内容正文:
第11讲 弧长及扇形面积
题型梳理
题型方法
题型一 弧长公式
题型二 扇形的面积公式
知识清单
知识点1.弧长公式(重点)
(1)圆周长公式:C=2πR
(2)弧长公式:l=(弧长为l,圆心角度数为n,圆的半径为R)
①在弧长的计算公式中,n是表示1°的圆心角的倍数,n和180都不要带单位.
②若圆心角的单位不全是度,则需要先化为度后再计算弧长.
③题设未标明精确度的,可以将弧长用π表示.
④正确区分弧、弧的度数、弧长三个概念,度数相等的弧,弧长不一定相等,弧长相等的弧不一定是等弧,只有在同圆或等圆中,才有等弧的概念,才是三者的统一.
知识点2.扇形的面积(重点)
(1)圆面积公式:S=πr2
(2)扇形:由组成圆心角的两条半径和圆心角所对的弧所围成的图形叫做扇形.
(3)扇形面积计算公式:设圆心角是n°,圆的半径为R的扇形面积为S,则
S扇形=πR2或S扇形=lR(其中l为扇形的弧长)
知识点3.不规则图形面积的求法(难点)
求阴影面积常用的方法:①直接用公式法;②和差法;③割补法.
求阴影面积的主要思路是将不规则图形面积转化为规则图形的面积.
题型方法
【题型一】弧长公式
【例1】(24-25九年级上·浙江丽水·期末)如图,为的直径,点C在上,若,,则的长为( )
A. B. C. D.
【举一反三】【变式1】(24-25九年级上·浙江绍兴·期末)如图,在半径为3的中,边长为3的等边两顶点B,C在圆上,若在圆内绕翻滚一周后,回到原位置,则点B的运动路径长为( )
A. B. C. D.
【变式2】(24-25九年级上·浙江宁波·阶段练习)已知弧长为,半径为6,则弧的度数为 .
【变式3】(23-24九年级上·浙江温州·期末)如图,是⊙O的直径,点A在⊙O上,,垂足为D,,分别交于点F,G.
(1)求证: ;
(2)若,求弧的长度.
【题型二】扇形的面积公式
【例2】(24-25九年级上·浙江杭州·期末)杭扇,素称“杭州雅扇”,与杭州丝绸、龙井茶被誉为“杭产三绝”.如图,某款杭扇完全打开后的展开图为扇形,该扇形圆心角为,半径是,则扇形的面积为( ).
A. B. C. D.
【举一反三】【变式1】(24-25九年级上·浙江宁波·期末)已知扇形的半径为6,弧长为,则扇形的面积为 .
【变式2】(24-25九年级上·浙江台州·期末)如图,在中,,以为直径的与,分别相交于点D,E.
(1)求证:;
(2)若半径为5,,求扇形的面积.
【变式3】(22-23九年级上·浙江杭州·期中)如图所示, 以平行四边形的顶点A为圆心,为半径作圆,分别交,于点,, 延长交于点.
(1)求证:;
(2)若,,求阴影部分弓形的面积.
好题必刷
一、单选题
1.(24-25九年级上·浙江绍兴·期末)半径为3,圆心角为的扇形面积为( )
A. B. C.3 D.
2.(23-24九年级上·浙江温州·阶段练习)已知一条圆弧的度数为,弧长为,则此圆弧的半径为( )
A.15 B.30 C. D.
3.(23-24九年级上·浙江杭州·阶段练习)如图,点在以为直径的半圆上,为圆心.若,,则阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
4.(24-25九年级上·浙江温州·期末)西气东输工程全长四千多千米,其中有成千上万个圆弧形弯管.图中弯管的中心线的半径为90cm,圆心角,则的长度为( )
A.cm B.cm C.cm D.cm
5.(23-24七年级上·浙江绍兴·期中)如图是一块弘扬“社会主义核心价值观”的扇面宣传展板,该展板的部分示意图如图2所示,它是以O为圆心,,长分别为半径,圆心角形成的扇面,若,,则阴影部分的面积是( )
A. B. C. D.
6.(21-22九年级下·浙江杭州·阶段练习)如图,的半径为8,,是互相垂直的两条直径,点P是上任意一点,过点P作于点M,于点N,点Q是的中点,当点P从点A运动到点D时,点Q所经过的路径长为( )
A.2π B.4π C.6π D.8π
二、填空题
7.(24-25九年级上·浙江杭州·期末)若扇形的圆心角为,半径长为,则该扇形的面积为 .
