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数学广角-圆的面积

数学广角-圆的面积

作者: 先祖stone | 来源:发表于2019-12-06 21:17 被阅读0次

      上次通过讨论,我和两个同学得出了圆的周长的探索规律,就是兀×直径(或者×半径的两倍),那么新的问题又来了:求出圆的周长,我们能不能再求出圆的面积呢?

      圆的面积跟其他图形的面积都不一样,因为圆没有固定的边,他的边是曲线的,不能通过固定的边长来求出面积。但是我们可以通过正方形,长方形等等的图形去探索圆的面积吗?

      首先我们来看:圆虽然是一个“曲边”的图形,但是我们依然可以从原里面找到拥有“固定边”的图形(剩下的半圆部分没有测出来,就是人工误差了),如下图:

    从圆里面找出一个正方形

      大家可以看到,我从圆里面找出了一个最大的正方形(大约)求出了这个正方形的面积,就可以大约知道这个圆形的面积。而剩下的半圆形部分就是人工误差,四个这样的半圆形加起来,误差其实也不小,可以说,这连大概都不算。既然要出圆的面积,我们就需要在我们力所能及的范围之内,求出圆的面积最接近的一个面积。但是其实我们可以减少误差,如果我们再分一个多边形呢?比如六边形?

    从圆里面找出一个六边形

      六边形的边比四边形多,它的面积比四边形大。也就是说,六边形在圆里面占据的最大面积比四边形要多,与圆的面积更接近一些,也就是说误差就会减少。那么如果我们再去尝试更多边形的面积?

      如图所示,我从圆里面找出了一个有很多边的一个图形。它在圆里面占据的面积很大,误差就会变得很小。这样求出来就跟圆的面积很相近了。我们都知道求一个多边形的面积,需要知道它的一条底和高。而它的高刚好就是圆的半径:

    多边形的高在圆里面就等于圆的半径

      由此我们可以推出,是兀×半径的平方,等于圆的面积(半径的平方是因为两个半径x兀x半径的二分之一,÷2和×2互相抵消就是半径x半径再x兀)。

      之外还有另一个方法,把圆形分割成一些“三角形”,大约是这样子的:

          这些三角形拼接起来,可以组成一个长方形。这个长方形的宽就等于圆的半径,长就等于圆的周长的二分之一。最后求出来的公式是这样的:(半径+周长x二分之一)×2也可以算出圆的面积,这也就是求圆的面积的两种方法。

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