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求与圆有关的阴影部分面积

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求图形阴影部分面积是中考的重要内容之一.这些题目除了考查基础知识之外,还重视对数学方法的考查,对数学思想的理解和应用.现以2013年中考试题为例,对各类解法举例说明.

一、利用面积公式求面积

例1 (2013年重庆卷)如图1,一个圆心角为90°的扇形,半径OA=2,那么阴影部分的面积为(结果保留π) .

温馨小提示: 求图形面积,常用到三角形面积公式、平行四边形面积公式、梯形面积公式、圆的面积公式、扇形面积公式等,我们要熟练掌握这些公式.

二、作差法求面积

例2 (2013年南宁卷)如图2,在边长为2的正三角形中,将其内切圆和三个角切圆(与角两边及三角形内切圆都相切的圆)的内部挖去,则此三角形剩下部分(阴影部分)的面积为 .

解:连接OB、OD.

设一小圆的圆心为P,P与O的切点为G;过G作两圆的公切线EF,交AB于E,交BC于F,则∠BEF=∠BFE=60°,BEF是等边三角形.

P是等边BEF的内切圆,点P是BEF的内心,也是重心,

温馨小提示:阴影部分的面积等于三角形的面积减去四个圆的面积.当图形比较复杂时,可以把阴影部分的面积转化为若干个规则图形面积的和或差来计算.

三、利用图形变换法求面积

例3 (2013年大庆卷)如图3,三角形ABC是边长为1的正三角形,与所对的圆心角均为120°,则图中阴影部分的面积为 .

解:设与相交于点O,连接OA,OB,OC,线段OA将阴影的上方部分分成两个弓形,将这两个弓形分别按顺时针及逆时针绕点O旋转120°后,阴影部分便合并成OBC,它的面积等于ABC面积的三分之一,

温馨小提示:阴影部分的面积恰好为三角形ABC面积的三分之一. 当所求的阴影部分的面积与抛物线、双曲线、矩形等图形有关时,常利用平移、旋转或轴对称化零为整,整体求解.

四、割补法

例4 (2013年宿迁卷)如图4,AB是半圆O的直径,且AB=8,点C为半圆上的一点.将此半圆沿BC所在的直线折叠,若圆弧BC恰好过圆心O,则图中阴影部分面积是 .(结果保留π)

解:过点O作ODBC于点D,交于点E,连接OC,则点E是的中点,由折叠的性质可得点O为的中点,

温馨小提示:作出辅助线,判断点O是的中点,将阴影部分的面积转化为扇形的面积.割补法可以将不规则图形割补成规则图形,进而转化为熟悉的图形面积求解.

五、利用等积法求面积

例5 (2013年襄阳卷)如图5,以AD为直径的半圆O经过RtABC斜边AB的两个端点,交直角边AC于点E,B、E是半圆弧的三等分点,弧BE的长为,则阴影部分的面积为( ).

A. B. C. D.-

解:连接BD,BE,BO,EO.

温馨小提示:把阴影部分的面积转化为和它面积相等的特殊图形的面积,是求不规则图形面积的常用方法.

六、利用设元法求面积

例6 (2013年烟台卷)如图6,正方形ABCD的边长为4,点E在BC上,四边形EFGB也是正方形,以B为圆心,BA长为半径画,连接AF,CF,则图中阴影部分的面积为 .

温馨小提示:只要设出小正方形的边长,就可以表示出其他线段的长. 由于点E的变化,引起阴影图形形状的变化,但面积是定值.