
考點1: 弧長、扇形面積的有關計算
扇形:(1)弧長公式:;
(2)扇形面積公式:
:圓心角 :扇形多對應的圓的半徑 :扇形弧長 :扇形面積
考點2: 圓錐的有關計算
圓錐側面展開圖
(1)=
(2)圓錐的體積:
注意:圓錐的底周長=扇形的弧長()
考點3: 陰影部分面積的計算
類型一:直接法
所求陰影部分為扇形、三角形或特殊四邊形時,直接用面積公式進行求解.
類型二:直接和差法
所求陰影部分面積可以看成扇形、三角形、特殊四邊形面積相加減.
類型三:構造和差法
所求陰影部分面積需要添加輔助線構造扇形、三角形或特殊四邊形,然后進行相加減.構造圖形時一般先觀 察陰影部分圖形:
1.若陰影部分圖形有一部分是弧線,找出弧線所對應的 圓心,連接弧線端點與圓心構造扇形;
2.若陰影部分是由圖形旋轉構成,旋轉中心即為圓心, 分別將旋轉前后的對應點連接,端點與旋轉中心連接 構造扇形.
類型四:等積轉化法
利用等積轉化將所求陰影部分面積轉化為求扇形、 三角形、特殊四邊形的面積或它們面積的和差
類型五:容斥原理法
當陰影部分是由幾個圖形疊加形成時,求解陰影部分面積需先找出疊加前的幾個圖形,然后理清圖形之間 的重疊關系.計算方法為:陰影部分面積=疊加前的幾個 圖形面積之和-(多加部分面積+空白部分面積).
如圖,陰影部分是扇形CAE 和扇形CBD 的重疊部分,則
S陰影 =S扇形CAE +S扇形CBD -S△ABC .
【考點1 弧長、扇形面積的有關計算】
【典例1】(2022?丹東)如圖,AB是⊙O的直徑,C是⊙O上一點,連接AC,OC,若AB=6,∠A=30°,則的長為( )
A.6πB.2πC.πD.π
【答案】D
【解答】解:∵直徑AB=6,
∴半徑OB=3,
∵圓周角∠A=30°,
∴圓心角∠BOC=2∠A=60°,
∴的長是=π,
故選:D.
【變式1-1】(2022?大名縣三模)已知一個扇形的圓心角為120°,半徑是6cm,則這個扇形的弧長是( )
A.8πB.6πC.4πD.2π
【答案】C
【解答】解:根據(jù)弧長的公式l=,
得到:l==4π,
故選:C.
【變式1-2】(2022?廣西)如圖,在△ABC中,CA=CB=4,∠BAC=α,將△ABC繞點A逆時針旋轉2α,得到△AB′C′,連接B′C并延長交AB于點D,當B′D⊥AB時,的長是( )
A.πB.πC.πD.π
【答案】B
【解答】解:∵CA=CB,CD⊥AB,
∴AD=DB=AB′.
∴∠AB′D=30°,
∴α=30°,
∵AC=4,
∴AD=AC?cs30°=4×=2,
∴,
∴的長度l==π.
故選:B.
【變式1-3】(2022?河北)某款“不倒翁”(圖1)的主視圖是圖2,PA,PB分別與所在圓相切于點A,B.若該圓半徑是9cm,∠P=40°,則的長是( )
A.11πcmB.πcmC.7πcmD.πcm
【答案】A
【解答】解:OA⊥PA,OB⊥PB,OA,OB交于點O,如圖,
∴∠OAP=∠OBP=90°,
∵∠P=40°,
∴∠AOB=140°,
∴優(yōu)弧AMB對應的圓心角為360°﹣140°=220°,
∴優(yōu)弧AMB的長是:=11π(cm),
故選:A.
【考點2 圓錐的有關計算】
【典例2】(2022?牡丹江)圓錐的底面圓半徑是1,母線長是3,它的側面展開圖的圓心角是( )
A.90°B.100°C.120°D.150°
【答案】C
【解答】解:圓錐側面展開圖的弧長是:2π×1=2π,
設圓心角的度數(shù)是n度.
則=2π,
解得:n=120.
