内容正文:
专题26 弧长和扇形面积
题型01 求弧长
题型02 求扇形面积
题型03 求圆心角
题型04 求扇形面积
题型05 求弓形面积
题型06 求图形旋转后扫过的面积
题型07 求路径长
题型08 求不规则图形的面积
▌题型01 求弧长
【典例1】(2026·吉林长春·中考真题)如图,点,在上,连接,,.若,则的长是________.
【变式1-1】(26-27九年级上·北京·单元测试)中国扇文化有着深厚的文化底蕴,是民族文化的一个组成部分.历来中国有“制扇王国”之称.折扇是一种用竹木或象牙做扇骨、韧纸或绫绢做扇面的能折叠的扇子;用时须撒开,成半规形,聚头散尾.如图,扇形纸扇完全打开后,外侧两竹条,夹角为,的长为,的长为,则的长为______________.
【变式1-2】如图,是的直径,点在上,连接、,平分交于点,若的半径是,则的长度是______.
【变式1-3】(26-27九年级上·辽宁·期中)如图,在中,,以为直径作,点为上一点,连接,且.
(1)试判断与的位置关系,并说明理由;
(2)若 ,求的长.
▌题型02 求扇形半径
【典例1】(2026·湖南邵阳·模拟预测)在中,如果的圆心角所对的弧长是,那么的半径是( )
A. B. C. D.
【变式1-1】(2026·安徽阜阳·二模)已知一个扇形的圆心角为,它所对的弧长是,则此扇形的半径是( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【变式1-2】已知的圆心角所对的弧长为,则此弧所在圆的半径是________.
【变式1-3】一条弧所对的圆心角为,弧长等于半径为的圆的周长的5倍,则这条弧的半径为________.
▌题型03 求圆心角
【典例1】(2026九年级上·江苏·专题练习)已知一条弧的半径为,弧长为,那么这条弧所对的圆心角为( )
A. B. C. D.
【变式1-1】(2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知扇形的弧长是,面积为,则该扇形的圆心角为__________.
【变式1-2】(2026·黑龙江哈尔滨·一模)已知扇形半径是,弧长为,则扇形的圆心角为________
【变式1-3】(26-27九年级上·全国·课后作业)已知扇形的弧长为,半径为,求这个扇形的圆心角的度数.
▌题型04 求扇形面积
【典例1】(26-27九年级上·吉林·期中)如图,扇形和扇形有相同的圆心O,且圆心角 ;若 ,则扇面(阴影)部分的面积是___________.(结果用表示)
【变式1-1】(26-27九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)一个扇形的圆心角是,半径为4,则这个扇形的面积为______.(结果保留)
【变式1-2】如图,四边形ABCD内接于,,连接,若平分,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
【变式1-3】(26-27九年级上·全国·课后作业)已知一个扇形的圆心角为,弧长为,求这个扇形的面积.
▌题型05 求弓形面积
【典例1】如图,是的内接三角形,是的直径,,.请解答下列问题:
(1)的度数;
(2)若,求图中阴影部分的面积.
【变式1-1】如图是的小正方形网格,小正方形的边长为1,点和是格点(小正方形的顶点),连接,在网格中画出以为直径的圆,圆心为点,点,是格点且在圆上,连接,则图中阴影部分的面积是_____.
【变式1-2】如图,是的直径,是弦,连接,过点的切线交的延长线于点,且.
(1)求劣弧的长.
(2)求阴影部分弓形的面积.
【变式1-3】如图,半圆O的直径,C是半圆上一点,于点D,.
(1)求的长;
(2)求图中阴影部分的面积(结果保留).
▌题型06 求图形旋转后扫过的面积
【典例1】如图所示,点,,对应的刻度分别为,,,将线段绕点按顺时针方向旋转,当点首次落在矩形的边上时,记为点,则此时线段扫过的图形的面积为__________.
【变式1-1】如图,在中,,,现将绕着点顺时针旋转得到,其中,的对应点分别为,,则边扫过的区域(图中阴影部分)的面积为________.
【变式1-2】如图,在平面直角坐标系中,点A在y轴的正半轴上,,将绕点O顺时针旋转到,扫过的面积记为,交x轴于点;将绕点O顺时针旋转到,扫过的面积记为,交y轴于点;将绕点O顺时针旋转到,扫过的面积记为,交x轴于点,…;按此规律,则的值为________________.
【变式1-3】根据要求画一画,算一算.
