
【答案】eq \f(π,3)
【解析】設(shè)這個(gè)扇形的半徑為r cm,則eq \f(60πr2,360)=eq \f(π,6),解得r=1(負(fù)值舍去),∴這個(gè)扇形的弧長(zhǎng)為eq \f(60π×1,180)=eq \f(π,3).
【典例2】小明家有一個(gè)如圖所示的鬧鐘,他觀察發(fā)現(xiàn)圓心角∠AOB=90°,測(cè)得eq \(ACB,\s\up8(︵))的長(zhǎng)為36 cm,則eq \(ADB,\s\up8(︵))的長(zhǎng)為________cm.
【答案】12
【解析】設(shè)⊙O的半徑為r,則可列方程:eq \f((360-90)πr,180)=36,解得r=eq \f(24,π),∴eq \(ADB,\s\up8(︵))的長(zhǎng)為eq \f(90π·\f(24,π),180)=12 cm.
【典例3】如圖,等腰直角三角形ABC中,∠C=90°,AC=eq \r(2),以點(diǎn)C為圓心畫弧與斜邊AB相切于點(diǎn)D,交AC于點(diǎn)E,交BC于點(diǎn)F,則圖中陰影部分的面積是( )
A. 1-eq \f(π,4) B. eq \f(π-1,4) C. 2-eq \f(π,4) D. 1+eq \f(π,4)
【答案】A
【解析】如解圖,連接CD,∵AB是⊙C的切線,∴CD⊥AB,∵△ABC是等腰直角三角形,∴CD=eq \f(1,2)AB,∵∠ACB=90°,AC=eq \r(2),AC=BC,∴AB=2,∴CD=1,∴S陰影=S△ABC-S扇形ECF=eq \f(1,2)×eq \r(2)×eq \r(2)-eq \f(90π×12,360)=1-eq \f(π,4).
【典例4】如圖,圓內(nèi)接正六邊形的邊長(zhǎng)為4,以其各邊為直徑作半圓.則圖中陰影部分的面積為( )
A. 24eq \r(3)-4π B. 12eq \r(3)+4π
C. 24eq \r(3)+8π D. 24eq \r(3)+4π
【答案】A
【解析】正六邊形的面積為eq \f(1,2)×4×2eq \r(3)×6=24eq \r(3),六個(gè)小半圓的面積為π·22×3=12π,中間大圓的面積為π·42=16π,所以陰影部分的面積為24eq \r(3)+12π-16π=24eq \r(3)-4π.
【典例5】如圖,已知點(diǎn)C, D是以AB為直徑的半圓的三等分點(diǎn),弧CD的長(zhǎng)為eq \f(1,3)π,則圖中陰影部分的面積為( )
A. eq \f(1,6)π B. eq \f(3,16)π
C. eq \f(1,24)π D. eq \f(1,12)π+eq \f(\r(3),4)
【答案】A
【解析】如解圖,連接OC、OD、CD,∵點(diǎn)C、D是半圓的三等分點(diǎn),∴∠AOC=∠COD=60°,∵OC=OD,∴∠OCD=60°,∴CD∥AB,∴S△COD=S△ACD,∴S陰影=S扇形COD,∵eq \(CD,\s\up8(︵))的長(zhǎng)為eq \f(1,3)π,∴eq \f(60πr,180)=eq \f(1,3)π,解得r=1,∴S陰影=S扇形COD=eq \f(60π×12,360)=eq \f(1,6)π.
【典例6】如圖所示,點(diǎn)A、B、C對(duì)應(yīng)的刻度分別為0、2、4,將線段CA繞點(diǎn)C按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),當(dāng)點(diǎn)A首次落在矩形BCDE的邊BE上時(shí),記為點(diǎn)A1,則此時(shí)線段CA掃過的圖形的面積為( )
A. 4π B. 6 C. 4eq \r(3) D. eq \f(8,3)π
【答案】D
【解析】由題意知AC=4,BC=4-2=2,∠A1BC=90°.由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),得A1C=AC=4.在Rt△A1BC中,cs∠ACA1=eq \f(BC,A1C)=eq \f(1,2).∴∠ACA1=60°.∴扇形ACA1的面積為eq \f(60×π×42,360)=eq \f(8,3)π.即線段CA掃過的圖形的面積為eq \f(8,3)π.