故選:C
【變式2-1】(2022?南丹縣二模)如圖,圓錐體的高,底面圓半徑r=1cm,則該圓錐體的側面展開圖的圓心角的度數(shù)是( )
A.60°B.90°C.120°D.150°
【答案】C
【解答】解:根據(jù)題意,圓錐的母線長為=3,
設該圓錐體的側面展開圖的圓心角的度數(shù)為n°,
所以2π×1=,
解得n=120,
即該圓錐體的側面展開圖的圓心角的度數(shù)是120°.
故選:C.
【變式2-2】(2022春?張灣區(qū)校級月考)如圖,小明用圖中的扇形紙片作一個圓錐的側面,已知扇形的圓心角為216°,面積是15πcm2,那么這個圓錐的底面半徑是( )
A.2cmB.3cmC.4cmD.5cm
【答案】B
【解答】解:設扇形的半徑為Rcm,
根據(jù)題意得:=15π,
解得:R=5,
則扇形的弧長==6π(cm),
設圓錐的底面半徑為rcm,則6π=2πr;
∴r=3.
故選:B.
【典例3】(2022?濟寧)已知圓錐的母線長8cm,底面圓的直徑6cm,則這個圓錐的側面積是( )
A.96πcm2B.48πcm2C.33πcm2D.24πcm2
【答案】D
【解答】解:∵底面圓的直徑為6cm,
∴底面圓的半徑為3cm,
∴圓錐的側面積=×8×2π×3=24πcm2.
故選:D.
【變式3-1】(2022?柳州)如圖,圓錐底面圓的半徑AB=4,母線長AC=12,則這個圓錐的側面積為( )
A.16πB.24πC.48πD.96π
【答案】C
【解答】解:弧AA′的長,就是圓錐的底面周長,即2π×4=8π,
所以扇形的面積為×8π×12=48π,
即圓錐的側面積為48π,
故選:C.
【變式3-2】(2022?大慶)已知圓錐的底面半徑為5,高為12,則它的側面展開圖的面積是( )
A.60πB.65πC.90πD.120π
【答案】B
【解答】解:圓錐側面展開圖扇形的半徑為:=13,其弧長為:2×π×5=10π,
∴圓錐側面展開圖的面積為:=65π.
故選:B.
【考點3 直接和差法】
【典例3】(2022?鞍山)如圖,在矩形ABCD中,AB=2,BC=,以點B為圓心,BA長為半徑畫弧,交CD于點E,連接BE,則扇形BAE的面積為( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解答】解:∵四邊形ABCD是矩形,
∴∠ABC=∠C=90°,
∵BA=BE=2,BC=,
∴cs∠CBE==,
∴∠CBE=30°,
∴∠ABE=90°﹣30°=60°,
∴S扇形BAE==,
故選:C.
【變式3-1】(2022?長春一模)如圖,圓心重合的兩圓半徑分別為4、2,∠AOB=120°,則陰影部分圖形的面積為( )
A.4πB.πC.8πD.16π
【答案】C
【解答】解:S陰影=﹣=8π.
故選:C.
【變式3-2】(2022?鞏義市模擬)如圖,在△ABC中,AB=AC=10,BC=12,分別以點A,B,C為圓心,AB的長為半徑畫弧,與該三角形的邊相交,則圖中陰影部分的面積為( )
A.96﹣πB.96﹣25πC.48﹣πD.48﹣π
【答案】D
【解答】解:作AD⊥BC于點D,
∵AB=AC=10,BC=12,
∴BD=CD=6,
∴AD==8,
∴S陰影部分=×12×8﹣π×52=48﹣.
故選:D.
【典例4】(2022?重慶)如圖,在矩形ABCD中,AB=1,BC=2,以B為圓心,BC的長為半徑畫弧,交AD于點E.則圖中陰影部分的面積為 .(結果保留π)
【答案】π
【解答】解:∵以B為圓心,BC的長為半徑畫弧,交AD于點E,
∴BE=BC=2,
在矩形ABCD中,∠A=∠ABC=90°,AB=1,BC=2,
∴sin∠AEB==,
∴∠AEB=30°,
∴∠EBA=60°,
∴∠EBC=30°,
∴陰影部分的面積:S==π,
故答案為:π.
