PR 是大圆的直径,圆心为 O。 QS 是小圆的直径,圆心为 O。 PQ 和 RS 是小圆的切线。

  1. (a)

    证明三角形 OPQ 全等于三角形 ORS。

    为你做出的每个陈述给出理由。

    答

  2. (b)

    OQ 与 PQ 与 OP 的比为 5 : 12 : 13。

    将阴影区域的面积表示为大圆面积的百分比。

    答 ... %

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完整解法

25(a)

1. Show both triangles are right-angled

Since PQPQ and RSRS are tangents to the small circle, and OQOQ and OSOS are radii to the points of contact,
∠OQP=90∘,∠OSR=90∘.\angle OQP=90^\circ,\qquad \angle OSR=90^\circ.
Hence,
∠OQP=∠OSR.\angle OQP=\angle OSR.

2. Identify one pair of equal corresponding sides from the large circle

OP=OROP=OR because they are radii of the large circle.

3. Identify another pair of equal corresponding sides and state the congruence condition

OQ=OSOQ=OS because they are radii of the small circle.

Therefore, △OPQ≅△ORS\triangle OPQ \cong \triangle ORS by RHS.

答案

Since PQPQ and RSRS are tangents to the small circle,
∠OQP=∠OSR=90∘.\angle OQP=\angle OSR=90^\circ.
Also, OP=OROP=OR as radii of the large circle, and OQ=OSOQ=OS as radii of the small circle.

Therefore, △OPQ≅△ORS\triangle OPQ \cong \triangle ORS by RHS.

25(b)

1. Represent the relevant lengths using the given ratio

Let
OQ:PQ:OP=5:12:13.OQ: PQ: OP = 5:12:13.
So take
OQ=5x,PQ=12x,OP=13x.OQ=5x,\quad PQ=12x,\quad OP=13x.
Since OPOP is a radius of the large circle, the radius of the large circle is 13x13x.

2. Find the total shaded area of the two congruent right triangles

Since OQ⊥PQOQ \perp PQ,
Area of △OPQ=12(5x)(12x)=30x2.\text{Area of }\triangle OPQ=\frac12(5x)(12x)=30x^2.
From part (a), △OPQ≅△ORS\triangle OPQ \cong \triangle ORS, so the shaded area is
2(30x2)=60x2.2(30x^2)=60x^2.

3. Express the shaded area as a percentage of the large circle

Area of the large circle:
π(13x)2=169πx2.\pi(13x)^2=169\pi x^2.
Percentage shaded:
60x2169πx2×100%=6000169π%\frac{60x^2}{169\pi x^2}\times 100\%=\frac{6000}{169\pi}\%
=11.3%, to 3 s.f.=11.3\%\text{, to 3 s.f.}

答案

11.3%11.3\%

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