計算平面圖形的面積問題是常見題型,求平面陰影部分的面積是這類問題的難點。不規(guī)則陰影面積常常由三角形、四邊形、弓形、扇形和圓、圓弧等基本圖形組合而成的,在解此類問題時,要注意觀察和分析圖形,會分解和組合圖形?,F(xiàn)介紹幾種常用的方法。 一、轉(zhuǎn)化法 此法就是通過等積變換、平移、旋轉(zhuǎn)、割補等方法將不規(guī)則的圖形轉(zhuǎn)化成面積相等的規(guī)則圖形,再利用規(guī)則圖形的面積公式,計算出所求的不規(guī)則圖形的面積。 例1. 如圖1,點C、D是以AB為直徑的半圓O上的三等分點,AB=12,則圖中由弦AC、AD和圍成的陰影部分圖形的面積為_________。 分析:連結(jié)CD、OC、OD,如圖2。易證AB//CD,則的面積相等,所以圖中陰影部分的面積就等于扇形OCD的面積。易得,故。 二、和差法 有一些圖形結(jié)構(gòu)復雜,通過觀察,分析出不規(guī)則圖形的面積是由哪些規(guī)則圖形組合而成的,再利用這些規(guī)則圖形的面積的和或差來求,從而達到化繁為簡的目的。 例2. 如圖3是一個商標的設計圖案,AB=2BC=8,為圓,求陰影部分面積。 分析:經(jīng)觀察圖3可以分解出以下規(guī)則圖形:矩形ABCD、扇形ADE、。所以,。 三、重疊法 就是把所求陰影部分的面積問題轉(zhuǎn)化為可求面積的規(guī)則圖形的重疊部分的方法。這類題陰影一般是由幾個圖形疊加而成。要準確認清其結(jié)構(gòu),理順圖形間的大小關系。 例3. 如圖4,正方形的邊長為a,以各邊為直徑在正方形內(nèi)作半圓,求所圍成陰影部分圖形的面積。 解:因為4個半圓覆蓋了正方形,而且陰影部分重疊了兩次,所以陰影部分的面積等于4個半圓的面積和與正方形面積的差。故。 四、補形法 將不規(guī)則圖形補成特殊圖形,利用特殊圖形的面積求出原不規(guī)則圖形的面積。 例4. 如圖5,在四邊形ABCD中,AB=2,CD=1,,求四邊形ABCD所在陰影部分的面積。 解:延長BC、AD,交于點E,因為,所以,又,易求得,所以 。 五、拼接法 例5. 如圖6,在一塊長為a、寬為b的矩形草地上,有一條彎曲的柏油小路(小路任何地方的水平寬都是c個單位),求陰影部分草地的面積。 解:(1)將“小路”沿著左右兩個邊界“剪去”;(2)將左側(cè)的草地向右平移c個單位;(3)得到一個新的矩形(如圖7)。由于新矩形的縱向?qū)捜匀粸閎,水平方向的長變成了,所以草地的面積為。 六、特殊位置法 例6. 如圖8,已知兩個半圓中長為4的弦AB與直徑CD平行,且與小半圓相切,那么圖中陰影部分的面積等于__________。 分析:在大半圓中,任意移動小半圓的位置,陰影部分面積都保持不變,所以可將小半圓移動至兩個半圓同圓心位置(如圖9)。 解:移動小半圓至兩半圓同圓心位置,如圖9。設切點為H,連結(jié)OH、OB,由垂徑定理,知。又AB切小半圓于點H,故,故 七、代數(shù)法 將圖形按形狀、大小分類,并設其面積為未知數(shù),通過建立方程或方程組來解出陰影部分面積的方法。 例7. 如圖10,正方形的邊長為a,分別以兩個對角頂點為圓心、以a為半徑畫弧,求圖中陰影部分的面積。 解:設陰影部分的面積為x,剩下的兩塊形狀、大小相同的每塊面積為y,則圖中正方形的面積是,而是以半徑為a的圓面積的。故有,。解得。即陰影部分的面積是。 需要說明的是,在求陰影部分圖形的面積問題時,要具體問題具體分析,從而選取一種合理、簡捷的方法。 思考吧 如圖11,正方形的邊長為1,以CD為直徑在正方形內(nèi)畫半圓,再以點C為圓心、1為半徑畫弧BD,則圖中陰影部分的面積為___________。 |
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