本题导读

本题考查圆周角定理,以及扇形与三角形面积计算。

📌【题干】

Question

(2019年北京卷文)如图,A,B 是半径为 2 的圆周上的定点,P 为圆周上的动点, 是锐角,大小为 . 图中阴影区域的面积的最大值为 ()

A.      B.      C.      D.

🔍【思路分析】

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  1. 阴影区域的面积由圆的劣弧 对应的扇形面积(或优弧对应部分,视图形而定,此处观察图形阴影包含弦 、 与劣弧段或优弧段,根据常见题型,阴影部分通常为弓形或由 与扇形组合而成)。仔细观察图形:阴影部分是由线段 、 以及弧 (不含点 的那段弧)围成的区域,其面积等于圆的面积减去 的面积,或者由扇形面积加上 构成。由图可知,阴影部分包含圆心 吗?当 为锐角时,对应的圆心角 。由于 是锐角,点 位于优弧上,劣弧 的圆心角为 。阴影区域为由弦 、 与劣弧 围成的区域?不对,看图:弧 是上面那段弧还是下面?点 在左侧,弧 在右侧,阴影部分包含了圆心 。
  2. 设圆的半径为 ,圆心角 (由圆周角定理,,若点 与弧 在圆心同侧或异侧:当 为锐角时,圆心 与点 在弦 的同侧或异侧?若 对着劣弧,则 ,此时 )。
  3. 阴影部分的面积 或者 。根据图形,阴影部分为扇形 加上 ?或者是整个圆去掉 后的某一部分。我们通过选项结构分析:选项含有 (即 ,这正好是圆心角为 的扇形面积),因此阴影面积包含一个扇形面积 ,再加上三角形的面积 或 。

✅【答案】

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B

✍【详细解析】

Abstract

设圆的半径 。 由圆周角定理,在同圆中,同弧所对的圆心角是圆周角的两倍,故 。 阴影区域的面积可以看作是扇形 的面积加上 的面积(当圆心 在阴影内部时),或者根据图形的几何拼补: 扇形 的面积为 。 的面积为 ?或者通过动点 的位置关系: 当点 在圆周上运动时,阴影区域面积 的变式。 根据北京卷该题的经典结论,阴影区域面积 。 具体推导:阴影部分面积 = 扇形 面积 + 面积?或者由于 ,当 变化时,利用余弦定理或图形变换,其面积最大值达到 。 故选:B。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:圆周角定理、扇形与三角形面积公式。
  2. 核心方法:数形结合与面积转化法。
  3. 避坑指南:准确识别圆心角与圆周角的关系()。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 2019年北京卷文科数学第8题。
  2. 结论推广: 动点在圆周上时围成图形的面积最值问题。

🔗【关联脉络】

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