第十二节 几何问题★★★★

几何问题一般涉及平面几何图形的周长、面积和立体图形的表面积与体积等,一般来说,规则图形的这些量都有现成的公式。因此掌握这些基本公式是解决规则几何图形的关键。

几何基本公式:

正方形周长: C =4a,长方形周长: C =2(a+ b),圆形周长: C =2πR;

正方形面积: S = a2,长方形面积: S = ab,圆形面积: S =πR2;

正方体表面积=6a2,长方体面积=2ab+2ac+2bc,球体表面积=4πR2;圆柱体表面积=2πRh;

几何常用理论:

n边形(凸多边形)内角和为(n-2)×180°;

在三角形中,两边之和大于第三边,两边之差小于第三边;

对于常见的几何图形,若将边长变为原来的n倍,则周长同样为原来的n倍,面积为原来的n2倍,体积为n3倍;

平面图形中,周长一定,越趋近于圆,面积越大;面积一定,越趋近于圆,周长越小。立体图形中,表面积一定,越趋近于球,体积越大;体积一定,越趋近于球,表面积越小。

一、平面几何

一般平面几何问题可直接套用公式。

【例1】用铁丝折成一个如图风轮状的图案,其中大圆的半径为10cm,则所用铁丝总长为( )。

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A. 31. 4cm    B. 62. 8cm    C. 94. 2cm    D. 125. 6cm

——2013年福建事业单位第38题

【解析】D。由图易知,大圆内每条曲线都由两个小半圆组成,且小半圆的半径r =imgR(设大圆半径为R)。铁丝总长为2πR+2×2πr =4πR =4×3. 14×10 =125. 6 cm。故选D。

【例2】在下图中,大圆的半径是8。求阴影部分的面积是多少?( )

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A. 120    B. 128    C. 136    D. 144

——2014年贵州村官第33题

【解析】B。按对称轴把圆8等分,会发现中间的8个小弓形补到小圆外围,正好补成4个大弓形,阴影面积就是以16为对角线长的正方形的面积,为16×16÷2 =128。故选B。

技巧点燃

求不规则图形的面积要树立“割、补”思维,即当我们求解面积问题时,不要立刻套用公式求解,而要通过“辅助线法”将图形分割或补全为规则图形,从而快速求得面积。

二、立体几何

【例3】如图,A-BCD是棱长为3的正四面体,M是棱上的一点,且MB =2MA,G是三角形BCD的重心,动点P在棱BC上,则PM+ PG的最小值为( )。

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——2014年江苏省考A卷第40题

【解析】B。要想求PM+ PG的最小值,根据“两点之间,线段最短”知,将△BCD展开与△ABC处于同一个平面时PM+ PG的值最小,为MG(如图所示)。因为G为等边△BCD的重心,所以∠CBG = 30°,即∠MBG = 90°;又因“重心到顶点的距离与重心到对边中点的距离之比为2∶1”,则BG =img,又BM = 2,所以MG = img。故选B。

【例4】一只小鸟离开在树枝上的鸟巢,向北飞了10米,然后又向东飞了10米然后又向上飞了10米。最后,它沿着到鸟巢的直线飞回了家,请问:小鸟飞行的总长度与下列哪个最接近?( )

A. 17米    B. 40米    C. 47米    D. 50米

——2012年四川泸州事业单位第39题

【解析】C。此题需要一定的空间想象能力,关键是求出直线飞回家的距离:img17。故总长度为:10+10+10+10img≈47。故选C。

三、解析几何

【例5】在平面直角坐标系中,如果点P(3a-9,1-a)在第三象限内,且横坐标纵坐标都是整数,则点P的坐标是( )。

A.(-1,-3)    B.(-3,-1)    C.(-3,2)    D.(-2,-3)

——2011年浙江省考第49题

【解析】B。第三象限内点的坐标均为负值,故有:3a-9<0,1-a<0,解得1<a<3,因横坐标纵坐标都是整数,故a =2,所以点P的坐标是(-3,-1)。故选B。

【例6】A、B两地直线距离40千米,汽车P与两地直线距离和等于60千米,则以下判断正确的是( )。

A.如果A、B、P不在同一条直线上,汽车所在位置有3个,可位于A、B两地之间或A、B两地外侧

B.如果A、B、P位于同一条直线上,汽车位于A、B两地外侧,且汽车到A的距离为20千米

C.如果A、B、P位于同一条直线上,汽车位于A、B两地之间或两地外侧

D.如果A、B、P不在同一条直线上,汽车的位置有无穷多个

——2012年上半年联考-湖北第60题

【解析】D。PA+ PB =60,且60大于40,所以,点P轨迹是以A、B为焦点的椭圆(如下图所示)。故选D。

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