题目内容

圆O的半径为1,P为圆周上一点,现将如图放置的边长为1的正方形(实线所示,正方形的顶点A与点P重合)沿圆周逆时针滚动,点A第一次回到点P的位置,则点A走过的路径的长度为
 
考点:弧长公式
专题:三角函数的求值
分析:由图可知:圆O的半径r=1,正方形ABCD的边长a=1,以正方形的边为弦时所对的圆心角为
π
3
,正方形在圆上滚动时点的顺序依次为如图所示,当点A首次回到点P的位置时,正方形滚动了3圈共12次,分别算出转4次的长度,即可得出.
解答: 解:由图可知:∵圆O的半径r=1,正方形ABCD的边长a=1,
∴以正方形的边为弦时所对的圆心角为
π
3

正方形在圆上滚动时点的顺序依次为如图所示,
∴当点A首次回到点P的位置时,正方形滚动了3圈共12次,
设第i次滚动,点A的路程为Ai
则A1=
π
6
×|AB|=
π
6

A2=
π
6
××|AC|=
2
π
6

A3=
π
6
×|DA|=
π
6

A4=0,
∴点A所走过的路径的长度为3(A1+A2+A3+A4)=
2+
2
2
π

故答案为:
(2+
2
2
点评:本题考查了正方形与圆的性质、旋转的性质、弧长的计算公式,考查了数形结合、分类讨论的思想方法,考查了分析问题与解决问题的能力,属于难题.
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