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中考中扇环问题分析

2017-06-10董月红

初中生世界·九年级 2017年5期

董月红

在两个同心圆中,任作两条半径,它们与圆相交,形成的四边形我们称为扇环,如图1阴影部分.近年来,扇环问题频频出现在中考中.有面积问题,弧长问题等,这类中考题大多以现实生活为背景,经常与解直角三角形、方程(组)综合在一起.对于求阴影面积的有关考题,常用的方法有:直接应用公式法,和差法,割补法等.

例1 (2005·山西)图2是一纸杯,它的母线AC和EF延长后形成的立体图形是圆锥.该圆锥的侧面展开图是扇形OAB.经测量,纸杯上开口圆的直径为6cm,下底面直径为4cm,母线长EF=8cm.求扇形OAB的圆心角及这个纸杯的表面积.(图形计算结果用π表示)

【分析】[AB]的长度就是纸杯上开口圆的周长,[CD]的长度就是下底面圆的周长,根据弧长公式可求出OA的长度,∠AOB的度数,从而求出扇环的面积.

解:由题意可知:[AB]的长度为6π,[CD]的长度为4π,设∠AOB=n°,OA=R,则OC=R-8.

由弧长公式得:[nπR180]=6π,[nπ(R-8)180]=4π.解方程組[6×180=nR,4×180=nR-8n.]得[n=45,R=24.]

即扇形OAB的圆心角是45°.

∵R=24,∴R-8=16.

∴S扇形OCD=[12]×4π×16=32π,

S扇形OAB=[12]×6π×24=72π,

S纸杯侧面积=72π-32π=40π.

S纸杯底面积=π×22=4π,从而S纸杯表面积=44π.

【评析】对由多部分构成的面积问题,需先明确要计算哪一部分的面积,它可通过哪些图形进行分割或拼凑而得到.

例2 (2016·黄石)如图3所示,正方形ABCD对角线AC所在直线上有一点O,OA=AC=2,将正方形绕O点顺时针旋转60°,在旋转过程中,正方形扫过的面积是 .

【分析】如图3,正方形绕O点顺时针旋转60°,所扫过的图形是扇环的面积再加上正方形ABCD的面积.

解:∵OA=AC=2,

∴AB=BC=CD=AD=[2],OC=4,

S阴影=[60?π?42360]-[60?π?22360]+[2]2

=2π+2.

故答案为:2π+2.

【点评】此题考查了扇形的面积公式、旋转的性质以及勾股定理,能够把不规则图形的面积转换为规则图形……

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