第20讲 圆中求弧长与面积的有关计算问题 培优讲义 2026-2027学年人教版九年级数学上册

2026-08-26
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摘要:

本讲义聚焦圆中弧长与面积计算核心知识点,系统梳理弧长公式(角度制与弧度制)、扇形面积公式(含弧长关联式),通过分解边界、割补法构建不规则图形周长与面积计算支架,衔接最值问题的函数转化方法。 资料以“知识点+解题技巧+例题变式”设计,通过内接四边形、莱洛三角形等实例,培养几何直观与推理能力,结合手工制作等情境发展应用意识。课中助力教师分层教学,课后练习帮助学生查漏补缺,强化知识迁移。

内容正文:

第20讲 圆中求弧长与面积的有关计算问题 典 型 例 题 题型 利用弧长公式求弧长 1 弧长公式知识点与解题技巧 一、核心知识点 1.弧长公式:设扇形半径为r,圆心角为n°(角度制),弧长为l,则l = ;若圆心角为a(弧度制),则l = ra。 2.关键前提:公式适用于扇形,需明确半径和圆心角(注意角度制与弧度制换算,180° = π弧度)。 二、解题技巧 1.找已知量:优先确定题目中给出的半径r、圆心角(或可推导条件,如弦长、扇形面积)。 2.选对公式:角度制用l =,弧度制用l = ra,避免单位混淆。 3.补全条件:若仅给弦长、面积等,先通过几何关系(如勾股定理、扇形面积公式)求出半径或圆心角,再算弧长。 1 例 如图,四边形是的内接四边形,,.若的半径为5,则弧的长为 . 1-1 变式变式 如图,已知点A,B,C依次在上,,,则的长为 . 1-2 变式变式 如图,是两条切线,切点分别为点,点,若,的半径为2,则的长度为 . 1-3 变式变式 如图1,已知一块圆心角为的扇形铁皮,用它作一个圆锥形的烟囱帽(如图2,接缝忽略不计),此圆锥形的烟囱帽底面圆的直径是,则它的侧面积是 .(结果用表示) 题型 利用扇形面积公式求面积 2 扇形面积公式知识点与解题技巧 一、核心知识点 1.面积公式:角度制(圆心角n°,半径r):S = ;弧度制(圆心角a):S =;也可结合弧长l:S = lr。 2.适用范围:仅用于扇形,需明确半径、圆心角(或弧长),注意角度与弧度换算(180° = π弧度)。 二、解题技巧 1.抓关键量:先识别题目给出的半径、圆心角或弧长,缺量时通过已知条件(如弦长、周长)推导。 2.选最优公式:已知圆心角和半径用前两式,已知弧长和半径用S = lr,减少计算量。 2 例 如图,正六边形的边长为,以顶点A为圆心,长为半径画圆,则图中阴影部分的面积是 (结果保留π). 2-1 变式变式 一把折扇打开后,如图,小扇形的半径为,弧长为,大扇形的半径为,扇面的宽度为,则扇面的面积(阴影部分)是 (结果保留). 2-2 变式变式 将一个母线长为的圆锥模型侧面展开后得到一个扇形,已知扇形的圆心角为,则扇形的面积为 . 2-3 变式变式 如图,小林在手工制作课上利用矩形纸片,裁剪出一个扇形,用来制作一把纸扇,其中,扇形与矩形相切于点,、在矩形的边上,长为,则裁掉扇形后的余料(图中阴影部分)的面积为 . 题型 不规则阴影部分周长计算 3 不规则阴影部分周长计算知识点与解题技巧 一、核心知识点 1. 周长本质:不规则阴影部分周长是构成阴影边界的所有线段和曲线长度之和,常见曲线为圆的弧(需结合圆周长公式C=2πr或弧长公式计算)。 2. 关键关联:阴影边界常与正方形、长方形的边,或半圆、扇形的弧相关,需明确各边界对应的几何图形。 二、解题技巧 1. 分解边界:用虚线将阴影周长拆分为“直线段+曲线段”,分别标注各部分对应的已知条件(如边长、圆半径)。 