【變式4-1】(2021?德州)如圖,在矩形ABCD中,AB=2,BC=4,以點A為圓心,AD長為半徑畫弧交BC于點E,連接AE,則陰影部分的面積為( )
A.6﹣B.4﹣C.6﹣D.6﹣
【答案】A
【解答】解:∵四邊形ABCD是矩形,AD=BC=4,
∴∠B=∠DAB=90°,AD=AE=4,
∵AB=2,
∴cs∠BAE==,
∴∠BAE=30°,∠EAD=60°,
∴BE=AE=2,
∴陰影部分的面積S=S矩形ABCD﹣S△ABE﹣S扇形EAD
=2×4﹣××2﹣
=6﹣.
故選:A.
【考點4:構造和差法】
【典例5】(2022?銅仁市)如圖,在邊長為6的正方形ABCD中,以BC為直徑畫半圓,則陰影部分的面積是( )
A.9B.6C.3D.12
【答案】A
【解答】解:設AC與半圓交于點E,半圓的圓心為O,連接BE,OE,
∵四邊形ABCD是正方形,
∴∠OCE=45°,
∵OE=OC,
∴∠OEC=∠OCE=45°,
∴∠EOC=90°,
∴OE垂直平分BC,
∴BE=CE,
∴弓形BE的面積=弓形CE的面積,
∴,
故選:A.
【變式5-1】(2022?赤峰)如圖,AB是⊙O的直徑,將弦AC繞點A順時針旋轉30°得到AD,此時點C的對應點D落在AB上,延長CD,交⊙O于點E,若CE=4,則圖中陰影部分的面積為( )
A.2πB.2C.2π﹣4D.2π﹣2
【答案】C
【解答】解:連接OE,OC,BC,
由旋轉知AC=AD,∠CAD=30°,
∴∠BOC=60°,∠ACE=(180°﹣30°)÷2=75°,
∴∠BCE=90°﹣∠ACE=15°,
∴∠BOE=2∠BCE=30°,
∴∠EOC=90°,
即△EOC為等腰直角三角形,
∵CE=4,
∴OE=OC=2,
∴S陰影=S扇形OEC﹣S△OEC=﹣×=2π﹣4,
故選:C.
【變式5-2】(2022?貴港)如圖,在?ABCD中,AD=AB,∠BAD=45°,以點A為圓心、AD為半徑畫弧交AB于點E,連接CE,若AB=3,則圖中陰影部分的面積是 .
【答案】5﹣π
【解答】解:過點D作DF⊥AB于點F,
∵AD=AB,∠BAD=45°,AB=3,
∴AD=×3=2,
∴DF=ADsin45°=2×=2,
∵AE=AD=2,
∴EB=AB?AE=,
∴S陰影=S?ABCD?S扇形ADE?S△EBC
=3×2﹣﹣××2
=5﹣π,
故答案為:5﹣π.
【考點5:等積轉化法】
【典例6】(2020?畢節(jié)市)如圖,已知點C,D是以AB為直徑的半圓的三等分點,弧CD的長為π,則圖中陰影部分的面積為( )
A.πB.πC.πD.π+
【答案】A
【解答】解:連接CD、OC、OD.
∵C,D是以AB為直徑的半圓的三等分點,
∴∠AOC=∠COD=∠DOB=60°,AC=CD,
又∵OA=OC=OD,
∴△OAC、△OCD是等邊三角形,
∴∠AOC=∠OCD,
∴CD∥AB,
∴S△ACD=S△OCD,
∵弧CD的長為,
∴=,
解得:r=1,
∴S陰影=S扇形OCD==.
故選:A.
【變式6-1】(2022?黔西南州)如圖,邊長為4的正方形ABCD的對角線交于點O,以OC為半徑的扇形的圓心角∠FOH=90°.則圖中陰影部分面積是 .
【答案】2π﹣4
【解答】解:如圖,∵四邊形ABCD是正方形,
∴AC⊥BD,OA=OC=OB=OD,∠OBE=∠OCG=45°,S△OBC=S四邊形ABCD=4,
∵∠BOC=∠EOG=90°,
∴∠BOE=∠COG,
在△BOE和△COG中,
,
∴△OBE≌△OCG(SAS),
∴S△OBE=S△OCG,
∴S四邊形OECG=S△OBC=4,
∵△OBC是等腰直角三角形,BC=4,
∴OB=OC=2,
∴S陰=S扇形OFH﹣S四邊形OECG
=﹣4
=2π﹣4,
故答案為:2π﹣4.
