五年级奥数题解第二讲《不规则图形面积的计算(二)》

第二讲不规则图形面积的计算（二）不规则图形的另外一种情况，就是由圆、扇形、弓形与三角形、正方形、长方形等规则图形组合而成的，这是一类更为复杂的不规则图形，为了计算它的面积，常常要变动图形的位置或对图形进行适当的分割、拼补、旋转等手段使之转化为规则图形的和、差关系，同时还常要和“容斥原理”合并使用才能解决。例1：如下图（1），在一个正方形内，以正方形的三条边为直径向内作三个半圆，求阴影部分的面积。(1)(2)解法一：把上图靠下边的半圆换成（面积与它相等）右边的半圆，得到图（2）。这时，右图中阴影部分与不含阴影部分的大小形状完全一样，因此它们的面积相等。所以上图中阴影部分的面积等于正方形面积的一半。解法二：将上半个“弧边三角形”从中间切开，分别补贴在下半圆的上侧边上，如图（3）所示。阴影部分的面积是正方形面积的一半。(3)(4)解法三：将下面的半圆从中间切开，分别贴补在上面弧边三角形的两侧，如图（4）所示。阴影部分的面积是正方形的一半。例2：如下图，正方形ABCD的边长为4厘米，分别以B、D为圆心以4厘米为半径在正方形内画圆，求阴影部分面积。解：由容斥原理，S阴影=S扇形ACB＋S扇形ACD－S正方形ABCD=4×AB2×2－AB2=4×42×2－42=16×（2－1）≈16×2214.3=9.12（平方厘米）。例3：如下图，矩形ABCD中，AB=6厘米，BC=4厘米，扇形ABE半径AE=6厘米，扇形CBF的半径CB=4厘米。求阴影部分的面积。FEDCBA解：S阴景=S扇形ABE＋S扇形CBF－S矩形ABCD=41××62＋41××42－6×4=41×（36＋16）－24=13－24=15（平方厘米）（取=3）例4：如下图，直角三角形ABC中，AB是圆的直径，且AB=20厘米，如果阴影（1）的面积比阴影（2）的面积大7平方厘米，求BC长。(2)(1)CBA分析已知阴影（1）比阴影（2）的面积大7平方厘米，就是半圆面积比三角形面积大7平方厘米；又知半圆直径AB=20厘米，可以求出圆面积。半圆面积减去7平方厘米，就可求出三角形ABC的面积，进而求出三角形的高BC的长。解：BC的长=[3.14×(202)2÷2－7]×2÷20=(157－7)×2÷20=15(厘米)。例5如下图，两个正方形边长分别是10厘米和6厘米，求阴影部分的面积。(I)610GFEDCBA分析阴影部分的面积，等于底为16、高为6的直角三角形面积与图中（Ⅰ）的面积之差。而图中（Ⅰ）的面积等于边长为6的正方形面积减去14的以6为半径的圆的面积。解：S阴影=S三角形ACD－（S正方形BCDE－S扇形EBD）=211(106)6(666)24=48－9（3）=39（平方厘米）。例6如下图，将直径AB为3的半圆绕A逆时针旋转60°，此时AB到达AC的位置，求阴影部分的面积（取3）。IIISDCBA解：整个阴影部分被线段CD分为I和II两部分，以AB为直径的半圆被弦AD分成两部分，设其中AD右侧的部分面积为S，由于弓形AD是两个半圆的公共部分，去掉AD弓形后，两个半圆的剩余部分面积相等。即II=S，由于：I＋S=60°圆心角扇形ABC面积=29362，∴I＋II=92。∴阴影部分面积是92。例7如下图，ABCD是正方形，且FA=AD=DE=1，求阴影部分的面积。WNMFEDCBA解：阴影M的面积＋阴影N的面积=△BCD的面积=12，2114211111241113248115288W阴影的面积正方形面积圆面积取阴影部分的总面积例8如下图，ABC是等腰直角三角形，D是半圆周上的中点，BC是半圆的直径，且AB=BC=10，求阴影部分面积。EDCBA解：∵三角形ABC是等腰直角三角形，以AC为对角线再作一个全等的等腰直角三角形ACE，则ABCD为正方形。∴S阴影=（S正方形ABCD＋S半圆－S△ADE）÷2=（10×10＋×52÷2－12×10×15）÷2=（100＋39.25－75）÷2=64.25÷2=32.125总结：对于不规则图形面积的计算问题，一般将它转化为若干基本规则图形的组合，分析整体与部分的和、差关系，问题便得到解决。常用的基本方法有：一，相加法：这种方法是将不规则图形分解转化成几个基本规则图形，分别计算它们的面积，然后相加求出整个图形的面积。二，相减法：这种方法是将所求的不规则图形的面积看成是若干个基本规则图形的面积之差。三，直角求法：这种方法是根据已知条件，从整体出发直接出求不规则图形面积。四，重新组合法：这种方法是将不规则图形拆开，根据具体情况和计算上的需要，重新组合成一个新的图形，设法求出这个新图形面积即可。五，辅助线法：这种方法是根据具体情况在图形中添一条或若干条辅助线，使不规则图形转化成若干个基本规则图形，然后再采用相加、相减法解决即可。六，割补法：这种方法是把原图形的一部分切割下来补在图形中的另一部分，使之成为基本规则图形，从而使问题得到解决。七，平移法：这种方法是将图形中某一部分切割下来平行移动到一恰当位置，使之组合成一个新的基本规则图形，便于求出面积。八，旋转法：这种方法是将图形中某一部分切割下来之后，使之沿某一点或某一轴旋转一定角度贴补在另一图形的一侧，从而组合成一个新的基本规则的图形，便于求出面积。九，对称添补法：这种方法是作出原图形的对称图形，从而得到一个新的基本规则图形，原来图形面积就是这个新图形面积的一半。十，重叠法：这种方法是将所求的图形看成是两个或两个以上图形的重叠部分，然后运用“容斥原理”解决。习题二一，填空题（根据图中所给的数据求阴影部分面积）。二，解答题：1，如下图，大圆的直径为4厘米，求阴影部分的面积。2，如下图，大扇形半径是6厘米，小扇形半径是3厘米，求阴影部分的面积。3，如下图，三个同心圆的半径分别是2、6、10，求图中阴影部分面积占大圆面积的百分之几？4，如下图，正方形ABCD边长为1厘米，依次以A、B、C、D为圆心，以AD、BE、CF、DG为半径画出扇形，求阴影部分的面积。5，如下图（a），求阴影部分的面积。6，如下图（b），把OA分成6个等分，以O为圆心画出六个扇形，已知最小的扇形面积是10平方厘米，求阴影部分的面积。7，如下图（a），△ABC是等腰直角三角形，直角边AB=2厘米，求阴影部分的面积。8，如下图（b），半径OA=OB=OC=9厘米，∠1=∠2=15°，求阴影部分的面积。(a)(b)