這是某著名的理工大學附屬中學小升初入學分班試題,已知正方形ABCD的邊長為1釐米,求下圖中四個弓形面積之和是多少?π取3.14。圖形有點複雜,弓形面積也就是下圖中陰影部分的面積,如下圖所示:
這道小升初數學題很多同學都沒有得滿分,有的是直接不會做,看到複雜的圖形就頭暈,甚至形成怕這類難題的心理陰影。這題怎麼解呢?再看看圖形,確實比較複雜,弓形有四個,還是不同大小的,弓形對應的半徑也不知道,難住了大家。你會做嗎?請將你的方法或想法分享給大家吧。
下面我們就一起來研究一下這道得分率特別低的小升初數學題吧。我們的方法是這樣的:
首先,分析所求弓形面積如何表示。觀察圖形,四個弓形都是不同大小的,相鄰的圖形。說到弓形,我們就要第一時間想到扇形,因為弓形是扇形的一部分,如圖中所示的最大的弓形,就是扇形DGH的一部分,再仔細看看這個弓形,如何求出它的面積?發現了嗎?我們很容易發現:弓形面積=扇形面積-三角形面積。這樣我們就可以寫出弓形面積的分析表達式,如下圖所示:
其次,寫出四個弓形面積之和的表達式。我們再次觀察圖形,這種題就是要仔細觀察,分析出他們之間的關係。我們從最小的弓形開始。最小的弓形面積等於扇形ADE的面積減去三角形ADE的面積。運用相同的分析方法,可以得出其餘三個弓形面積的表達式,這樣就可以表示出這四個弓形面積之和,如下圖所示:
這個思路能理解嗎?不能的話請留言,給你解決。這裡問題又來了,扇形ADE的面積怎麼計算呢?三角形ADE的面積又怎麼計算呢?我們知道計算扇形面積必須知道對應的半徑,計算三角形的面積必須知道底和高。而題中只告訴了正方形ABCD的邊長是1釐米,即AB=BC=CD=AD=1釐米。這個條件就是我們尋找扇形半徑和三角形底和高的突破口。
因為ABCD是正方形,所以,角DAE是直角,那麼,圓弧DE對應的是直角扇形ADE,扇形ADE的面積就等於圓的面積除以4,這個圓的半徑也就是AD,並且AD=1釐米。AE是扇形ADE的半徑,所以AE=AD=1釐米。運用相同的分析方法,我們可以求出扇形BEF的半徑BE=AB+AE=1+1=2釐米,扇形CFG的半徑CF=CB+BF=CB+BE=1+2=3釐米,扇形DGH的半徑DG=DC+CG=DC+CF=1+3=4釐米。三角形ADE、三角形BEF、三角形CFG、三角形DGH都是直角三角形,並且底和高都相同,都等於對於圓的半徑。這樣我們就可以寫出這些圖形面積的公式,如下圖所示:
將扇形的半徑和三角形的底和高的數值代入上面的公式進行計算,這一步特別重要,很多同學就是因為弓形對應圓的半徑算錯了,才導致很多同學沒得滿分,使得這道題的得分率非常低。我們仔細代入數值,如下圖所示:
最後,計算出結果,為結果帶上單位,並作出答,這樣我們就可以得滿分了。如下圖所示:
以上就是我們一起研究出來的解題方法,你會做了嗎?還有什麼疑問,請在下面留言,會得到解答。如果你有更好的方法,請將你的方法寫在下面評論區分享給大家吧。