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九年级
数学
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不规则图形面积计算的技巧
(教材P115习题24.4第4题)
图1
如图1,正方形的边长为a,以各边为直径在正方形内画半圆,求图中阴影部分的面积.
解:方法一:由图形可以看出,4个相同阴影部分的面积=4个半圆的面积-正方形的面积=πa2-a2.
方法二:阴影部分和空白部分都由四部分组成,且形状大小一样,因此可以根据图形中隐含的数量关系来构造方程求解.
设每一部分的阴影部分面积为x,每一部分的空白部分面积为y,根据图形得
解得
所以阴影部分面积=4x=4=πa2-a2.
【思想方法】 将阴影部分的面积转化为规则图形的面积的和差.
图2
如图2,正方形的边长为2,以各边为直径在正方形内画半圆,则图中阴影部分的面积为__1.7__.(结果保留两个有效数字,参考数据:π≈3.14)
【解析】 空白部分的面积等于四个半圆的面积减去正方形的面积,再利用阴影部分的面积等于正方形的面积减去空白部分的面积计算.
空白部分的面积=π×4-2×2=2π-4,
阴影部分的面积=2×2-(2π-4)=4-2π+4
=8-2π≈8-2×3.14=8-6.28=1.72≈1.7.
如图3,以等腰直角△ABC两锐角顶点A,B为圆心作等圆,⊙A与⊙B恰好外切,若AC=2,那么图中两个扇形(即阴影部分)的面积之和为( B )
A.π B.π C.π D.π
图3
【解析】 ∵⊙A与⊙B恰好外切,
∴⊙A与⊙B是等圆,
∵AC=2,△ABC是等腰直角三角形,
∴AB=2,∴⊙A,⊙B的半径均为.
∴两个扇形(即阴影部分)的面积之和=+==πR2=.
第2课时 圆锥的侧面积和全面积 [见B本P50]
1.已知圆柱的底面半径为3 cm,母线长为5 cm,则圆柱的侧面积是( B )
A.30 cm2 B.30π cm2
C.15 cm2 D.15π cm2
2.用半径为3 cm,圆心角是120°的扇形围成一个圆锥的侧面,则这个圆锥的底面半径为( D )
A.2π cm B.1.5 cm
C.π cm D.1 cm
【解析】 设此圆锥的底面半径为r,根据圆锥的侧面展开图扇形的弧长等于圆锥底面周长可得,
2πr=,解得r=1 cm.
3.在学校组织的实践活动中,小新同学用纸板制作了一个圆锥模型,它的底面半径为1,高为2,则这个圆锥的侧面积是( B )
A.Aπ B.3π
C.2π D.2π
【解析】 ∵底面半径为1,高为2,
∴母线长==3.
底面圆的周长为:2π×1=2π,
∴圆锥的侧面积为:S侧=×2π×3=3π.
4.如图24-4-12,扇形OAB是圆锥的侧面展开图,若小正方形方格的边长为1 cm,则这个圆锥的底面半径为( C )
图24-4-12
A.2 cm B. cm
C. cm D. cm
【解析】 由图形可知扇形的圆心角为90°,半径为2 cm,根据圆锥的底面圆的周长等于圆锥的侧面展开扇形的弧长可以得2πr=×2π,解得r=(cm).
5.如果圆锥的母线长为5 cm,底面半径为3 cm,那么圆锥的表面积为( C )
A.39π cm2 B.30π cm2
C.24π cm2 D.15π cm2
【解析】 S表=S侧+S底=π×3×5+π×32=24π.故选C.
6.一个圆锥的侧面积是36π cm2,母线长是12 cm,则这个圆锥的底面直径是__6__ cm.
7.已知圆锥的底面周长是10π,其侧面展开后所得扇形的圆心角为90°,则该圆锥的母线长是__20__.
8.底面半径为1,高为的圆锥的侧面积等于__2π__.
【解析】 ∵圆锥的高为,底面的半径是1,
∴由勾股定理知:母线长==2,
∴圆锥的侧面积=底面周长×母线长=×2π×2=2π.
9.如图24-4-13,如果从半径为5 cm的圆形纸片上剪去圆周的一个扇形,将留下的扇形围成一个圆锥(接缝处不重叠),那么这个圆锥的高是__3__cm.
图24-4-13
【解析】 ∵从半径为5 cm的圆形纸片上剪去圆周的一个扇形,
∴留下的扇形的弧长==8π,
根据底面圆的周长等于扇形弧长,
∴圆锥的底面半径r==4 cm,
∴圆锥的高为=3 cm.
故答案为3.
10.已知一个扇形的半径为60厘米,圆心角为150°.用它围成一个圆锥的侧面,那么圆锥的底面半径为__25__厘米.
