所以,O点经过的路线总长S=π+π+π=π.
故答案为π.
2.如图,点A1,B1,C1,D1,E1,F1分别是正六边形ABCDEF六条边的中点,连接AB1,BC1,CD1,DE1,EF1,FA1后得到六边形GHIJKL,则S六边形GHIJKI:S六边形ABCDEF的值为 .
【解答】解:设正六边形ABCDEF的边长为4a,则AA1=AF1=FF1=2a.
作A1M⊥FA交FA的延长线于M.
在Rt△AMA1中,∵∠MAA1=60°,
∴∠MA1A=30°,
∴AM=AA1=a,MA1=a,FM=5a,
在Rt△A1FM中,FA1==2a,
∵∠F1FL=∠AFA1,∠F1LF=∠A1AF=120°,
∴△F1FL∽△A1FA,
∴==,
∴==,
∴FL=a,F1L=a,
根据对称性可知:GA1=F1L=a,
∴GL=2a﹣a=a,
∴S六边形GHIJKI:S六边形ABCDEF=()2=,
故答案为.
3.如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠CAB=30°,BC=2,O、H分别为边AB、AC的中点,将△ABC绕点B顺时针旋转120°到△A1BC1的位置,则整个旋转过程中线段OH所扫过部分的面积(即阴影部分面积)为 .
【解答】解:连接BH、BH1,
∵∠ACB=90°,∠CAB=30°,BC=2,
∴AB=4,
∴AC==2,
在Rt△BHC中,CH=AC=,BC=2,
根据勾股定理可得:BH=;
∴S扫=S扇形BHH1﹣S扇形BOO1
==π.
4.如图,AB为半圆O的直径,以AO为直径作半圆M,C为OB的中点,D在半圆M上,且CD⊥MD,延长AD交⊙O于点E,若AB=4,则图中阴影部分的面积为 .
【解答】解:连接EO,DO,过点D作DF⊥AB于点F,
∵CD与半圆M相切,
∴DC⊥MD,
∵AB=4,O为AB中点,M、C分别为AO、OB的中点,
∴AM=OM=OC=CB=1,
在Rt△MDC中,DM=1,MC=OM+OC=2,
∴DM=MC,即∠DCM=30°,
∴∠DMC=60°,
∵AM=DM,
∴∠MAD=∠MDA=30°,
∴∠EOB=60°,
∵OA=OE,
∴∠OAE=∠OEA=30°,
∴OD=OA=1,AD==,
∵OD⊥AE,
∴AE=2AD=2,
∴DF=AD=,AF=,
∴AC=2AF=3,
则S阴影=S△AOE+S扇形EOB﹣S△ACD=×2×1+﹣×3×=+.
故答案为:+.
5.如图,⊙O的内接四边形ABCD两组对边的延长线分别交于点E、F.
(1)当∠E=∠F时,则∠ADC= °;
(2)当∠A=55°,∠E=30°时,求∠F的度数;
(3)若∠E=α,∠F=β,且α≠β.请你用含有α、β的代数式表示∠A的大小.
【解答】解:(1)∵∠E=∠F,∠DCE=∠BCF,∠ADC=∠E+∠DCE,∠ABC=∠BCF+∠F,
∴∠ADC=∠ABC,
∵四边形ABCD是⊙O的内接四边形,
∴∠ADC+∠ABC=180°,
∴∠ADC=90°.
故答案为:90°;
(2)∵在△ABE中,∠A=55°,∠E=30°,
∴∠ABE=180°﹣∠A﹣∠E=95°,
∴∠ADF=180°﹣∠ABE=85°,
∴在△ADF中,∠F=180°﹣∠ADF﹣∠A=40°;
(3)∵∠ADC=180°﹣∠A﹣∠F,∠ABC=180°﹣∠A﹣∠E,
∵∠ADC+∠ABC=180°,
∴180°﹣∠A﹣∠F+180°﹣∠A﹣∠E=180°,
∴2∠A+∠E+∠F=180°,
∴∠A=90°﹣=90°﹣.
6.如图,半圆O的直径AB=6,弦CD的长为3,点C,D在半圆上运动,D点在上且不与A点重合,但C点可与B点重合.
(1)若的长=π时,求的长;
(2)取CD的中点M,在CD运动的过程中,求点M到AB的距离的最小值.
【解答】解:(1)连接OD、OC,
∵CD=OC=OD=3,
∴△CDO是等边三角形,
∴∠COD=60°,
∴==π,
又∵半圆弧的长度为:×6π=3π,
∴=3π﹣π﹣=
(2)过点M做ME⊥AB于点E,
连接OM,
再CD运动的过程中,CD=3,
由垂径定理可知:DM=,
∴由勾股定理可知:OM==
∴由勾股定理可知:ME2=OM2﹣OE2
若ME取最小值,则只需要OE最小即可,
令OE=0,
此时ME=OM=,
即点M到AB的距离的最小值为
【课后巩固】
1.如图,已知⊙O的内接四边形ABCD两组对边的延长线分别交于点E、F,若∠E+∠F=70°,则∠A的度数是
【解答】解:∵四边形ABCD为⊙O的内接四边形,
∴∠A=∠BCF,
∵∠EBF=∠A+∠E,
而∠EBF=180°﹣∠BCF﹣∠F,
∴∠A+∠E=180°﹣∠BCF﹣∠F,
∴∠A+∠E=180﹣∠A﹣∠F,
即2∠A=180°﹣(∠E+∠F)=110°,
∴∠A=55°,
故答案为:55°.
