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初一数学·约 8 分钟·图文讲解

第5题 · 补齐同半径的圆,求得r=12

45°把同一个圆等分成8份,每份面积18π,整圆144π。用πr²=144π得到r²=144,再由12×12=144和半径为正,求r=12;比较面积份额要保持同半径。

题目

某扇形的圆心角是 45°,面积为 18π,则该扇形的半径是________。

答案:12。先把45°这一份补成同半径的整圆,求整圆面积,再由圆面积求半径。

先认清对象:扇形由圆的两条半径和它们之间相应的一段圆弧围成。圆心角的顶点在圆心;两条半径的长度就是扇形的半径。这里把所求半径记作r,它也是补成后整圆的半径。

45°r
教学示意:8份可绕圆心转动重合,面积相等。带角度数字的这一份占整圆1/8,面积18π;整圆面积144π,半径r=12。半径用r表示,数值由讲解中的计算关系得出;原题未给图,未指定长度单位。

①先把“一份”与“整体”分清

同半径的整圆有8个这样的45°扇形,因此这一份占:

45∘360∘=18.\frac{45^\circ}{360^\circ}=\frac18.

18π是这一份的面积,不是整圆面积。补全的是同一个半径的圆,不能另外换一个大小不同的圆。

②由这一份面积还原整圆

8份面积相等,每份18π,所以整圆面积:

S整圆=18π×8=144π.S_{\text{整圆}}=18\pi\times8=144\pi.

这里乘8的依据是“8份相同的一份合起来”,不是看到45°就背一个乘8的口诀。

③从πr²回到半径

圆面积是πr²,现在已求得144π。两边含有同一个非零常数π,同除以π:

r2=144,r=12.r^2=144,\qquad r=12.

为什么取12?12×12=144,而且半径是正的长度。不必先学一般的开平方方法,也能用这组已知乘法核对。即使知道(−12)²也等于144,−12也不能作半径。

原题没有指定长度单位,答案写12,不额外添加“厘米”。π在计算中保留为同一个常数,没有必要先取3.14近似。

把理由带走:角度比面积,先认同一个圆

在同一个圆里,圆心角占整周的几分之几,扇形就占整圆面积的几分之几。这是“扇形面积”和“整圆面积”的对应桥梁。

题目若给扇形面积、要求半径,可以按“确认同半径的整圆 → 求圆心角份额 → 还原圆面积 → 求正半径”推进。若半径也改变,就不能只看圆心角的倍数来比两个扇形的面积。

自测:算一次,再检查改变条件

①计算(自编变式):圆心角120°的扇形面积是27π,半径是多少?先说清它占同半径整圆的哪一份,再计算。

②判断并说明条件:从本题的r=12、45°扇形出发,把圆心角改成90°。A:半径保持12时,扇形面积是原来的2倍;B:如果半径同时改成6,扇形面积仍是原来的2倍。这两句话各对不对?

展开自测答案与两个条件对照图

①120°占整周的1/3,整圆面积27π×3=81π,因此r²=81;9×9=81,半径为正,r=9。

②A正确。半径不变,整圆面积仍是144π;90°占1/4,扇形面积144π×1/4=36π,恰好是18π的2倍。

90°r
教学示意:4份可绕圆心转动重合,面积相等。带角度数字的这一份占整圆1/4,面积36π;整圆面积144π,半径r=12。半径用r表示,数值由讲解中的计算关系得出;原题未给图,未指定长度单位。

B错误。半径变为6,整圆面积已变成π×6²=36π;再取这个新圆的1/4,扇形面积是9π。它是原来18π的一半,不能继续说成2倍。

同一长度比例:外圈虚线是原圆,r=12;内圈实线是新圆,r=6。高亮为新圆的90°扇形,面积9π。半径减半时,整圆面积变为原来的1/4;再取新圆的1/4,得到9π。

两次90°都占各自圆的1/4,但两个整圆大小不同。判断能否只按角度比面积,要先检查半径是否保持相同。

配套真题:同一份额关系,换成正向求面积

2022·广东·第15题。本题从扇形面积反求半径,下面的真题给半径求扇形面积;使用的是同一条“整圆面积×圆心角份额”的关系。原卷为填空题,没有选项或附图。

扇形的半径为2,圆心角为90°,则该扇形的面积(结果保留π)为________。

展开真题答案与教学示意

答案π。半径2的整圆面积是π×2²=4π,90°占整周1/4,所以扇形面积4π×1/4=π。

90°r
教学示意:4份可绕圆心转动重合,面积相等。带角度数字的这一份占整圆1/4,面积π;整圆面积4π,半径r=2。真题原卷无图;这是解析示意,独立缩放,不与其它图的画面大小比较半径。

这张图是解析示意,原卷第15题没有图;半径以文字给定的2为准,不拿不同示意图的画面大小比较半径。

2022年广东省中考数学原卷排版预览(第2页第15题),原卷版文本。