【變式6-2】(2022?長春一模)如圖,點C、D分別是半圓AOB上的三等分點,若半圓的半徑OA的長為3,陰影部分的面積是 .
【答案】π
【解答】解:連接OC、OD、CD.
∵點C,D為半圓的三等分點,
∴∠AOC=∠COD=∠BOD=60°,
∵OC=OD,
∴△COD是等邊三角形,
∴∠OCD=60°,
∴∠OCD=∠AOC,
∴CD∥AB,
∵△COD和△CBD等底等高,
∴S△COD=S△BCD.
∴陰影部分的面積=S扇形COD==π.
故答案為:π.
【考點6:容斥原理法】
【典例7】(南寧)如圖,分別以等邊三角形ABC的三個頂點為圓心,以邊長為半徑畫弧,得到的封閉圖形是萊洛三角形,若AB=2,則萊洛三角形的面積(即陰影部分面積)為( )
A.B.C.2D.2
【答案】D
【解答】解:過A作AD⊥BC于D,
∵△ABC是等邊三角形,
∴AB=AC=BC=2,∠BAC=∠ABC=∠ACB=60°,
∵AD⊥BC,
∴BD=CD=1,AD=BD=,
∴△ABC的面積為=,
S扇形BAC==π,
∴萊洛三角形的面積S=3×π﹣2×=2π﹣2,
故選:D.
【變式7-1】(2019?臨沂)如圖,⊙O中,=,∠ACB=75°,BC=2,則陰影部分的面積是( )
A.2+πB.2++πC.4+πD.2+π
【答案】A
【解答】解:作OD⊥BC,則BD=CD,連接OB,OC,
∴OD是BC的垂直平分線,
∵=,
∴AB=AC,
∴A在BC的垂直平分線上,
∴A、O、D共線,
∵∠ACB=75°,AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB=75°,
∴∠BAC=30°,
∴∠BOC=60°,
∵OB=OC,
∴△BOC是等邊三角形,
∴OA=OB=OC=BC=2,
∵AD⊥BC,AB=AC,
∴BD=CD,
∴OD=OB=,
∴AD=2+,
∴S△ABC=BC?AD=2+,S△BOC=BC?OD=,
∴S陰影=S△ABC+S扇形BOC﹣S△BOC=2++﹣=2+π,
故選:A.
【變式7-2】(2022?河南)如圖,將扇形AOB沿OB方向平移,使點O移到OB的中點O′處,得到扇形A′O′B′.若∠O=90°,OA=2,則陰影部分的面積為 .
【答案】+
【解答】解:如圖,設O′A′交于點T,連接OT.
∵OT=OB,OO′=O′B,
∴OT=2OO′,
∵∠OO′T=90°,
∴∠O′TO=30°,∠TOO′=60°,
∴S陰=S扇形O′A′B′﹣(S扇形OTB﹣S△OTO′)
=﹣(﹣×1×)
=+.
故答案為:+.
1.(2022?湖北)如圖,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,AB=8,以點C為圓心,CA的長為半徑畫弧,交AB于點D,則的長為( )
A.πB.πC.πD.2π
【答案】B
【解答】解:連接CD,如圖所示:
∵∠ACB=90°,∠B=30°,AB=8,
∴∠A=90°﹣30°=60°,AC==4,
由題意得:AC=CD,
∴△ACD為等邊三角形,
∴∠ACD=60°,
∴的長為:,
故選:B.
2.(2022?甘肅)如圖,一條公路(公路的寬度忽略不計)的轉彎處是一段圓?。ǎ?,點O是這段弧所在圓的圓心,半徑OA=90m,圓心角∠AOB=80°,則這段彎路()的長度為( )
A.20πmB.30πmC.40πmD.50πm
【答案】C
【解答】解:∵半徑OA=90m,圓心角∠AOB=80°,
∴這段彎路()的長度為:=40π(m),
故選:C.