8.(22-23九年级上·浙江温州·期末)半径为6的圆上,一段圆弧的长度为,则该弧的度数为 °.
9.(24-25九年级上·浙江·阶段练习)已知一个扇形的圆心角是,它所对的弧长为,则该扇形的面积是 .
10.(24-25九年级上·浙江宁波·阶段练习)如果一个扇形的圆心角为,面积是,那么这个扇形的弧长是 .
11.(21-22九年级下·浙江宁波·阶段练习)如图,将线段绕点顺时针旋转,得到线段,若,则点经过的路径的长度为 .
12.(20-21九年级上·浙江衢州·期末)如图,CD为⊙O的直径,CD⊥AB于点F,AE⊥BC于点E,且AE经过圆心O.若OA=3.则图中阴影部分的面积为 .
三、解答题
13.(24-25九年级上·浙江绍兴·期末)如图,在边长为1的小正方形组成的网格中,的三个顶点均在格点上.
(1)将绕点顺时针旋转得,画出;
(2)在(1)的条件下,求点A经过的路径长(结果保留).
14.(24-25九年级下·浙江温州·期末)如图,在中,,以腰为直径作,交于点D,交于点E.
(1)求证:.
(2)连结,若,,求图中阴影部分的面积.
15.(24-25九年级上·浙江宁波·期末)如图,在中,,.以AC为直径的交BC于点,交BA的延长线于点,连结CE,DE.
(1)求的度数.
(2)若,求图中阴影部分的面积.
16.(24-25九年级上·浙江杭州·期末)如图,已知的半径为2,弦直径,垂足为点,点在上(不与点,点重合),连接,,,.
(1)求证:.
(2)若.
①求的度数.
②当时,求的长.
17.(24-25九年级上·浙江杭州·期末)如图,以等边三角形的边为直径作半圆,交于点,交于点,.
(1)求的长;
(2)求图中阴影部分的面积.
18.(22-23九年级上·浙江绍兴·期末)如图,在中,是直径,弦,垂足为点E,连结,.
(1)求证:.
(2)若,,求的长度.
1
学科网(北京)股份有限公司
$$
第11讲 弧长及扇形面积
题型梳理
题型方法
题型一 弧长公式
题型二 扇形的面积公式
知识清单
知识点1.弧长公式(重点)
(1)圆周长公式:C=2πR
(2)弧长公式:l=(弧长为l,圆心角度数为n,圆的半径为R)
①在弧长的计算公式中,n是表示1°的圆心角的倍数,n和180都不要带单位.
②若圆心角的单位不全是度,则需要先化为度后再计算弧长.
③题设未标明精确度的,可以将弧长用π表示.
④正确区分弧、弧的度数、弧长三个概念,度数相等的弧,弧长不一定相等,弧长相等的弧不一定是等弧,只有在同圆或等圆中,才有等弧的概念,才是三者的统一.
知识点2.扇形的面积(重点)
(1)圆面积公式:S=πr2
(2)扇形:由组成圆心角的两条半径和圆心角所对的弧所围成的图形叫做扇形.
(3)扇形面积计算公式:设圆心角是n°,圆的半径为R的扇形面积为S,则
S扇形=πR2或S扇形=lR(其中l为扇形的弧长)
知识点3.不规则图形面积的求法(难点)
求阴影面积常用的方法:①直接用公式法;②和差法;③割补法.
求阴影面积的主要思路是将不规则图形面积转化为规则图形的面积.
题型方法
【题型一】弧长公式
【例1】(24-25九年级上·浙江丽水·期末)如图,为的直径,点C在上,若,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了圆周角定理,弧长公式.连接,利用圆周角定理和勾股定理求得,推出是等腰直角三角形,求得,利用弧长公式计算即可求解.
【详解】解:连接,
∵为的直径,,,
∴,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,,
∴的长为,
故选:D.
【举一反三】【变式1】(24-25九年级上·浙江绍兴·期末)如图,在半径为3的中,边长为3的等边两顶点B,C在圆上,若在圆内绕翻滚一周后,回到原位置,则点B的运动路径长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了旋转的性质,等边三角形的性质,明确点B的运动路径是解题的关键.画出在圆内绕翻滚一周的图形,可知点B经过的路径分别是圆心角为的三条弧,即点B的运动路径长为半径为3的圆的周长,进行计算即可.
【详解】解:如图,在圆内绕翻滚一周后,回到原位置,则点B的运动路径分别为圆心角为:的三条弧长,即点B的运动路径长为半径为3的圆的周长,
∴点B的运动路径长为:,
故选:D.
