弧长和扇形面积

主编:黄冈中学数学集体备课组

知识点归纳

1.弧长公式:

  

  n°的圆心角所对的弧长l公式不要死记硬背,可依比例关系很快地随手推得:

  

2.扇形面积公式:

  (1)

  和含n°圆心角的扇形的面积公式同样不要死记硬背,可依比例关系很快地随手推得:

  

  (2)

  将弧长公式代入扇形面积公式中,立即得到用弧长和半径表示的扇形面积公式:

  

  这一公式酷似三角形面积公式.为了便于记忆,只要把扇形看成一个曲边三角形,把弧长l看成底、R看成底边上的高即可.

典例讲解

1、直接运用两个公式计算

例1、如图,△ABC是正三角形.曲线CDEF…叫做正三角形的渐开线,其中…的圆心依次按A、B、C循环,它们依次相连接.如果AB=1,那么曲线CDEF的长是多少?

思路点拨:

  曲线CDEF由三段弧组成,每段的圆心角都是120°,但半径不同.

解:

  该曲线由三段弧组成,即,且每段弧所对的圆心角都为120°,

  ∴曲线CDEF的长为

例2、若一个扇形的弧长是12π,它的圆心角是120°,那么这个扇形的面积是多少?

思路点拨:

  从两个扇形面积公式知,若已知l与n,求面积,不管用哪个公式,都要先求半径r.

解:

  

2、用割补法求图形的面积

例3、如图,AB是⊙O的直径,C是⊙O上一点,且AC=2,∠CAB=30°.求图中阴影部分面积.

思路点拨:

  连接OC,过弧的端点作半径,将阴影部分分割成一个扇形和一个三角形.

解:

连接OC,并作OD⊥AC于D.

∵∠CAB=30°,OD⊥AC,

∴AD=1,OA=2OD.

∴在Rt△AOD中,

∴OA=

而∠BOC=2∠BAC=60°,

3、用等面积变换求图形面积

例4、如图,AB为半圆O的直径,C、D为半圆弧的三等分点.若AB=12,求阴影部分的面积.

思路点拨:

  在图中△ACD与△OCD是等底等高的,∴S△ACD=S△OCD

解:

连接CD、CO、DO.

∵C、D为半圆弧的三等分点,

,CD//AB,

∴S△ACD=S△OCD

例5、如图,扇形AOB的圆心角为直角,正方形OCDE的点C、E、D分别在OA、OB、上,过点A作AF∥CD交ED的延长线于F,垂足为F,如果正方形的边长为1,求阴影部分的面积.

解:

连接DO,∵正方形OCDE中∠DCO=90°,

∴OA=OD=

∵ OC=1,∴CA=OA-OC=-1.

由对称性知S=S矩形ACDF

∴阴影部分的面积为:AC·DC=-1.

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