怎样推导圆面积计算公式?

接触了圆这个几何图形后,就会一一对它进行剖析,比如要知道其面积公式的由来,是如何推导得到的?如果仅依靠黑板教具来讲解,恐怕不能让学生们深刻明白,这时老师就可以借助动态绘图工具来实现,通过演示将圆转化为长方形的过程,从而知道面积公式的由来。

专业绘图工具几何画板就可以演示推导圆面积计算公式的过程,该软件免费获取地址http://wm.makeding.com/iclk/?zoneid=13398

圆面积计算公式推导课件模板样图:

圆面积的推导课件 
圆面积公式的推导过程

制作本课件的基本原理:在直角坐标系中,x轴或平行于x轴的线段上的点自左向右,横坐标逐渐增大,但纵坐标不变;y轴或平行于y轴的线段上的点自下向上,横坐标不变,但纵坐标逐渐增大。该性质与构造分段函数计算平移值和旋转角的目的不谋而合。而展开值和平移值的变化范围均为【0,1】,因此构造三角形的点。点有时横坐标由0逐渐增大至1,纵坐标为0;有时横坐标为0,纵坐标由0逐渐增大至1。这样即可构造三角形边界上的点,以其横纵坐标分别表示展开值和平移值。

具体的制作步骤如下:

1.确定半径R、构造控制点

画两条线段AB和CD,度量AB长度即为半径R。构造线段CD的中点E及线段上的点F,F为化圆为方的控制点。度量F在CD上的值,记为旋转角度 。

2.计算相关参数

计算相关参数

3.制作平移框架

画自由点G,将其平移(R,90°)至G',构造线段GG’及其中点G’’。以G为中心,将G"旋转 旋转角度至G'",构造线段GG'"。选中 和线段GG'",“绘制”—“绘制线段上的点”得H,平移(R,-90°)至H',构造线段HH'。

4.制作扇形展开图

画出自由点I,平移(弦长, 旋转角度 )至I',构造线段II’及其中点J和中垂线。构造以J为圆心,弦高为半径的圆,与垂线交于K。构造以K为圆心的弧II'、扇形内部、线段IK及I'K。以HH'为镜面,将扇形反射,以G'为中心,将两个扇形旋转180°。以I→I'、t1→t1+2(迭代深度为N-1)为迭代规则,进行深度迭代。

5.合并平移和展开图

依次点击I、G’并合并点I、G',同理合并H、G。完善图像,美化界面。

这样就实现了化圆为方,此时底边即为圆周长的一半πR,高即为圆心到弧的距离R,所以推导出圆的面积公式为:πR×R=πR2

老师们有了该课件,就可以演示圆面积计算公式推导的动态过程。另外,还可以对扇形面积公式进行推导,具体课件可参考演示扇形面积公式推导过程理


以上课件转载自:http://www.jihehuaban.com.cn/zhuanjiaji/tuidao-yuanmianji.html

参考资源链接:[扇形面积计算详解:公式、应用与推导](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/27ip0dvc35?utm_source=wenku_answer2doc_content) 要理解扇形面积的计算公式,首先需要回顾基本的几何知识和微积分原理。扇形面积的计算公式可以基于角度或弧度来进行推导。基于角度的公式是:面积 = 1/2 * 半径 * 角度。这里的角度需要以弧度制表示,若角度以度数给出,则需先将其转换为弧度。推导此公式可以考虑扇形是由圆心发出的半径和圆弧所围成的区域,而扇形的面积与整个圆的面积成正比,比例即为扇形对应圆心角与整个圆360度(或2π弧度)的比例。 具体的推导过程如下: 1. 设定一个完整的圆,其面积公式为A = πr^2。 2. 当我们考虑圆心角为θ(弧度制)的扇形时,其占整个圆的比例为θ / (2π)。 3. 因此,扇形的面积A可以表示为:A = πr^2 * (θ / (2π)) = 1/2 * r^2 * θ。 4. 由于扇形的面积公式中通常使用1/2 * r * l(l是弧长),通过弧长公式l = r * θ,可以得出另一常用公式A = 1/2 * r * l。 在建筑设计中,扇形面积的计算公式有广泛的应用。例如,在圆形屋顶的建筑设计中,建筑师需要准确计算出屋顶的表面积,以确定材料的使用量和结构设计。运用上述公式,只需知道半径和所对应的圆心角,就能够快速计算出所需的面积。此外,在工程测量中,如需对圆形地块进行面积估算,也可以通过测量半径和角度来快速得到结果。 为了帮助你更好地理解和应用扇形面积的计算,推荐参考这份资料:《扇形面积计算详解:公式、应用与推导》。这份资源详细讲解了扇形面积的计算方法,提供了公式的推导过程,并探讨了其在建筑设计和工程测量中的实际应用。通过这些学习材料,你可以更加深入地掌握扇形面积计算的知识,并在实际工作中应用这些理论知识,以提升工作效率和准确性。 参考资源链接:[扇形面积计算详解:公式、应用与推导](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/27ip0dvc35?utm_source=wenku_answer2doc_content)
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