【变式2】(24-25九年级上·浙江宁波·阶段练习)已知弧长为,半径为6,则弧的度数为 .
【答案】
【分析】本题考查弧长的计算,解题关键在于掌握弧长公式.根据弧长公式(弧长为,圆心角度数为,圆的半径为),将题中数据代入公式,即可求解.
【详解】解:设弧的的度数为度,
则,
解得:.
∴弧的度数为.
故答案为:.
【变式3】(23-24九年级上·浙江温州·期末)如图,是⊙O的直径,点A在⊙O上,,垂足为D,,分别交于点F,G.
(1)求证: ;
(2)若,求弧的长度.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】此题主要考查了圆周角定理和应用,以及弧长的计算方法,要熟练掌握.
(1)根据是 的直径,,,推出,即可推得.
(2)连接、,根据,,求出,再根据,求出,进而可得出答案.
【详解】(1)证明:∵是 的直径,
∴,
∴;
∵,
∴;
∵,
∴,
∴,
∴.
(2)解:如图,连接、,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴弧的长度.
【题型二】扇形的面积公式
【例2】(24-25九年级上·浙江杭州·期末)杭扇,素称“杭州雅扇”,与杭州丝绸、龙井茶被誉为“杭产三绝”.如图,某款杭扇完全打开后的展开图为扇形,该扇形圆心角为,半径是,则扇形的面积为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了扇形面积公式,根据扇形面积公式计算即可得解,熟练掌握扇形面积公式是解此题的关键.
【详解】解:由题意可得:扇形的面积为,
故选:C.
【举一反三】【变式1】(24-25九年级上·浙江宁波·期末)已知扇形的半径为6,弧长为,则扇形的面积为 .
【答案】
【分析】本题考查扇形面积公式及弧长公式,根据扇形面积公式,计算即可.解题关键是找到弧长公式与面积公式之间得关系.
【详解】解:扇形面积.
故答案为:.
【变式2】(24-25九年级上·浙江台州·期末)如图,在中,,以为直径的与,分别相交于点D,E.
(1)求证:;
(2)若半径为5,,求扇形的面积.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了扇形面积和等腰三角形的性质以及圆周角定理.掌握扇形的面积公式、等腰三角形的性质以及圆周角定理是解题的关键.
(1)连接,根据圆周角定理的推论得到,再根据等腰三角形的性质即可得到;
(2)根据已知求出,根据扇形面积公式即可得到答案.
【详解】(1)证明:连接
为的直径
又
(2)
又∵四边形内接于
,
是的中位线
∥,
【变式3】(22-23九年级上·浙江杭州·期中)如图所示, 以平行四边形的顶点A为圆心,为半径作圆,分别交,于点,, 延长交于点.
(1)求证:;
(2)若,,求阴影部分弓形的面积.
【答案】(1)见解析
(2).
【分析】(1)要证明,则要证明,由平行四边形的性质以及半径相等能够证明之;
(2)先证明是等边三角形,利用,即可得到结论.
【详解】(1)证明:连接.
∵A为圆心,∴,
∴,
∵四边形为平行四边形,
∴,,
∴,
∴;
(2)解:∵,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
过点A作于点H,
则,
∴,,
∴
.
【点睛】本题考查了平行四边形性质,平行线性质,圆周角定理,扇形面积公式等知识点的应用,关键是求出.
好题必刷
一、单选题
1.(24-25九年级上·浙江绍兴·期末)半径为3,圆心角为的扇形面积为( )
A. B. C.3 D.
【答案】D
【分析】本题考查求扇形的面积,根据扇形的面积公式进行求解即可.
【详解】解:由题意,扇形的面积为:;
故选D.
2.(23-24九年级上·浙江温州·阶段练习)已知一条圆弧的度数为,弧长为,则此圆弧的半径为( )
A.15 B.30 C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了弧长公式的变形计算,根据公式,变形计算即可.
【详解】根据题意,得,
解得,
故选B.
3.(23-24九年级上·浙江杭州·阶段练习)如图,点在以为直径的半圆上,为圆心.若,,则阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由于半径相等,且与的高相等,故与的面积相等,则阴影部分的面积是扇形的面积,据此列式计算,即可作答.本题考查了扇形面积,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
【解答】解:直径,点在半圆上,
,
∵,
∴,
∵与的高相等,
,
阴影部分的面积,
故选:A
4.(24-25九年级上·浙江温州·期末)西气东输工程全长四千多千米,其中有成千上万个圆弧形弯管.图中弯管的中心线的半径为90cm,圆心角,则的长度为( )
A.cm B.cm C.cm D.cm
【答案】B
【分析】本题考查弧长的计算.根据弧长公式代入计算即可.
