1 . 如图，内接于半径为1的，，过点A作，的延长线交于点E，交直线于点D，连接．
   
(1)求证：是的切线；
(2)若，求图中阴影部分的面积；
(3)记的面积为，的面积为，的面积为，若，求的值．

2 . 在学习完《图形的旋转》后，刘老师带领学生开展了一次数学探究活动
【问题情境】
刘老师先引导学生回顾了华东师大版教材七年级下册第页“探索”部分内容：
如图，将一个三角形纸板绕点逆时针旋转到达的位置，那么可以得到：，，；，，（       ）

   

刘老师进一步谈到：图形的旋转蕴含于自然界的运动变化规律中，即“变”中蕴含着“不变”，这是我们解决图形旋转的关键；故数学就是一门哲学．
【问题解决】
（1）上述问题情境中“（       ）”处应填理由：____________________；
（2）如图，小王将一个半径为，圆心角为的扇形纸板绕点逆时针旋转到达扇形纸板的位置．

   

①请在图中作出点；
②如果，则在旋转过程中，点经过的路径长为__________；
【问题拓展】
小李突发奇想，将与（2）中完全相同的两个扇形纸板重叠，一个固定在墙上，使得一边位于水平位置，另一个在弧的中点处固定，然后放开纸板，使其摆动到竖直位置时静止，此时，两个纸板重叠部分的面积是多少呢？如图所示，请你帮助小李解决这个问题．

   

3 . 如图，在中，，把绕点A顺时针旋转，使落到延长线上的处，得到，点B的对应点为D，点C的对应点为E，旋转过程中得到两条弧，，与交于点F，连接．
   
(1)求的度数；
(2)若，求阴影部分的面积；
(3)若，弧BD与线段只有一个公共点D，直接写出线段的取值范围．

4 . 在平面内，将小棒经过适当的运动，使它调转方向(调转前后的小棒不一定在同一条直线上)，那么小棒扫过区域的面积如何尽可能地小呢？
已知小棒长度为4，宽度不计．
方案1：将小棒绕中点O旋转180°到，设小棒扫过区域的面积为(即图中灰色区域的面积，下同)；
方案2：将小棒先绕A逆时针旋转60°到，再绕C逆时针旋转60°到，最后绕B逆时针旋转60°到，设小棒扫过区域的面积为．
   
(1)①______，______；(结果保留)
②比较与的大小．(参考数据：，．)
(2)方案2可优化为方案3：首次旋转后，将小棒先沿着小棒所在的直线平移再分别进行第2、3次旋转，三次旋转扫过的面积会重叠更多，最终小棒扫过的区域是一个等边三角形．
①补全方案3的示意图；
②设方案3中小棒扫过区域的面积为，求．
(3)设计方案4，使小棒扫过区域的面积小于，画出示意图并说明理由．

5 . 预警三角标志牌用于放置在车道上，告知后方来车前有停置车辆，如图所示所示贝贝想制作类似此标志的图形，先使用反光材料设计一个物件，如图所示，其中四边形为长方形，、分别以、为直径的半圆，且灰色部分为反光区域接着，将三个图的物件以图的方式组合并固定，其中固定点、、皆与半圆的圆心重合，且各半圆恰好与长方形的长边相切，而在图左下方的局部放大图中，、皆为其切点，、皆为直径．

请根据上述资讯，回答下列问题：
(1)图中的度数为多少？
(2)根据图的组合方式，求出可看见的反光区域面积为多少？请详细解释或完整写出你的解题过程，并求出答案．

6 . 如图，在正方形中，以A为圆心，作半径为4的圆心角是的弧，且这条弧恰好经过B、D两点．的一条切线与分别交于M、N．求图中阴影部分面积的最小值．

7 . 如图所示，中，，点在上，以为圆心的半圆分别与相切于两点，且的长度为，则图中的阴影部分面积为 _____．

8 . 某中学开展劳动实习，学生加工制作零件，零件的截面如图所示．O为圆孔及轮廓圆弧所在圆的圆心，A是圆弧与直线的切点，B是圆弧与直线的切点，四边形为矩形，，垂足为C，，，，，A到直线和的距离均为，圆孔半径为，则图中阴影部分的面积为______．

9 . 滹沱河岸边盛开的粉黛乱子草吸引了很多市民前来观赏，如图1是其中一处美景的俯视图，漂亮的粉黛乱子草（扇形中的阴影部分）花开灿烂，已知扇形半径米，米，点P为的中点，上有一座供游人休息的亭子（矩形），点H，G分别在上，在上．

(1)求粉黛乱子草的种植面积；
(2)爱思考的嘉嘉想：“这个矩形亭子的占地面积能否再大一些呢？”请你通过计算回答嘉嘉的问题；
(3)在点P处垂直于地面向上竖着一根高为米的柱子，在A处安装有一个自动喷水装置．水流在各个方向上沿抛物线路径落下，喷出的水流在距离的水平距离为米时达到最高点．当喷头A旋转时，整个粉黛乱子草刚好都能被喷出的水流覆盖．建立如图2的坐标系，求出此坐标系中抛物线水流对应的函数关系式．

10 . 如图1，的半径为，的顶点，，在上，．

(1)求证：是的切线；
(2)若也与相切，求证：四边形是菱形；
(3)如图2，与相交于点，连接于，当时，求的对角线的长及阴影部分图形的面积．