📐 几何

一根半径定天下:周长、面积、π,全都由它决定。

车轮是圆的,盘子是圆的,太阳看起来也是圆的。圆是大自然和人类工程中最常见的形状,而它有一个惊人的特点:只需要一个数——半径,就能确定圆的一切

半径、直径、圆心

  • 圆心:圆的正中心,通常记作 OO
  • 半径 rr:圆心到圆上任一点的距离
  • 直径 dd:穿过圆心的弦,两端都在圆上,d=2rd = 2r

圆上任何一点到圆心的距离都相等——这正是圆的定义,也是车轮平稳滚动的秘密。

互动演示圆的探究器
rd

直径 d

d = 6

周长 C = 2πr

C = 18.85

面积 A = πr²

A = 28.27

C = 2πr = 2π×318.85 · A = πr² = π×3² ≈ 28.27

周长与 π

圆一周的长度叫周长 CC。把任何圆的周长除以直径,得到的数永远是同一个:

π=Cd3.14159\pi = \frac{C}{d} \approx 3.14159

这就是圆周率 π:一个无限不循环的小数。于是:

C=2πr=πdC = 2\pi r = \pi d

估一估

拿一根绳子绕圆形物体一圈,再量直径,周长÷直径总会落在 3.1~3.2 之间——你自己就能"发明"π。

面积公式从哪来

圆的面积是:

A=πr2A = \pi r^2

它为什么长这样?把圆切成很多细窄的扇形,交错拼起来,就得到一个近似的长方形:宽约 πr\pi r(半个周长),高约 rr(半径)。面积就是 πr×r=πr2\pi r \times r = \pi r^2。切得越细,拼得越像长方形。

常见陷阱

  • 别把直径当半径:直径 10 的圆,面积是 π×52=25π\pi \times 5^2 = 25\pi,不是 100π100\pi
  • 周长和面积的单位不同:周长是厘米,面积是平方厘米。

动手算一算

半径 3 cm 的圆:

  • 直径 d=6d = 6 cm
  • 周长 C=2π×3=6π18.85C = 2\pi \times 3 = 6\pi \approx 18.85 cm
  • 面积 A=π×32=9π28.27A = \pi \times 3^2 = 9\pi \approx 28.27 cm²

动手检验

随堂小测

  1. 1. 直径为 10 的圆,半径是多少?

  2. 2. 周长 C 等于多少?

  3. 3. 半径变成 2 倍,面积变成几倍?