(1)把①号图形按的比例放大画在方格中.
(2)画出②号三角形绕点逆时针旋转后的图形.
(3)算出②号三角形中线段在旋转过程中所扫过的面积.
▌题型07 求路径长
【典例1】如图,把一块的直角三角板绕点旋转到的位置.使得三点、在一直线上,若,则顶点从开始到结束所经过的路径长为______.
【变式1-1】如图,在中,,,.将绕点B顺时针旋转到的位置,使A,B,三点在同一条直线上,那么点A经过路径的长是多少?
【变式1-2】在边长为1的正方形网格中如图所示:
(1)以点C为位似中心,作出的位似图形,使其位似比为.且位于点C的异侧,并表示出的坐标;
(2)作出绕点C顺时针旋转后的图形,并表示出的坐标;
(3)在(2)的条件下求出点B经过的路径长(结果保留π).
【变式1-3】如图,在半径为4的中,为直径,弦且过半径的中点,为上一动点,于点,即点在以为直径的圆上,当从点出发顺时针运动到点时,点所经过的路径长为__________.
▌题型08 求不规则图形的面积
【典例1】如图,是的切线,为切点,过点作的平行线,交于点.若,,则图中阴影部分的面积为________.(结果保留)
【变式1-1】如图,在中,分别以A,B,C为圆心作半径均为2的圆,且三个圆两两不相交,若的面积为12,则图中阴影部分的面积为_________.
【变式1-2】如图,等边三角形内接于,求图中阴影部分的面积.
【变式1-3】如图,的半径为r,和为互相垂直的直径.以点B为圆心、为半径作,交于点E,求图中阴影部分的面积.
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专题26 弧长和扇形面积
题型01 求弧长
题型02 求扇形面积
题型03 求圆心角
题型04 求扇形面积
题型05 求弓形面积
题型06 求图形旋转后扫过的面积
题型07 求路径长
题型08 求不规则图形的面积
▌题型01 求弧长
【典例1】(2026·吉林长春·中考真题)如图,点,在上,连接,,.若,则的长是________.
【答案】
【分析】首先证明是等边三角形,得到,然后利用弧长公式求解.
【详解】解:∵,
∴是等边三角形,
∴,
∴的长是.
【变式1-1】(26-27九年级上·北京·单元测试)中国扇文化有着深厚的文化底蕴,是民族文化的一个组成部分.历来中国有“制扇王国”之称.折扇是一种用竹木或象牙做扇骨、韧纸或绫绢做扇面的能折叠的扇子;用时须撒开,成半规形,聚头散尾.如图,扇形纸扇完全打开后,外侧两竹条,夹角为,的长为,的长为,则的长为______________.
【答案】
【分析】根据弧长公式,进行计算即可求解.
【详解】解:,,,
,
的长为.
【变式1-2】如图,是的直径,点在上,连接、,平分交于点,若的半径是,则的长度是______.
【答案】
【分析】根据圆周角定理得到,根据角平分线的定义求出的度数,根据圆周角定理得到,根据弧长公式计算即可.
【详解】解:连接,
是的直径,
,
平分,
,
,
则的长度是.
【变式1-3】(26-27九年级上·辽宁·期中)如图,在中,,以为直径作,点为上一点,连接,且.
(1)试判断与的位置关系,并说明理由;
(2)若 ,求的长.
【答案】(1)解:与相切,理由如下:连接,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵是半径,
∴与相切;
(2)
【分析】(1)要判断与的位置关系,需证明:连接、,通过证明,得到,从而得出,结合是半径,判定与相切.
(2)要求弧的长,先结合求出的度数,利用三角函数算出半径的长度;再通过四边形内角和求出的度数,进而得到的度数,最后代入弧长公式计算弧的长.
【详解】(1)略
(2)解:由(1)知,
∴,
∵,
∴,
在中,
∵,
∴,
∴
,
在四边形中,
∵,
,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题主要考查了圆的切线判定、全等三角形的判定与性质、三角函数的应用以及弧长公式的计算,熟练掌握“切线的判定方法(证明半径与直线垂直)、全等三角形的判定定理及弧长公式的应用”是解题的关键.
▌题型02 求扇形半径
【典例1】(2026·湖南邵阳·模拟预测)在中,如果的圆心角所对的弧长是,那么的半径是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将已知圆心角和弧长代入弧长公式,即可求解出的半径.