【详解】根据弧长公式,
可得的长度为.
故选:B
5.(23-24七年级上·浙江绍兴·期中)如图是一块弘扬“社会主义核心价值观”的扇面宣传展板,该展板的部分示意图如图2所示,它是以O为圆心,,长分别为半径,圆心角形成的扇面,若,,则阴影部分的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了扇形的面积(,其中为圆心角的度数、为半径),熟练掌握扇形的面积公式是解题关键.根据阴影部分的面积等于扇形的面积减去扇形的面积即可得.
【详解】解:∵圆心角,,,
∴阴影部分的面积等于
,
故选:D.
6.(21-22九年级下·浙江杭州·阶段练习)如图,的半径为8,,是互相垂直的两条直径,点P是上任意一点,过点P作于点M,于点N,点Q是的中点,当点P从点A运动到点D时,点Q所经过的路径长为( )
A.2π B.4π C.6π D.8π
【答案】A
【分析】由题意易知四边形是矩形,连接,的长度不变,始终等于半径,则根据矩形的性质可得,再由走过的角度代入弧长公式即可.
【详解】连接,如图所示:
∵,于点M,于点N,
∴四边形是矩形,
∴,
又∵点Q为的中点,
∴点Q为的中点,
则,
点Q走过的路径长.
故选:A.
【点睛】本题考查了弧长的计算及矩形的性质,解答本题的关键是根据矩形的性质得出点运动轨迹的半径,要求同学们熟练掌握弧长的计算公式.
二、填空题
7.(24-25九年级上·浙江杭州·期末)若扇形的圆心角为,半径长为,则该扇形的面积为 .
【答案】/
【分析】本题考查扇形的面积.直接根据扇形的面积公式计算即可.
【详解】解:该扇形的面积为.
故答案为:.
8.(22-23九年级上·浙江温州·期末)半径为6的圆上,一段圆弧的长度为,则该弧的度数为 °.
【答案】
【分析】根据扇形的弧长公式计算即可.
【详解】∵半径为6的圆上,一段圆弧的长度为,
∴,
故答案为90.
【点睛】本题考查了扇形的弧长公式和面积公式,如果扇形的圆心角是,扇形的半径为r,则扇形的弧长l的计算公式为:.
9.(24-25九年级上·浙江·阶段练习)已知一个扇形的圆心角是,它所对的弧长为,则该扇形的面积是 .
【答案】
【分析】本题考查了弧长公式,扇形的面积公式,设扇形的半径为,首先根据弧长公式求得扇形的半径,然后利用扇形的面积公式即可求解,正确掌握扇形的面积公式以及弧长公式是解题的关键.
【详解】解:设扇形的半径为,
∴,
∴,
∴该扇形的面积是,
故答案为:.
10.(24-25九年级上·浙江宁波·阶段练习)如果一个扇形的圆心角为,面积是,那么这个扇形的弧长是 .
【答案】
【分析】本题主要考查扇形的面积公式、弧长的求解,掌握相关计算方法是解题的关键.
设扇形所在圆的半径为r,根据题意,得,解得(舍去),根据弧长公式,得即可求解.
【详解】解:设扇形所在圆的半径为r,
根据题意,得,
解得(舍去),
根据弧长公式,得.
故答案为:.
11.(21-22九年级下·浙江宁波·阶段练习)如图,将线段绕点顺时针旋转,得到线段,若,则点经过的路径的长度为 .
【答案】
【分析】根据弧长的计算公式求解即可.
【详解】解:由题意知
故答案为:.
【点睛】本题考查了弧长.解题的关键在于熟练掌握弧长的计算公式.
12.(20-21九年级上·浙江衢州·期末)如图,CD为⊙O的直径,CD⊥AB于点F,AE⊥BC于点E,且AE经过圆心O.若OA=3.则图中阴影部分的面积为 .
【答案】
【分析】连接、,得到为等边三角形,求得扇形的面积减去的面积即可.
【详解】解:连接、,如下图:
∵CD为⊙O的直径,CD⊥AB
∴,,
∴
又∵AE⊥BC,AE经过圆心O
∴
∴
∴为等边三角形
∴,
∴
∴
在中,,,∴
由勾股定理得
故答案为:
【点睛】此题考查了垂径定理,等边三角形的判定与性质,勾股定理,扇形面积计算,熟练掌握相关基本知识是解题的关键.
