2005 AMC 12B 第 18 题

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18.

设 A(2,2)A(2, 2) 和 B(7,7)B(7, 7) 是平面上的点。令 RR 为第一象限中所有点 CC 组成的区域,使得 △ABC\triangle ABC 是锐角三角形。区域 RR 的面积最接近哪个整数?
Let A(2,2)A(2, 2) and B(7,7)B(7, 7) be points in the plane. Define RR as the region in the first quadrant consisting of those points CC such that △ABC\triangle ABC is an acute triangle. What is the closest integer to the area of the region R?R?
2525
3939
5151
6060
8080
答案:C
知识点:坐标几何圆面积分割
小提示:
角 AA 为锐角表示 CC 在过 AA 且垂直于 ABAB 的直线远侧;角 BB 类似。
Angle AA acute means CC is on the far side of the line through AA perpendicular to ABAB; similarly for BB
大提示:
角 CC 为锐角表示 CC 在以 ABAB 为直径的圆外;合并三个区域条件。
Angle CC acute means CC lies outside the circle with diameter ABAB; combine three regions
解答:
直线 ABAB 的斜率为 11。要使 ∠A\angle A 为锐角,CC 必须在过 AA 且垂直于 ABAB 的直线远侧;在第一象限中,这条线连接 P(4,0)P(4, 0) 与 Q(0,4)Q(0, 4)。要使 ∠B\angle B 为锐角,CC 必须在过 BB 且垂直于 ABAB 的直线近侧,这条线连接 S(14,0)S(14, 0) 与 T(0,14)T(0, 14)。
为了使 ∠C\angle C 为锐角,CC 必须在以 ABAB 为直径的圆 UU 外,其半径为 AB2=522\dfrac{AB}{2} = \dfrac{5\sqrt2}{2}。
圆完全位于这条带内并且在第一象限中。所以所求区域是大直角三角形 OSTOST 减去小直角三角形 OPQOPQ 和整个圆 UU:12⋅142−12⋅42−π(522)2=98−8−25π2=90−25π2≈51。 \begin{aligned} &\dfrac12 \cdot 14^2 - \dfrac12 \cdot 4^2 \\ &\quad {}- \pi\left(\dfrac{5\sqrt2}{2}\right)^2 \\ &= 98 - 8 - \dfrac{25\pi}{2} \\ &= 90 - \dfrac{25\pi}{2} \approx 51 \end{aligned}\text{。}
所以正确答案是 C。
Line ABAB has slope 1.1. For ∠A\angle A to be acute, CC must lie beyond the line through AA perpendicular to AB;AB; in the first quadrant that line runs between P(4,0)P(4, 0) and Q(0,4).Q(0, 4). For ∠B\angle B to be acute, CC must lie before the line through BB perpendicular to AB,AB, between S(14,0)S(14, 0) and T(0,14).T(0, 14).
For ∠C\angle C to be acute, CC must lie outside the circle UU with diameter AB,AB, whose radius is AB2=522.\dfrac{AB}{2} = \dfrac{5\sqrt2}{2}.
The circle lies entirely inside this strip and in the first quadrant. Thus the region is the large right triangle OSTOST minus the small right triangle OPQOPQ and the full circle U:U: 12⋅142−12⋅42−π(522)2=98−8−25π2=90−25π2≈51. \begin{aligned} &\dfrac12 \cdot 14^2 - \dfrac12 \cdot 4^2 \\ &\quad {}- \pi\left(\dfrac{5\sqrt2}{2}\right)^2 \\ &= 98 - 8 - \dfrac{25\pi}{2} \\ &= 90 - \dfrac{25\pi}{2} \approx 51. \end{aligned}
Thus, the correct answer is C.
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