第A10版:名师说题 上一版  下一版
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现代金报
 
2024年01月05日 星期五  
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与圆相关的图形面积 原来有这么多解题方法

一、百变归一,从表象到本质

说题嘉宾
宁波市小学数学名师
宁波市镇海区鲲池小学
王世彦
学习对象
小学六年级学生

    1.方中圆

    先来看一组题,求阴影部分的面积:

    看似不同的形状,通过仔细观察,我们不难发现,把图形中的空白部分进行组合,就是一个圆的面积。那么,阴影部分都是从正方形中减去一个圆的面积,就是我们熟悉的方中圆。

    2.圆中方

    通过转化,我们发现这些图形都可以变成圆中方,用圆的面积减去正方形的面积,即所求的阴影部分。

    刚才我们从两组图形入手,图形的多种变换,其实都围绕着方中圆和圆中方的本质问题,大家也可尝试着找一找,画一画,还有其他类似的图形。

    二、化零为整,学会从整体看问题

    有时我们在做题时会被复杂的图形所困扰,但静心想一想,做些适当的转化,你就能体会到解题时柳暗花明又一村的豁然开朗。下面这道的阴影部分面积,你想到了什么方法?

    没错,我们把图形进行适当分割和移动,这样阴影部分的面积刚好是半个圆形。将不规则的图形转化成规则图形,化零为整,也是解题的一种好方法。

    这几道题都需通过图形的运动将阴影部分进行转化。题1求的是半圆的面积;题2求是1/4的圆中方;因为三角形的内角和是180度,题3的阴影刚好是正方形面积的一半;题4,我们通过翻转阴影部分变成两个三角形的面积,而下边的三角形还可以通过面积的等积守恒进行转化,阴影面积最终变成一个三角形的面积。

    三、化曲为直,图形之妙运乎于变

    数学的美妙在于它的神奇的变换。如下图,这样的阴影部分该怎么求呢?

    我们先理清解题思路,阴影部分的面积应该是左半圆的面积+右半圆的面积+三角形的面积减去大半圆的面积,现在可以把算式进行整理,大家是不是发现两个小半圆的面积刚好与大半圆相等,相互抵消,这样阴影部分面积就变成这个直角三角形的面积。

    同学们一定发现了,这些曲线围成的图形,居然都是可以转化成线段围成的平面图形。题1、题2、题3阴影部分的面积都是正方形的一半。题4两种不同的转化方法,但都变成了正方形。

    四、化动为静,画出来的精彩

    以上这些阴影部分的面积,通过图形的运动,利用转化的思路我们可以找到解题的一些好方法。那么,面对运动着的圆又有什么解题方法呢?

    先来看这道题:一个小圆绕着正方形的边长滚动一周,它扫过的面积是多少?解这道题的关键是小圆扫过的面积是什么形状,我们先想象一下,再一起来看小圆的运动轨迹。大家有发现吗?小圆扫过的图形面积,先由角上的4个直角扇形刚拼成一个圆形,圆形的半径就是小圆的直径。再加上4个长是8厘米,宽是2厘米的长方形,即圆形扫过的面积。

    大家再想象一下,如果这个圆刚好沿着正三形的边长滚动一周,它扫过的面积又是如何呢?对比一下,这两种不同图形的滚动轨迹,我们可以发现不管是几边形,小圆扫过的面积都有一个圆的面积,再加上有几条边就有几个长方形的面积。将运动的过程与图示表征出来,简单又清楚。化动为静也是一种好的方法。试想一下,小球在正方形内沿边滚动,留下的轨迹又有什么不同呢?有兴趣的同学可以继续研究。

    围绕着与圆相关的图形面积的计算有很多,但通过这样的归类整理,大家对这些图形阴影的求法有了进一步的思考。百变归一、化零为整、化曲为直、化动为静等,这些形象而生动的名称是不是给大家留下了深刻的印象?相信还有更多的好方法等着大家去发现。一道好的题目能发人深省,学习数学不仅要会解题,还要会讲题。更要学会归类分析,能做一“题”而明一“类”,从而加强对数学问题的本质思考。

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