1. 设半圆的半径为\(r\):
已知半圆的直径\(AB = 2r\),因为\(\angle ADB = 90^{\circ}\)(直径所对的圆周角是直角)。
由于\(AB = 2r\),\(AD = r\),根据勾股定理\(BD=\sqrt{AB^{2AD^{2}}=\sqrt{(2r)^{2r^{2}}=\sqrt{3}r\)。
2. 计算扇形\(ADE\)的面积\(S_{1}\):
因为\(\triangle ABD\)中,\(\cos\angle BAD=\frac{AD}{AB}=\frac{r}{2r}=\frac{1}{2}\),所以\(\angle BAD = 60^{\circ}\)。
扇形\(ADE\)的圆心角\(\angle DAE=120^{\circ}\),根据扇形面积公式\(S=\frac{n\pi R^{2}}{360}\)(这里\(n = 120\),\(R = r\)),则扇形\(ADE\)的面积\(S_{1}=\frac{120\pi r^{2}}{360}=\frac{1}{3}\pi r^{2}\)。
3. 计算\(\triangle ADC\)的面积\(S_{2}\):
因为\(\angle CAD = 60^{\circ}\),\(AD = r\),\(CD=\frac{\sqrt{3}}{3}r\)(\(\triangle ADC\)是\(30^{\circ60^{\circ90^{\circ}\)三角形)。
则\(S_{2}=\frac{1}{2}AD\times CD=\frac{1}{2}r\times\frac{\sqrt{3}}{3}r=\frac{\sqrt{3}}{6}r^{2}\)。
4. 计算阴影部分面积\(S\):
阴影部分面积\(S = S_{1S_{2}=\frac{1}{3}\pi r^{2\frac{\sqrt{3}}{6}r^{2}=r^{2}(\frac{\pi}{3\frac{\sqrt{3}}{6})\)。
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