解题思路:如图所示,设大圆的半径为R,小圆的半径为r,则图中大正方形的边长为R,小正方形的边长为r,则阴影部分的面积=R2-r2,而阴影部分的面积已知,则可以求出(R2-r2)的值; …
环形面积问题的解析
题目中给出的关键信息是:图中阴影部分的面积为40平方厘米,我们需要求解整个环形的面积。通常,这类几何问题中的“阴影部分”是一个圆环(即环形)被两条从圆心出发的半径所截得的一部分,形状类似于一个“弯月”或“扇环”。其面积可以表示为大扇形面积减去小扇形面积。设大圆半径为R,小圆半径为r,如果阴影部分对应的圆心角为θ(通常题目中隐含θ=90°,即直角扇形,或者有时是四分之一圆),那么阴影面积S_shadow = (θ/360°) × π(R² - r²)。
建立方程与求解
为了简化计算,常见的设定是阴影部分对应一个直角,即圆心角为90°(或π/2弧度)。此时,阴影面积公式简化为:S_shadow = (90°/360°) × π(R² - r²) = (1/4) × π(R² - r²)。已知S_shadow = 40 cm²,因此我们可以得到方程:(1/4) × π(R² - r²) = 40。两边同时乘以4,得到:π(R² - r²) = 160。而整个环形的面积公式正是S_ring = π(R² - r²)。所以,我们惊喜地发现,环形面积恰好等于160平方厘米。整个求解过程无需分别计算R和r的具体值,关键在于利用阴影面积与环形面积之间的比例关系。
综上所述,通过分析阴影部分的结构,建立其面积与环形面积之间的联系方程,我们可以直接推导出环形面积。最终,环形的面积为160平方厘米。这类问题巧妙地将未知半径消去,体现了数学中整体代换思想的简洁与优美。
