专题17 圆中阴影部分的面积七种计算方法(解析版).docx
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1、专题17 圆中阴影部分的面积七种计算方法(解析版)第一部分 典例剖析+针对训练方法一 公式法典例1 (2022凉山州)家具厂利用如图所示直径为1米的圆形材料加工成一种扇形家具部件,已知扇形的圆心角BAC90,则扇形部件的面积为()A12米2B14米2C18米2D116米2思路引领:连结BC,AO,90所对的弦是直径,根据O的直径为1米,得到AOBO=12米,根据勾股定理得到AB的长,根据扇形面积公式即可得出答案解:连结BC,AO,如图所示,BAC90,BC是O的直径,O的直径为1米,AOBO=12(米),AB=AO2+BO2=22(米),扇形部件的面积=90360(22)2=8(米2),故选:
2、C总结提升:本题考查了扇形面积的计算,掌握设圆心角是n,圆的半径为R的扇形面积为S,则S扇形=n360R2是解题的关键针对训练1(2021卧龙区二模)如图,ABC中,D为BC的中点,以点D为圆心,BD长为半径画弧,交边BC于点B,交边AC于点E,若A60,B100,BC6,则扇形BDE的面积为 思路引领:求出扇形的圆心角以及半径即可解决问题解:A60,B100,C1806010020,DEDC,CDEC20,BDEC+DEC40,S扇形DBE=4032360=故答案为:总结提升:本题考查扇形的面积公式、三角形内角和定理等知识,解题的关键是记住扇形的面积公式方法二 和差法典例2(2022荆州)如
3、图,以边长为2的等边ABC顶点A为圆心、一定的长为半径画弧,恰好与BC边相切,分别交AB,AC于D,E,则图中阴影部分的面积是()A34B23C(6)33D32思路引领:作AFBC,由勾股定理求出AF,然后根据S阴影SABCS扇形ADE得出答案解:由题意,以A为圆心、一定的长为半径画弧,恰好与BC边相切,设切点为F,连接AF,则AFBC在等边ABC中,ABACBC2,BAC60,CFBF1在RtACF中,AF=AB2AF2=3,S阴影SABCS扇形ADE=122360(3)2360 =32,故选:D总结提升:本题主要考查了等边三角形的性质,求扇形面积,理解切线的性质,将阴影部分的面积转化为三角
4、形的面积扇形的面积是解题的关键针对训练1(2022玉树市校级一模)如图,在扇形OAB中,已知AOB90,OA2,过AB的中点C作CDOA,CEOB,垂足分别为点D,E,则图中阴影部分的面积为()A1B2C4D21思路引领:连接OC,求出AOCBOC45,求出DCOAOCECOCOE45,求出CDOD,CEOE,根据勾股定理求出CDODOECE=2,再求出阴影部分的面积即可解:连接OC,OA2,OC0A2,AOB90,C为AB的中点,AOCBOC45,CDOA,CEOB,CDOCEO90,DCOAOCECOCOE45,CDOD,CEOE,2CD222,2OE222,即CDODOECE=2,阴影部
5、分的面积SS扇形AOBSCDOSCEO=902236021222=2,故选:B总结提升:本题考查了等腰直角三角形的性质和判定,圆心角、弧、弦之间的关系,扇形面积的计算等知识点,把求不规则图形的面积转化成求规则图形的面积是解此题的关键,注意:如果扇形的圆心角为n,半径为r,那么该扇形的面积为nr2360方法三 等积变形法典例3(2020朝阳)如图,点A,B,C是O上的点,连接AB,AC,BC,且ACB15,过点O作ODAB交O于点D,连接AD,BD,已知O半径为2,则图中阴影面积为思路引领:由圆周角定理可得AOB的度数,由ODAB可得SABDSABO,进而可得S阴影S扇形AOB,然后根据扇形面积
6、公式计算即可解:ACB15,AOB30,ODAB,SABDSABO,S阴影S扇形AOB=3022360=3故答案为:3总结提升:本题考查了圆周角定理、扇形面积公式和同底等高的两个三角形的面积相等等知识,属于常考题型,熟练掌握上述基本知识是解题的关键针对训练1(2022秋天桥区期末)如图,菱形OABC的三个顶点A,B,C在O上,对角线AC,OB交于点D,若O的半径是23,则图中阴影部分的面积是()A2B6C33D3思路引领:根据四边形OABC是菱形,得BCOCOB,即COB是等边三角形,根据SADBSOCD,所以图中阴影部分的面积S扇形COB解:四边形OABC是菱形,BCOCOB,COB是等边三
7、角形,COB60,SADBSOCD,图中阴影部分的面积S扇形COB=60(23)2360=2故选:A总结提升:本题考查的是扇形面积的计算和菱形的性质,掌握扇形的面积公式是解题的关键方法四 化零为整法(整体法)典例4 (2021天桥区二模)如图,已知正六边形的边长为4,分别以正六边形的6个顶点为圆心作半径是2的圆,则图中阴影部分的面积为思路引领:先求出六边形的内角和,再根据扇形的面积公式即可求出解:六边形的内角和(62)180720,阴影面积62272022360=16故答案为:16总结提升:本题主要考查了扇形的面积公式,学会把图中不规则图形的面积由几何关系转化为规则图形的面积针对训练1如图,分
