第一章 三角函数1 例说弧度制中的扇形问题与扇形有关的问题是弧度制中的难点,我们可以应用弧长公式 l=|α|r 和扇形面积公式 S=|α|r2解决一些实际问题,这类问题既充分体现了弧度制在运算上的优越性,又能帮助我们加深对弧度制概念的理解
下面通过几例帮助同学们分析、归纳弧度制下的扇形问题
例 1 已知扇形的圆心为 60°,所在圆的半径为 10,求扇形的弧长及扇形中该弧所在的弓形面积
解 设弧长为 l,弓形面积为 S 弓,则 α=60°=,r=10,所以 l=αr=,所以 S 弓=S 扇-S△=lr-r2sin α=50
评注 本题利用扇形面积求弓形面积,解题时要根据具体问题进行分割,再求解
例 2 扇形的半径为 R,其圆心角 α(0<α≤π)为多大时,扇形内切圆面积最大,其最大值是多少
解 如图,设内切圆半径为 r
则(R-r)sin =r,所以 r=,则内切圆的面积 S=πr2=π2=πR22
因为=,且 0<≤,所以当=,即 α=π 时,Smax=
评注 解决扇形问题要注意三角形一些性质的应用,建立相等关系,进而求解
例 3 已知扇形的周长为 30 cm,当它的半径和圆心角各取什么值时,才能使扇形的面积最大
最大面积是多少
解 设扇形的圆心角为 α,半径为 r,面积为 S,弧长为 l,则有 l+2r=30,所以 l=30-2r,从而 S=lr=(30-2r)·r=-r2+15r=-2+cm2,所以当半径 r=cm 时,扇形面积最大,为 cm2
这时 α==2
评注 本题是利用扇形面积公式建立二次函数,进而求二次函数的最值
此题是扇形周长一定时,求扇形的面积的最大值,利用此法也可以求当扇形的面积一定其周长的最小值问题
针对练习:1
扇形的周长 C 一定时,它的圆心角 θ 取何值才能使扇形面积 S 最大
最大值是多少
在扇形 AOB 中,∠AOB=90°,弧 AB