【典例7】如圖,在矩形ABCD中,AB=eq \r(3),BC=2.以點(diǎn)A為圓心,AD長(zhǎng)為半徑畫弧交邊BC于點(diǎn)E,連接AE,則eq \(DE,\s\up8(︵))的長(zhǎng)為( )
A. eq \f(4π,3) B. π C. eq \f(2π,3) D. eq \f(π,3)
【答案】C
【解析】∵四邊形ABCD是矩形,且AD=AE,∴AD=BC=AE=2,∵AB=eq \r(3),∠ABE=90°,∴cs∠BAE=eq \f(AB,AE)=eq \f(\r(3),2),∴∠BAE=30°,∠EAD=90°-∠BAE=90°-30°=60°,∴eq \(DE,\s\up8(︵))的長(zhǎng)為eq \f(60×π×2,180)=eq \f(2,3)π.
【典例8】如圖,公路彎道標(biāo)志eq \x(R=m)表示圓弧道路所在圓的半徑為m(米),某車在標(biāo)有R=300處的彎道上從點(diǎn)A行駛了100π米到達(dá)點(diǎn)B,則線段AB=________米.
【答案】300
【解析】如解圖,連接AO、BO,∵100π=eq \f(nπR,180)=eq \f(nπ·300,180),∴n=60°,又∵AO=BO,∴△AOB是等邊三角形,∴AB=AO=BO=300米.
【典例9】如圖,已知⊙O是正六邊形ABCDEF的外接圓,eq \(AB,\s\up8(︵))的長(zhǎng)是eq \f(2,3)π,則陰影部分的面積是________.
【答案】eq \f(2π,3)-eq \r(3)
【解析】由題可得,∠AOB=60°,設(shè)⊙O的半徑為r,則eq \f(60πr,180)=eq \f(2π,3),解得r=2,則S陰影=S扇形OAB-S△OAB=eq \f(60×22π,360)-eq \f(1,2)×2×eq \r(3)=eq \f(2π,3)-eq \r(3).
【典例10】如圖,在6×6的方格紙中,每個(gè)小方格都是邊長(zhǎng)為1的正方形,其中A、B、C為格點(diǎn),作△ABC的外接圓,則eq \(BC,\s\up8(︵))的長(zhǎng)等于________.
【答案】eq \f(\r(5)π,2)
【解析】如解圖,連接OC,∵每個(gè)小方格都是邊長(zhǎng)為1的正方形,∴AB=2eq \r(5),AC=eq \r(10),BC=eq \r(10),∴AC2+BC2=AB2,∴△ACB為等腰直角三角形,∴∠A=45°,∴∠COB=90°,∵OB=eq \r(5).∴eq \(BC,\s\up8(︵))的長(zhǎng)為eq \f(90×π×\r(5),180)=eq \f(\r(5)π,2).
【典例11】如圖,在菱形OABC中,OB是對(duì)角線,OA=OB=2,⊙O與邊AB相切于點(diǎn)D,則圖中陰影部分的面積為________.
【答案】2eq \r(3)-π
【解析】如解圖,連接OD,∵AB是⊙O的切線,∴OD⊥AB,在菱形OABC中,AB=OA=OB=2,∴△AOB是等邊三角形,∴∠AOB=∠A=60°,∴OD=2×sin60°=eq \r(3),∴S△AOB=eq \f(1,2)×2×eq \r(3)=eq \r(3),∴扇形的面積為eq \f(60°×π×(\r(3))2,360°)=eq \f(π,2),∴陰影部分的面積為2×(eq \r(3)-eq \f(π,2))=2eq \r(3)-π.
【典例12】如圖,在△ABC中,CA=CB,∠ACB=90°,AB=2,點(diǎn)D為AB的中點(diǎn),以點(diǎn)D為圓心作圓心角為90°的扇形DEF,點(diǎn)C恰在弧EF上,則圖中陰影部分的面積為________.