【解析】 扇形的弧长是:=50π cm,
设底面半径是r cm,则2πr=50π,
解得:r=25.
故答案是25.
11.已知圆锥的高为4,底面半径为2,求:
(1)圆锥的全面积;
(2)圆锥侧面展开图的圆心角.
解: (1)∵圆锥的高为4,底面半径为2,∴圆锥的母线长为2,
底面周长是2×2π=4π,则侧面积是×4π×2=4π,
底面积是π×22=4π,
则全面积是4π,+4π=(4+4)π.
(2)∵圆锥底面半径是2,
∴圆锥的底面周长为4π,
设圆锥的侧面展开的扇形圆心角为n°,=4π,
解得n=72,
圆锥侧面展开图的圆心角为72()°.
12.如图24-4-14,Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2,若把Rt△ABC绕边AB所在直线旋转一周,则所得的几何体的表面积为( D )
图24-4-14
A.4π B.4π
C.8π D. 8π
【解析】 如图,过C作CO⊥AB,则 Rt△ABC绕边AB所在直线旋转一周所得的几何体的表面积为2×π×OC·AC=2×π×2×2=8π.
13.一个几何体由圆锥和圆柱组成,其尺寸如图24-4-15所示,则该几何体的全面积(即表面积)为__68π__(结果保留π).
图24-4-15
【解析】 圆锥的母线长是=5,圆锥的侧面积是×8π×5=20π,圆柱的侧面积是8π×4=32π,几何体的下底面面积是π×42=16π,则该几何体的全面积(即表面积)为20π+32π+16π=68π.
14.如果圆锥的底面周长是20π,侧面展开后所得的扇形的圆心角为120°,则圆锥的母线长是__30__.
15.已知在△ABC中,AB=6,AC=8,∠A=90°,把Rt△ABC绕直线AC旋转一周得到一个圆锥,其表面积为S1,把Rt△ABC绕直线AB旋转一周得到另一个圆锥,其表面积为S2,求S1∶S2.
【解析】 以直角三角形的直角边为轴旋转一周得到的几何体是圆锥.圆锥的表面积S表=S侧+S底.
解:在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=6,AC=8,
∴BC===10.
(1)绕直线AC旋转一周所得圆锥的表面积:
S1=π·AB·BC+π·AB2=π×6×10+π×62
=60π+36π=96π;
(2)绕直线AB旋转一周所得圆锥的表面积:
S2=π·AC·BC+π·AC2=π×8×10+π×82
=80π+64π=144π.∴==.
16.如图24-4-16,已知在⊙O中,AB=4,AC是⊙O的直径,AC⊥BD于F,∠A=30°.
(1)求图中阴影部分的面积;
(2)若用阴影扇形OBD围成一个圆锥侧面,请求出这个圆锥的底面圆的半径.
(3)试判断⊙O中其余部分能否给(2)中的圆锥做两个底面.
图24-4-16
解: (1)∵AC⊥BD于F,∠A=30°,
∴∠BOC=60°,∠OBF=30°,
∵在Rt△ABF中,AB=4,∴BF=2,
∴OB=4,
∴S阴影=S扇形BOD==π;
(2)设底面半径为r,
∵半径OB=4,
2πr=
∴r=;
(3)∵⊙O其余部分面积为 π,而圆锥底面面积为 π.
∴⊙O中其余部分能给(2)中的圆锥做两个底面.
17.在一次数学探究性学习活动中,某学习小组要制作一个圆锥体模型,操作规则是:在一块边长为16 cm的正方形纸片上剪出一个扇形和一个圆,使得扇形围成圆锥的侧面时,圆恰好是该圆锥的底面.他们首先设计了如图24-4-17所示的方案一,发现这种方案不可行,于是他们调整了扇形和圆的半径,设计了如图24-4-17所示的方案二.(两个方案的图中,圆与正方形相邻两边及扇形的弧均相切)
(1)请说明方案一不可行的理由;
(2)判断方案二是否可行,若可行,请确定圆锥的母线长及其底面圆的半径;若不可行,请说明理由.
图24-4-17
解:(1)理由如下:
∵扇形的弧长==8π,圆锥的底面周长=2πr,∴圆的半径为4 cm.
由于所给正方形纸片的对角线长为16 cm,而制作这样的圆锥实际需要正方形纸片的对角线长为16+4+4=20+4>16,
∴方案一不可行.
(2)方案二可行.理由如下:
设圆锥底面圆的半径为r cm,圆锥的母线长为R cm,
则(1+)r+R=16,①
2πr=.②
由①②,可得R==,
r==,
故所求的圆锥的母线长为 cm,
底面圆的半径为 cm.