共 18 題,分六組。先自己做,需要時再依序展開提示。第 1、2 階只指方向;第 3 階起很接近做法,第 5 階是完整解答。看過第 3 階以上才做出來的題目,只算練習,還不算獨立完成,過一陣子要不看提示用原題再做一次。所有題目都不需要計算機;答案請保留 π 或寫成分數、小數。
一個圓的半徑是 6 cm,圓心角 θ = π/2 弳。求這個圓心角所對的弧長。(答案可以含 π)
先想:弧長公式需要哪兩個量?題目已經給了哪兩個?
這題的角已經用弳來量,不需要再換成度。
弧長 = 半徑 × 圓心角(弳),也就是 l = rθ。
代入得 l = 6 × (π/2) cm。分數與 π 可以先約分再寫成一個式子。
l = rθ = 6 × π/2 = 3π。所以弧長是 3π cm。理由:θ 已是弳,r 與 l 同單位,直接相乘。
回到課文:公式 l = rθ 與使用條件。補救後把提示關起來,用原題重做一次。
某擺錘的擺長是 14 m,擺動時錘尖掃過的圓心角是 3 弳。求錘尖走過的圓弧長度。
這題的角是 3 弳,不是度。想一想:弳的角數值一定要有 π 嗎?
圓弧長要用「半徑」與「以弳為單位的圓心角」。
l = rθ。θ = 3 就直接用 3,不必補上 π。
代入得 l = 14 × 3(單位 m)。
l = rθ = 14 × 3 = 42。所以弧長是 42 m。答案不含 π:3 弳本來就是一個普通的數。
回到課文:弧度(弳)的意思。補救後把提示關起來,用原題重做一次。
一枚圓形零件的半徑是 36 mm,量得一段圓弧的圓心角是 7π/6 弳(比半圓大)。求這段弧的長度。(答案可以含 π)
角比半圓(π 弳)大,公式還能用嗎?想想公式的條件是什麼。
只要角是弳、且在一個圓之內(不超過 2π 弳),l = rθ 就成立。
代入 r 與 θ,分數先約分再相乘。
l = 36 × (7π/6) mm;36 與分母 6 可以約分。
l = 36 × 7π/6 = 42π。所以弧長是 42π mm。7π/6 小於 2π,仍在一個圓之內,公式可用。
回到課文:示範 4:比半圓大的角。補救後把提示關起來,用原題重做一次。
一把扇子攤開時,扇骨長 30 cm,兩外側扇骨的夾角是 π/6 弳。求扇面外緣的弧長。(答案可以含 π)
先找出題目給的兩個量,再判斷角是度還是弳。
角寫成 π 的分數,表示它已經是弳,不需要換算。
用 l = rθ;先把半徑與分母約分,運算會輕鬆許多。
代入得 l = 30 × (π/6) cm;30 和分母 6 有公因數,可以先約分。
l = 30 × π/6 = 5π。所以弧長是 5π cm。回查:π/6 弳是整圈 2π 的 1/12,圓周是 60π cm,取這個比例得到同一個結果。
回到課文:公式 l = rθ 與使用條件。補救後把提示關起來,用原題重做一次。
一個扇形蛋糕盒的半徑是 24 cm,圓心角是 3π/4 弳(圖不依比例)。求外側弧邊的長度。(答案可以含 π)
先找出題目給的兩個量,再判斷角是度還是弳。
角寫成 π 的分數,表示它已經是弳,不需要換算。
用 l = rθ;先把半徑與分母約分,運算會輕鬆許多。
代入得 l = 24 × (3π/4) cm;24 和分母 4 有公因數,可以先約分。
l = 24 × 3π/4 = 18π。所以弧長是 18π cm。回查:3π/4 弳是整圈 2π 的 3/8,圓周是 48π cm,取這個比例得到同一個結果。
回到課文:公式 l = rθ 與使用條件。補救後把提示關起來,用原題重做一次。
