求阴影部分图形面积新题型
近年来的中考数学试卷中,围绕图形面积的知识,出现了一批考查应用与创新能力的新题型,归纳起来主要有: 一、规律探究型
例1 宏远广告公司要为某企业的一种产品设计商标图案,给出了如下几种初步方案,供继续设计选用(设图中圆的半径均为r).
(1)如图1,分别以线段O1O2的两个端点为圆心,以这条线段的长为半径作出两个互相交错的圆的图案,试求两圆相交部分的面积.
(2)如图2,分别以等边△O1O2O3的三个顶点为圆心,以其边长为半径,作出三个两两相交的相同的圆,这时,这三个圆相交部分的面积又是多少呢?
(3)如图3,分别以正方形O1O2O3O4的四个顶点为圆心,以其边长为半径作四个相同的圆,则这四个圆的相交部分的面积又是多少呢?(2005年黄冈市中考题) 分析 (1)利用“S阴=S利用求补法,即“S阴=S
菱形AO1BO2
=4S
弓形
”即可;(2)利用“S阴=S△O1O2O3+3S弓”即可;(3)•直接求解比较困难,可
空白
正方形O1O2O3O4
-S
空白
”,考虑到四个圆半径相同,若延长O2O1交⊙O1•于A,则S=4SO1AB,由(1)根
据对称性可求SO1BO4,再由“SO1AB=S扇形AO1O4-SO1BO4”,这样S空白可求. 解答 (1)设两圆交于A、B两点,连结O1A,O2A,O1B,O2B.
则S阴=S菱形AO1BO2+4S弓.
∵S菱形=2S△AO1O2,△O1O2A为正△,其边长为r.
∴S阴
r2
r+3(
6
2
r)=
2
r2
2
r.
2
(3)延长O2O1与⊙O1交于点A,设⊙O1与⊙O4交于点
∴S
△AO1O2
=
4
r
2
,S
弓
B,由(1)知,SO1BO4=
12
(
2
r-23
2
r).
2
60
r2
=
360
r2r=
6
2
2
∵SO1AB=S扇形AO1O4-SO1BO4
r.
2
90r212 =-(r36023
2
2
2
2
r)
2
∴S阴=2
r+4(
2
2
rr)=rr. 36
(2)图2阴影部分的面积为S阴=S△O1O2O3+3S弓. ∵△O1O2O3为正△,边长为r.
r21 =-r+r.
443
2
2
则S阴=S正方形O1O2O3O4-4SO1AB
∴S△O1O2O3
r,S弓
2
60
r2=
360
r.
2
r21 =r-4(-r43
2
2
r)
2
=r+
2
11
r=(
r. 33
2
2
2
二、方案设计型
例2 在一块长16m,宽12m的矩形荒地上,要建造一个花园,要求花园所占面积为荒地面积的一半.下面分别是小明和小颖的设计方案.
小明的设计方案:如图1,其中花园四周小路的宽度相等,经过解方程,•我得到路的宽为2m或12m. 小颖的设计方案:如图2,其中花园中每个角上的扇形都相同. (1)你认为小明的结果对吗?请说明理由. (2)请你帮助小颖求出图中的x(精确到0.1m)
(3)你还有其它的设计方案吗?请在右边的矩形中画出你的设计草图,•并加以说明.(2004年新疆建设兵团中考题)
分析 (1)由小明的设计知,小路的宽应小于矩形荒地宽的一半,由此判断即可;(2)可由“花园面积为矩形面积一半”列方程求x;(3)可由图形对称性来设计. 解 (1)小明的结果不对. 设小路宽xm,则得方程 (16-2x)(12-2x)=
1
×16×12 2
解得:x1=2,x2=12.而荒地的宽为12m,若小路宽为12m,不符合实际情况,故x2=12m不合题意.
x21
(2)由题意,4×=×16×12
42
x=
2
96
,x≈5.5m.
(3)方案有多种,下面提供5种供参考:
三、网格求值型
例3 图中的虚线网格我们称之为正三角形网格,它的每个小三角形都是边长为1个单位长度的正三角形,这样的三角形称为单位正三角形.
(1)直接写出单位正三角形的高与面积; (2)图1中的
ABCD含有多少个单位正三角形?ABCD的面积是多少?
