格物学 第五章 三角函数弧度制

弧长公式及扇形面积公式的两种表示-弧度制知识点教师选题基础单选题自测题解析-甘肃省等高一数学必修,平均正确率66.0%

2025-08-30
弧长公式及扇形面积公式的两种表示-弧度制知识点教师选题基础单选题自测题解析-甘肃省等高一数学必修,平均正确率66.0%
1、['扇形弧长公式', '弧长公式及扇形面积公式的两种表示']

正确率80.0%已知某扇形的面积和弧长的数值都是$${{2}{,}}$$则该扇形圆心角的弧度数为(

D

A.$${{4}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{1}}$$

2、['弧长公式及扇形面积公式的两种表示']

正确率80.0%已知扇形面积为$${{8}}$$,扇形的圆心角为$${{2}{r}{a}{d}}$$,扇形的周长为$${{(}{)}}$$

A.$${{8}{\sqrt {2}}}$$

B.$${{4}{\sqrt {2}}}$$

C.$${{8}}$$

D.$${{2}}$$

3、['弧长公式及扇形面积公式的两种表示']

正确率40.0%已知一扇形的周长为$${{2}{0}{c}{m}}$$,当这个扇形的面积最大时,半径$${{R}}$$的值为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{4}{c}{m}}$$

B.$${{5}{c}{m}}$$

C.$${{6}{c}{m}}$$

D.$${{7}{c}{m}}$$

4、['弧长公式及扇形面积公式的两种表示']

正确率80.0%svg异常,非svg图片

B

A.$${{6}}$$平方米

B.$${{9}}$$平方米

C.$${{1}{2}}$$平方米

D.$${{1}{5}}$$平方米

5、['弧长公式及扇形面积公式的两种表示']

正确率40.0%

《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,卷一《方田》 $${{[}}$$ 三三 $${{]}{{:}{"}}}$$ 今有宛田 $${{;}}$$ 下周三十步,径十六步 $${{.}}$$ 问为田几何 $${{?}{"}}$$ 译成现代汉语,其意思为有一块扇形的田,弧长 $${{3}{0}}$$ 步,其所在圆的直径是 $${{1}{6}}$$ 步,问这块田的面积是多少 $${{(}}$$ 平方步 $${{)}{?}{(}{)}}$$

A

A.$${{1}{2}{0}}$$

B.$${{2}{4}{0}}$$

C.$${{3}{6}{0}}$$

D.$${{4}{8}{0}}$$

6、['弧长公式及扇形面积公式的两种表示']

正确率80.0%《九章算术》是我国古代数学成就的杰出代表,其中《方田》章有弧田面积计算问题,计算术曰:以弦乘矢,矢又自乘,并之,二而一$${{.}}$$其大意是,弧田面积计算公式为:弧田面积$$= \frac{1} {2} \cdot( \nparallel\times\ddag+\ddag\times\ddag)$$,弧田是由圆弧$${{(}}$$简称为弧田弧$${{)}}$$和以圆弧的两端为顶点的线段$${{(}}$$简称为弧田弦$${{)}}$$围成的平面图形,公式中“弦”指的是弧田弦的长,“矢”等于弧田弧所在圆的半径与圆心到弧田弦的距离之差$${{.}}$$现有一弧田,其弦长$${{A}{B}}$$等于$${{6}}$$米,其弧所在圆为圆$${{O}}$$,若用上述弧田面积计算公式算得该弧田的面积为$$\frac{7} {2}$$平方米,则$$\operatorname{c o s} \angle A O B=( \it{\phi} )$$

A

A.$$\frac{7} {2 5}$$

B.$$\frac{3} {2 5}$$

C.$$\frac{1 2} {2 5}$$

D.$$\frac2 {2 5}$$

7、['弧长公式及扇形面积公式的两种表示']

正确率40.0%已知在扇形$${{A}{O}{B}}$$中,$$\angle A O B=4$$,弦$${{A}{B}}$$的长为$${{2}}$$,则该扇形的周长为$${{(}{)}}$$

