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圓面積公式的推導過程動畫演示
圓面積公式的推導過程動畫演示
更新时间:2025-12-05 17:31:47

先看由GeoGebra做出來的效果:

圓面積公式的推導過程動畫演示(圓的面積公式推導)1

由上圖,可以看出圓面積公式的推導,本質上是讓一系列同心圓的圓周同時展開,隻不過是這些同心圓比較密集。所以,歸根結底,我們隻需要做一系列同心圓,再用上一篇九條指令搞定圓周展開的方法,就可以達到效果了!

問題來了,這麼多同心圓的展開,需要不斷地重複如上所述的九條指令嗎?

答案自然是否定的,重複性工作——我們有相應的快捷方法搞定!


使用自定義工具

之前,我們以簡易坐标系為例,做了自定義工具。隻要在指令欄輸入簡易坐标系(<點>,<x軸最小值>,<x軸最大值>,<y軸最小值>,<y軸最大值>),就可以隻用一個指令搞定簡易坐标系。

圓面積公式的推導過程動畫演示(圓的面積公式推導)2

同樣的,我們也可以将圓周展開做成自定義工具

制作自定義工具

按照上一篇的方法,先制作一個圓周展開。不過,将C = 描點(線段(A, B))改成C = 描點(線段(A, B), k)。也就是原本是用點C來控制圓周的展開,變成用滑動條k來控制圓周展開

圓面積公式的推導過程動畫演示(圓的面積公式推導)3

好了,可以制作自定義工具了。注意:無需選擇所有對象,選擇需要輸出的對象(圓、圓弧、線段),以及輸入的對象(點A、兩個滑動條)即可。操作可見下圖:

圓面積公式的推導過程動畫演示(圓的面積公式推導)4

于是,可以使用自定義工具圓周展開( <起點>, <半徑>, <路徑值> )。

産生新問題與解決問題

現在可以直接輸入圓周展開(A (0, 0.1), r - 0.1, k)圓周展開(A (0, 0.2), r - 0.2, k),……

圓面積公式的推導過程動畫演示(圓的面積公式推導)5

也就是一條圓周展開指令搞定一個圓周的展開,問題也随之而來——需要多個圓周的展開,同樣需要輸入多條指令!

有解決的辦法嗎?肯定是有的!

我們知道在Excel中,一拉下來,就可以快速填充數據或公式。而在GeoGebra的表格區中,也可以做到!

圓面積公式的推導過程動畫演示(圓的面積公式推導)6

使用GeoGebra的表格區

原本,我們需要手動輸入圓周展開(A (0, 0.1), r - 0.1, k)圓周展開(A (0, 0.2), r - 0.2, k),……,這其中,在發生變化的是0.1,0.2,0.3,……,0.9,所以,可以在表格區這麼操作:

  1. 在A1中輸入0.1,在A2中輸入0.2,下拉填充。
  2. 在B1中輸入圓周展開(A (0, A1), r - A1, k),下拉填充。

圓面積公式的推導過程動畫演示(圓的面積公式推導)7

這就完成了多個同心圓的圓周同時展開

讓作品更完整

要更加清楚地表示這是圓的面積公式推導過程,自然還需要輸入:

D = A (0, r)

g = 如果(k ≟ 1, 折線(A, B, D, A))

這是為了顯示直角三角形,另外,再加上文本的顯示(這裡不再贅述),就可以完成作品了。


所以,整個作品的完成,其實隻有三個步驟:

  1. 制作一個圓周的展開,并将其做成自定義工具
  2. 結合表格區使用
  3. 文本等的顯示
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