(3)求出图1中线段AC的长(可作辅助线);
(4)求出图2中四边形EFGH的面积.(2005年吉林省中考题)
分析 (1)由正三角形边角关系来求;(2)仔细观察图1便可找到答案;(3)考虑到图1中AB=3,BC=4,∠B=60°,可作△ABC的高AK,构造直角三角形,•再利用解直角三角形知识即可求得;(4)可利用网格构造特殊格点图形,再由求补法计算四边形EFGH•面积.
解:(1
,
(2)
ABCD含有24个单位正三角形,故其面积为24
3
2
(3)如图1,过A作AK⊥BC于K,在Rt△ACK中,AK=
KC=
5. 2
∴
(4)如图3,构造 同理可求 S△GSH
EQSR,过F作FT⊥QG于T,则S
S
EQSR
△FQG
=
1
2
FT·QG=
1××
.
22
S
△EHR
.
.
∴S四边形EFGH= S
EQSR
-S△FQG-S△GSH-S△EHR
四、图形对称型
例4 如图,半圆A和半圆B均与y轴相切于点O,其直径CD、EF均和x轴垂直,以O为顶点的两条抛物线分别经过C、E和D•、•F,•则图中阴影部分的面积是_________.•(2005年河南省中考题)
分析 由题意知,图中两半圆和两抛物线组成的图形关于y轴对称,故y轴左侧阴影部分面积等于半圆B中的空白面积,所以所求阴影部分面积为半圆B的面积,即S阴= 解答:
11
·1=. 22
2
. 2
五、图形变换型
例5 如图,矩形ABCD的长与宽分别是2cm和1cm,AB在直线L上,依次为B、C′、•D″,依次为B、C′、D″为中心将矩形ABCD按顺时针方向旋转90°.这样点A•走过的曲线依次为点P.
(1)求矩形A′BC′D′的对角线A′C′的长; (2)求AA的长; (3)求图中 部分的面积S;
(4)求图中 部分的面积T.(2005年吉林省中考题)
AA'
、
A'A''、A''A''',其中AA'
交CD于
'
分析 (1)要求A′C′,因长宽分别为2和1,利用勾股定理即可;(2)要求AA,因AA所对圆心角为∠ABA′=90°,半径AB=2,利用弧长公式即可;(3)因△A′C′D•′≌△A″C′D″,故S=S扇形A`C``A``;(4)连PB,则PB=AB=2,又BC=1,故∠PBC=60°,∠ABP=30°,•欲求T,由“T=S扇形ABP+S△BCP”即可. 解答 (1)A′C′
(4)连结BP,在Rt△BCP中,BC=1,BP=2, ∴∠BPC=30°,
×2=(cm).
'
'
cm).
'90 (2)AA=
180
(3)S=S扇形A`CA``
ABP=30°,
2
54
∴T=S扇形ABP+S△PBC=
(cm)
30×2+
2360
=(
+32
)cm.
2
六、实际应用型
例6 在栽植农作物时,一个很重要的问题是“合理密植”.如图是栽植一种蔬菜时的两种方法,A、B、C、D四珠顺次连结成为一个菱形,且AB=BD;A′、B′、•C′、D′四株连结成一个正方形,这两种图形的面积为四株作物所占的面积,•两行作物间的距离为行距;一行中相邻两株作物的距离为株距;设这两种蔬菜充分生长后,每株在地面上的影子近似成一个圆面(相邻两圆如图相切),其中阴影部分的面积表示生长后空隙地面积.在株距都为a,其他客观因素也相同的条件下,•请从栽植的行距,蔬菜所占的面积,充分生长后空隙地面积三个方面比较两种栽植方法.哪种方法能更充分地利用土地.
分析:本题立意很新,要合理密植,充分利用土地,只需分别计算并比较两种方案的行距、阴影面积以及S和S.对应值小的即为合理密植.
解 连结AC交BD于点O.在菱形ABCD中,有AB=AD,AC⊥BD,BO=
∴栽植方法(1)比栽植方法(2)能更充分地利用土地.
1
BD. 2
1a. 2
∵AB=BD=a,∴BO=OD=
在Rt△AOD中,
2
a.
∴S菱形ABCD=2×
2
1
BD·
2
a,
2
S正方形A`B`C`D`=a.
设方法(1)中空隙地面积为S1,方法(2)中空隙地面积为S2.
