三个等圆相交求阴影部分面积(三个圆相交求阴影部分面积,交点不在圆心)



1、三个等圆相交求阴影部分面积

在平面内有三个等圆相交,已知每个圆的半径为r。相交部分形成一个阴影区域,求该阴影区域的面积。

解法:

1. 计算相交部分的面积:

- 大圆(圆心为O)被小圆(圆心分别为P和Q)切割成三部分:弧AB、弧AC和弧BC。

- 阴影区域包括三个扇形区域:S1(圆心为P)、S2(圆心为Q)和S3(圆心为O)。

- 根据扇形的面积公式,每个扇形的面积为:S = (θ/360) πr2

2. 计算阴影区域的面积:

- 阴影区域的面积等于三个扇形区域的面积之和,减去三个小圆的面积:

-阴影区域面积 = S1 + S2 + S3 - 3πr2

其中,θ为扇形圆心角,可以通过圆心角公式θ = 2arcsin(r/2d)计算,其中d为圆心间距。

最终,阴影区域的面积公式为:

阴影区域面积 = (2 θ1 + θ2 - 360) πr2 / 360

其中,θ1为圆心P的扇形圆心角,θ2为圆心Q的扇形圆心角。

通过代入具体的值,可以计算出阴影区域的面积。

2、三个圆相交求阴影部分面积,交点不在圆心

设三个半径分别为 r1、r2、r3 的圆心分别为 O1、O2、O3,三个圆的交点记作 A、B、C。

因为三个交点不在圆心上,所以 O1A、OB、OC 不是圆的直径,记 O1A 为 d1,OB 为 d2,OC 为 d3。

由余弦定理,可得:

d1^2 = r1^2 + r3^2 - 2r1r3cos(∠A)

d2^2 = r2^2 + r3^2 - 2r2r3cos(∠B)

d3^2 = r1^2 + r2^2 - 2r1r2cos(∠C)

已知三个交点不在圆心上,故 ∠A、∠B、∠C 均不为 0° 或 180°,因此 cos(∠A)、cos(∠B)、cos(∠C) 均不为 0 或 -1。

由圆锥曲线交点性质,可得:

∠A + ∠B + ∠C = 360°

设阴影部分面积为 S,则阴影部分面积由三角形 O1AOB 和三角形 O2BOC 组成。

三角形 O1AOB 的面积:

S1 = (1/2)d1d2sin(∠A)

三角形 O2BOC 的面积:

S2 = (1/2)d2d3sin(∠C)

阴影部分面积:

S = S1 + S2

= (1/2)d1d2sin(∠A) + (1/2)d2d3sin(∠C)

= (1/2)d2[d1sin(∠A) + d3sin(∠C)]

因此,三个圆相交求阴影部分面积的公式为:

S = (1/2)d2[d1sin(∠A) + d3sin(∠C)]

3、三个圆相交求阴影部分面积求中间洛三角形

设三个圆半径分别为 r1、r2、r3,且三圆圆心连线围成一个三角形,记其边长为 a、b、c。则三圆相交区域的面积为:

$$S =\frac{1}{4}\left[(a+b+c)^2-(a-b+c)^2-(a+b-c)^2-(b+c-a)^2\right]$$

再设中间洛三角形三边长分别为 l1、l2、l3,则:

$$l_1 = \frac{1}{2} \sqrt{(r_2+r_3-r_1)^2-a^2}$$

$$l_2 = \frac{1}{2} \sqrt{(r_1+r_3-r_2)^2-b^2}$$

$$l_3 = \frac{1}{2} \sqrt{(r_1+r_2-r_3)^2-c^2}$$

中间洛三角形面积为:

$$s =\sqrt{p(p-l_1)(p-l_2)(p-l_3)}$$

其中 p 是半周长:

$$p =\frac{1}{2} (l_1+l_2+l_3)$$

4、三个圆相交求阴影部分面积里面是三角形

在一个平面上,有三个相交的圆形。圆形相交后形成的阴影部分包含了一个三角形。

设三个圆的半径分别为r1、r2和r3。圆心到圆心间的距离分别为d12、d13和d23。阴影部分的三角形面积由圆形和三角形之间的重叠部分组成。

令三角形的边长分别为a、b和c。重叠部分的面积由以下公式给出:

阴影部分面积 = 三角形面积 - (圆形1与三角形重叠的面积 + 圆形2与三角形重叠的面积 + 圆形3与三角形重叠的面积)

三个圆形与三角形重叠的面积可以通过计算圆形与三角形之间的弦长和使用海伦公式(用于求三角形面积)来确定。

为了便于计算,假设三角形是锐角三角形。那么,圆形与三角形重叠的面积可以表示为:

圆形1重叠面积 = π(r1^2 - (d12/2)^2) (θ1/2π)

圆形2重叠面积 = π(r2^2 - (d12/2)^2) (θ2/2π)

圆形3重叠面积 = π(r3^2 - (d13/2)^2) (θ3/2π)

其中,θ1、θ2和θ3分别是圆形1、2和3与三角形重叠的中心角。

通过将这些面积公式代入阴影部分面积的公式,并使用三角形的三边长和三角形面积的公式,我们可以计算出阴影部分里面三角形的面积。

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