8、别以五边形的各个顶点为圆心,1cm长为半径作圆,则图中阴影部分的面积为cm2思路引领:根据多边形的外角和为360可得阴影部分的面积为半径为1的圆的面积,再利用圆的面积计算公式可得答案解:图中阴影部分的面积为12故答案为:总结提升:此题主要考查了多边形的外角,关键是掌握多边形的外角和为360方法五 割补法(拼接法)典例5(2022铜仁市)如图,在边长为6的正方形ABCD中,以BC为直径画半圆,则阴影部分的面积是()A9B6C3D12思路引领:设AC与半圆交于点E,半圆的圆心为O,连接BE,OE,证明BECE,得到弓形BE的面积弓形CE的面积,则S阴影=SABE=SABCSBCE=12661263
9、=9解:设AC与半圆交于点E,半圆的圆心为O,连接BE,OE,四边形ABCD是正方形,OCE45,OEOC,OECOCE45,EOC90,OE垂直平分BC,BECE,弓形BE的面积弓形CE的面积,S阴影=SABE=SABCSBCE=12661263=9,故选:A总结提升:本题主要考查了求不规则图形的面积,正方形的性质,等腰直角三角形的性质,圆的性质,熟知相关知识是解题的关键针对训练1(2021郑州模拟)如图,在扇形CBA中,ACB90,连接AB,以BC为直径作半圆,交AB于点D若阴影部分的面积为(1),则阴影部分的周长为 思路引领:根据BC为直径可知CDB90,在等腰直角三角形ABC中,CD垂
10、直平分AB,CDDB,D为半圆的中点,设ACBCm,则AB=2m,CDADBD=22m,阴影部分的面积可以看作是扇形ACB的面积与ADC的面积之差,据此求得直角三角形的边长,进而求得AB和CD的长,进一步求得阴影部分的周长解:设BC的中点为O,连接OD,连接CD,以BC为直径作半圆,交AB于点DCDAB,ACBC,ACB90,ADBD,CD=12AB,CDBD,CD=BD,ADBD,COBO,ODAC,BOD90,设ACBCm,则AB=2m,CDADBD=22m,阴影部分的面积为(1),S阴影部分S扇形ACBSADC=14m212(22m)2114m214m21,14m21,m2,ACBC2,
11、AB22,OCOB1,AB的长为:902180=,BD的长为:901180=12,阴影部分的周长为:+212+22+22+22+2故答案为:2+22+2总结提升:本题考查了扇形的面积和弧长的计算,等腰直角三角形的性质,正确的作出辅助线是解题的关键方法6 图形变化法(旋转、平移、翻折)典例6(2022武威模拟)在ABC中,已知ABC90,BAC30,BC1如图所示,将ABC绕点A按逆时针方向旋转90后得到ABC则图中阴影部分的面积为 思路引领:解直角三角形得到AB=3BC=3,AC2BC2,然后根据扇形的面积公式即可得到结论解:ABC90,BAC30,BC1,AB=3BC=3,AC2BC2,图中
12、阴影部分面积S扇形ACCS扇形ADBSABC=902236060(3)23601213=32,故答案为:32;总结提升:本题主要考查了图形的旋转,扇形的面积公式,解直角三角形,熟练掌握扇形的面积公式是解决问题的关键针对训练1(2022西宁)如图,等边三角形ABC内接于O,BC23,则图中阴影部分的面积是 43思路引领:根据内接于圆O的等边三角形的性质可得SAOBSAOC,AOC120,将阴影部分的面积转化为扇形AOC的面积,利用扇形面积的公式计算可求解解:ABC为等边三角形,SBOCSAOC,AOC120,在OBC中,OBOC,BOC120,BC23,OBOC2,S阴影S扇形AOC=12022
13、360=43,故答案为:43总结提升:本题主要考查扇形面积的计算,等边三角形的性质,掌握扇形面积公式是解题的关键典例7(2022九龙坡区自主招生)如图,正方形ABCD的边长为4,O为对角线的交点,点E,F分别为BC,AD的中点,以C为圆心,4为半径作圆弧BD,再分别以E,F为圆心,2为半径作圆弧BO,OD,则图中阴影部分的面积为 (结果保留)思路引领:连接BD,根据在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧,所对的弦分别相等,利用面积割补法可得阴影部分的面积等于弓形面积,即等于扇形CBD减去直角三角形CBD的面积之差解:连接BD,EF,如图,正方形ABCD的边长为4,O为对角线的交点,由题意可得:E
