交叉直角扇形

以正方形邊長a為半徑,分別以4個頂點為圓心各畫$\frac{1}{4}$圓,4個$\frac{1}{4}$圓有重疊區域(藍色區域),則重疊區域的面積是多少?大約佔原來正方形面積的幾分之幾

參考下圖, 只要移去正方形的四個全等,剩下的區域(藍色部分)即為所求,那麼要如何計算 的面積  

      


正方形的邊長是a,ABE是邊長為a的正三角形,ABE的面積是$\large\frac{\sqrt{3}a^2}{4}$。

半徑a且圓心角60的扇形面積是$\large\frac{\pi a^2}{6}$。

所以弦長a且圓心角60的弓形的面積是$\large\frac{\pi a^2}{6}$-$\large\frac{\sqrt{3}a^2}{4}$

計算的面積, 由半徑a且圓心角30的扇形移去弦長a且圓心角60的弓形

因此,的面積等於$\large\frac{\pi a^2}{12}$-($\large\frac{\pi a^2}{6}$-$\large\frac{\sqrt{3}a^2}{4}$)=-$\large\frac{\pi a^2}{12}$+$\large\frac{\sqrt{3}a^2}{4}$=$\large\frac{3 \sqrt{3}-\pi }{12}$a2

所以4個$\frac{1}{4}$圓的重疊區域(藍色部分)的面積是a2 - 4$\large\frac{3 \sqrt{3}-\pi }{12}$a2 =$\large\frac{3- 3\sqrt{3}+\pi }{3}$a2 $\large\frac{1}{3}$a2

 


Copyright © 昌爸工作坊 all rights reserved.