問題:已知AB=10cm,CE=2cm,求弓形的面積。
這道題做的時候會用到反三角函數,思考過程並不複雜,但是計算比較麻煩,需藉助計算器,或利用軟體來計算。
S弓形=S扇形-S△AOB
設AB=a,CE=h,半徑為R,扇形圓心角為α,∠AOE=θ.(角度都用弧度制)
S扇形=1/2αR^2
S△AOB=1/2a(R-h)
α=2θ
S弓形=θR^2-1/2a(R-h)
現在需要求出R和θ
在△AOE中,
由勾股定理可得 (a/2)^2+(R-h)^2=R^2
解得 R=(a^2+4h^2)/(8h)
由三角函數得 cosθ=(R-h)/R
θ=arccos(R-h)/R
算出R和θ代入公式即可求出。
其實我們可以還利用Excel或幾何畫板方便地求出面積
1、用Excel求弓形面積
只要把半徑、圓心角、弓形面積公式輸進去就可以了,只要公式輸對了,弦長、弓高填上數字,秒出結果。
對於這道題來說,也可以利用反正弦,但如果是優弧形成的弓形,就只能用反餘弦了,所以還是建議用反餘弦。
2、用幾何畫板求弓形面積
首先是畫圖。
(1)新建參數
菜單【數據】-【新建參數】,新建兩個距離參數。
建好後名字和距離改一下(也可以新建的時候直接改,兩個參數框也是可以隨意拖動的)。
(2)構造確定圓弧的三個點
畫一個點,然後選中第一個參數,右鍵標記距離
選中那個點,點擊菜單【變換】-【平移】
角度選0度
就得到了平移後的點,兩個點相距10cm
用同樣的方法標記弓高,平移時角度選-90度
選中上面兩個點,構造線段,然後選中線段,構造中點
把線段和上面左右兩個點隱藏,就得到了我們需要確定圓弧的三個點。
(3)畫圓弧、弓形
按逆時針順序依次選中三個點(都選中),點擊菜單【構造】-【過三點的圓弧】
選中圓弧,然後點擊菜單【構造】-【弧內部】-【弓形內部】
接下來選中弓形內部,點擊菜單【度量】-【面積】,結果就自動出來了!
咦?結果不一樣?別擔心,那是因為弓高設置成了5cm,改成2cm就OK了!
Excel和幾何畫板裡的數字都是可以隨時更改的,更改後秒出結果,是不是很方便