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Trigonometry · real student question

求半径为 3 米、圆心角为 120 度的扇形面积,结果保留三位小数。

Question

求半径 r=3r=3 m、圆心角 θ=120∘\theta=120^{\circ} 的扇形面积 AA,结果保留三位小数。

Step-by-step solution

  1. 用公式之前先把角化成弧度。 A=12r2θA=\tfrac12 r^{2}\theta 是由「占整圆的 θ/(2π)\theta/(2\pi)」这一比例推出来的,所以只在弧度制下成立:

    θ=120∘×π180=2π3 弧度\theta=120^{\circ}\times\frac{\pi}{180}=\frac{2\pi}{3}\ \text{弧度}

    直接把 120120 代进去,会把面积算大约 5757 倍。

  2. 把半径平方。

    r2=32=9r^{2}=3^{2}=9

  3. 套扇形面积公式。

    A=12(9)(2π3)=9⋅2π6=3πA=\frac12(9)\left(\frac{2\pi}{3}\right)=\frac{9\cdot 2\pi}{6}=3\pi

  4. 化成小数。

    A=3π=9.42478≈9.425 m2A=3\pi=9.42478\approx 9.425\ \text{m}^{2}

    A=3π≈9.425 m2\boxed{A=3\pi\approx 9.425\ \text{m}^{2}}

  5. 用「占整圆几分之几」再核一遍。 120∘120^{\circ} 恰好是 360∘360^{\circ} 的三分之一,而整圆面积是 πr2=9π\pi r^{2}=9\pi。9π9\pi 的三分之一正是 3π3\pi ✓——只要圆心角能整除 360∘360^{\circ},这就是个很好用的捷径。

Answer

A=3π≈9.425 m2A=3\pi\approx 9.425\ \text{m}^{2}

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