14、F,BD经过点O,且EFAD,EFCB点E,F分别为BC,AD的中点,FDFOEOEB2,OB=OD,OBOD弓形OB弓形OD阴影部分的面积等于弓形BD的面积S阴影S扇形CBDSCBD=90423601244=48故答案为:48总结提升:本题主要考查了正方形的性质,扇形面积的计算通过添加适当的辅助线将不规则的阴影部分的面积转化成规则图形的面积的差是解题的关键针对训练1(2021重庆模拟)如图,在正方形ABCD中,扇形BAD的半径AB4,以AB为直径的圆与正方形的对角线BD相交于O,连接AO则图中阴影部分的面积为(结果保留)思路引领:理由圆周角定理得出AOBD,利用正方形的性质性质和等腰直角三角
15、形的性质得出ODOAOB,结合转化思想得出阴影部分面积S扇形ABDSADC,进而得出答案解:如图,AB是直径,AOB90,AOBD,ABAD4,BAD90,ODOAOB,S弓形OAS弓形OB,阴影部分面积S扇形ABDSADC=14421244=48,故答案为48总结提升:本题考查正方形的性质,扇形的面积等知识,解题的关键是学会把不规则图形转化为规则图形,属于中考常考题型典例8(2019招远市一模)如图,CD是O的直径,AB是O的弦,ABCD,垂足为G,OG:OC3:5,AB8点E为圆上一点,ECD15,将CE沿弦CE翻折,交CD于点F,图中阴影部分的面积思路引领:根据ABCD,垂足为G,OG:
16、OC3:5,AB8,可以求得O的半径;要求阴影部分的面积只要做出合适的辅助线,然后利用锐角三角函数、扇形的面积和三角形的面积即可解答本题解:如图,连接AO,将阴影部分沿CE翻折,点F的对应点为M,过点M作MNCD于点N,CD为O的直径,ABCD,AB8,AG=12AB4,OG:OC3:5,ABCD,垂足为G,设O的半径为5k,则OG3k,(3k)2+42(5k)2,解得,k1或k1(舍去),5k5,即O的半径是5;ECD15,由对称性可知,DCM30,S阴影S弓形CBM,连接OM,则MOD60,MOC120,过点M作MNCD于点N,MNMOsin60532,S阴影S扇形OMCSOMC=1202
17、53602534=2532534,即图中阴影部分的面积是:2532534总结提升:本题考查翻折变换、扇形的面积、垂径定理,解题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件,利用数形结合的思想解答问题针对训练1(如图,将半径为4cm的圆形纸片折叠后,圆弧恰好经过圆心O,折痕为AB,则图中阴影部分的面积为思路引领:作OCAB于C,交AB于点D,连接AO,BO,AD,BD,根据轴对称的性质可以得出COCD,由三角函数值就可以求出AOB的度数,由扇形的面积三角形AOB的面积就可以得出结论解:作OCAB于C,交AB于点D,连接AO,BO,AD,BD,ACO90AOB与ADB关于AB对称,AOBADBAOAD
18、,ACOACD90,COCDODAO4,OC2在RtAOC中,由勾股定理,得AC23cosAOC=COAO=12,AOC60AOBO,OCAB,AOB2AOC120AB2AC43S扇形AOBD=12016360=163SAOB=4322=43阴影部分的面积为:(16343)cm2故答案为:(16343)cm2总结提升:本题考查了轴对称的性质的运用,勾股定理的运用,三角函数值的运用,扇形的面积公式的运用,三角形的面积公式的运用,解答时运用轴对称的性质求解是关键方法七 重叠求余法例七(2022鄂尔多斯二模)如图,直径AB为6的半圆,绕A点逆时针旋转60,此时点B到了点B,则图中阴影部分的面积是思路
19、引领:根据阴影部分的面积以AB为直径的半圆的面积+扇形ABB的面积以AB为直径的半圆的面积,即可求解解:阴影部分的面积以AB为直径的半圆的面积+扇形ABB的面积以AB为直径的半圆的面积扇形ABB的面积,则阴影部分的面积是:6062360=6,故答案为:6总结提升:本题主要考查了扇形的面积的计算,正确理解阴影部分的面积以AB为直径的半圆的面积+扇形ABB的面积以AB为直径的半圆的面积扇形ABB的面积是解题的关键针对训练1(2022市南区校级一模)如图所示,在RtABC中,ACB90,BAC30,BC2,将三角形绕着BC的中点O逆时针旋转60,点A的对应点为E,则图中阴影部分的面积为思路引领:如图
20、,连接OE,OA根据S阴S扇形EOA+SEOFSBOFSAOBSPBE,求解即可解:如图,连接OE,OA由题意可知BOF为等边三角形OBOFBF1,SBOF=34,在RtABC中,BC2,CAB30,AB2BC4,ACDE23,SEOF=12OFDE=3,OFOD,SEOFSDEO=3,AOE60,AO=AC2+OC2=(23)2+12=13,S扇形EOA=60(13)2360=136,由题意,BPE为直角三角形,BEEFBF413,BP=12BE=32,PE=32(32)2=332,SPBE=1232332=938,S阴S扇形EOA+SEOFSBOFSAOBSPBE=136+3343938=
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