Question

【題目】如圖，菱形ABCD中，AB=2，∠C=60°，我們把菱形ABCD的對稱中心O稱作菱形的中心．菱形ABCD在直線l上向右作無滑動的翻滾，每繞著一個頂點旋轉60°叫一次操作，則經過1次這樣的操作菱形中心O所經過的路徑長為；經過3n（n為正整數）次這樣的操作菱形中心O所經過的路徑總長為 ． （結果都保留π）

Answer 1

【答案】； nπ
【解析】解：∵菱形ABCD中，AB=2，∠C=60°，
∴△ABD是等邊三角形，
BO=DO=1，
AO= = ，
第一次旋轉的弧長= = ，
∵第一、二次旋轉的弧長和= + = π，
第三次旋轉的弧長為： =
∵3n÷3=n，
故經過3n（n為正整數）次這樣的操作菱形中心O所經過的路徑總長為：n×（ π+ ）= nπ．
故答案為： ； nπ．

從圖中可以看出，第一次旋轉是以點A為圓心，那么菱形中心旋轉的半徑就是OA，解直角三角形可求出OA的長，圓心角是60°．第二次還是以點A為圓心，那么菱形中心旋轉的半徑就是OA，圓心角是60°．第三次就是以點B為旋轉中心，OB為半徑，旋轉的圓心角為60度．旋轉到此菱形就又回到了原圖．故這樣旋轉3n次，就是這樣的n個弧長的總長，依此計算即可得，進而得出經過3n（n為正整數）次這樣的操作菱形中心O所經過的路徑總長．