师:同学们,今天我们一起来复习第27节与圆有关的计算。本节课复习的主要内容有:一、正多边形和圆;二、弧长和扇形的面积;三、圆锥的侧面积和全面积。
首先,复习第一个知识点:正多边形和圆。
如图,正多边形的中心O,即正多边形外接圆的圆心;正多边形的半径R,即正多边形外接圆的半径;正多边形的中心角θ,是正多边形每一边所对的圆心角,所以中心角θ = 360°/n ;正多边形的边心距,是正多边形的中心到一边的距离。
如图,半径R、边心距r以及边长的一半围成了一个直角三角形,由勾股定理可得,边心距r = √(R2 - (a/2)2) 。正多边形的周长C = na,正多边形的面积S = 1/2 Cr。
下面来看例一,完成下表中有关正多边形的计算。
当正多边形是等边三角形时:
内角为60°,中心角∠AOB = 360°÷3 = 120°。因为等边三角形的半径为2,即AO = 2,可求得边心距OC = 1。由勾股定理可得AC = √3,所以边长AB = 2√3,周长 = 2√3×3 = 6√3,面积S = 1/2 Cr = 3√3。
当正多边形是正方形时:
内角是90°,中心角∠AOB = 360°÷4 = 90°。已知正方形的边长为2,可求得边心距OC = 半径AO = √2,所以周长 = 2×4 = 8,面积 = 1/2 Cr = 4。
当正多边形是正六边形时:
正六边形的内角为120°,中心角∠AOB = 360°÷6 = 60°。因为正六边形的边心距OC = √3,可求得半径AO = 2,AC = 1,从而边长AB = 2,周长 = 2×6 = 12,面积S = 1/2 Cr = 6√3。
接下来看知识点二:弧长和扇形的面积。
我们知道圆的周长C = 2πr,弧长l = nπr/180 ;圆的面积S = πr2,扇形的面积S = nπr2/360 。我们也可以用弧长来表示扇形的面积,即S = 1/2 lr。
下面来看例2:
已知一个扇形的圆心角为120°,半径为6,则它的弧长和面积是多少?
根据弧长公式l = nπr/180 代入数值计算,弧长l = 4π;面积S = nπr2/360 带入数据计算可得S = 12π。
再来看例3:
已知一个扇形的半径为20,弧长为24π,求扇形的圆心角以及扇形的面积。
因为弧长l = nπr/180 = 24π,把半径r = 20带入,可求得n = 216°。面积S = 1/2 lr,把弧长和半径分别代入计算,求得面积S = 240π。
下面看知识点三:圆锥的侧面积和全面积。
如图,l表示母线长,即侧面展开图扇形的半径;r表示底面圆的半径;h为圆锥的高;n为侧面展开图圆心角度数。
由图可知,圆锥的高h = √(l2 - r2) ,圆锥的侧面积S侧 = πrl ,圆锥的全面积S全 = πrl + πr2 。
在处理圆锥问题时,同学们要注意两点:第一,l为母线长,也是侧面展开图扇形的半径;第二,扇形的弧长就是圆锥底面圆的周长,这是解决圆锥问题的关键。
下面来看例4:
已知圆锥的底面半径r = 4,若其母线长l = 6,则它的侧面展开图的面积等于多少?它的全面积等于多少?
根据侧面积公式S侧 = πrl 带入数据计算为24π。全面积就是侧面积再加一个底面的面积πr2 = 16π,因此答案是40π。
若其侧面展开图圆心角为120°,则圆锥的母线长是多少?
根据扇形的弧长即圆锥底面圆的周长,因为nπl/180 = 2πr ,把底面半径r = 4,圆心角n = 120°代入可求得母线长l = 12。
下面看例5:
一个圆锥的侧面积是底面积的3倍,则圆锥侧面展开图扇形的圆心角是多少?
因为πrl = 3πr2 化简可得l = 3r。又因为nπl/180 = 2πr ,把l = 3r代入可解得n = 120°。
下面通过几道习题巩固今天复习的知识。
首先看第一题:
已知圆的半径为2√3,则该圆内接正六边形的面积是多少?
由于题目没有图形,首先画一个示意图。因为是正六边形,所以△AOB是等边三角形,所以AO = BO = AB = 2√3。作正六边形的边心距,由勾股定理求得边心距r = 3,周长C = 12√3,所以面积 = 1/2 Cr = 18√3,答案是C。