3.(2022?官渡區(qū)二模)在數(shù)學跨學科主題活動課上,芳芳用半徑15cm,圓心角120°的扇形紙板,做了一個圓錐形的生日帽,如圖所示.在不考慮接縫的情況下,這個圓錐形生日帽的底面圓半徑是( )
A.3cmB.4cmC.5cmD.6cm
【答案】C
【解答】解:半徑為15cm、圓心角為120°的扇形弧長是:=10πcm,
設圓錐的底面半徑是rcm,
則2πr=10π,
解得:r=5.
故選:C.
4.(2022?周村區(qū)一模)如圖,將半徑為15cm的圓形紙片剪去圓心角為144°的一個扇形,用剩下的扇形圍成一個圓錐的側面(接縫忽略不計),這個圓錐的高是( )
A.8cmB.12cmC.20cmD.18cm
【答案】B
【解答】解:設圓錐的底面圓的半徑為rcm,
根據(jù)題意得2πr=
解得r=9,
所以圓錐的高==12(cm).
故選:B.
5.(2022?文山市模擬)如圖,已知由扇形AOB圍成的圓錐的底面周長為,若∠AOB=80°,則扇形AOB的面積為( )
A.B.2πC.4πD.8π
【答案】D
【解答】解:∵扇形AOB圍成的圓錐的底面周長為,
∴扇形的弧長為,
設扇形的半徑為R,
則=,
解得:R=6,
所以扇形的面積為××6=8π,
故選:D.
6.(2022?禹城市模擬)如圖,斗笠是一種遮擋陽光和蔽雨的編結帽,它可近似看成一個圓錐,已知該斗笠的側面積為550πcm2,AB是斗笠的母線,長為25cm,AO為斗笠的高,BC為斗笠末端各點所在圓的直徑,則OC的值為( )cm.
A.22B.23C.24D.25
【答案】A
【解答】解:∵側面積為550πcm2,母線長為25cm,
∴l(xiāng)×25=550π,
解得l=44π,
∵2πr=44π,
∴OB=OC=r=22,
故選:A.
7.(2022?蘭州)如圖1是一塊弘揚“社會主義核心價值觀”的扇面宣傳展板,該展板的部分示意圖如圖2所示,它是以O為圓心,OA,OB長分別為半徑,圓心角∠O=120°形成的扇面,若OA=3m,OB=1.5m,則陰影部分的面積為( )
A.4.25πm2B.3.25πm2C.3πm2D.2.25πm2
【答案】D
【解答】解:S陰=S扇形DOA﹣S扇形BOC
=﹣
=2.25πm2.
故選:D.
8.(2020?攀枝花)如圖,直徑AB=6的半圓,繞B點順時針旋轉30°,此時點A到了點A',則圖中陰影部分的面積是( )
A.B.C.πD.3π
【答案】D
【解答】解:∵半圓AB,繞B點順時針旋轉30°,
∴S陰影=S半圓A′B+S扇形ABA′﹣S半圓AB
=S扇形ABA′
=
=3π,
故選:D.
9.(2022春?大同期末)如圖,正方形ABCD的邊長為4,先以正方形的對角線AC為直徑畫圓,再以正方形的各邊長為直徑畫半圓,則圖中陰影部分的面積為( )
A.16B.8πC.16πD.8
【答案】A
【解答】解:∵正方形ABCD的邊長為4,
∴AC=4,
∴圖中陰影部分的面積=S正方形ABCD+4×以正方形的各邊長為直徑的半圓的面積﹣以正方形的對角線AC為直徑圓的面積
=4×4+4××22π﹣(2)2π=16,
故選:A.
10.(2022?涼山州)家具廠利用如圖所示直徑為1米的圓形材料加工成一種扇形家具部件,已知扇形的圓心角∠BAC=90°,則扇形部件的面積為( )
A.米2B.米2C.米2D.米2
【答案】C
【解答】解:連結BC,AO,如圖所示,
∵∠BAC=90°,
∴BC是⊙O的直徑,
∵⊙O的直徑為1米,
∴AO=BO=(米),
∴AB==(米),
∴扇形部件的面積=π×()2=(米2),
故選:C.
11.(2021?青海)如圖,一根5m長的繩子,一端拴在圍墻墻角的柱子上,另一端拴著一只小羊A(羊只能在草地上活動)那么小羊A在草地上的最大活動區(qū)域面積是( )
A.πm2B.πm2C.πm2D.πm2
【答案】B
【解答】解:大扇形的圓心角是90度,半徑是5,
所以面積==π(m2);
小扇形的圓心角是180°﹣120°=60°,半徑是1m,
則面積==(m2),
則小羊A在草地上的最大活動區(qū)域面積=π+=π(m2).