【答案】 eq \f(1,4)π-eq \f(1,2)
【解析】如解圖,連接CD,∵CA=CB,∠ACB=90°,D為AB的中點(diǎn),∴CD=AD=BD=1,∠ADC=∠BDC=90°,∠A=∠B=∠ACD=∠BCD=45°,∵∠ADG+∠CDG=∠CDG+∠CDH=∠CDH+∠BDH,∴∠ADG=∠CDH,∠CDG=∠BDH,∴△ADG≌△CDH(ASA),△CDG≌△BDH(ASA),∴S四邊形CGDH=eq \f(1,2)S△ABC=eq \f(1,2)×eq \f(1,2)×2×1=eq \f(1,2),∴S陰影=S扇形FDE-S四邊形CGDH=eq \f(90π×12,360)-eq \f(1,2)=eq \f(1,4)π-eq \f(1,2).
【典例13】如圖,在半徑為eq \r(2)的圓形紙片中,剪一個(gè)圓心角為90°的最大扇形(陰影部分),則這個(gè)扇形的面積為________;若將此扇形圍成一個(gè)無底的圓錐(不計(jì)接頭),則圓錐底面半徑為________.
【答案】π;eq \f(1,2)
【解析】∵S扇形=eq \f(nπR2,360)=eq \f(90πR2,360),∴當(dāng)扇形半徑越大時(shí),S扇形越大,如解圖,連接AB,當(dāng)AB為圓的直徑時(shí),扇形半徑最大.∵圓的半徑為eq \r(2),∴AB=2eq \r(2).∵∠ACB=90°,AC=BC,∴△ACB為等腰直角三角形.∴AC=eq \f(\r(2),2)AB=2.∴S扇形ACB=eq \f(90π×22,360)=π;設(shè)這個(gè)圓錐底面半徑為r,根據(jù)題意可得l=2πr,又∵l=eq \f(90π×2,180)=π,∴2πr=π,解得r=eq \f(1,2).則圓錐底面半徑為eq \f(1,2).
【典例14】如圖,AB是⊙O的直徑,E,C是⊙O上兩點(diǎn),且eq \(EC,\s\up8(︵))=eq \(BC,\s\up8(︵)),連接AE,AC,過點(diǎn)C作CD⊥AE交AE的延長(zhǎng)線于點(diǎn)D.
(1)判定直線CD與⊙O的位置關(guān)系,并說明理由;
(2)若AB=4,CD=eq \r(3),求圖中陰影部分的面積.
【答案】解:(1)直線DC與⊙O相切.
理由:如解圖①,連接OC,
∵eq \(EC,\s\up8(︵))=eq \(BC,\s\up8(︵)),∴∠EAC=∠OAC,
∵OA=OC,∴∠ACO=∠OAC,
∴∠ACO=∠DAC,
∴OC∥AD,
∵CD⊥AE,∴OC⊥CD,
∵OC是⊙O的半徑,
∴直線DC與⊙O相切;
(2)如解圖②,連接OC、OE、EC,過點(diǎn)C作CH⊥AB于點(diǎn)H,
②
∵CH⊥AB,CD⊥AE,
∴∠ADC=∠AHC=90°,
∵∠EAC=∠OAC,AC=AC,
∴△ADC≌△AHC(AAS),
∴CH=CD=eq \r(3),AH=AD,
∵AB=4,且AB為直徑,
∴OC=OB=2,
又∵CH⊥OB,
∴sin∠COH=eq \f(CH,CO)=eq \f(\r(3),2),
∴∠COH=60°,
∴∠EOC=∠COH=60°,
∴∠OED=120°,
∵OE=OC,
∴△OEC為等邊三角形,
∴∠EOC=60°,
∴∠DAC=30°,
又∵DAC=30°,
又∵CD=eq \r(3),∴AD=3,
∵eq \(EC,\s\up8(︵))=eq \(BC,\s\up8(︵)),
∴∠BOC=∠OCE=60°,
∴EC∥BA,∴S△AEC=S△OEC.
∴S陰影=S△ADC-S扇形OEC=eq \f(1,2)×3×eq \r(3)-eq \f(60π×22,360)=eq \f(3,2)eq \r(3)-eq \f(2π,3).
【典例15】如圖,圓是的外接圓,其切線與直徑的延長(zhǎng)線相交于點(diǎn),且.
(1)求的度數(shù);
(2)若,求圓的半徑.
【答案】(1)的度數(shù)為;(2)圓O的半徑為2.