2. 曲线转弧长:若含曲线,先确定对应圆的半径,再根据圆心角算弧长(如半圆对应πr,四分之一圆对应π r)。 3. 求和验证:将所有线段和弧长相加,避免漏算或重复计算边界。 3 例 如图,在中,,以点为圆心,的长为半径画弧交边于点,以点为圆心,的长为半径画弧交边于点,则阴影部分图形的周长为 (结果保留) 3-1 变式变式 如图是一个爱心图案,它可以看作是由一个正方形和两个半圆组合而成,中间是一个边长为的正方形,两端是分别以为直径的半圆.分别取两个半圆的中点E,F,连接,则阴影部分的周长为 . 3-2 变式变式 生活中常见的轮子都是圆形,有一种特殊的莱洛三角形,是由三段相等的圆弧构成,虽然不是圆,但是用它的形状做成滚轮(如图①)的效果和圆形滚轮是相同的,其原理为每个顶点到所对圆弧的距离都为等边三角形的边长,如图②的边长为,则这个莱洛三角形的周长为 cm. 3-3 变式变式 两个半径相等的半圆按如图方式放置,半圆的一个直径端点与半圆的圆心重合,若半圆的半径为2,则阴影部分的周长为 .(结果保留) 题型 不规则阴影部分面积计算 4 不规则阴影部分面积计算知识点与解题技巧 一、核心知识点 1.面积本质:不规则阴影面积是阴影区域所占平面的大小,需通过“转化”为规则图形(如圆、正方形、三角形、扇形)的面积和或差来计算。 2.常用规则图形公式:正方形S=a2、三角形S=ah、圆S=πr2、扇形S=(角度制)。 二、解题技巧 1.“割补法”优先:将阴影分割成几个规则图形(割),或用大规则图形减去空白规则图形(补)。 2.找“重叠”或“对称”:若有对称图形,可利用对称性简化计算;若有重叠区域,注意面积是否重复加减。 3.标已知量:在图中标注边长、半径等关键数据,确保代入公式时数值准确,最后汇总计算结果。 4 例 如图,正方形内接于,,分别与相切于点和点,的延长线与的延长线交于点.已知,则图中阴影部分的面积为 . 4-1 变式变式 如图,在等腰直角三角形中,,,以点为圆心,为半径画弧,交于点,以点为圆心,为半径画弧,交于点,则图中阴影部分的面积是 . 4-2 变式变式 如图,在平行四边形中,,,以点C为圆心,为半径作弧,交于点E,交于点F,则阴影部分的面积为 .(结果保留π) 4-3 变式变式 如图,扇形中,,,点C为上一点,将扇形沿折叠,使点B的对应点落在射线上,则图中阴影部分的面积为 . 题型 不规则阴影部分面积中的最值的计算 5 不规则阴影面积最值问题知识点与解题技巧 一、核心知识点 1.本质逻辑:最值源于变量(如半径、边长、角度)的取值变化,需先将阴影面积表示为关于变量的函数,再求函数最值。 2.常用工具:二次函数顶点(y=ax²+bx+c,a≠0)、不等式(如均值定理)、几何图形性质(如圆中直径最长)。 二、解题技巧 1.建函数关系:用割补法将阴影面积转化为规则图形面积和/差,代入变量(如设半径为x),列出面积表达式。 2.定取值范围:根据题干条件(如边长为正、角度在0°-360°)确定变量的取值范围。 3.求最值:二次函数用顶点公式,符合均值定理条件的用“一正二定三相等”,最后验证最值是否在取值范围内。 5 例 如图,在扇形中,C为上一点且,点D为半径上一动点.若,则阴影部分周长的最小值为 . 5-1 变式变式 如图,一张直径为的圆饼被切掉了一块,数据如图所示,连接 ,则 ;图中阴影部分面积的最小值为 . 5-2 变式变式 如图,⊙O的半径为2cm,弦,C是弦AB所对的优弧上一个动点,则图中阴影部分的面积之和的最小值是 cm2. 5-3 变式变式 如图,在扇形中,平分交于点,点为半径上一动点.