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  • (1)操作:如圖1所示,O是邊長為a的正方形ABCD的中心,將一塊半徑足夠長,圓心角為直角的扇形紙板的圓心放在O處,并將紙板繞O點旋轉(zhuǎn),求證:正方形ABCD的邊被紙板覆蓋部分的總長度為

    (1)操作:如圖1所示,O是邊長為a的正方形ABCD的中心,將一塊半徑足夠長,圓心角為直角的扇形紙板的圓心放在O處,并將紙板繞O點旋轉(zhuǎn),求證:正方形ABCD的邊被紙板覆蓋部分的總長度為定值a.
    (2)嘗試:如圖2、3,將一塊半徑足夠長的扇形紙板的圓心角放在邊長為a的正三角形或邊長為a的正五邊形的中心點處,并將紙板繞O旋轉(zhuǎn).當扇形紙板的圓心角為 ___ 時,正三角形邊被紙覆蓋部分的總長度為定值a;當扇形紙板的圓心角為 ___ 時,正五邊形的邊長被紙板覆蓋部分的總長度也為定值a.
    (3)探究:一般地,將一塊半徑足夠長的扇形紙板的圓心放在邊長為a的正n邊形的中心O點處,若將紙板繞O點旋轉(zhuǎn),當扇形紙板的圓心角為 ___ 時,正n邊形的邊被紙板覆蓋部分的總長度為定值a.

    數(shù)學人氣:723 ℃時間:2020-04-24 16:33:05
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)如圖所示,不妨設扇形紙板的兩邊與正方形的邊AB、AD分別交于點M、N,
    連結(jié)OA、OD.
    ∵四邊形ABCD是正方形
    ∴OA=OD,∠AOD=90°,∠MAO=∠NDO=45°,
    又∵∠MON=90°,
    ∴∠AOM=∠DON,
    在△AMO與△DNO中,
    ∠MAO=∠NDO
    OA=OD
    ∠AOM=∠DON
    ,
    ∴△AMO≌△DNO(ASA),
    ∴AM=DN,
    ∴AM+AN=DN+AN=AD=a.
    特別地,當點M與點A(點B)重合時,點N必與點D(點A)重合,
    此時AM+AN仍為定值a.
    故總有正方形的邊被紙板覆蓋部分的總長度為定值a.
    (2)在等邊△ABC中,連接OB,OC,當△OCE≌△OBD時,有OD+OE+CD+CE+OB+OC+BC為定值.此時∠DOE=∠BOC=360°÷3=120°.
    同理在正五邊形中,∠FOG=∠DOE=360°÷5=72°.
    (3)由(1)、(2)可知,圓心角為
    360°
    n
    是定值.
    故答案為:120°;72°;
    360°
    n
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