【详解】解:设的半径为,
∵,,,
代入公式得,
解得,即的半径为.
【变式1-1】(2026·安徽阜阳·二模)已知一个扇形的圆心角为,它所对的弧长是,则此扇形的半径是( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【答案】C
【分析】将已知的圆心角和弧长代入弧长公式,即可求解半径.即.
【详解】解:设此扇形的半径为,圆心角,弧长,
∴,
∴两边约去,整理得 ,
解得.
【变式1-2】已知的圆心角所对的弧长为,则此弧所在圆的半径是________.
【答案】
【分析】设此弧所在圆的半径为 ,根据弧长公式列方程求解即可.
【详解】解:设此弧所在圆的半径为 ,
根据弧长公式,
将,代入得,
解得,
则此弧所在圆的半径是.
【变式1-3】一条弧所对的圆心角为,弧长等于半径为的圆的周长的5倍,则这条弧的半径为________.
【答案】
【分析】设出该弧所在圆的半径,根据题意给出的等量关系,结合弧长公式列出方程,解方程即可得到结果.
【详解】解:设这条弧所在圆的半径为.
由题意得,
整理得 .
两边约去,解得 .
▌题型03 求圆心角
【典例1】(2026九年级上·江苏·专题练习)已知一条弧的半径为,弧长为,那么这条弧所对的圆心角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用弧长公式,将已知半径与弧长代入,计算求出圆心角度数.
【详解】解:设圆心角为,根据题意,得
,
∴.
即这条弧所对的圆心角为.
【变式1-1】(2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知扇形的弧长是,面积为,则该扇形的圆心角为__________.
【答案】/30度
【分析】根据扇形面积公式结合已知弧长和面积求出扇形半径,再利用弧长公式计算得到圆心角度数.
【详解】解:设扇形半径为,圆心角为,
由扇形面积公式,将,代入得:,
解得,
将,代入弧长公式得:,
解得,
即该扇形的圆心角为.
【变式1-2】(2026·黑龙江哈尔滨·一模)已知扇形半径是,弧长为,则扇形的圆心角为________
【答案】/135度
【分析】已知扇形的半径和弧长,直接利用弧长公式即可求出圆心角的度数.
【详解】解:设扇形的圆心角为度,根据弧长公式,
将,代入,
得
解得.
【变式1-3】(26-27九年级上·全国·课后作业)已知扇形的弧长为,半径为,求这个扇形的圆心角的度数.
【答案】
【分析】设扇形圆心角为度,代入扇形弧长公式列方程求解即可.
【详解】解:设这个扇形的圆心角为度, 已知扇形弧长为,半径为, 根据扇形弧长公式可得 ,
化简得,
解得,
答:这个扇形的圆心角为.
▌题型04 求扇形面积
【典例1】(26-27九年级上·吉林·期中)如图,扇形和扇形有相同的圆心O,且圆心角 ;若 ,则扇面(阴影)部分的面积是___________.(结果用表示)
【答案】/
【分析】利用扇形面积公式,通过大扇形面积减去小扇形面积来计算阴影部分面积.
【详解】解:∵
∴
.
【变式1-1】(26-27九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)一个扇形的圆心角是,半径为4,则这个扇形的面积为______.(结果保留)
【答案】
【分析】已知扇形的圆心角度数和半径,直接代入扇形面积公式计算即可得到结果.
【详解】解:扇形半径,圆心角,
代入扇形面积公式
∴.
【变式1-2】如图,四边形ABCD内接于,,连接,若平分,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题主要考查了扇形面积计算,圆周角定理,角平分线的定义,由圆周角定理和角平分线的定义可得的度数,再根据扇形面积计算公式求解即可.
【详解】解:∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
故选:A.
【变式1-3】(26-27九年级上·全国·课后作业)已知一个扇形的圆心角为,弧长为,求这个扇形的面积.
【答案】
这个扇形的面积为.
【分析】设扇形的半径为,根据扇形的弧长公式求出扇形的半径,再根据扇形的面积公式求出结果.
【详解】解:设扇形的半径为,
根据题意可得:,
整理可得:,
解得:,
扇形的面积为.
