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1.从13:00到当天13:25,某时钟的分针转动的弧度为( )
A. B.
C.- D.-
解析:选C.因为分针是按照顺时针方向旋转,所以转动的角为负角,所以分针转动的弧度为-π=-.故选C.
2.在半径为9的圆中,100°的圆心角所对弧长为( )
A.900 B.5π
C.π D.10π
解析:选B.100°=×100=,则所对弧长为×9=5π.故选B.
3.与终边相同的角的表达式中,正确的是( )
A.45°+2kπ,k∈Z B.k·360°+,k∈Z
C.k·360°+315°,k∈Z D.2kπ-,k∈Z
解析:选D.在同一个表达式中,角度制与弧度制不能混用,所以A,B错误;与终边相同的角可以写成2kπ+(k∈Z)的形式,当k=-2时,2kπ+=-,315°换算成弧度制为,所以C错误,D正确.故选D.
4.如图所示,已知⊙O的一条劣弧的长等于该圆内接正三角形ABC的边长,则从OA顺时针旋转到OE所形成的角α的弧度数是( )
A. B.-
C. D.-
解析:选D.设⊙O的半径为r,劣弧的长为l,过圆心O作OD⊥AB于点D,则D为AB边的中点.因为AO=r,∠OAD=30°,AD=r·cos 30°=r,所以边长AB=2AD=r,所以劣弧的长l=AB=r.又α是负角,所以α=-=-=-.故选D.
5.《九章算术》是中国古代的数学名著,其中《方田》一章涉及了弧田面积的计算问题.如图所示,弧田是由弧AB和弦AB所围成的图中阴影部分,若弧田所在圆的半径为6,圆心角为,则此弧田的面积为( )
A.12π-9 B.9π-12
C.12π-3 D.12π
解析:选A.由题意得,扇形半径r=6,圆心角α=,扇形面积为αr2=××62=12π,设点C为AB的中点,连接OC,则OC⊥AB,由∠AOB=,有∠OAC=,得OC=3,AC=3,S△AOB=AB·OC=×6×3=9,所以此弧田的面积为12π-9.故选A.
6.(多选)若角α的终边与角的终边关于x轴对称,且α∈(-2π,2π),则α的值可能为( )
A.- B.-
C. D.
解析:选AD.因为角α的终边与角的终边关于x轴对称,所以α=-+2kπ,k∈Z,又因为α∈(-2π,2π),所以当k=0时,α=-;当k=1时,α=.故选AD.
7.把下列各角度与弧度进行互化.
(1)18°=________;(2)π=________.
解析:(1)18°=18×=.
(2)π=×180°=54°.
答案:(1) (2)54°
8.已知弧长为π的弧所对的圆心角为20°,则这条弧所在圆的半径为________.
解析:由于20°=,所以根据弧长公式得这条弧所在圆的半径为=9.
答案:9
9.工艺扇面是中国书画的一种常见表现形式.如图所示,已知扇面展开后形成一个中心角为的扇环,其中扇环的外圆半径为30 cm,内圆半径为10 cm,某同学准备用布料制作这样一个扇面,若不计损耗,则需要布料________cm2.
解析:由题意可知,扇环的面积为S=××(302-102)=300π(cm2).
答案:300π
10.如图,用弧度表示顶点在原点,始边重合于x轴的非负半轴,终边落在阴影部分内的角的集合(不包括边界).
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解:(1)如题图1,以OA为终边的角为+2kπ(k∈Z);以OB为终边的角为-+2kπ(k∈Z),所以题图1中阴影部分内的角的集合为{α|-+2kπ<α<+2kπ,k∈Z}.
(2)如题图2,以OA为终边的角为+2kπ(k∈Z);以OB为终边的角为+2kπ(k∈Z).
不妨设题图2中右边阴影部分所表示的集合为M1,左边阴影部分所表示的集合为M2,
则M1={α|2kπ<α<+2kπ,k∈Z},
M2={α|+2kπ<α<π+2kπ,k∈Z}.
所以题图2中阴影部分内的角的集合为M1∪M2={α|2kπ<α<+2kπ或+2kπ<α<π+2kπ,k∈Z}.
