如图,正三角形ABC的中心O恰好为扇形ODE的圆心,且点B在扇形内,要使扇形ODE绕点O无论怎样转动,△ABC与扇形重叠部分的面积总等于△ABC的面积的1/3,扇形的圆心角应为多少度?说明你的理由.
问题描述:
如图,正三角形ABC的中心O恰好为扇形ODE的圆心,且点B在扇形内,要使扇形ODE绕点O无论怎样转动,△ABC与扇形重叠部分的面积总等于△ABC的面积的
,扇形的圆心角应为多少度?说明你的理由. 1 3
答
当扇形的圆心角为120°时,△ABC与扇形重叠部分的面积,总等于△ABC的面积的
.1 3
证明如下:
(1)当扇形的圆心角与正三角形的中心角重合时:
显然,△ABC与扇形重叠部分的面积等于△ABC的面积的
;1 3
(2)当扇形的圆心角与正三角形的中心角不重合时:
如图,连接OA、OB,设OD交AB于F,OE交BC于G,
∵O是正三角形的中心,
∴OA=OB,∠OAF=∠OBG,
∠AOB=
×360°=120°(等边三角形的中心角等于1 3
),360° 3
∴∠AOF=∠AOB-∠BOF=120°-∠BOF,
∠BOG=120°-∠BOF,
∴∠AOF=∠BOG,
在△AOF和△BOG中
,
∠OAF=∠OBG OA=OB ∠AOF=∠BOG
∴△AOF≌△BOG(ASA),
即S四边形OFBG=S△AOB=
S△ABC,1 3
即△ABC与扇形重叠部分的面积,总等于△ABC的面积的
,1 3
同理可证,当扇形ODE旋转至其他位置时,结论仍成立.
由(1)、(2)可知,当扇形的圆心角为120°时,△ABC与扇形重叠部分的面积,总等于△ABC的面积的
.1 3