若,则阴影部分周长的最小值为 . 课 后 练 习 1 练 如图,在中,直径,是的弦,若,则的长为(   ) A. B. C. D. 2 练 如图所示,边长为1的正方形网格中,、、、、是网格线交点,若与所在圆的圆心都为点,那么阴影部分的面积为(   ) A. B. C. D. 3 练 如图(1)是博物馆屋顶的图片,屋顶由图(2)中的瓦片构成,瓦片横截面如图(3)所示,是以点为圆心, 为半径的弧,弦的长为,则的长是(    ) A. B. C. D. 4 练 玉佩,是我国古人身上常佩戴的一种饰品.古语有“君子无故,玉不去身”,现在人们也以“温润如玉”来形容谦谦君子.如图,现有一块直径为的圆形玉料,要用其刻出一个圆周角为的扇形玉佩,则图中阴影部分的面积为(   ) A. B. C. D. 5 练 四边形是平行四边形,,,,以C为圆心为半径画弧,恰好经过点D,以C为圆心为半径画弧交于点E,则阴影部分的面积是(  ) A. B. C. D. 6 练 弧长为的弧所对的圆心角为,则该弧所在圆的半径是 . 7 练 如图,是半径为2的的一条弦,.将绕点逆时针旋转,当点的对应点第一次落在上时,点运动的路径长是 .(结果保留) 8 练 如图,在矩形中,,,以B为圆心,长为半径画弧交线段的延长线于点E,以D为圆心、长为半径画弧交于点F,则阴影部分面积为 . 9 练 如图,正方形的对角线,交于点,以点为圆心,长为半径画弧交于点,交于点,再以点为圆心,长为半径画弧交于点,交于点.若,则图中阴影部分的面积为 .(结果保留π) 10 练 如图,在矩形中, ,动点E、F分别从点A、C同时出发,以相同的速度分别沿向终点B、D移动,当点E到达点B时,运动停止,过点B作直线的垂线,垂足为点G,在这个移动过程中点G经过的路径长是 . 11 练 如图,已知四边形内接于,.连接,若且的半径为6,求的长. 12 练 如图,过的顶点,,与交于点,连接,. (1)求证:是的切线 (2)若,,则________.(结果保留和根号) 13 练 如图,以的边为直径作,点A在上,点D在线段的延长线上,. (1)求证:直线是的切线; (2)若直径,求图中阴影部分的面积. 14 练 如图,将含角的直角三角板放入半圆中,,,三点恰好在半圆上,是的中点,连接并延长交半圆于点. (1)求证:; (2)若,求阴影部分的面积. 15 练 如图,是的切线,点C为切点,以为边作平行四边形,点A,D均在上,连接,圆心O在上. (1)求证:是的切线; (2)若,求图中阴影部分的面积. 第20讲 圆中求弧长与面积的有关计算问题 典 型 例 题 题型 利用弧长公式求弧长 1 弧长公式知识点与解题技巧 一、核心知识点 1.弧长公式:设扇形半径为r,圆心角为n°(角度制),弧长为l,则l = ;若圆心角为a(弧度制),则l = ra。 2.关键前提:公式适用于扇形,需明确半径和圆心角(注意角度制与弧度制换算,180° = π弧度)。 二、解题技巧 1.找已知量:优先确定题目中给出的半径r、圆心角(或可推导条件,如弦长、扇形面积)。 2.选对公式:角度制用l =,弧度制用l = ra,避免单位混淆。 3.补全条件:若仅给弦长、面积等,先通过几何关系(如勾股定理、扇形面积公式)求出半径或圆心角,再算弧长。 1 例 如图,四边形是的内接四边形,,.若的半径为5,则弧的长为 . 【答案】 【详解】解:如图,连接, ∵. ∴, ∴, ∴弧的长为. 故答案为:. 1-1 变式变式 如图,已知点A,B,C依次在上,,,则的长为 . 【答案】 【详解】解:∵,∴,∵, ∴的长. 1-2 变式变式 如图,是两条切线,切点分别为点,点,若,的半径为2,则的长度为 . 