D

A.$$\frac{4} {\operatorname{s i n} 1}$$

B.$$\frac{6} {\operatorname{s i n} 1}$$

C.$$\frac{4} {\operatorname{s i n} 2}$$

D.$$\frac6 {\operatorname{s i n} 2}$$

8、['弧长公式及扇形面积公式的两种表示']

正确率80.0%svg异常,非svg图片

A

A.$$\frac{{\sqrt5}-1} {2}$$

B.$$\frac{\sqrt{5}+1} {4}$$

C.$$\sqrt{5}-2$$

D.$$\frac{\sqrt{2 \sqrt{5}-2}} {2}$$

9、['弧长公式及扇形面积公式的两种表示']

正确率80.0%已知一个扇形的周长为$${{8}}$$,则当该扇形的面积取得最大值时,圆心角大小为$${{(}{)}}$$

A.$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$

B.$$\frac{\pi} {4}$$

C.$$\begin{array} {l l} {\frac{3} {2}} \\ \end{array}$$

D.$${{2}}$$

10、['弧长公式及扇形面积公式的两种表示']

正确率60.0%《九章算术》中《方田》章有弧田面积计算问题,术日:以弦乘矢,矢又自乘,并之,二而一$${{.}}$$其大意是弧田面积计算公式为:弧田面积$$= {\frac{1} {2}} ($$弦$${{×}}$$矢$${{+}}$$矢$${{×}}$$矢$${{)}{.}}$$弧田是由圆弧$${{(}}$$弧田弧$${{)}}$$及圆弧两端点的弦$${{(}}$$弧田弦$${{)}}$$围成的平面图形,公式中的“弦”指的是弧田弦的长,“矢”指的是弧田所在圆的半径与圆心到孤田弦的距离之差,现有一弧田,其矢长等于$${{8}}$$米,若用上述弧田面积计算公式算得该弧田的面积为$${{1}{2}{8}}$$平方米,则其弧田弧所对圆心角的正弦值为$${{(}{)}}$$

B

A.$$\frac{6 0} {1 6 9}$$

B.$$\frac{1 2 0} {1 6 9}$$

C.$${\frac{1 1 9} {1 6 9}}$$

D.$$\frac{5 9} {1 6 9}$$

1. 已知扇形面积和弧长数值均为2,设圆心角为$$\theta$$,半径为$$r$$。

面积公式:$$S = \frac{1}{2} \theta r^2 = 2$$

弧长公式:$$L = \theta r = 2$$

联立方程:$$\frac{1}{2} \theta r^2 = \theta r$$

化简:$$\frac{1}{2} r = 1$$,得$$r = 2$$

代入弧长公式:$$\theta \times 2 = 2$$,得$$\theta = 1$$

答案:D.$$1$$

2. 已知扇形面积$$S = 8$$,圆心角$$\theta = 2$$ rad。

面积公式:$$S = \frac{1}{2} \theta r^2$$

代入:$$8 = \frac{1}{2} \times 2 \times r^2$$,得$$r^2 = 8$$,$$r = 2\sqrt{2}$$

弧长:$$L = \theta r = 2 \times 2\sqrt{2} = 4\sqrt{2}$$

周长:$$C = 2r + L = 2 \times 2\sqrt{2} + 4\sqrt{2} = 8\sqrt{2}$$

答案:A.$$8\sqrt{2}$$

3. 扇形周长$$C = 2R + L = 20$$,其中$$L = \theta R$$。

面积$$S = \frac{1}{2} \theta R^2 = \frac{1}{2} L R$$

由周长得:$$L = 20 - 2R$$

代入面积:$$S = \frac{1}{2} R (20 - 2R) = 10R - R^2$$

求最大值:$$S = - (R^2 - 10R) = - [(R - 5)^2 - 25] = 25 - (R - 5)^2$$

当$$R = 5$$时,面积最大。

答案:B.$$5cm$$

4. 题目描述不完整,无法解析。

5. 弧长$$L = 30$$步,直径$$d = 16$$步,半径$$r = 8$$步。

由弧长公式:$$L = \theta r$$,得$$\theta = \frac{30}{8} = \frac{15}{4}$$

面积公式:$$S = \frac{1}{2} \theta r^2 = \frac{1}{2} \times \frac{15}{4} \times 64 = \frac{1}{2} \times 15 \times 16 = 120$$

