一个半径为1厘米的圆在一个边长为8 厘米的正方形内,沿正方形的边与边相切滚动过正方形一周。圆滚动覆盖的总面积为 多少
时间: 2023-09-08 17:04:58 浏览: 449
### 回答1:
圆沿正方形边与边相切滚动一周,相当于圆心绕正方形周长为 $8 \times 4=32$ 厘米的矩形一周。圆心走的路程是 $2\pi r = 2\pi \times 1 = 2\pi$ 厘米,因此圆心绕矩形一周的圈数为 $\frac{2\pi}{32}$。
由于圆是在正方形内滚动,它最终走过的路程正好等于正方形的面积,即 $8\times 8=64$ 平方厘米。而圆心绕矩形一周的圈数为 $\frac{2\pi}{32}$,因此圆沿着正方形边滚动一周时,实际上覆盖的面积是圆的面积乘以圈数,即 $\pi \times 1^2 \times \frac{2\pi}{32} = \frac{\pi^2}{16}$ 平方厘米。
因此,圆滚动覆盖的总面积为 $64 \text{ 平方厘米} + \frac{\pi^2}{16} \text{ 平方厘米} \approx 67.7 \text{ 平方厘米}$。
### 回答2:
要求是一个半径为1厘米的圆在一个边长为8厘米的正方形内,沿正方形的边与边相切滚动过正方形一周时,圆滚动覆盖的总面积是多少。
首先,我们可以计算圆滚动过正方形一边的距离。正方形的边长为8厘米,而圆的直径为2厘米(即半径为1厘米),所以圆滚动一边的距离为圆的周长,即2πr,其中r为半径。
圆滚动覆盖的总面积由两部分组成:圆形滚动轨迹的面积和正方形内圆未覆盖的部分的面积。
圆形滚动轨迹的面积等于圆的周长乘以圆滚动过的边数。由于正方形有4条边,所以圆滚动过的边数为4。因此,圆形滚动轨迹的面积为2πr * 4。
正方形内圆未覆盖的部分的面积等于正方形的面积减去圆在正方形内覆盖的部分的面积。正方形的面积为8 * 8,圆在正方形内的覆盖面积为πr²。因此,正方形内圆未覆盖的部分的面积为8 * 8 - πr²。
综上所述,圆滚动覆盖的总面积为2πr * 4 + 8 * 8 - πr²。将半径r代入计算,即可得到圆滚动覆盖的总面积。
### 回答3:
这个问题可以通过先计算圆滚动过程中每一步所覆盖的面积,再将每一步的面积累加得出圆滚动覆盖的总面积。
在每一步滚动中,圆沿着正方形的某一边滚动,此时圆心会向正方形的中心移动,并且与正方形的该边相切。考虑第一步滚动,圆滚动的距离为正方形的一条边的长度8厘米,所以第一步覆盖的面积是圆在开始滚动前所在位置的面积,即π * (1厘米)^2 = π 平方厘米。
接着考虑第二步滚动,此时圆心已经移动到正方形的对角线的中点,并且与正方形的边相切。那么第二步覆盖的面积是圆在开始滚动前所在位置的面积再加上圆在第一步滚动中覆盖的面积,即 π 平方厘米 + π 平方厘米 = 2π 平方厘米。
继续按照这种方式计算,每一步覆盖的面积都是前一步的面积再加上一个半径为1厘米的圆的面积,所以每一步覆盖的面积都是π 平方厘米。因为圆滚动一周总共有4条边,所以圆滚动覆盖的总面积为 4 * π 平方厘米。
所以,一个半径为1厘米的圆在一个边长为8厘米的正方形内沿正方形的边与边相切滚动过正方形一周的总面积为 4π 平方厘米。
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