Завдання B5: площа сектора

Сьогодні ми навчимося вважати площі кіл і секторів саме в тому вигляді, в якому вони зустрічаються на цьому ЄДІ з математики. Основна проблема таких завдань B5 - ми не знаємо радіус. Більшість учнів просто губляться, коли виявляють, що коло не проходить через вузли сітки, розташовані на горизонтальних і вертикальних діаметрах.

Однак рішення є: досить вибрати будь-яку точку кола, що лежить в вузлах координатної сітки (така точка обов'язково знайдеться, інакше завдання складена некоректно), а потім за допомогою теореми Піфагора знайти квадрат радіусу цього кола.

Всі розрахунки ми будемо виконувати на прикладі наступної задачі:

Завдання. Знайдіть площу закрашеного сектора, зображеного на картатій папері з розміром клітини 1 см × 1 см. У відповіді вкажіть величину / π.

В першу чергу нам потрібно формула площі кола:

де - радіус нашого кола. Цю формулу треба знати напам'ять. Без неї завдання B5 на площу круга не вирішуються взагалі.

Але є й інша проблема. Давайте уважно подивимося на малюнок. Для обчислення площі круга (а потім - і сектора) нам треба знати радіус.

Ну і де ж тут радіус? Якщо ми проведемо горизонтальну вісь, то отримаємо незрозуміле число на відрізку [2; 3]. Звичайно, можна сказати, що це число ближче до = 3, але чому саме одно це число, нам невідомо. А отже, використовувати цю приблизну оцінку для вирішення завдання ми не можемо. Треба діяти якось інакше.

Наприклад, давайте пройдемося по нашій окружності і відзначимо на ній ті точки, які лежать в вузлах координатної сітки. Таких точок буде 4 штуки:

Що дають нам ці точки? А справа в тому, що ми можемо точно вказати, на скільки клітин ці точки відстоять від центру кола. Наприклад, розглянемо точку і центр кола:

Ми бачимо, що точка відстоїть від точки на 2 клітини по горизонталі і на 2 клітини по вертикалі. Отримуємо прямокутний трикутник з катетами 2 і 2. Крім того, гіпотенуза нашого прямокутного трикутника як раз і є радіусом кола, площа сектора в якому нам і потрібно знайти.

По теоремі Піфагора отримуємо:

Тепер ми знаємо квадрат радіуса кола: 2 = 8. Отже, знаючи радіус, ми можемо знайти площу всього кола. Досить просто підставити знайдений радіус в формулу площі. отримаємо:

Наступний крок - ми повинні зрозуміти, яку частину площі кола займає зафарбований сектор. Для цього давайте схематично розділимо вихідний коло на 8 рівних частин, як піцу. На отриманій розмітці закрасимо ті шматочки, які входять до складу шуканого сектора. Вийде ось така картинка:

Вийде ось така картинка:

Виходить, що зафарбованих шматочків = 3. При цьому всього шматків було = 8. Оскільки площі всіх секторів, що виникають при «розрізуванні» вихідного кола, однакові, можна знайти площу кожного з них, розділивши загальну площу на 8. Потім треба помножити отримане число на 3, оскільки в шуканому секторі міститься 3 таких однакових шматочка. Підставляємо всі в формулу:

Підставляємо всі в формулу:

Але це ще не все! У задачі B5 нас просять вказати величину / π. Підставляємо і отримуємо:

Ось ми і знайшли відповідь. Площа сектора, поділена на π, дорівнює 3. Як бачите, нічого складного в цьому завданні немає. Все, що від нас вимагається - правильно вибирати точки на колі (треба, щоб вони лежали в вузлах координатної стеки), а потім підставляти отримані числа в теорему Піфагора.

Сподіваюся, цей урок допоможе тим учням, яким треба буде здавати ЄДІ з математики. Завдання на площу секторів зустрічаються досить рідко, але до них треба бути готовим, щоб вони не застали вас зненацька.

Дивіться також:

  1. Завдання B5: площа закрашеного сектора
  2. Площа кола
  3. Зведення дробів до спільного знаменника
  4. Наслідки з теореми Вієта
  5. Пробний ЄДІ з математики 2015: 2 варіант
  6. ЄДІ-2014 з математики та відкритий банк завдань

Ну і де ж тут радіус?