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108學年鷺江國中第3次段考數學 第9題 詳解

正六邊形內切圓外接圓環狀面積求邊長 · 單選 · 題目出處:108 學年度第 1 學期第 3 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

題目
如右圖,正六邊形ABCDEFABCDEF的內切圓與外接圓所圍成的環狀面積為9π9\pi,則此正六邊形的邊長為多少? (A) 33 (B) 66 (C) 3π3\pi (D) 99
一個正六邊形ABCDEF(頂點由上方A起順時針依序為A、F、E、D、C、B),內接於一個較大的圓(外接圓),六邊形內又畫有一個較小的圓(內切圓,與六邊形各邊相切)。
右圖

答案(B)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    先畫出兩條半徑

    設正六邊形的邊長為 aa,中心為 OO。從 OO 連到任一個頂點,就是外接圓的半徑 RR;從 OO 垂直連到任一邊的中點,就是內切圓的半徑 rr。環狀面積指的是大圓面積減去小圓面積。
  2. 2

    外接圓半徑

    把中心和六個頂點都連起來,正六邊形被分成六個全等的三角形,每個的頂角都是 360°÷6=60°360°\div6=60°,而兩腰又相等,所以每一個都是正三角形。因此 R=aR=a
  3. 3

    內切圓半徑

    rr 就是上面那個正三角形底邊上的高。底邊一半是 a2\frac{a}{2},由畢氏定理 r=a2(a2)2=34a2=32ar=\sqrt{a^2-\left(\frac{a}{2}\right)^2}=\sqrt{\frac{3}{4}a^2}=\frac{\sqrt3}{2}a
  4. 4

    環狀面積列式

    環狀面積 =πR2πr2=πa2π×34a2=14πa2=\pi R^2-\pi r^2=\pi a^2-\pi\times\frac{3}{4}a^2=\frac{1}{4}\pi a^2
  5. 5

    解出邊長

    14πa2=9π\frac{1}{4}\pi a^2=9\pi,兩邊同除以 π\pi14a2=9\frac{1}{4}a^2=9,所以 a2=36a^2=36a=6a=6。故選 (B)。
答案
(B)

關鍵觀念:#正六邊形 #內切圓 #外接圓 #環狀面積

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常見卡點
最常見的錯是沒看清楚「環狀」兩個字,把 9π9\pi 直接當成外接圓的面積,列成 πa2=9π\pi a^2=9\pi 而得到 a=3a=3,剛好對上選項 (A)。另一個錯是套用正方形的習慣,以為內切圓半徑是邊長的一半;正六邊形的內切圓半徑是 32a\frac{\sqrt3}{2}a,比邊長的一半大。

還是卡住嗎?

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