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路径长问题(通用版)

如图,正方形ABCD的边长为2,将长为2的线段QR的两端放在正方形相邻的两边上同时滑动.如果点Q从点A出发,按A→B→C→D→A的方向滑动到A停止,同时点R从点B出发,按B→C→D→A→B的方向滑动到B停止,在这个过程中,线段QR的中点M所经过的路线与正方形围成的图形面积为(    )

  • A.2
  • B.4-π
  • C.π
  • D.π-1

答案

正确答案:C

知识点:直角三角形斜边上的中线  弧长计算  路径长问题  

解题思路

首先研究点M在如图所示(点Q在AB上,点R在BC上)的图形上运动的路线.
在线段QR滑动过程中,QR是动点,QR的长度为2不发生变化,M是线段QR的中点不发生变化,并且∠B为直角不发生变化,所以在Rt△QBR中,容易想到斜边中线.
如图所示,

连接BM,
∵M是QR中点,
∴BM=1,
即点M在以点B为圆心,BM长为半径的圆上,并且根据临界状态(QR与AB重合,QR与BC重合)可以判断,运动路径为圆弧,如图所示:

则在QR整个运动过程中,点M的运动路线,如图所示,为4个圆弧.

则所经过的路线与正方形围成的图形面积为

易错点

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