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『陰影面積計(jì)算』對(duì)于這些“小升天”題目,我的見解與解法(Part 1)

2022-05-28 03:29 作者:げいしも_蕓  | 我要投稿

這篇專欄的靈感來源是我很久以前看到的一張關(guān)于錯(cuò)題、超綱題的圖片:

我們主要解決這部分內(nèi)容:

本次解決內(nèi)容(前三)

這次我們先解決前三個(gè)圖的陰影部分面積,后三個(gè)以后再弄(其實(shí)是因?yàn)閼校ǎ專?/p>

由于原圖中未給出相關(guān)數(shù)據(jù),為便于計(jì)算,此處我們自行規(guī)定:圖1,2,3中正方形邊長(zhǎng)均為10。

P.S.下文中統(tǒng)一使用角度制,并使用G/B/O+題號(hào)的方式表示綠/藍(lán)/橙色部分面積

那么,直接開始吧!

—————————分割線————————

(1)

從第一張圖開始,顯然使用純幾何是不好操作的,于是我們先建系,順便連上輔助線

建系結(jié)果

通過圓的方程不難得到A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo):

坐標(biāo)

這么作輔助線的目的是:我們只需求出左上部分月牙形綠色部分面積,即可簡(jiǎn)單求出綠色總面積與藍(lán)色部分面

顯然:

G1=2(扇形AOB-(扇形ADB-2△AOD))

分解出這些就容易了,關(guān)鍵就在于扇形面積,我們無法求出圓心角的精確度數(shù)。這時(shí),我們可以用另一個(gè)東西來表示其圓心角度數(shù):

反三角函數(shù)

此時(shí),我們令∠AOC=d1,∠ADC=d11,通過計(jì)算不難得到:

d1=arcsin(√14/4),d11=arcsin(√14/8)

知道d1和d2的度數(shù)后,自然就能很容易地求出G1和B1的面積了,這里不做過多闡述,直接給出結(jié)果:

面積(1)

繼續(xù)

—————————分割線————————

(2)

一樣,先建系

圖2-1

容易得到:A(4,8)

令∠OBA=d2,∠OCA=d22

得到:

d2=180-arctan(4/3),d22=arctan(4/3)

有:

B2=扇形OBA+扇形OCA-△OBA-△OCA

G2=(25π/2)-B2

O2=100-25π-G2

通過計(jì)算可以得到:

面積(2)

下一個(gè)

—————————分割線————————

(3)

來解題,我只干三件事,建系,建系,還是tm的建系!

圖3-1

易得:P(4,8)? Q(4,2) R(10-5√3,5)

d3=∠PUQ=2arctan(3/4)

d33=∠PVR=60-arctan(3/4)

B3=扇形PUQ-△PUQ+2(扇形PVR-△PVR)+△PQR

G3=B2-B3

計(jì)算得到:

面積(3)

好了,這篇專欄所要做的到此結(jié)束。這三道題中,我認(rèn)為第三題的輔助線相比于其他題而言要更難想一點(diǎn)(也可能是我自己的問題)

至于后面三張...之后再說吧,Part 2肯定會(huì)出的,不過什么時(shí)候出就不一定了。反正不會(huì)超過一星期的,到時(shí)候再看吧,反正有空就做。

輔助軟件:Desmos

官網(wǎng):www.desmos.com

感謝閱讀本專欄,本系列專欄將不定時(shí)更新

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