圓的面積公式

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圓的面積公式S=πr²,這個面積公式是如何推導出來的呢?很多孩子都會想到:把圓平均分成若干份,拼成的圖形近似於長方形,進一步推導出圓的面積公式。難道只能把圓轉化成長方形嗎?還有其他推導方法嗎?帶着這些問題,我們繼續探究,多維度進行了論證,並用不同的方法證明了結論。

圓的面積公式

古時候人們遇到一個羊吃草的問題:把一隻羊用麻繩拴在木樁上,這隻羊最多能吃到多大範圍的草?要求“羊最多能吃到多大範圍的草?” 就是求圓的面積。那麼,圓的面積計算公式如何推導呢?這就是我們今天數學實驗的內容。

圓的面積公式 第2張

前面我們已經學會如何推導長方形、正方形、平行四邊形、三角形和梯形的面積計算公式。前兩種圖形是用密鋪度量的方式,後三種圖形都是通過轉化的思想推導出來的,這五類圖形有一個共同的特點,都是直線型圖形。

圓的面積公式 第3張

而圓和前五類圖形不一樣,它是由曲線圍成的,屬於曲線型圖形。由於不能實現密鋪,所以可行的方式還是轉化,並嘗試考慮將它轉化爲直線型圖形。

要轉化爲直線型圖形,顯然要對圓進行切割。我們發現經過直徑切割,把圓等分成多個小扇形,最後可以拼成近似的長方形、三角形和梯形。

下面我們來初步嘗試,把16等分圓轉化成直線型圖形,,並計算出相應的面積。

當然,在實驗前,我們先要思考,如何把圓平均分成16等份呢?能否利用我們身邊的物體,先畫出一個圓?然後想辦法把它等分成16份呢?同學們,不妨讓我們動手試一試吧。

相信很多同學,開動小腦筋,想到了怎麼等分成16份了吧。好了,讓我們開始數學實驗吧。

圓的面積公式 第4張

實驗活動一:把圓轉化成近似的長方形

圓的面積公式 第5張

實驗活動二:把圓轉化成近似的三角形

圓的面積公式 第6張

實驗活動三:把圓轉化成近似的梯形

圓的面積公式 第7張

活動解密:

解密1:根據長方形面積計算公式推導圓的面積計算公式。

圓的面積等於轉化後的長方形面積,長方形的長相當於圓周長的一半,長方形的寬相當於圓的半徑。

根據“長方形面積=長×寬”,

那麼圓的面積 =½ C × r,化簡後等於πr²。

解密2:根據三角形面積計算公式推導圓的面積計算公式。

圓的面積等於轉化後的三角形面積,三角形的底相當於圓周長的十六分之四,三角形的高相當於圓的半徑×4。

根據“三角形面積=底×高÷2”,

那麼圓的面積=¼ C × 4r ÷ 2,化簡後等於πr²。

解密3:根據梯形面積計算公式推導圓的面積計算公式。

圓形的面積等於轉化後的梯形面積,梯形的上底加下底相當於圓周長的一半,梯形的高相當於圓的半徑×2,

根據“梯形面積=(上底+下底)×高÷2”,

那麼圓的面積=½ C × 2r ÷ 2,化簡後等於πr²。

同學們,通過我們由淺入深的探究,我們推導出圓的面積計算公式。

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