则S1=S菱形ABCD-S☉A
2
a-
2
a, 4
2
2
S2=S正方形A`B`C`D`-S☉A`=a-
a. 4
∴AO
S菱形ABCD
求阴影部分图形面积新题型
近年来的中考数学试卷中,围绕图形面积的知识,出现了一批考查应用与创新能力的新题型,归纳起来主要有: 一、规律探究型
例1 宏远广告公司要为某企业的一种产品设计商标图案,给出了如下几种初步方案,供继续设计选用(设图中圆的半径均为r).
(1)如图1,分别以线段O1O2的两个端点为圆心,以这条线段的长为半径作出两个互相交错的圆的图案,试求两圆相交部分的面积.
(2)如图2,分别以等边△O1O2O3的三个顶点为圆心,以其边长为半径,作出三个两两相交的相同的圆,这时,这三个圆相交部分的面积又是多少呢?
(3)如图3,分别以正方形O1O2O3O4的四个顶点为圆心,以其边长为半径作四个相同的圆,则这四个圆的相交部分的面积又是多少呢?(2005年黄冈市中考题) 分析 (1)利用“S阴=S利用求补法,即“S阴=S
菱形AO1BO2
=4S
弓形
”即可;(2)利用“S阴=S△O1O2O3+3S弓”即可;(3)•直接求解比较困难,可
空白
正方形O1O2O3O4
-S
空白
”,考虑到四个圆半径相同,若延长O2O1交⊙O1•于A,则S=4SO1AB,由(1)根
据对称性可求SO1BO4,再由“SO1AB=S扇形AO1O4-SO1BO4”,这样S空白可求. 解答 (1)设两圆交于A、B两点,连结O1A,O2A,O1B,O2B.
则S阴=S菱形AO1BO2+4S弓.
∵S菱形=2S△AO1O2,△O1O2A为正△,其边长为r.
∴S阴
r2
r+3(
6
2
r)=
2
r2
2
r.
2
(3)延长O2O1与⊙O1交于点A,设⊙O1与⊙O4交于点
∴S
△AO1O2
=
4
r
2
,S
弓
B,由(1)知,SO1BO4=
12
(
2
r-23
2
r).
2
60
r2
=
360
r2r=
6
2
2
∵SO1AB=S扇形AO1O4-SO1BO4
r.
2
90r212 =-(r36023
2
2
2
2
r)
2
∴S阴=2
r+4(
2
2
rr)=rr. 36
(2)图2阴影部分的面积为S阴=S△O1O2O3+3S弓. ∵△O1O2O3为正△,边长为r.
r21 =-r+r.
443
2
2
则S阴=S正方形O1O2O3O4-4SO1AB
∴S△O1O2O3
r,S弓
2
60
r2=
360
r.
2
r21 =r-4(-r43
2
2
r)
2
=r+
2
11
r=(
r. 33
2
2
2
二、方案设计型
例2 在一块长16m,宽12m的矩形荒地上,要建造一个花园,要求花园所占面积为荒地面积的一半.下面分别是小明和小颖的设计方案.
小明的设计方案:如图1,其中花园四周小路的宽度相等,经过解方程,•我得到路的宽为2m或12m. 小颖的设计方案:如图2,其中花园中每个角上的扇形都相同. (1)你认为小明的结果对吗?请说明理由. (2)请你帮助小颖求出图中的x(精确到0.1m)
(3)你还有其它的设计方案吗?请在右边的矩形中画出你的设计草图,•并加以说明.(2004年新疆建设兵团中考题)
分析 (1)由小明的设计知,小路的宽应小于矩形荒地宽的一半,由此判断即可;(2)可由“花园面积为矩形面积一半”列方程求x;(3)可由图形对称性来设计. 解 (1)小明的结果不对. 设小路宽xm,则得方程 (16-2x)(12-2x)=
1
×16×12 2
解得:x1=2,x2=12.而荒地的宽为12m,若小路宽为12m,不符合实际情况,故x2=12m不合题意.
x21
(2)由题意,4×=×16×12
42
x=
2
96
,x≈5.5m.
(3)方案有多种,下面提供5种供参考:
三、网格求值型
例3 图中的虚线网格我们称之为正三角形网格,它的每个小三角形都是边长为1个单位长度的正三角形,这样的三角形称为单位正三角形.
(1)直接写出单位正三角形的高与面积; (2)图1中的
ABCD含有多少个单位正三角形?ABCD的面积是多少?
