Question

（本題滿分9分）如圖①，小慧同學(xué)把一個(gè)正三角形紙片（即△OAB）放在直線l₁上，OA邊與直線l₁重合，然后將三角形紙片繞著頂點(diǎn)A按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)120°，此時(shí)點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到了點(diǎn)O₁處，點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)到了點(diǎn)B₁處；小慧又將三角形紙片AO₁B₁繞點(diǎn)B₁按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)120°，此時(shí)點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到了點(diǎn)A₁處，點(diǎn)O₁運(yùn)動(dòng)到了點(diǎn)O₂處（即頂點(diǎn)O經(jīng)過上述兩次旋轉(zhuǎn)到達(dá)O₂處）．

    小慧還發(fā)現(xiàn)：三角形紙片在上述兩次旋轉(zhuǎn)的過程中，頂點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)所形成的圖形是兩段

圓弧，即和，頂點(diǎn)O所經(jīng)過的路程是這兩段圓弧的長度之和，并且這兩段圓弧

與直線l₁圍成的圖形面積等于扇形AOO₁的面積、△AO₁B₁的面積和扇形B₁O₁O₂的面積之

和．

    小慧進(jìn)行類比研究：如圖②，她把邊長為1的正方形紙片OABC放在直線l₂上，OA

邊與直線l₂重合，然后將正方形紙片繞著頂點(diǎn)^按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°，此時(shí)點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到

了點(diǎn)O₁處（即點(diǎn)B處），點(diǎn)C運(yùn)動(dòng)到了點(diǎn)C₁處，點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)到了點(diǎn)B₁處；小慧又將正方形

紙片AO₁C₁B₁繞頂點(diǎn)B₁按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°，……，按上述方法經(jīng)過若干次旋轉(zhuǎn)后．她

提出了如下問題：

     問題①：若正方形紙片OABC接上述方法經(jīng)過3次旋轉(zhuǎn)，求頂點(diǎn)O經(jīng)過的路程，并

求頂點(diǎn)O在此運(yùn)動(dòng)過程中所形成的圖形與直線l₂圍成圖形的面積；若正方形紙片OA BC

按上述方法經(jīng)過5次旋轉(zhuǎn)，求頂點(diǎn)O經(jīng)過的路程；

     問題②：正方形紙片OABC按上述方法經(jīng)過多少次旋轉(zhuǎn)，頂點(diǎn)O經(jīng)過的路程是

?

       請你解答上述兩個(gè)問題．

 

Answer 1

解：問題①：如圖，正方形紙片經(jīng)過3次旋轉(zhuǎn)，頂點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)所形成的圖形是三段圓弧，

     所以頂點(diǎn)O在此運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過的路程為。

     頂點(diǎn) O在此運(yùn)動(dòng)過程中所形成的圖形與直線圍成圖形的面積為。

 正方形紙片經(jīng)過5次旋轉(zhuǎn)，頂點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)經(jīng)過的路程為：。

問題②：∵ 正方形紙片每經(jīng)過4次旋轉(zhuǎn)，頂點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)經(jīng)過的路程均為：。

又，而是正方形紙片第4+1次旋轉(zhuǎn)，頂點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)經(jīng)過的路程。

     ∴正方形紙片OABC按上述方法經(jīng)過81次旋轉(zhuǎn)，頂點(diǎn)O經(jīng)過的路程是

解析:略