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已知平行四边形的面积为20,求圆的面积为多少

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xinwen.mobi 发表于 2025-11-1 13:27:10 | 显示全部楼层 |阅读模式

我们先一步步推理。

1. 题意理解
题目说“已知平行四边形的面积为 20,求圆的面积”,但没有给出图形。
常见的这类题型是:圆与平行四边形相切或内接,例如平行四边形是圆的外切四边形(且可能是矩形或菱形),或者平行四边形由圆的某些弦构成。

一种常见情况是:平行四边形的两条边与圆相切,另外两条边是圆的直径所在的直线构成,但更常见的一种是:
平行四边形是圆的外切平行四边形(即圆是平行四边形的内切圆),此时平行四边形是菱形。

2. 假设图形结构
假设这个平行四边形是菱形,并且有一个内切圆。
因为只有菱形(或正方形)才有内切圆(四边都与圆相切)。

设圆的半径为

r,则内切圆直径
2

2r 等于菱形的高。

3. 菱形面积与内切圆半径的关系
设菱形边长为

a,内切圆半径

r 与边长和高

h 的关系:
对于菱形,内切圆半径

r 满足:

面积
=



=


(
2

)

面积=a⋅h=a⋅(2r)?
等一下,这里要小心:菱形的高

h 是从一边到对边的垂直距离,并且因为内切圆直径
2

2r 等于高

h,所以:


=
2

h=2r
那么菱形面积:


菱形
=



=


(
2

)
S
菱形

=a⋅h=a⋅(2r)
又因为菱形面积也可以用对角线

1
,

2
d
1

,d
2

  表示:


=
1
2

1

2
S=
2
1

d
1

d
2


但这里用边长与高更方便。

4. 另一个关系(菱形边长与内切圆半径)
对于菱形,内切圆半径公式:


=

菱形
2

r=
2a
S
菱形




因为

菱形
=



S
菱形

=a⋅h,且

=
2

h=2r,代入:


菱形
=


(
2

)

20
=
2





=
10
S
菱形

=a⋅(2r)⇒20=2ar⇒ar=10
又因为内切圆半径与边长的关系在菱形里还和锐角有关,但这里没有给角,所以可能默认是正方形?

5. 假设是正方形(特殊的菱形)
正方形边长

a,内切圆半径

=

/
2
r=a/2。
正方形面积

2
=
20
a
2
=20,所以

=
20
=
2
5
a=
20

=2
5


那么

=

/
2
=
5
r=a/2=
5


圆面积:



2
=


5
=
5

πr
2
=π⋅5=5π
这个结果很整齐。

6. 检查一般菱形情况
若只是一般菱形,已知面积
20
=
2


20=2ar,但

a 与

r 的关系还依赖于顶角

θ:
内切圆半径

=

sin


2
r=
2
asinθ

  吗? 不对,重新推导:

菱形面积

=

2
sin


S=a
2
sinθ(用两边与夹角)。
又因为高

=

sin


=
2

h=asinθ=2r(因为内切圆直径等于高)。
所以

sin


=
2

asinθ=2r。



=

2
sin


=
20
S=a
2
sinθ=20 得:


2
sin


=
20
a
2
sinθ=20


sin


=
2

asinθ=2r 代入:



(

sin


)
=


(
2

)
=
20
a⋅(asinθ)=a⋅(2r)=20

2


=
20



=
10
2ar=20⇒ar=10。

同时

sin


=
2

asinθ=2r 代入


=
10
ar=10 得:




sin



=
?
r⋅
r
asinθ

=?
更直接:由

sin


=
2

asinθ=2r 和


=
10
ar=10 联立:


=
10

a=
r
10

  代入

sin


=
2

asinθ=2r:

10

sin


=
2


10
sin


=
2

2
r
10

sinθ=2r⇒10sinθ=2r
2


2
=
5
sin


r
2
=5sinθ
圆面积


2
=
5

sin


πr
2
=5πsinθ。

由于
sin



1
sinθ≤1,且平行四边形非退化,
sin


>
0
sinθ>0,但题目没给

θ,所以若答案是唯一确定的,必须
sin


=
1
sinθ=1,即

=
90

θ=90

(正方形)。

7. 结论
因此题目隐含条件是圆内切于平行四边形 ⇒ 平行四边形是菱形 ⇒ 若面积固定,圆最大当图形是正方形,常见考题取正方形情形,得:

圆面积
=
5

圆面积=5π
最终答案:

5




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