(1)如图①,将边长为1的等边三角形纸片(即△OAB)沿直线l1向右滚动(不滑动),三角形纸片经过两次滚动,点O运动到了点O2处;则顶点O经过的路线长______;
(2)类比研究:如图②,将边长为1的正方形纸片OABC沿直线l2向右滚动(不滑动),OA边与直线l2重合,将正方形纸片绕着顶点A按顺时针方向旋转90°,此时点O运动到了点O1处(即点B处),点C运动到了点C1处,点B运动到了点B1处;又将正方形纸片AO1C1B1绕B1点按顺时针方向旋转90°,…,按上述方法经过若干次旋转后,请解决如下问题:
问题①若正方形纸片OABC按上述方法经过3次旋转,求顶点O经过的路线长,并求顶点O运动的路径与直线l2围成图形的面积;
②若正方形OABC按上述方法经过5次旋转,求顶点O经过的路线长______;
③正方形纸片OABC按上述方法经过2010次旋转,顶点O经过的路程是______.
网友回答
解:(1)∵△ABC是等边三角形,
∴∠OAO1=120°,
∴顶点O滚动1次经过的路线长为=π,
∴两次滚动后点O经过的路线长为:2×π=π;
(2)如图2,为了便于标注字母,且位置更清晰,每次旋转后不防向右移动一点,
第1次旋转路线是以正方形的边长为半径,以90°圆心角的扇形,
路线长为=π,
面积为=π,
第2次旋转路线是以正方形的对角线长为半径,以90°圆心角的扇形,
路线长为=π,
面积为=π,
第3次旋转路线是以正方形的边长为半径,以90°圆心角的扇形,
路线长为=π,
面积为=π,
①经过3次旋转,顶点O运动的路径为π+π+π=π,
与直线l2围成图形的面积为π+π+π=π;
②第4次旋转点O没有移动,旋转后于最初正方形的放置相同,
因此5次旋转,顶点O经过的路线长为π+π+π+0+π=π;
③∵2010÷5=402,
∴经过2010次旋转,顶点O经过的路程是5次旋转路程的402倍,
π×402=603π+201π.
故