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某市江滨有一处边长为50米的等边三角形广场。广场里设计有三个大小相等的圆环鹅卵石…

数量关系 · 几何问题 · 几何特性 · 2021年 安徽 真题

某市江滨有一处边长为50米的等边三角形广场。广场里设计有三个大小相等的圆环鹅卵石道路供市民散步。如下图所示,各圆相切,各圆与三角形也相切。问沿三个圆环外围石道(不含圆切点之间的弧)散步一圈约为多少米?

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A. 95B. 105C. 115D. 125
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正确答案:B

【正确率 46%|考点:几何公式类-平面图形 几何结论类-三角形相关】
如图所示:
假设等边三角形的三个顶点分别为A、B、C,三个圆的圆心分别为、、,且圆与BC相切于D点,圆和圆相切为E点,连接AD、、、、、以及CE。因三个圆大小相同,则,同时,故三角形为等边三角形,令其中心为o,则三段不含圆切点之间的弧对应的圆心角均为。令三个圆的半径为r,故所求距离。
方法一:O点即为等边三角形ABC与等边三角形共同的中心,在三角形ABC中高,则(参考备注)。同理,在三角形中,其高为,则。故,解得,故所求距离。
备注:1.等边三角形的中心即为三角形的重心,连接重心与顶点到对边的线段被重心分成2:1的比例,而这条边恰好就是等边三角形的高,于是中心到顶点距离为,高,于是中心到顶点距离为。
方法二:如图所示:
连接三个顶点与中心O点,形成三个全等的等腰三角形:△BOC、△AOB、△COA,圆、、分别为它们的内切圆。在△ABC中高,则AO=BO=CO(参考备注1),则,。根据三角形内切圆半径公式(参考备注2)(S为三角形面积,C为三角形周长),故所求距离。
备注2:
在任意△ABC中有内切圆O,令其半径为r,连接三角形顶点与圆心O点可将△ABC分割为三个小三角形,每个小三角形的高均为内切圆半径。则,则三角形内切圆半径。
(来源:安徽20212021年内蒙古公务员录用考试《行测》题(网友回忆版)第67题)

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