答案:A.$$120$$

6. 弦长$$AB = 6$$米,面积$$S = \frac{7}{2}$$平方米。

弧田面积公式:$$S = \frac{1}{2} (\text{弦} \times \text{矢} + \text{矢}^2)$$

设矢为$$h$$,则$$\frac{1}{2} (6h + h^2) = \frac{7}{2}$$

化简:$$6h + h^2 = 7$$,即$$h^2 + 6h - 7 = 0$$

解得$$h = 1$$(舍去负值)

设圆半径$$R$$,弦心距$$d = R - h = R - 1$$

由弦长公式:$$\frac{AB}{2} = 3 = R \sin \frac{\theta}{2}$$

且$$d = R \cos \frac{\theta}{2} = R - 1$$

$$\cos \angle AOB = \cos \theta = 2 \cos^2 \frac{\theta}{2} - 1$$

由$$R^2 = d^2 + 3^2$$得:$$R^2 = (R - 1)^2 + 9$$

展开:$$R^2 = R^2 - 2R + 1 + 9$$,得$$2R = 10$$,$$R = 5$$

则$$d = 4$$,$$\cos \frac{\theta}{2} = \frac{d}{R} = \frac{4}{5}$$

$$\cos \theta = 2 \times (\frac{4}{5})^2 - 1 = \frac{32}{25} - 1 = \frac{7}{25}$$

答案:A.$$\frac{7}{25}$$

7. 圆心角$$\angle AOB = 4$$ rad,弦长$$AB = 2$$。

弦长公式:$$AB = 2R \sin \frac{\theta}{2} = 2R \sin 2$$

得$$R = \frac{1}{\sin 2}$$

弧长$$L = \theta R = 4 \times \frac{1}{\sin 2} = \frac{4}{\sin 2}$$

周长$$C = 2R + L = \frac{2}{\sin 2} + \frac{4}{\sin 2} = \frac{6}{\sin 2}$$

答案:D.$$\frac{6}{\sin 2}$$

8. 题目描述不完整,无法解析。

9. 扇形周长$$C = 2R + L = 8$$,其中$$L = \theta R$$。

面积$$S = \frac{1}{2} \theta R^2 = \frac{1}{2} L R$$

由周长得:$$L = 8 - 2R$$

代入面积:$$S = \frac{1}{2} R (8 - 2R) = 4R - R^2$$

求最大值:$$S = - (R^2 - 4R) = - [(R - 2)^2 - 4] = 4 - (R - 2)^2$$

当$$R = 2$$时面积最大,此时$$L = 8 - 4 = 4$$

圆心角$$\theta = \frac{L}{R} = \frac{4}{2} = 2$$ rad

答案:D.$$2$$

10. 矢长$$h = 8$$米,面积$$S = 128$$平方米。

弧田面积公式:$$S = \frac{1}{2} (\text{弦} \times h + h^2)$$

代入:$$128 = \frac{1}{2} (\text{弦} \times 8 + 64)$$

化简:$$256 = 8 \times \text{弦} + 64$$,得$$\text{弦} = \frac{192}{8} = 24$$米

设圆半径$$R$$,弦心距$$d = R - h = R - 8$$

由弦长公式:$$\frac{\text{弦}}{2} = 12 = R \sin \frac{\theta}{2}$$

且$$d = R \cos \frac{\theta}{2} = R - 8$$

由$$R^2 = d^2 + 12^2$$得:$$R^2 = (R - 8)^2 + 144$$

展开:$$R^2 = R^2 - 16R + 64 + 144$$,得$$16R = 208$$,$$R = 13$$

则$$\sin \frac{\theta}{2} = \frac{12}{13}$$,$$\cos \frac{\theta}{2} = \frac{5}{13}$$

$$\sin \theta = 2 \sin \frac{\theta}{2} \cos \frac{\theta}{2} = 2 \times \frac{12}{13} \times \frac{5}{13} = \frac{120}{169}$$

答案:B.$$\frac{120}{169}$$

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