三、解答题
13.(24-25九年级上·浙江绍兴·期末)如图,在边长为1的小正方形组成的网格中,的三个顶点均在格点上.
(1)将绕点顺时针旋转得,画出;
(2)在(1)的条件下,求点A经过的路径长(结果保留).
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】此题考查了旋转作图,求弧长,勾股定理.
(1)利用网格特点和旋转的性质画出点A、B的对应点即可得到;
(2)利用勾股定理求出,根据旋转角为,利用弧长公式计算即可.
【详解】(1)解:如图所示,为所求;
(2)解:由(1)知,
,
点A经过的路径长为:.
14.(24-25九年级下·浙江温州·期末)如图,在中,,以腰为直径作,交于点D,交于点E.
(1)求证:.
(2)连结,若,,求图中阴影部分的面积.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)连接,根据圆周角定理和等腰三角形的三线合一的性质即可得结论;
(2)连接,先根据等腰三角形的性质和三角形的内角和定理可得:,由圆周角定理可得:,最后结合直角三角形性质,以及面积和求解,即可解题.
【详解】(1)证明:如图,连接,
是的直径,
,
,
,
;
(2)解:如图,连接,
,,
,
,
是的直径,
,
,
,
中,,,
,,
图中阴影部分的面积,
.
【点睛】本题考查了等腰三角形的性质,扇形的面积和三角形的面积,圆周角定理,含角的直角三角形的性质,勾股定理等知识,正确作出辅助线是解决本题的关键.
15.(24-25九年级上·浙江宁波·期末)如图,在中,,.以AC为直径的交BC于点,交BA的延长线于点,连结CE,DE.
(1)求的度数.
(2)若,求图中阴影部分的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查圆周角的性质,等腰三角形性质,等边三角形判定及扇形面积和三角形面积计算,解题的关键是利用直径所对圆周角是直角,以及结合已知角度和边长关系进行推导计算.
(1)根据圆的直径所对圆周角,再结合已知的,,得到,再由圆周角,最后求出相应角度;
(2)通过作,垂足为.则,利用角度和边长关系判断出三是等边三角形,进而分别计算扇形面积和三角形面积,最后得出阴影部分面积.
【详解】(1)解:为直径,
,
,,
,
,
.
(2)解:作,垂足为.则,
,
.而,
是等边三角形.
,,
阴影部分的面积.
16.(24-25九年级上·浙江杭州·期末)如图,已知的半径为2,弦直径,垂足为点,点在上(不与点,点重合),连接,,,.
(1)求证:.
(2)若.
①求的度数.
②当时,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)①;②的长为
【分析】(1)根据垂径定理推论得到平分,再根据弧与弦的关系即可求证;
(2)①由等边对等角得到,而,那么,则,即可求解;②连接,由得到,则,那么,再由弧长公式即可求解.
【详解】(1)证明:∵弦直径,
∴平分,
∴,
∴;
(2)解:①∵,
∴,
∵,,
∴,
∴;
②连接,如下图,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了圆周角定理,同圆中弧与弦的关系,等腰三角形的性质,弧长公式等知识点,熟练掌握圆中相关概念是解题的关键.
17.(24-25九年级上·浙江杭州·期末)如图,以等边三角形的边为直径作半圆,交于点,交于点,.
(1)求的长;
(2)求图中阴影部分的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了等边三角形的性质与判定,求弧长,求扇形面积;
(1)连接,根据等边三角形的性质可得,,证明是等边三角形,进而得出,然后根据弧长公式进行计算即可求解;
(2)连接,过点作于点,由(1)得是等边三角形,由等边三角形的性质求得的长,进而根据,即可求解.
【详解】(1)解:如图所示,连接,
∵以等边三角形的边为直径作半圆,,
∴,,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∴,
∴的长为;
(2)解:如图所示,连接,过点作于点,
由(1)知,是等边三角形,
∴,
∵,
∴,,
∴.
18.(22-23九年级上·浙江绍兴·期末)如图,在中,是直径,弦,垂足为点E,连结,.
(1)求证:.
(2)若,,求的长度.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】本题考查了垂径定理,圆周角定理,弧长公式,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)因为是直径,所以,结合圆周角定理,即可作答.
(2)因为是直径,所以,即,故,则,再运用弧长公式列式计算,即可作答.
【详解】(1)证明:,是直径,
,
;
(2)解:如图,连接,,.
,是直径,
,
,
,
,
,
的长.
1
学科网(北京)股份有限公司
$$