一個圓形轉盤的半徑是 45 cm,指針從起點轉到終點,掃過的圓心角是 4π/9 弳。求指針尖端經過的弧長。(答案可以含 π)
先找出題目給的兩個量,再判斷角是度還是弳。
角寫成 π 的分數,表示它已經是弳,不需要換算。
用 l = rθ;先把半徑與分母約分,運算會輕鬆許多。
代入得 l = 45 × (4π/9) cm;45 和分母 9 有公因數,可以先約分。
l = 45 × 4π/9 = 20π。所以弧長是 20π cm。回查:4π/9 弳是整圈 2π 的 2/9,圓周是 90π cm,取這個比例得到同一個結果。
回到課文:公式 l = rθ 與使用條件。補救後把提示關起來,用原題重做一次。
一個雨刷的刷臂長 25 cm,掃過的圓心角是 0.8 弳。求刷臂末端經過的弧長。
這題的角有單位「弳」,數值不含 π。想想這樣的角能不能直接代入公式。
可以:弧長公式只要求角用弳來量,數值是不是 π 的倍數沒有關係。
用 l = rθ,把 θ 當成一般的數直接乘。
代入得 l = 25 × 0.8(單位 cm)。
l = 25 × 0.8 = 20。所以弧長是 20 cm。答案沒有 π,因為角的數值本來就沒有 π。
回到課文:弧度(弳)的意思。補救後把提示關起來,用原題重做一次。
一座圓形花壇的半徑是 16 m,沿著它的邊緣有一段圓弧步道,圓心角是 9/4 弳(圖不依比例)。求步道的長度。
這題的角有單位「弳」,數值不含 π。想想這樣的角能不能直接代入公式。
可以:弧長公式只要求角用弳來量,數值是不是 π 的倍數沒有關係。
用 l = rθ,把 θ 當成一般的數直接乘。
代入得 l = 16 × 9/4(單位 m)。
l = 16 × 9/4 = 36。所以弧長是 36 m。答案沒有 π,因為角的數值本來就沒有 π。
回到課文:弧度(弳)的意思。補救後把提示關起來,用原題重做一次。
一個圓盤的半徑是 35 cm,圓盤上一點轉過的圓心角是 7/5 弳。求這一點走過的弧長。
這題的角有單位「弳」,數值不含 π。想想這樣的角能不能直接代入公式。
可以:弧長公式只要求角用弳來量,數值是不是 π 的倍數沒有關係。
用 l = rθ,把 θ 當成一般的數直接乘。
代入得 l = 35 × 7/5(單位 cm)。
l = 35 × 7/5 = 49。所以弧長是 49 cm。答案沒有 π,因為角的數值本來就沒有 π。
回到課文:弧度(弳)的意思。補救後把提示關起來,用原題重做一次。
圓的半徑是 21 cm,圓心角是 60°。小倩這樣寫:「l = rθ = 21 × 60 = 1260 cm」。請指出她錯在哪裡,並寫出正確的弧長。(答案可以含 π)
檢查小倩代入公式時,θ 用的單位是什麼。
l = rθ 要求 θ 用弳,但 60 是什麼單位的數值?
先把 60° 換成弳:π 弳 = 180°,所以 1° = π/180 弳。
60° = 60 × π/180 = π/3 弳。再用 l = rθ,代入 r = 21 cm。
小倩錯在把度數 60 直接當成 θ 代入;l = rθ 的 θ 必須是弳。正確:60° = π/3 弳,l = 21 × π/3 = 7π。所以弧長是 7π cm(遠小於 1260 cm)。
回到課文:角是度時,要先換成弳。補救後把提示關起來,用原題重做一次。
半徑 40 cm 的圓,圓心角是 135°。求這個圓心角所對的弧長。(答案可以含 π)
角給的是度,先想:要用 l = rθ,角需要先做什麼?
