摘 要:在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,《圓》是重要組成部分,其中組合圖形的面積計(jì)算問題是重點(diǎn)與難點(diǎn),本文以實(shí)踐教學(xué)的方式,對(duì)該部分問題進(jìn)行研究分析,為今后的教學(xué)提供理論與實(shí)踐支持。
關(guān)鍵詞:小學(xué)數(shù)學(xué);組合圖形;面積計(jì)算
在學(xué)習(xí)人民教育出版社六年級(jí)數(shù)學(xué)上冊(cè)第五單元《圓》的知識(shí)過程中出現(xiàn)了某些組合圖形,既內(nèi)圓外方和外圓內(nèi)方計(jì)算相關(guān)面積的問題,現(xiàn)就對(duì)本知識(shí)點(diǎn)的某些探究、思考與大家交流一下。
數(shù)學(xué)問題的解決進(jìn)行公式化處理是學(xué)生最易理解和接受的學(xué)習(xí)方式,如長(zhǎng)方形、正方形面積、周長(zhǎng)公式化,三角形面積公式化等,那么內(nèi)圓外方與外圓內(nèi)方相關(guān)問題能否公式化處理,在教學(xué)過程中我和我班同學(xué)進(jìn)行了一番探討,情況如下。
我們首先討論內(nèi)圓外方問題。
一般來講,內(nèi)圓外方問題有兩種情況:
1. 知道正方形邊長(zhǎng)a求陰影部分面積,陰影部分面積=正方形面積-圓的面積。根據(jù)圓與正方形的關(guān)系(外切)我們可以知道圓的直徑d=a,所以陰影部分面積=a2-π×d22=a2-π×
a22=a2-π×a24=1-π4a2,此類情況較為簡(jiǎn)單。
2. 知道圓的半徑r求陰影部分面積。我們知道圓與正方形外切,故2r=直徑d=正方形邊長(zhǎng)a,所以a=2r,進(jìn)而知道正方形面積=a2=(2r)2=4r2,陰影部分面積=4r2-πr2=(4-π)r2。
以上兩種情況較為簡(jiǎn)單直觀,在與學(xué)生探究的過程中基本是以學(xué)生的合作討論為基礎(chǔ),教師稍加總結(jié)即可得出結(jié)論。
下面我們討論第二類問題:外圓內(nèi)方。
對(duì)于外圓內(nèi)方問題我們同樣分為兩類展開討論。
1. 知道正方形邊長(zhǎng)a求陰影部分面積。解決這個(gè)問題我們要借助輔助線來讓邊長(zhǎng)a與圓的半徑r建立聯(lián)系。由正方形的特征我們知道三角形ABD為直角三角形,所以AB2+AD2=a2+a2=BD2=直徑d2,所以2a2=d2,又由d=2r可知d2=(2r)2=4r2=2a2,進(jìn)一步得出r2=a22,所以圓的面積=πr2=πa22,陰影部分面積=圓的面積-正方形面積=
πa22-a2=π2-1a2。這類問題利用了勾股定理讓正方形邊長(zhǎng)與圓的半徑建立聯(lián)系,這是解決問題的關(guān)鍵。
2. 知道圓的半徑r求陰影部分面積。解決這類問題仍需借助輔助線及勾股定理相關(guān)知識(shí)讓半徑r與正方形面積建立聯(lián)系。根據(jù)半徑的特征我們知道點(diǎn)C到圓心O的距離=半徑r,所以線段BD=d=2r。根據(jù)正方形特征我們又知道三角形ABD=三角形BCD,線段OC垂直于線段BD,所以O(shè)C是三角形BCD的高,由此可知三角形BCD的面積=OC×BD÷2,前面我們知道了OC=r,BD=d=2r,所以O(shè)C×BD÷2=r×d÷2=r×2r÷2=r2,正方形面積=三角形ABD+三角形BCD=r2+r2=2r2,那么陰影部分的面積=圓的面積-正方形面積=πr2-2r2=(π-2)r2。
以上四種情況雖以計(jì)算陰影部分面積為方向,但在計(jì)算過程中很好地體現(xiàn)了圓與正方形在內(nèi)切、外切情況下它們面積的內(nèi)在聯(lián)系。就六年級(jí)同學(xué)情況而言,整個(gè)探究推理過程中只有勾股定理較為生疏,此處對(duì)學(xué)生稍加點(diǎn)撥,學(xué)生基本都能正確運(yùn)用。此類問題雖不是教學(xué)重難點(diǎn),但對(duì)此類問題的探究大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和研究探討問題的熱情,取得了很好的教學(xué)效果。
作者簡(jiǎn)介:楊福海,山東省菏澤市,鄄城縣什集鎮(zhèn)中心校。