把一个圆切成小扇形,一块朝上、一块朝下排列。面积没有少,弯边却越来越平。它会越来越接近什么图形?
把圆分开,再拼一拼
直接数圆里的方格不好数,因为圆的边是弯的。可以把圆转化成已经会算的图形。
把圆平均分成 16 份、32 份或更多份小扇形,然后一上一下交错拼起来:
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拼出的图形接近一个长方形。分的份数越多,每个小扇形的弧越短、越接近直线,拼出的边也越平,图形就越接近长方形。这样分割再拼,面积没有增减。
拼块上、下两侧的弧长各合计为圆周长的一半,即 πr;但弧的总长还不是有限拼块的一条直边长。分得越来越细时,长越来越接近 πr,宽越来越接近 r。
长方形面积 = 长 × 宽
圆的面积 = πr × r = πr²
实际剪拼时,不管分了多少份,拼出的边还有小弧,得到的只是近似长方形。分得越细,它就越接近长方形。这样想能帮助我们理解公式;这里先用这个过程理解公式,不把剪了 16 份就当成已经得到精确长方形。更严密的论证留待以后学习。
下面的数值题按 π 取 3.14 计算。
如果题目给的是直径,要先求半径:
r=d÷2
S=πr²
例子
例 1:半径 4 厘米的圆
S=3.14×4²
=3.14×16
=50.24(平方厘米)
注意 4²=4×4=16,不是 4×2。
例 2:直径 10 米的圆
先求半径:r=10÷2=5(米)。
S=3.14×5²
=3.14×25
=78.5(平方米)
例 3:圆环的面积
一个圆环,外圆半径 6 厘米,内圆半径 4 厘米。圆环的面积是大圆面积减去小圆面积。
S=3.14×6²−3.14×4²
=3.14×(36−16)
=3.14×20
=62.8(平方厘米)
易错
- 把 r² 算成 2r。r=3 时,r²=9,不是 6。
- 题目给直径,直接用直径算面积。要先用 d÷2 求出半径。
- 面积单位写成厘米、米。面积要用平方厘米、平方米。
- 算半圆面积忘记除以 2;算半圆周长时又忘记加直径。两者不是一回事。
- 圆环面积写成 π(R−r)²。应该是 π(R²−r²),先分别平方再相减。
- 把 3.14 当成精确值,题目要求保留几位小数时不按要求取近似值。
一条窄圆环,能当成小圆吗
外半径 6 厘米、内半径 4 厘米的圆环,宽是 2 厘米。为什么不能用 π×2² 算圆环面积?
看解释
2 厘米是圆环的宽,不是把圆环拼成小圆后的半径;圆环还沿着内圆绕了一圈。应从大圆去掉小圆:π×(6²−4²)=20π 平方厘米,按 π 取 3.14 算是 62.8 平方厘米。
练习
- 一个圆的半径是 3 厘米,面积是多少?
- 一个圆的直径是 8 分米,面积是多少?
- 一个圆的周长是 31.4 米,面积是多少?
- 一个圆环的外圆半径是 5 厘米,内圆半径是 3 厘米,圆环面积是多少?
- 一个半圆的半径是 2 米,它的面积是多少?周长是多少?
答案
- S=3.14×3²=3.14×9=28.26(平方厘米)。
- r=8÷2=4 分米;S=3.14×4²=3.14×16=50.24(平方分米)。
- r=31.4÷3.14÷2=5 米;S=3.14×5²=3.14×25=78.5(平方米)。
- S=3.14×(5²−3²)=3.14×(25−9)=3.14×16=50.24(平方厘米)。
- 面积:3.14×2²÷2=3.14×4÷2=6.28(平方米);周长:3.14×2+2×2=6.28+4=10.28(米)。