6道经典数学题小学生(解一道网红小学几何题)

本文解一道网红小学几何题,适合初中学历读者。

问题

如图,正方形 ABCD 边长为 1,以 A 为圆心 AD 为半径画得 BD 弧,以 BC 为直径在正方形内画得半圆,求 BD 弧与半圆相交所得阴影部分的面积。

6道经典数学题小学生(解一道网红小学几何题)(1)


方法一:几何方法

如图,弧 BD 交半圆于 E,取 BC 中点 O,连接 AE, AO, OE。

6道经典数学题小学生(解一道网红小学几何题)(2)

由于 BC 为半圆直径,则 O 为圆心。注意到 AB = AE, OB = OE,AO 为公共边,因此我们有

令 ,则

根据扇形面积的计算公式可知,扇形 ABE 面积为

扇形 OBE 面积为

四边形 ABOE 的面积为

那么阴影面积为


方法二:解析方法

如图,以 B 为原点,BC 为轴正方向建立平面直角坐标系。为了书写方便,令

那么有

6道经典数学题小学生(解一道网红小学几何题)(3)

弧 BD 的方程为

半圆 BC 的方程为

联立两个方程可解得 E 坐标为 (0.8, 0.4)。

先计算扇形上的弧 BE 与轴所围的面积 ,如下图

6道经典数学题小学生(解一道网红小学几何题)(4)

令 得

再计算半圆上的弧 BE 与轴围成的面积 ,如下图

6道经典数学题小学生(解一道网红小学几何题)(5)

令得

那么阴影部分面积为

,

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