【解析】
【分析】
(1)如圖(見解析),設(shè),先根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)得出,再根據(jù)圓的性質(zhì)可得,從而可得,然后根據(jù)圓的切線的性質(zhì)可得,又根據(jù)三角形的內(nèi)角和定理可求出x的值,從而可得的度數(shù),最后根據(jù)圓周角定理即可得;
(2)如圖(見解析),設(shè)圓O的半徑為,先根據(jù)圓周角定理得出,再根據(jù)直角三角形的性質(zhì)可得,從而可得,然后在中,利用勾股定理求解即可得.
【詳解】
(1)如圖,連接OA
設(shè)
,
AE是圓O的切線
,即
在中,由三角形的內(nèi)角和定理得:
即
解得
則由圓周角定理得:
故的度數(shù)為;
(2)如圖,連接AD
設(shè)圓O的半徑為,則
BD是圓O的直徑
由(1)可知,
則在中,
在中,由勾股定理得:,即
解得或(不符題意,舍去)
則圓O的半徑為2.
【點(diǎn)睛】
本題考查了圓周角定理、圓的切線的性質(zhì)、等腰三角形的性質(zhì)、勾股定理等知識(shí)點(diǎn),較難的是題(2),通過作輔助線,利用圓周角定理是解題關(guān)鍵.
【典例16】已知AB是⊙O的直徑,AM和BN是⊙O的兩條切線,DC與⊙O相切于點(diǎn)E,分別交AM,BN于D,C兩點(diǎn).
(1)如圖1,求證:AB2=4AD·BC;
(2)如圖2,連接OE并延長(zhǎng)交AM于點(diǎn)F,連接CF.若∠ADE=2∠OFC,AD=1,求圖中陰影部分的面積.
【答案】(1)證明:圖1中,連接OC,OD.
∵AM和BN是⊙O的兩條切線,
∴AM⊥AB,BN⊥AB.∴AM∥BN.
∴∠ADE+∠BCE=180°.
∵DC與⊙O相切于點(diǎn)E,
∴∠ODE= eq \f(1,2) ∠ADE,∠OCE= eq \f(1,2) ∠BCE.
∴∠ODE+∠OCE=90°.∴∠DOC=90°.
∴∠AOD+∠BOC=90°.
∵∠AOD+∠ADO=90°,∴∠ADO=∠BOC.
∵∠DAO=∠OBC=90°,
∴△AOD∽△BCO.∴ eq \f(AD,BO) = eq \f(OA,BC) .
∵OA=OB= eq \f(1,2) AB,∴ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)AB)) eq \s\up12(2) =AD·BC.
∴AB2=4AD·BC;
(2)解:圖2中,連接OD,OC.
∵∠ADE=2∠OFC,∴∠ADO=∠OFC.
∵∠ADO=∠BOC,∠BOC=∠FOC,
∴∠OFC=∠FOC.
∴CF=OC.∴CD垂直平分OF.∴OD=DF.
∴∠CDO=∠CDF.
∵∠ODA+∠CDO+∠CDF=180°,
∴∠ODA=∠BOC=60°.∴∠BOE=120°.
在Rt△DAO中,AD= eq \f(\r(3),3) OA.
在Rt△BOC中,BC= eq \r(3) OB.
∴AD∶BC=1∶3.
∵AD=1,∴BC=3,OB= eq \r(3) .
∴圖中陰影部分的面積為2S△BOC-S扇形BOE=2× eq \f(1,2) × eq \r(3) ×3- eq \f(120π×(\r(3))2,360) =3 eq \r(3) -π.
【典例17】如圖,△ABC是⊙O的內(nèi)接三角形,AB為⊙O的直徑,AB=6,AD平分∠BAC,交BC于點(diǎn)E,交⊙O于點(diǎn)D,連接BD.
(1)求證:∠BAD=∠CBD;
(2)若∠AEB=125°,求 eq \x\t(BD) 的長(zhǎng)(結(jié)果保留π).
【答案】(1)證明:∵AD平分∠BAC,
∴∠CAD=∠BAD.
∵∠CAD=∠CBD,
∴∠BAD=∠CBD;
(2)解:連接OD.
∵∠AEB=125°,∴∠AEC=55°.
∵AB為⊙O的直徑,∴∠ACE=90°.
∴∠CAE=35°.∴∠BAD=∠CAE=35°.
∴∠BOD=2∠BAD=70°.
∴ eq \x\t(BD) 的長(zhǎng)為 eq \f(70π×3,180) = eq \f(7π,6) .
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