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同学们,在我们的生活中有很多圆形的物体,比如披萨、花坛、圆桌等。我们已经学过了长方形和正方形的面积公式,那么圆的面积应该如何计算呢?今天我们就来探索圆的面积公式的推导过程。
要计算圆的面积,我们需要运用数学中一种重要的思想方法,叫做化曲为直。我们可以将圆等分成若干个相等的扇形,然后重新拼接,这样就能将曲线图形转化为我们熟悉的直线图形。现在让我们先将这个圆分成8个相等的扇形,每个扇形用不同的颜色来区分。
现在我们将8个扇形交错拼接。你看,拼接后的图形已经很像长方形了。如果我们将圆分割得更细,比如分成16份、32份,拼接后的图形会越来越接近标准的长方形。分割的份数越多,拼接图形的边缘就越平直,越接近真正的长方形。
现在我们来分析拼接后长方形的各边长度。长方形的长等于什么呢?它等于圆周长的一半。因为圆的周长等于2πr,所以长方形的长等于2πr除以2,也就是πr。长方形的宽呢?它等于圆的半径r。这样我们就建立了长方形与原来圆的关系。
现在我们可以根据长方形面积公式来推导圆的面积公式了。长方形面积等于长乘以宽,代入我们分析的结果:长方形面积等于πr乘以r,也就是πr²。因为拼接后的长方形面积等于原来圆的面积,所以圆的面积也等于πr²。这样我们就成功推导出了圆的面积公式!