【答案】 【详解】解:过点O分别作,如图所示: ∵是两条切线,切点分别为点,点, ∴,∴, ∵,∴,∵的半径为2, 则的长度为,故答案为:. 1-3 变式变式 如图1,已知一块圆心角为的扇形铁皮,用它作一个圆锥形的烟囱帽(如图2,接缝忽略不计),此圆锥形的烟囱帽底面圆的直径是,则它的侧面积是 .(结果用表示) 【答案】 【详解】解:由圆锥形的烟囱帽底面圆的直径是,得底面圆的周长为, 设扇形的半径为,故,解得, 故圆锥的母线长为,故它的侧面积是,故答案为:. 题型 利用扇形面积公式求面积 2 扇形面积公式知识点与解题技巧 一、核心知识点 1.面积公式:角度制(圆心角n°,半径r):S = ;弧度制(圆心角a):S =;也可结合弧长l:S = lr。 2.适用范围:仅用于扇形,需明确半径、圆心角(或弧长),注意角度与弧度换算(180° = π弧度)。 二、解题技巧 1.抓关键量:先识别题目给出的半径、圆心角或弧长,缺量时通过已知条件(如弦长、周长)推导。 2.选最优公式:已知圆心角和半径用前两式,已知弧长和半径用S = lr,减少计算量。 2 例 如图,正六边形的边长为,以顶点A为圆心,长为半径画圆,则图中阴影部分的面积是 (结果保留π). 【答案】/ 【详解】解:∵六边形是正六边形,∴, ∴阴影部分的面积为;故答案为. 2-1 变式变式 一把折扇打开后,如图,小扇形的半径为,弧长为,大扇形的半径为,扇面的宽度为,则扇面的面积(阴影部分)是 (结果保留). 【答案】 【详解】解:设,根据题意可列方程为:,解得:, 则,大扇形的半径为,扇面的宽度为, , 则.    故答案为:. 2-2 变式变式 将一个母线长为的圆锥模型侧面展开后得到一个扇形,已知扇形的圆心角为,则扇形的面积为 . 【答案】 【详解】解:∵将一个母线长为的圆锥模型侧面展开后得到一个扇形, ∴这个扇形的半径为,又∵扇形的圆心角为,∴扇形的面积为, 故答案为:. 2-3 变式变式 如图,小林在手工制作课上利用矩形纸片,裁剪出一个扇形,用来制作一把纸扇,其中,扇形与矩形相切于点,、在矩形的边上,长为,则裁掉扇形后的余料(图中阴影部分)的面积为 . 【答案】 【详解】解:连接,与扇形相切于,, 四边形是矩形,, 四边形是矩形,, ,, ,,, 矩形的面积,扇形的面积, 阴影的面积矩形的面积扇形的面积. 故答案为:. 题型 不规则阴影部分周长计算 3 不规则阴影部分周长计算知识点与解题技巧 一、核心知识点 1. 周长本质:不规则阴影部分周长是构成阴影边界的所有线段和曲线长度之和,常见曲线为圆的弧(需结合圆周长公式C=2πr或弧长公式计算)。 2. 关键关联:阴影边界常与正方形、长方形的边,或半圆、扇形的弧相关,需明确各边界对应的几何图形。 二、解题技巧 1. 分解边界:用虚线将阴影周长拆分为“直线段+曲线段”,分别标注各部分对应的已知条件(如边长、圆半径)。 2. 曲线转弧长:若含曲线,先确定对应圆的半径,再根据圆心角算弧长(如半圆对应πr,四分之一圆对应π r)。 3. 求和验证:将所有线段和弧长相加,避免漏算或重复计算边界。 3 例 如图,在中,,以点为圆心,的长为半径画弧交边于点,以点为圆心,的长为半径画弧交边于点,则阴影部分图形的周长为 (结果保留) 【答案】 【详解】解:连接,如图, ∵四边形是平行四边形, ∴,∴, ∵,∴, 由作图得,∴是等边三角形,∴, ∴,∴弧的长=;弧的长, ∴阴影部分图形的周长为,故答案为:. 3-1 变式变式 如图是一个爱心图案,它可以看作是由一个正方形和两个半圆组合而成,中间是一个边长为的正方形,两端是分别以为直径的半圆.