2.如图,正六边形ABCDEF的顶点B,C分别在正方形AMNP的边AM,MN上.若AB=4,则CN= .
【解答】解:在Rt△BCM中,∵AB=BC=4,∠CBM=60°,∠M=90°,
∴∠BCM=30°,
∴BM=BC=2,CM=BM=2,
∴AM=4+2=6,
∵四边形AMNP是正方形,
∴MN=MA=6,
∴CN=MN﹣CM=6﹣2,
故答案为6﹣2.
3.如图,AB是⊙O的直径,点C是圆上一点,连接CA、CB,过点O作弦的垂线,交B»C于点D,连接AD.
(1)求证:∠CAD=∠BAD;
(2)若⊙O的半径为1,∠B=50°,求的长.
【解答】(1)证明:∵点O是圆心,OD⊥BC,
∴,
∴∠CAD=∠BAD;
(2)连接CO,
∵∠B=50°,
∴∠AOB=100°,
∴的长为:L=.
4.如图,在扇形AOB中,∠AOB=150°,以点A为圆心,OA的长为半径作交B
于点C,若OA=2,则图中阴影部分的面积为 .
【解答】解:连接OC、AC,
由题意得OA=OC=AC=2,
∴△AOC为等边三角形,∠BOC=90°,
∴扇形COB的面积为:=π,
△AOC的面积为:×2×=,
扇形AOC的面积为:=π,
则阴影部分的面积为:π+﹣π=+π.
故答案为:+π.
5.将△ABC绕点B逆时针旋转到△A′BC′,使A、B、C′在同一直线上,若∠BCA=90°,∠BAC=30°,AB=4cm,则图中阴影部分面积为 cm2.
【解答】解:∵∠BCA=90°,∠BAC=30°,AB=4cm,
∴BC=2,AC=2,∠A′BA=120°,∠CBC′=120°,
∴阴影部分面积=(S△A′BC′+S扇形BAA′)﹣S扇形BCC′﹣S△ABC=×(42﹣22)=4πcm2.
故答案为:4π.
6.如图,半径为5的半圆的初始状态是直径平行于桌面上的直线b,然后把半圆沿直线b进行无滑动滚动,使半圆的直径与直线b重合为止,则圆心O运动路径的长度等于 5π .
7.把一张半径为6cm圆形纸片按如图所示方式折叠两次后展开,图中的虚线表示折痕,则的长度为 cm.
【解答】解:如图所示:连接BO,过点O作OE⊥AB于点E,
由题意可得:EO=BO,AB∥DC,
可得∠EBO=30°,
故∠BOD=30°,
则∠BOC=150°,
故的度数是150°,
所以的长度=,
故答案为:5π
8.如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,=,AC为直径,DE⊥BC,垂足为E.
(1)求证:CD平分∠ACE;
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是⊙O内接四边形,
∴∠BAD+∠BCD=180°,
∵∠BCD+∠DCE=180°,
∴∠DCE=∠BAD,
∵=,
∴∠BAD=∠ACD,
∴∠DCE=∠ACD,
∴CD平分∠ACE;
9.文艺复兴时期,意大利艺术大师达.芬奇研究过用圆弧围成的部分图形的面积问题.已知正方形的边长是2,就能求出图中阴影部分的面积.
证明:S矩形ABCD=S1+S2+S3=2,S4= ,S5= ,S6= + ,S阴影=S1+S6=S1+S2+S3= .
【解答】证明:由题意:S矩形ABCD=S1+S2+S3=2,
S4=S2,S5=S3,S6=S4+S5,S阴影面积=S1+S6=S1+S2+S3=2.
故答案为:S2,S3,S4,S5,2.
10.如图,点C,D是半圆O上的三等分点,直径AB=4,连接AD,AC,作DE⊥AB,垂足为E,DE交AC于点F.
(1)求证:AF=DF.
(2)求阴影部分的面积(结果保留π和根号)
【解答】(1)证明:连接OD,OC,
∵C、D是半圆O上的三等分点,
∴==,度数都是60°,
∴∠AOD=∠DOC=∠COB=60°,
∴∠DAC=30°,∠CAB=30°,
∵DE⊥AB,
∴∠AEF=90°,
∴∠ADE=180°﹣90°﹣30°﹣30°=30°,
∴∠DAC∠ADE=30°,
∴AF=DF;
(2)解:由(1)知,∠AOD=60°,
∵OA=OD,AB=4,
∴△AOD是等边三角形,OA=2,
∵DE⊥AO,
∴DE=,
∴S阴影=S扇形AOD﹣S△AOD=﹣×2×=π﹣.
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