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如图1、图2分别是两个相同正方形、正六边形,其中一个正多边形的顶点在另一个正多边...

如图1、图2分别是两个相同正方形、正六边形,其中一个正多边形的顶点在另一个正多边形外接圆圆心O处.
(1)求图1中,重叠部分面积与阴影部分面积之比;
(2)求图2中,重叠部分面积与阴影部分面积之比(直接出答案);
(3)根据前面探索和图3,你能否将本题推广到一般的正n边形情况,(n为大于2的偶数)若能,写出推广问题和结论;若不能,请说明理由.
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可先根据两个图形的特殊位置得到结果,然后证明一般的情况下结果相同,把问题转化为证明图形全等. 【解析】 (1)方法一: 连接OA,OB,过点O作OM⊥AB,垂足为M. ∵点O是正方形ABCD外接圆圆心, ∴OA=OB. ∵正方形ABCD, ∴OM=AB, ∴S△ABO=S正方形ABCD.(1分) ∵∠AOB=90°, ∴∠OAF=∠OBE=45度.(2分) 又∵∠A'OC'=90°,∠AOF+∠A'OB=∠A'OB+∠BOE=90°, ∴∠AOF=∠BOE. ∴△AOF≌△BOE.(3分) ∴S△AOF=S△BOE. ∴重叠部分面积=S△BOF+S△BOE=S△BOF+S△AOF=S△ABO=S正方形ABCD. ∴S阴影=S正方形ABCD. ∴重叠部分面积与阴影部分面积之比为1:3.(4分) 方法二:过正方形ABCD的外接圆圆心O分别作OM⊥AB,ON⊥BC,垂足分别为M,N. ∵正方形ABCD, ∴AB=BC,∴OM=ON=AB.(1分) ∵∠ABC=90°, ∴四边形MBNO为矩形. ∵OM=ON, ∴四边形MBNO为正方形. ∴S正方形MBNO=S正方形ABCD.(2分) ∵∠FOE=90°, ∴∠FOM+∠MOE=∠MOE+∠EON=90度. ∴∠FOM=∠EON. ∴△FOM≌△EON.(3分) ∴S△FOM=S△EON. ∴重叠部分面积=S△FOM+S四边形MBEO=S四边形MBEO+S△EON=S正方形MBNO=S正方形ABCD. ∴S阴影=S正方形ABCD. ∴重叠部分面积与阴影部分面积之比为1:3.(4分) (2)1:2;(5分) (3)n边形的每一个内角度数=,阴影部分对应的中心角=360°-=, 两个相同正n边形重叠部分面积与阴影部分面积之比=:=(n-2):(n+2). 但当边数超过六以后,正多边形的边长小于半径,因而结论不适合推广.(7分)
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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