角度換弳的比例是 π 弳 = 180°。
θ(弳)= 度數 × π/180;換好之後再乘半徑。
135° = 135 × π/180 = 3π/4 弳。再算 l = 40 × (3π/4)。
θ = 3π/4 弳,l = 40 × 3π/4 = 30π。所以弧長是 30π cm。回查:135/360 = 3/8,圓周 80π cm 的 3/8 也是 30π cm。
回到課文:角是度時,要先換成弳。補救後把提示關起來,用原題重做一次。
半徑 48 cm 的圓,圓心角是 225°(比半圓大)。求這個圓心角所對的弧長。(答案可以含 π)
角是度;而且大於 180°,仍是同一個圓裡的角。
先決定是哪個單位要換:把度換成弳。
225 與 180 有公因數,換算時先約分。
225° = 225 × π/180 = 5π/4 弳。再算 l = 48 × (5π/4)。
θ = 5π/4 弳,l = 48 × 5π/4 = 60π。所以弧長是 60π cm。回查:225/360 = 5/8,圓周 96π cm 的 5/8 也是 60π cm。
回到課文:角是度時,要先換成弳。補救後把提示關起來,用原題重做一次。
半徑 28 cm 的圓,圓心角是 3π/7 弳。小強這樣寫:「l = 2πr × θ = 2π × 28 × 3π/7 = 24π² cm」。請指出他錯在哪裡,並寫出正確的弧長。(答案可以含 π)
比較小強的式子與課文的弧長公式,看看多了什麼。
課文公式只有兩個因數:r 與 θ。
國中的「2πr × 比例」是另一種寫法,比例是 θ/2π;兩者不要同時用。
只留下 l = rθ,代入 r = 28、θ = 3π/7。
小強把「圓周 2πr」與「rθ」兩種寫法混在一起,圓周重複算了一次(π 也出現了兩次,結果還出現 π²,這是警訊)。正確:l = 28 × 3π/7 = 12π。所以弧長是 12π cm。
回到課文:公式 l = rθ 與使用條件。補救後把提示關起來,用原題重做一次。
一段圓弧形欄杆,半徑是 80 cm,圓心角是 π/4 弳。求這段弧的長度,答案以公尺(m)表示。(答案可以含 π)
先看題目要求的單位和半徑的單位是否相同。
l 的單位與 r 的單位相同;要換成公尺,換算只能做一次。
兩個做法都可以:先把半徑換成 m 再算,或先算出 cm 再換成 m。
先算 cm:l = 80 × π/4 = 20π cm;1 m = 100 cm。
20π cm ÷ 100 = π/5 m。(等價做法:r = 0.8 m,l = 0.8 × π/4 = π/5 m。)所以弧長是 π/5 m。
回到課文:解題步驟與回查。補救後把提示關起來,用原題重做一次。
半徑 27 cm 的圓。(1) 圓心角是 2 弳,求所對弧長;(2) 圓心角是 2°,求所對弧長。(兩小題答案可以含 π)
兩小題的數字都是 2,但單位不同。先分辨哪一個是弳、哪一個是度。
弳可以直接用 l = rθ;度要先換成弳。
(2) 用 2° = 2 × π/180 弳。
(1) l = 27 × 2;(2) 2° = π/90 弳,l = 27 × π/90。
(1) l = 27 × 2 = 54 cm。(2) 2° = 2π/180 = π/90 弳,l = 27 × π/90 = 3π/10 cm。同樣寫 2,弧長差很多,因為 1 弳約 57.3°。
回到課文:角是度時,要先換成弳。補救後把提示關起來,用原題重做一次。
一個輪子的半徑是 32 cm,在地面上不打滑地滾動,輪子轉過的角(以弳計)是 5 弳。輪緣轉過的弧長就等於輪子向前走的距離。求輪子向前走了幾公尺。
輪子向前走的距離就是輪緣轉過的弧長,所以可以用弧長公式。
角已經是弳;注意半徑是 cm,題目問 m。
l = rθ,算完再換成 m。
l = 32 × 5 cm = 160 cm;1 m = 100 cm。
l = rθ = 32 × 5 = 160 cm = 1.6 m。所以輪子向前走 1.6 m。
回到課文:公式 l = rθ 與使用條件。補救後把提示關起來,用原題重做一次。
一塊扇形花圃的半徑是 50 m,圓心角是 3π/5 弳(圖不依比例)。要沿著花圃的整個邊界(兩條半徑與一段弧)圍一圈圍籬,圍籬長度需要多少公尺?(答案請寫成 a + bπ 的形式)
整個邊界包含哪幾段?列出來。
邊界 = 兩條半徑 + 一段弧。弧的部分用弧長公式。
先算弧長 l = rθ,再加上兩條半徑。
弧長 l = 50 × (3π/5) m;兩條半徑各 50 m。
弧長 l = 50 × 3π/5 = 30π m;圍籬長 = 2r + l = 2 × 50 + 30π = 100 + 30π。所以需要 100 + 30π m。
回到課文:解題步驟與回查。補救後把提示關起來,用原題重做一次。
一段圓弧的圓心角是 π/4 弳,弧長是 14π cm。求這個圓的半徑。
這題已知弧長和角,要求的是半徑。公式還是同一個。
把 l = rθ 當成方程式,r 是未知數。
r = l ÷ θ;除以分數等於乘它的倒數。
代入 l = 14π、θ = π/4,列出 r = 14π ÷ (π/4),先約掉 π。
r = 14π ÷ (π/4) = 14π × 4/π = 56。所以半徑是 56 cm。回查:56 × π/4 = 14π ✓。
回到課文:公式 l = rθ 與使用條件。補救後把提示關起來,用原題重做一次。