分别取两个半圆的中点E,F,连接,则阴影部分的周长为 . 【答案】 【详解】解:设的中点为点O,(即左边半圆圆心为点O),连接,过点E作交延长线于点M, ∵E,F是两个半圆的中点,正方形的边长为, ∴OE⊥AD,OD=OE=OA=1cm,∠M=∠OAM=∠AOE=90°, 四边形是矩形,, 四边形是正方形,ME=AM=1cm, ∴,∴的长为 , ∴图中左侧阴影部分的周长为, ∴由对称性可知,图中阴影部分的周长为,故答案为:. 3-2 变式变式 生活中常见的轮子都是圆形,有一种特殊的莱洛三角形,是由三段相等的圆弧构成,虽然不是圆,但是用它的形状做成滚轮(如图①)的效果和圆形滚轮是相同的,其原理为每个顶点到所对圆弧的距离都为等边三角形的边长,如图②的边长为,则这个莱洛三角形的周长为 cm. 【答案】 【详解】解:是等边三角形, ∴,, ∴, ∵每个顶点到所对圆弧的距离都为等边三角形的边长,∴, 这个莱洛三角形的周长为.故答案为:. 3-3 变式变式 两个半径相等的半圆按如图方式放置,半圆的一个直径端点与半圆的圆心重合,若半圆的半径为2,则阴影部分的周长为 .(结果保留) 【答案】 【详解】解:如图,设两圆周相交于点,连接、, ,是等边三角形, ,,同理可得,, 阴影部分的周长为.故答案为:. 题型 不规则阴影部分面积计算 4 不规则阴影部分面积计算知识点与解题技巧 一、核心知识点 1.面积本质:不规则阴影面积是阴影区域所占平面的大小,需通过“转化”为规则图形(如圆、正方形、三角形、扇形)的面积和或差来计算。 2.常用规则图形公式:正方形S=a2、三角形S=ah、圆S=πr2、扇形S=(角度制)。 二、解题技巧 1.“割补法”优先:将阴影分割成几个规则图形(割),或用大规则图形减去空白规则图形(补)。 2.找“重叠”或“对称”:若有对称图形,可利用对称性简化计算;若有重叠区域,注意面积是否重复加减。 3.标已知量:在图中标注边长、半径等关键数据,确保代入公式时数值准确,最后汇总计算结果。 4 例 如图,正方形内接于,,分别与相切于点和点,的延长线与的延长线交于点.已知,则图中阴影部分的面积为 . 【答案】/ 【详解】解:连接, ∵四边形是正方形,∴,, ∴是的直径,, ∵分别与相切于点A和点D,∴, ∴四边形是矩形,∵,∴矩形是正方形, ∴,,,∴, ∴是等腰直角三角形,∵,∴,, ∴,∴,∴图中阴影部分的面积 故答案为:. 4-1 变式变式 如图,在等腰直角三角形中,,,以点为圆心,为半径画弧,交于点,以点为圆心,为半径画弧,交于点,则图中阴影部分的面积是 . 【答案】/ 【详解】解:根据题意,得,, 故, 故阴影部分的面积为 . 故答案为:或. 4-2 变式变式 如图,在平行四边形中,,,以点C为圆心,为半径作弧,交于点E,交于点F,则阴影部分的面积为 .(结果保留π) 【答案】 【详解】解:如图,连接,过点C作于G, ∵四边形是平行四边形,∴, ∵,∴, 在中,,∴, 又∵,∴是等边三角形,∴, ∴ . 故答案为:. 4-3 变式变式 如图,扇形中,,,点C为上一点,将扇形沿折叠,使点B的对应点落在射线上,则图中阴影部分的面积为 . 【答案】 【详解】解:连接,∵,,∴, ∴,设,则,, 则,解得, ∴阴影部分的面积是:,故答案为:. 题型 不规则阴影部分面积中的最值的计算 5 不规则阴影面积最值问题知识点与解题技巧 一、核心知识点 1.本质逻辑:最值源于变量(如半径、边长、角度)的取值变化,需先将阴影面积表示为关于变量的函数,再求函数最值。 2.常用工具:二次函数顶点(y=ax²+bx+c,a≠0)、不等式(如均值定理)、几何图形性质(如圆中直径最长)。 