初中数学北师大版九年级下册9 弧长及扇形的面积导学案

弧长和扇形面积—知识讲解

【学习目标】

1.通过复习圆的周长、圆的面积公式，探索n°的圆心角所对的弧长和扇形面积的计算公式，并应用这些公式解决问题；
2. 能准确计算组合图形的面积.

【要点梳理】

要点一、弧长公式
　　半径为R的圆中
　　360°的圆心角所对的弧长(圆的周长)公式：
　　n°的圆心角所对的圆的弧长公式：(弧是圆的一部分)
要点诠释：
　　(1)对于弧长公式，关键是要理解1°的圆心角所对的弧长是圆周长的，即；
　　(2)公式中的ｎ表示1°圆心角的倍数，故ｎ和180都不带单位，R为弧所在圆的半径；
　　(3)弧长公式所涉及的三个量：弧长、圆心角度数、弧所在圆的半径，知道其中的两个量就可以求出第三个量.

要点二、扇形面积公式
1.扇形的定义
　　由组成圆心角的两条半径和圆心角所对的弧所围成的图形叫做扇形.
2.扇形面积公式
　　半径为R的圆中
　　360°的圆心角所对的扇形面积(圆面积)公式：
　　n°的圆心角所对的扇形面积公式：
要点诠释：
　　(1)对于扇形面积公式，关键要理解圆心角是1°的扇形面积是圆面积的，

即；
　　(2)在扇形面积公式中，涉及三个量：扇形面积S、扇形半径R、扇形的圆心角，知道其中的两个量就可以求出第三个量.
　　(3)扇形面积公式，可根据题目条件灵活选择使用，它与三角形面积公式有点类似，可类比记忆；
　　(4)扇形两个面积公式之间的联系：.

 

【典型例题】

类型一、弧长和扇形的有关计算

1．如图（1），AB切⊙O于点B，OA=，AB=3，弦BC∥OA，则劣弧的弧长为（     ）．

A．        B．  C．  D．

                        图（1）                         

【答案】A.

【解析】连结OB、OC，如图（2）

则，OB=，，，

由弦BC∥OA得，

所以△OBC为等边三角形，.

则劣弧的弧长为，故选A.                   图（2）

【总结升华】主要考查弧长公式：.

举一反三：

【变式】制作弯形管道时，需要先按中心线计算“展直长度”再下料，试计算如图所示的管道的展直长度，即的长(结果精确到0.1mm)
　　　　　　　　　　　　　　　　　
【答案】R=40mm，n=110
　　　　∴的长==≈76.8(mm)
　　　　因此，管道的展直长度约为76.8mm．
 

2．如图，⊙O的半径等于1，弦AB和半径OC互相平分于点M.求扇形OACB的面积（结果保留π）

【答案与解析】∵弦AB和半径OC互相平分，
∴OC⊥AB，
OM=MC=OC=OA．

         ∴∠B=∠A=30°，

 ∴∠AOB=120°

         ∴S扇形=．

【总结升华】运用了垂径定理的推论，考查扇形面积计算公式.

举一反三：

【变式】如图（1），在△ABC中，BC=4，以点A为圆心，2为半径的⊙A与BC相切于点D，交AB于E，交AC于F，点P是⊙A上的一点，且∠EPF=40°，则图中阴影部分的面积是（　　）．

A．     B．     C．    D．

图（1）                          

【答案】连结AD，则AD⊥BC，

△ABC的面积是：BC•AD=×4×2=4，
∠A=2∠EPF=80°．
则扇形EAF的面积是：
故阴影部分的面积=△ABC的面积-扇形EAF的面积=．           图（2）
故选B．

3.（2020•山西模拟）如图，已知⊙O是△ABC的外接圆，AC是直径，∠A=30°，BC=2，点D是AB的中点，连接DO并延长交⊙O于点P，过点P作PF⊥AC于点F．

（1）求劣弧PC的长；（结果保留π）

（2）求阴影部分的面积．（结果保留π）．

【答案与解析】 

解：（1）∵点D是AB的中点，PD经过圆心，

∴PD⊥AB，

∵∠A=30°，

∴∠POC=∠AOD=60°，OA=2OD，

∵PF⊥AC，

∴∠OPF=30°，

∴OF=OP，

∵OA=OC，AD=BD，

∴BC=2OD，

∴OA=BC=2，

∴⊙O的半径为2，

∴劣弧PC的长===π；

（2）∵OF=OP，

∴OF=1，

∴PF==，

∴S阴影=S扇形﹣S△OPF=﹣×1×=π﹣．

【总结升华】本题考查了垂径定理的应用,弧长公式以及扇形的面积公式等知识，求得圆的半径和扇形的圆心角的度数是解题的关键．

类型二、组合图形面积的计算

4．（2020•槐荫区三模）如图，AB是⊙O的直径，弦CD⊥AB，垂足为E，∠CDB=30°，CD=2，求图中阴影部分的面积．

【答案与解析】

解：∵AB是⊙O的直径，弦CD⊥AB，

∴CE=．

∵∠CDB=30°，

∴∠COE=60°，

在Rt△OEC中，OC==2，

∵CE=DE，

∠COE=∠DBE=60°

∴Rt△COE≌Rt△DBE，

∴S阴影=S扇形OBC=π×OC2=π×4=π．

【总结升华】本题考查了垂径定理，扇形的面积等，解此题的关键是求出扇形和三角形的面积．