故選:B.
12.(2020?資陽)如圖,△ABC中,∠C=90,AC=BC=2.將△ABC繞著點A順時針旋轉90度到△AB1C1的位置,則邊BC掃過區(qū)域的面積為( )
A.B.πC.D.2π
【答案】B
【解答】解:在Rt△ACB中,∠C=90,AC=BC=2,由勾股定理得:AB==2,
∵將△ABC繞著點A順時針旋轉90度到△AB1C1的位置,
∴∠CAC1=90°,
∴陰影部分的面積S=S+S﹣S△ACB﹣S
=+2×2﹣2×2﹣
=π,
故選:B.
13.(2018?巴彥淖爾)如圖,在扇形AOB中,∠AOB=90°,點C為OA的中點,CE⊥OA交于點E,以點O為圓心,OC的長為半徑作交OB于點D.若OA=4,則圖中陰影部分的面積為( )
A.+B.+2C.+D.2+
【答案】B
【解答】解:連接OE、AE,
∵點C為OA的中點,
∴EO=2OC,
∴∠CEO=30°,∠EOC=60°,
∴△AEO為等邊三角形,
∴S扇形AOE==,
∴S陰影=S扇形AOB﹣S扇形COD﹣(S扇形AOE﹣S△COE)
=﹣﹣(﹣)
=4π﹣π﹣+2
=+2
故選:B.
14.(2009?蕭山區(qū)模擬)下圖中三個圓的半徑都是5cm,三個圓兩兩相交于圓心,則陰影部分的面積和為( )
A.πB.πC.25+πD.
【答案】B
【解答】解:由題意,得:
S陰影=3×S扇形=3×
=3×π=πcm2.
故選:B.
15.(2022?西寧)如圖,等邊三角形ABC內接于⊙O,BC=2,則圖中陰影部分的面積是 .
【答案】
【解答】解:∵△ABC為等邊三角形,
∴S△BOC=S△AOC,∠AOC=120°,
在△OBC中,OB=OC,∠BOC=120°,BC=2,
∴OB=OC=2,
∴S陰影=S扇形AOC==,
故答案為:.
16.(2022?香洲區(qū)一模)如圖,在△ABC中,AB=AC=2cm,∠CBA=30°,以A為圓心,AB為半徑作,以BC為直徑作半圓,則圖中陰影部分面積等于 cm2.
【答案】+
【解答】解:S扇形ACB==,S半圓CBF=π×()2=,S△ABC=×2×1=;
所以商標圖案面積=S半圓CBF+S△ABC﹣S扇形ACB=+﹣=(+)cm2.
故答案是:+.
17.(2021?荊門)如圖,正方形ABCD的邊長為2,分別以B,C為圓心,以正方形的邊長為半徑的圓相交于點P,那么圖中陰影部分的面積為 .
【答案】2﹣
【解答】解:連接PB、PC,作PF⊥BC于F,
∵PB=PC=BC,
∴△PBC為等邊三角形,
∴∠PBC=60°,∠PBA=30°,
∴BF=PB?cs60°=PB=1,PF=PB?sin60°=,
則圖中陰影部分的面積=[扇形ABP的面積﹣(扇形BPC的面積﹣△BPC的面積)]×2
=[﹣(﹣×2×)]×2=2﹣,
故答案為:2﹣.
18.(2021?涼山州)如圖,將△ABC繞點C順時針旋轉120°得到△A'B'C,已知AC=3,BC=2,則線段AB掃過的圖形(陰影部分)的面積為 .
【答案】
【解答】解:∵△ABC繞點C旋轉120°得到△A′B′C,
∴△ABC≌△A′B′C,
∴S△ABC=S△A′B′C,∠BCB′=∠ACA′=120°.
∵AB掃過的圖形的面積=S扇形ACA′+S△ABC﹣S扇形BCB′﹣S△A′B′C,
∴AB掃過的圖形的面積=S扇形ACA′﹣S扇形BCB′,
∴AB掃過的圖形的面積=﹣=.
故答案為:.
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