▌题型05 求弓形面积
【典例1】如图,是的内接三角形,是的直径,,.请解答下列问题:
(1)的度数;
(2)若,求图中阴影部分的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先利用同弧所对圆周角相等得到,再由是的直径得,最后通过直角三角形两锐角互余计算出度数;
(2)先根据直径长度得到圆半径,借助直角三角形性质与勾股定理、垂径定理求出底边和高,再依据圆周角定理得出,最后由算出阴影部分面积.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵是的直径,
∴,
∴;
(2)解:如图,连接,过点作于点,
∵是的直径,,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∵
∴,
∵,
∴
即阴影部分的面积为.
【变式1-1】如图是的小正方形网格,小正方形的边长为1,点和是格点(小正方形的顶点),连接,在网格中画出以为直径的圆,圆心为点,点,是格点且在圆上,连接,则图中阴影部分的面积是_____.
【答案】
【分析】连接,,根据网格与勾股定理及其逆定理,得出,进而根据阴影部分的面积,即可求解.
【详解】解:如图所示,连接,,
点和是格点,为直径,点为圆心,
点为的中点,且点在格点上.根据勾股定理,得,,.
,,
.
是直角三角形,且.
图中阴影部分的面积
.
【变式1-2】如图,是的直径,是弦,连接,过点的切线交的延长线于点,且.
(1)求劣弧的长.
(2)求阴影部分弓形的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】()由切线的性质可得是等腰直角三角形,即得,再根据弧长公式计算即可求解;
()过点作于,解直角三角形可得,再根据解答即可求解.
【详解】(1)解:∵是的切线,
∴,
∴,
∵,
∴是等腰直角三角形,
∵,
∴劣弧的长;
(2)解:如图,过点作于,
∵,
∴,,
∴.
【变式1-3】如图,半圆O的直径,C是半圆上一点,于点D,.
(1)求的长;
(2)求图中阴影部分的面积(结果保留).
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据垂径定理得到,根据三角形中位线定理得到,由是直径推出,再利用勾股定理即可求解;
(2)连接,根据即可求解.
【详解】(1)解:,
,
,
是的中位线,
.
是直径,
,
.
(2)解:如图,连接,
,
是等边三角形,
,
,
.
▌题型06 求图形旋转后扫过的面积
【典例1】如图所示,点,,对应的刻度分别为,,,将线段绕点按顺时针方向旋转,当点首次落在矩形的边上时,记为点,则此时线段扫过的图形的面积为__________.
【答案】
【分析】由题意可知,线段扫过的图形为一个扇形,半径为,先根据三角函数的定义求出,再根据扇形面积公式求解即可.
【详解】解:由题意得,,
由旋转的性质得,
∵四边形是矩形,
∴,
在中,,
∴,
∴线段扫过的图形的面积为.
【变式1-1】如图,在中,,,现将绕着点顺时针旋转得到,其中,的对应点分别为,,则边扫过的区域(图中阴影部分)的面积为________.
【答案】
【分析】根据旋转的性质可得,边扫过的区域面积等于扇形的面积减去扇形的面积,利用勾股定理求出的长,再根据扇形面积公式计算即可.
【详解】解:在中,,,
, 由勾股定理得,
由旋转的性质可知,,,
,
阴影部分的面积
.
【变式1-2】如图,在平面直角坐标系中,点A在y轴的正半轴上,,将绕点O顺时针旋转到,扫过的面积记为,交x轴于点;将绕点O顺时针旋转到,扫过的面积记为,交y轴于点;将绕点O顺时针旋转到,扫过的面积记为,交x轴于点,…;按此规律,则的值为________________.
【答案】
【分析】根据旋转的性质,得到、、、、都是等腰直角三角形,分别求出 ,,,利用扇形面积求出,抽象概括出相应的数字规律,进而得出结论即可.
【详解】解:将绕点O顺时针旋转到,交x轴于点
∴,,,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴;
同理可得:、、、都是等腰直角三角形,,…,
∴ ,,,,;
∴,
∴.
【变式1-3】根据要求画一画,算一算.
(1)把①号图形按的比例放大画在方格中.
(2)画出②号三角形绕点逆时针旋转后的图形.
(3)算出②号三角形中线段在旋转过程中所扫过的面积.
【答案】(1)如图所示,号图形即为所求;
(2)如图所示,号图形即为所求;
(3)
【详解】(1)略
(2)略
(3)解:号三角形中线段在旋转过程中所扫过的路径是:以为圆心,以长为半径的扇形,
∵,
∴,
即号三角形中线段在旋转过程中所扫过的面积为.
▌题型07 求路径长
【典例1】如图,把一块的直角三角板绕点旋转到的位置.使得三点、在一直线上,若,则顶点从开始到结束所经过的路径长为______.
