文/于 濤 胡尊巖
求陰影部分的面積是常見題型.對于不同的面積問題,要選擇與它相適應的解法,才能減少計算量,快速求解.請看下面的例題.
例1同學們在學校小花園的一角種植了M,P,Q三種花,其所占的種植區(qū)域如圖1所示,∠AOE=90°,AB=OB,CB∥OE,AB=4m,則種植M花的面積為( )
解析:∵∠AOE=90°,CB∥OE,∴CB⊥OA,
∵AB=OB,AB=4m,
∴OC=OA=8m,∠AOC=60°,∴∠COE=30°,
∴種植M花的面積為選A.
圖1
例 2 如圖2,AB是⊙O的直徑,CD,EF是⊙O的弦,且AB∥CD∥EF,AB=10,CD=6,EF=8,則圖中陰影部分的面積是( )
解析:連接OE,OF,OC,OD,過O作OM⊥EF于M,反向延長線交CD于N,如圖3.
∵AB∥CD∥EF,∴S△ACD=S△OCD,S△AEF=S△OEF,
所以陰影部分面積等于扇形COD與扇形EOF的和,
∵AB=10,CD=6,EF=8,MO⊥EF,ON⊥CD,
圖2
∴OD=OF=5,F(xiàn)M=ON=4,OM=DN=3,
∴△OFM≌△DON,
∴∠FOM+∠DON=90°,
∴∠EOF+∠COD=180°,
即S陰影=.選A.
圖3
例3如圖4,⊙A和⊙B都與x軸和y軸相切,圓心A和圓心B都在反比例函數(shù)的圖象上,求圖中陰影部分的面積(結(jié)果保留π).
解析:根據(jù)雙曲線的中心對稱性,圖中陰影部分面積的和是一個圓的面積.
由于⊙A與x軸和y軸相切,且圓心在雙曲線上,
圖4
設(shè)圓的半徑為r,則點A(r,r)在雙曲線上,
所以有r2=1,即r=1,所以圓的面積是π,
故圖中陰影部分的面積是π.
例4如圖5,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,求圖中陰影部分的面積.
解析:移動小半圓至與大半圓的圓心重合的位置,則陰影部分的面積不變,如圖6.
設(shè)切點為H,連接OH,OB,
圖5
又AB切小半圓于點H,故OH⊥AB,
故OB2-OH2=BH2=4,
圖6
例 5 如圖7,在△ABC中,AB=AC,以AB為直徑的⊙O分別交線段BC,AC于點D,E,過點D作DF⊥AC,垂足為F,線段FD的延長線與AB的延長線相交于點G.
(1)求證:DF是⊙O的切線;
證明:(1)連接AD,OD,如圖7.
∵AB為直徑,∴∠ADB=90°,∴AD⊥BC,
∵AC=AB,∴點D為線段BC的中點.
∵點O為AB的中點,∴OD為△BAC的中位線,∴OD∥AC,
∵DF⊥AC,∴OD⊥DF,∴DF是⊙O的切線.
∵AC=AB,∴△ABC為等邊三角形,∴AB=4.
∵OD∥AC,∴∠DOG=∠BAC=60°,
圖7
例6如圖8,半圓O的直徑AB=20,將半圓O繞點B順時針旋轉(zhuǎn)45°得到半圓O′,與AB交于點P.
(1)求AP的長;
(2)求圖中陰影部分的面積(結(jié)果保留π).
解析:∵∠OBA′=45°,O′P=O′B,
∴△O′PB是等腰直角三角形,
圖8
例7如圖9,分別以n邊形的頂點為圓心,以1cm為半徑畫圓,當n=2018時,求圖中陰影部分的面積之和.
解析:每個陰影的面積是以這個多邊形的外角為圓心角的扇形面積,因多邊形的外角和為360°,故可以求出陰影部分的面積和.
∵多邊形的外角和為360°,
∴S1+S2+…+S2018=S圓=π×12=π(cm2).
圖9