定理 26.1.1 · 面积与周长
半径为 的圆满足
测量圆:把圆周滚开,把披萨切成小块,再求出各种弯弯曲曲的阴影部分面积。
在本节中,你将能够 求出圆的周长和面积,以及圆的任意一块的弧长和面积。
让自行车轮子滚动整整一圈。它走了多远?沿着轮胎绕一根绳子就知道答案:比 6 条半径长一点点!
圆的一圈边就是它的周长。周长永远是 条半径那么长,大约 条半径。
把一个披萨切成很多细细的小块,再一正一反地拼起来。你会得到一个近似的长方形,长 ,高 。这就是圆的面积是 的原因。
圆的一块叫作扇形,它弯曲的边叫作弧。一个 的扇形是整个圆的 ,所以它的弧长和面积都是整个圆的四分之一。
半径为 的圆满足
在半径为 的圆中,取一段圆心角为 的弧:
也就是 (扇形占整个圆的几分之几)。
也就是 (扇形占整个圆的几分之几)。
弧的角度是指这段弧在圆心处所张的角(圆心角)。
一个高 10、宽 24 的长方形内接于一个圆。这个圆的周长是多少?用含 的式子表示你的答案。
图中是 Margie 获奖的艺术设计。最小的圆半径是 2 英寸,之后每个圆的半径都比前一个大 2 英寸。黑色部分占整个设计的百分比最接近下面哪个数?
(A) 42 (B) 44 (C) 45 (D) 46 (E) 48
半圆 和 都经过圆 的圆心。两个半圆的面积之和与圆 的面积之比是多少?
在本节中,你将能够 通过加减圆、扇形和多边形,求出弯弯曲曲的阴影部分面积。
一块瓷砖上有 4 个黄色的半月形。瓷砖上白色的部分有多大?弯弯曲曲的区域没法直接量。但你可以用熟悉的图形把它拼出来!
大多数阴影部分面积的问题都用同一个窍门:大图形减去不要的部分。正方形、三角形、圆和扇形的面积都很好算。
在边长为 1 的正方形内部画 4 个全等的半圆。每个半圆的圆心都是正方形一条边的中点,并且每个半圆都与另外两个半圆相切。区域 由正方形内部、所有半圆外部的点组成。 的面积可以写成 的形式,其中 和 是正有理数。求 。
以 和 为圆心的两个半圆,圆心分别是在 点相交的两条边的中点。 和 相距多远?
设点 A 和 B 在以 O 为圆心、半径为 4 的圆上,且 。线段 OA 和 OB 的垂直平分线把圆的内部分成 4 个区域。求最小的那个区域的面积。
两条垂直平分线相交于 。4 个区域中哪一个最小?
在下图中,两个小圆各自的一条直径都是大圆的一条半径。如果两个小圆的面积之和是 1 平方单位,那么阴影部分的面积是多少平方单位?
如图,一个半径为 1 的圆内切于一个正方形,同时外接于另一个正方形。圆中阴影部分的面积与两个正方形之间部分的面积之比,最接近下面哪个分数?
长方形 的边长 ,。以 为圆心画半径为 1 的圆,以 为圆心画半径为 2 的圆,以 为圆心画半径为 3 的圆。在长方形内部、但在这三个圆外部的区域,面积最接近下面哪个数?
把一个半径为 2 的圆分成 4 段全等的弧,再把这 4 段弧拼成如图所示的星形。星形的面积与原来圆的面积之比是多少?
如图, 和 是长度都为 2 的线段,且 。弧 和 都是半径为 2 的圆的六分之一。图中所示区域的面积是多少?
在本节中,你将能够 利用由半径、半弦和距离组成的直角三角形,求出圆内的各种长度。
在圆形披萨上直直地切一刀,这一刀就是一条弦。这一刀离圆心有多远?画一条半径,你就得到一个直角三角形!
两个事实能解决圆里的大多数长度问题:
无论哪种情况,你都会得到一个以半径为一条边的直角三角形。然后用勾股定理就能完成。
一个以 C 为圆心、半径为 25 的圆中有 2 条平行弦,长度如图所示。这两条弦之间的距离是多少?(结果取最接近的整数。)
从 向长为 48 的弦作垂线。垂足在哪里?每一半有多长?
图中两个圆的圆心都是 。弦 与内圆相切于 , 等于 10,弦 的长为 16。两个圆之间的部分面积是多少?
设 C1 和 C2 是以点 O 为圆心的两个圆,半径分别是 1 和 2。设 A 是 C2 上的一点。过 A 作 C1 的两条切线,它们与 C2 的另一个交点分别记作 B 和 C。如图,设劣弧 BC 的长为 x。求 x。
等腰直角三角形 里有一个面积为 的半圆。半圆的圆心 在斜边 上,并且半圆与边 和 都相切。三角形 的面积是多少?
在直角三角形 中,,, 是直角。如图,三角形内有一个内切的半圆。这个半圆的半径是多少?
如图,一个半圆内切于底为 16、高为 15 的等腰三角形,半圆的直径在三角形的底边上。这个半圆的半径是多少?
三条等距的平行直线与一个圆相交,截出三条弦,长度分别是 和 。相邻两条平行线之间的距离是多少?
在本节中,你将能够 在竞赛题中综合运用圆的面积、弧长和弦长。
最后一个挑战:两个圆像维恩图一样重叠。把两个圆加起来,减去重叠部分,别忘了弦是怎样从扇形里切下一块的!
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两个半径为 6 的圆相交,它们的公共弦长为 6。它们覆盖的总面积可以写成 的形式,其中 和 是整数。 是多少?