【答案】
【分析】根据已知条件得到,,再根据旋转的性质得到,再根据弧长公式计算即可.
【详解】解:∵,,,
∴,,
∵直角三角板,在水平桌面上绕点按顺时针方向旋转到的位置,
∴,
∴顶点从开始到结束所经过的路径长.
【变式1-1】如图,在中,,,.将绕点B顺时针旋转到的位置,使A,B,三点在同一条直线上,那么点A经过路径的长是多少?
【答案】
【分析】先得出点经过路径的长是的长,所在圆的圆心为,半径长为的长,再求出的长和的度数,利用弧长公式计算即可.
【详解】解:由题意可知,点经过路径的长是的长,所在圆的圆心为,半径长为的长,如图所示:
∵在中,,,,
∴,
由旋转的性质可知,,
∵,,三点在同一条直线上,
∴,
∴的长度为,
即点经过路径的长是.
【变式1-2】在边长为1的正方形网格中如图所示:
(1)以点C为位似中心,作出的位似图形,使其位似比为.且位于点C的异侧,并表示出的坐标;
(2)作出绕点C顺时针旋转后的图形,并表示出的坐标;
(3)在(2)的条件下求出点B经过的路径长(结果保留π).
【答案】(1)解:如图,即为所求:
点的坐标为;
(2)如图,即为所求:
点的坐标为;
(3)
【分析】(1)延长到使,延长到使,则满足条件;
(2)利用网格特点和旋转的性质画出A、B的对应点、,从而得到,即可解答.
(3)先计算出的长,然后根据弧长公式计算点B经过的路径长.
【详解】(1)解:图略,点的坐标为;
(2)解:图略,点的坐标为;
(3)解:,
点B经过的路径长.
【变式1-3】如图,在半径为4的中,为直径,弦且过半径的中点,为上一动点,于点,即点在以为直径的圆上,当从点出发顺时针运动到点时,点所经过的路径长为__________.
【答案】
【分析】记、交于点,连接,在中,根据勾股定理计算,根据三角函数确定,进而得,在中,根据勾股定理计算,从而得点所在圆半径为,,结合图形判断点所经过的路径长为,根据弧长公式计算即可.
【详解】解:记、交于点,连接,如图所示,
弦且过半径的中点,
为半径的中点,
,
,,
在中,,
,
,
,
在中,,
点在以为直径的圆上,记该圆为,
的半径,,
点从点出发顺时针运动到点时,点所经过的路径为,
当点与点重合时,点与点重合,如图所示,
当点与点重合时,点与点重合,如图所示,
,
故答案为:.
▌题型08 求不规则图形的面积
【典例1】如图,是的切线,为切点,过点作的平行线,交于点.若,,则图中阴影部分的面积为________.(结果保留)
【答案】
【分析】连接,将求阴影部分的面积变成求扇形的面积,根据平行线的性质和切线的性质定理得到扇形的圆心角度数,根据扇形的面积公式计算即可得到答案.
【详解】解: 如图,连接,
∵是的切线,为切点,
则,
,
,
,
,
为等腰三角形,
,
,
,
与同底等高,
,
,
半径,圆心角,
扇形面积.
【变式1-1】如图,在中,分别以A,B,C为圆心作半径均为2的圆,且三个圆两两不相交,若的面积为12,则图中阴影部分的面积为_________.
【答案】/
【分析】先根据扇形的面积公式求出中非阴影部分的面积,再用三角形的面积减去三角形中非阴影的面积可得答案.
【详解】解:∵,
∴中非阴影部分的面积为,
∴.
【变式1-2】如图,等边三角形内接于,求图中阴影部分的面积.
【答案】
【分析】如图:过O作于D,利用圆和等边三角形的性质可得,再利用等腰三角形的性质、含30度直角三角形的性质、勾股定理求得;再说明,最后利用扇形的面积公式求解即可.
【详解】解:如图:过O作于D,
为等边三角形,且内接于,
.
在中,,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
解得:,
即,
.
【变式1-3】如图,的半径为r,和为互相垂直的直径.以点B为圆心、为半径作,交于点E,求图中阴影部分的面积.
【答案】
【分析】根据进行解答即可.
【详解】解:∵和为互相垂直的直径.的半径为r,
∴,
在中,由勾股定理可得,,
,,
∴,
∵,
∴.
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