13. 如图①,某扇窗户的窗帘由两个半径相同的四分之一圆组成(图中单位:dm).
(1)请用代数式表示这扇窗户能射进阳光部分的面积;(结果保留π)
(2)出于美观考虑,小林重新将这扇窗户的窗帘设计成如图②所示的样式(由两个半径相同的四分之一圆和一个半圆组成),请用代数式表示重新设计后窗户能射进阳光部分的面积.(结果保留π)

(1)请用代数式表示这扇窗户能射进阳光部分的面积;(结果保留π)
(2)出于美观考虑,小林重新将这扇窗户的窗帘设计成如图②所示的样式(由两个半径相同的四分之一圆和一个半圆组成),请用代数式表示重新设计后窗户能射进阳光部分的面积.(结果保留π)
答案
(1)$6a-\frac{9}{2}\pi$;(2)$6a-4\pi$。
解析
(1)窗户总面积为矩形面积:$(3+3)a=6a\ dm^2$。
窗帘由两个半径为$3\ dm$的四分之一圆组成,面积为$2×\frac{1}{4}\pi×3^2=\frac{9}{2}\pi\ dm^2$。
射进阳光面积:$6a-\frac{9}{2}\pi$。
(2)窗户总面积为矩形面积:$(2+2+2)a=6a\ dm^2$。
窗帘由两个半径为$2\ dm$的四分之一圆和一个半径为$2\ dm$的半圆组成,面积为$2×\frac{1}{4}\pi×2^2+\frac{1}{2}\pi×2^2=2\pi+2\pi=4\pi\ dm^2$。
射进阳光面积:$6a-4\pi$。
窗帘由两个半径为$3\ dm$的四分之一圆组成,面积为$2×\frac{1}{4}\pi×3^2=\frac{9}{2}\pi\ dm^2$。
射进阳光面积:$6a-\frac{9}{2}\pi$。
(2)窗户总面积为矩形面积:$(2+2+2)a=6a\ dm^2$。
窗帘由两个半径为$2\ dm$的四分之一圆和一个半径为$2\ dm$的半圆组成,面积为$2×\frac{1}{4}\pi×2^2+\frac{1}{2}\pi×2^2=2\pi+2\pi=4\pi\ dm^2$。
射进阳光面积:$6a-4\pi$。
如图,第1个图形有1×1个小正方形,所有线段的长度和为4;第2个图形有2×2个小正方形,所有线段的长度和为12;第3个图形有3×3个小正方形,所有线段的长度和为24,…,照此规律,第n个图形中所有线段的长度和为

2n(n+1)
.(用含n的代数式表示)答案
2n(n+1)
解析
假设每个小正方形边长为1,则线段总长度等于小线段总条数。将线段分为横向和纵向两类计算:
横向线段:n×n网格有(n+1)行横线,每行有n条小线段,共n(n+1)条;
纵向线段:同理有(n+1)列竖线,每列有n条小线段,共n(n+1)条;
总线段数=横向+纵向= n(n+1)+n(n+1)=2n(n+1)。
验证:n=1时,2×1×2=4;n=2时,2×2×3=12;n=3时,2×3×4=24,符合规律。
横向线段:n×n网格有(n+1)行横线,每行有n条小线段,共n(n+1)条;
纵向线段:同理有(n+1)列竖线,每列有n条小线段,共n(n+1)条;
总线段数=横向+纵向= n(n+1)+n(n+1)=2n(n+1)。
验证:n=1时,2×1×2=4;n=2时,2×2×3=12;n=3时,2×3×4=24,符合规律。
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