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11.如图,分别以边长为3的正五边形ABCDE的顶点C,D为圆心,边长为半径画弧,两弧交于点F,则的长为( )
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A. B.
C. D.π
解析:选A.如图,连接CF,DF,由题得△CDF为等边三角形,所以∠FCD=,又∠BCD==,
所以∠BCF=∠BCD-∠FCD=-=,所以=×3=.故选A.
12.(多选)已知某扇形的弧长为3π,圆心角为,则( )
A.该扇形的半径为6π
B.该扇形的周长为9π
C.该扇形的面积为9π
D.该扇形的面积为9π2
解析:选AD.设该扇形所在圆的半径为r,弧长为l,圆心角为α,
则r===6π,A正确;
该扇形的周长为6π+6π+3π=15π,B错误;
该扇形的面积为××(6π)2=9π2,C错误,D正确.故选AD.
13.以等边三角形的每个顶点为圆心,边长为半径,在另两个顶点间作一段弧,三段弧围成的曲边三角形弧就是勒洛三角形.如图,已知正三角形ABC的边长为2,则图中勒洛三角形的面积与周长之比为________.
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解析:由题意易知以点A,B,C为圆心,圆弧BC,AC,AB所对的扇形面积各为××22=,等边三角形ABC的面积为×2×=,所以题图中勒洛三角形的面积是×3-2×=2π-2,周长为×2×3=2π,故题图中勒洛三角形的面积与周长之比为1-.
答案:1-
14.已知角α=2 040°.
(1)将α改写成β+2kπ(k∈Z,0≤β<2π)的形式,并指出α是第几象限角;
(2)在区间[-5π,0)上找出与α终边相同的角.
解:(1)α=2 040°=2 040×=,
又=+5×2π,所以α=+5×2π,
所以α与的终边相同,又π<<,
因此α是第三象限角.
(2)与α终边相同的角可以写成γ=+2kπ,k∈Z,又γ∈[-5π,0),
所以当k=-3时,γ=-π;
当k=-2时,γ=-π;
当k=-1时,γ=-π.
所以在区间[-5π,0)上与α终边相同的角为-π,-π,-π.
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15.密位制是度量角的一种方法.把一周角等分为6 000份,每一份叫做1密位的角.以密位作为角的度量单位,这种度量角的单位制,叫做角的密位制.在角的密位制中,采用四个数码表示角的大小,单位名称密位二字可以省略不写.密位的写法是在百位数字与十位数字之间画一条短线,如7密位写成“0-07”,478密位写成“4-78”,1周角等于6 000密位,记作1周角=60-00,1直角=15-00,如果一个半径为3的扇形,它的面积为π,则其圆心角用密位制表示为( )
A.14-40 B.12-50
C.4-00 D.2-00
解析:选D.依题意,设扇形所对的圆心角为α,α所对的密位为n,
则α×32=π,解得α=π,
由题意可得=,
解得n=×6 000=200,
因此该扇形圆心角用密位制表示为2-00.故选D.
16.如图,有一个扇环形花圃ABCD,外圆弧的半径是内圆弧半径的两倍,周长为定值2l,圆心角的绝对值为α(0<α<π).
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(1)当α为多少弧度时,扇环面积最大,并求出最大面积;
(2)当α=2时,求的中点E到弦BC的距离.
解:(1)延长BA,CD相交于点O,设内圆弧半径为r,
则AB=CD=OA=OD=r,所以=rα,=2rα,
所以rα+2rα+2r=2l,则r=,
所以S扇环=S扇形OBC-S扇形OAD
=×2rα×2r-×rα×r=αr2
=≤=,
当且仅当9α=,即α=(负值已舍去)时,S扇环取得最大值,最大值为.
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(2)连接OE,设OE交BC于点F,则由垂径定理得OE⊥BC,则的中点E到弦BC的距离为EF,
∠BOE=∠BOC=1,
由(1)知,r===,
所以OF=cos 1,
所以EF=OE-OF=2r-cos 1=(1-cos 1).
所以点E到弦BC的距离为(1-cos 1).