(3)求出图1中线段AC的长(可作辅助线);
(4)求出图2中四边形EFGH的面积.(2005年吉林省中考题)
分析 (1)由正三角形边角关系来求;(2)仔细观察图1便可找到答案;(3)考虑到图1中AB=3,BC=4,∠B=60°,可作△ABC的高AK,构造直角三角形,•再利用解直角三角形知识即可求得;(4)可利用网格构造特殊格点图形,再由求补法计算四边形EFGH•面积.
解:(1
,
(2)
ABCD含有24个单位正三角形,故其面积为24
3
2
(3)如图1,过A作AK⊥BC于K,在Rt△ACK中,AK=
KC=
5. 2
∴
(4)如图3,构造 同理可求 S△GSH
EQSR,过F作FT⊥QG于T,则S
S
EQSR
△FQG
=
1
2
FT·QG=
1××
.
22
S
△EHR
.
.
∴S四边形EFGH= S
EQSR
-S△FQG-S△GSH-S△EHR
四、图形对称型
例4 如图,半圆A和半圆B均与y轴相切于点O,其直径CD、EF均和x轴垂直,以O为顶点的两条抛物线分别经过C、E和D•、•F,•则图中阴影部分的面积是_________.•(2005年河南省中考题)
分析 由题意知,图中两半圆和两抛物线组成的图形关于y轴对称,故y轴左侧阴影部分面积等于半圆B中的空白面积,所以所求阴影部分面积为半圆B的面积,即S阴= 解答:
11
·1=. 22
2
. 2
五、图形变换型
例5 如图,矩形ABCD的长与宽分别是2cm和1cm,AB在直线L上,依次为B、C′、•D″,依次为B、C′、D″为中心将矩形ABCD按顺时针方向旋转90°.这样点A•走过的曲线依次为点P.
(1)求矩形A′BC′D′的对角线A′C′的长; (2)求AA的长; (3)求图中 部分的面积S;
(4)求图中 部分的面积T.(2005年吉林省中考题)
AA'
、
A'A''、A''A''',其中AA'
交CD于
'
分析 (1)要求A′C′,因长宽分别为2和1,利用勾股定理即可;(2)要求AA,因AA所对圆心角为∠ABA′=90°,半径AB=2,利用弧长公式即可;(3)因△A′C′D•′≌△A″C′D″,故S=S扇形A`C``A``;(4)连PB,则PB=AB=2,又BC=1,故∠PBC=60°,∠ABP=30°,•欲求T,由“T=S扇形ABP+S△BCP”即可. 解答 (1)A′C′
(4)连结BP,在Rt△BCP中,BC=1,BP=2, ∴∠BPC=30°,
×2=(cm).
'
'
cm).
'90 (2)AA=
180
(3)S=S扇形A`CA``
ABP=30°,
2
54
∴T=S扇形ABP+S△PBC=
(cm)
30×2+
2360
=(
+32
)cm.
2
六、实际应用型
例6 在栽植农作物时,一个很重要的问题是“合理密植”.如图是栽植一种蔬菜时的两种方法,A、B、C、D四珠顺次连结成为一个菱形,且AB=BD;A′、B′、•C′、D′四株连结成一个正方形,这两种图形的面积为四株作物所占的面积,•两行作物间的距离为行距;一行中相邻两株作物的距离为株距;设这两种蔬菜充分生长后,每株在地面上的影子近似成一个圆面(相邻两圆如图相切),其中阴影部分的面积表示生长后空隙地面积.在株距都为a,其他客观因素也相同的条件下,•请从栽植的行距,蔬菜所占的面积,充分生长后空隙地面积三个方面比较两种栽植方法.哪种方法能更充分地利用土地.
分析:本题立意很新,要合理密植,充分利用土地,只需分别计算并比较两种方案的行距、阴影面积以及S和S.对应值小的即为合理密植.
解 连结AC交BD于点O.在菱形ABCD中,有AB=AD,AC⊥BD,BO=
∴栽植方法(1)比栽植方法(2)能更充分地利用土地.
1
BD. 2
1a. 2
∵AB=BD=a,∴BO=OD=
在Rt△AOD中,
2
a.
∴S菱形ABCD=2×
2
1
BD·
2
a,
2
S正方形A`B`C`D`=a.
设方法(1)中空隙地面积为S1,方法(2)中空隙地面积为S2.
则S1=S菱形ABCD-S☉A
2
a-
2
a, 4
2
2
S2=S正方形A`B`C`D`-S☉A`=a-
a. 4
∴AO
S菱形ABCD