二、解题技巧 1.建函数关系:用割补法将阴影面积转化为规则图形面积和/差,代入变量(如设半径为x),列出面积表达式。 2.定取值范围:根据题干条件(如边长为正、角度在0°-360°)确定变量的取值范围。 3.求最值:二次函数用顶点公式,符合均值定理条件的用“一正二定三相等”,最后验证最值是否在取值范围内。 5 例 如图,在扇形中,C为上一点且,点D为半径上一动点.若,则阴影部分周长的最小值为 . 【答案】 【详解】解: 作点关于的对称点, 连接,与交点为D,交于点,过点作 交延长线于点,由对称可知 ,    ∵四边形是矩形,,∴, ∴, ∴阴影部分周长的最小值为,故答案为:. 5-1 变式变式 如图,一张直径为的圆饼被切掉了一块,数据如图所示,连接 ,则 ;图中阴影部分面积的最小值为 . 【答案】 【详解】解:如图1,设圆心为,连接,则, ∵, ∴, 由勾股定理得,, 设到的距离为, 由题意知, , 当最大时,最小, ∴当时,最大,如图1,作于,∴, 由勾股定理得,,∴, ∴, 故答案为:,. 5-2 变式变式 如图,⊙O的半径为2cm,弦,C是弦AB所对的优弧上一个动点,则图中阴影部分的面积之和的最小值是 cm2. 【答案】/ 【详解】解:过点C作于E, ∵, ∴当最大时,最小,此时,经过圆心O,即垂直平分,点C为优弧的中点,连接, ∵, ∴, 由勾股定理,得, ∴, ∴最小值, 故答案为:. 5-3 变式变式 如图,在扇形中,平分交于点,点为半径上一动点.若,则阴影部分周长的最小值为 . 【答案】 【详解】解:如图,作点D关于的对称点,连接交于点,连接, 此时最小,即:, 由题意得,, , ,的长, ∴阴影部分周长的最小值为. 故答案为:. 课 后 练 习 1 练 如图,在中,直径,是的弦,若,则的长为(   ) A. B. C. D. 【答案】C 【详解】解:如图,连接, ∵, ∴, ∵直径,∴, ∴的长为.故选:C. 2 练 如图所示,边长为1的正方形网格中,、、、、是网格线交点,若与所在圆的圆心都为点,那么阴影部分的面积为(   ) A. B. C. D. 【答案】C 【详解】解:∵, ∴, 同理:. 根据勾股定理,得. 阴影部分的面积 .故选:C. 3 练 如图(1)是博物馆屋顶的图片,屋顶由图(2)中的瓦片构成,瓦片横截面如图(3)所示,是以点为圆心, 为半径的弧,弦的长为,则的长是(    ) A. B. C. D. 【答案】D 【详解】解:依题意,,∴是等边三角形. ∴.∴的长为.故选:D. 4 练 玉佩,是我国古人身上常佩戴的一种饰品.古语有“君子无故,玉不去身”,现在人们也以“温润如玉”来形容谦谦君子.如图,现有一块直径为的圆形玉料,要用其刻出一个圆周角为的扇形玉佩,则图中阴影部分的面积为(   ) A. B. C. D. 【答案】C 【详解】解:连接,,, ,,, 阴影部分的面积.故选:C. 5 练 四边形是平行四边形,,,,以C为圆心为半径画弧,恰好经过点D,以C为圆心为半径画弧交于点E,则阴影部分的面积是(  ) A. B. C. D. 【答案】B 【详解】解:∵四边形是平行四边形,∴, ∵,,∴, ∴是等腰直角三角形,,,∵, ∴, ∴阴影部分的面积, 故选:B. 6 练 弧长为的弧所对的圆心角为,则该弧所在圆的半径是 . 【答案】18 【详解】解:,, , 解得, , 故答案为:18. 7 练 如图,是半径为2的的一条弦,.将绕点逆时针旋转,当点的对应点第一次落在上时,点运动的路径长是 .(结果保留) 【答案】 【详解】解:连接, 由旋转得,, ∴是等边三角形,∴, ∴,∵, ∴, ∴点运动的路径长是,故答案为. 8 练 如图,在矩形中,,,以B为圆心,长为半径画弧交线段的延长线于点E,以D为圆心、长为半径画弧交于点F,则阴影部分面积为 . 【答案】 【详解】解:如图所示,设与交于点G 在矩形中, , ∵,∴, , 阴影部分的面积 .故答案为:. 9 练 如图,正方形的对角线,交于点,以点为圆心,长为半径画弧交于点,交于点,再以点为圆心,长为半径画弧交于点,交于点.若,则图中阴影部分的面积为 .(结果保留π) 【答案】/ 【详解】解:四边形是正方形, , 图中阴影部分的面积为故答案为:. 10 练 如图,在矩形中, ,动点E、F分别从点A、C同时出发,以相同的速度分别沿向终点B、D移动,当点E到达点B时,运动停止,过点B作直线的垂线,垂足为点G,在这个移动过程中点G经过的路径长是 . 【答案】 【详解】解:如图:连接,交于点O,取中点H,连接, ∵矩形,, ∴,,, ,, ∴是等边三角形,即 在与中,,, ∴E、O、F共线,,H是中点, ∴,则, ∴G的轨迹为以H为圆心,1为半径的圆弧, 当E与A重合时,;当E与B重合时,G与B重合; ∴G走过的路程为.故答案为. 11 练 如图,已知四边形内接于,.连接,若且的半径为6,求的长. 【答案】 【分析】本题考查弧长的计算、圆内接四边形的性质.根据题意可以得到是直径,然后根据【详解】解:四边形内接于,,是直径, 且的半径为6,∴,∴的长是:,即的长. 12 练 如图,过的顶点,,与交于点,连接,. (1)求证:是的切线 (2)若,,则________.(结果保留和根号) 【答案】(1)见解析; (2). 【详解】(1)证明:如下图所示,连接并延长交于点,交于点,连接, 是的直径,,,, ,,,, ,, 如下图所示,过点作,,, 在中,,又,, 是的半径,是的切线; (2)解:如下图所示,连接、,,, ,在中,,,,, ,. 故答案为:. 13 练 如图,以的边为直径作,点A在上,点D在线段的延长线上,. (1)求证:直线是的切线; (2)若直径,求图中阴影部分的面积. 【答案】(1)见解析 (2) 【详解】(1)证明:连接,则, ∵,∴,∴, ∴,∴, 即是的切线; (2)解:∵,∴, 在中,,∴,,所以, 因为,所以, 所以. 14 练 如图,将含角的直角三角板放入半圆中,,,三点恰好在半圆上,是的中点,连接并延长交半圆于点. (1)求证:; (2)若,求阴影部分的面积. 【答案】(1)见解析 (2) 【详解】(1)证明:∵是半圆的直径,∴.∵点是的中点,∴. ∴,∴.∴,∴. (2)解:连接,在中,,, ∴,,. ∴ . ∴阴影部分的面积. 15 练 如图,是的切线,点C为切点,以为边作平行四边形,点A,D均在上,连接,圆心O在上. (1)求证:是的切线; (2)若,求图中阴影部分的面积. 【答案】(1)见解析 (2) 【详解】(1)证明:如图,连接交于点E. ∵是的切线,∴,即. ∵四边形是平行四边形,∴. ∵,∴. 又∵,∴,     ∴,∴是的切线; (2)解:如图,延长交于点F, ∵,∴. 又∵,∴, ∴垂直平分,∴.由(1)可得,, ∴平行四边形是菱形,, ,∴是等边三角形,∴, , ∴.    由(1)知,,, . 1 学科网(北京)股份有限公司 $

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第20讲 圆中求弧长与面积的有关计算问题 培优讲义 2026-2027学年人教版九年级数学上册
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