圆面积公式的推导过程动画演示(圆的面积公式推导)

先看由GeoGebra做出来的效果:

圆面积公式的推导过程动画演示(圆的面积公式推导)(1)

由上图,可以看出圆面积公式的推导,本质上是让一系列同心圆的圆周同时展开,只不过是这些同心圆比较密集。所以,归根结底,我们只需要做一系列同心圆,再用上一篇九条指令搞定圆周展开的方法,就可以达到效果了!

问题来了,这么多同心圆的展开,需要不断地重复如上所述的九条指令吗?

答案自然是否定的,重复性工作——我们有相应的快捷方法搞定!


使用自定义工具

之前,我们以简易坐标系为例,做了自定义工具。只要在指令栏输入简易坐标系(<点>,<x轴最小值>,<x轴最大值>,<y轴最小值>,<y轴最大值>),就可以只用一个指令搞定简易坐标系。

圆面积公式的推导过程动画演示(圆的面积公式推导)(2)

同样的,我们也可以将圆周展开做成自定义工具

制作自定义工具

按照上一篇的方法,先制作一个圆周展开。不过,将C = 描点(线段(A, B))改成C = 描点(线段(A, B), k)。也就是原本是用点C来控制圆周的展开,变成用滑动条k来控制圆周展开

圆面积公式的推导过程动画演示(圆的面积公式推导)(3)

好了,可以制作自定义工具了。注意:无需选择所有对象,选择需要输出的对象(圆、圆弧、线段),以及输入的对象(点A、两个滑动条)即可。操作可见下图:

圆面积公式的推导过程动画演示(圆的面积公式推导)(4)

于是,可以使用自定义工具圆周展开( <起点>, <半径>, <路径值> )。

产生新问题与解决问题

现在可以直接输入圆周展开(A (0, 0.1), r - 0.1, k)圆周展开(A (0, 0.2), r - 0.2, k),……

圆面积公式的推导过程动画演示(圆的面积公式推导)(5)

也就是一条圆周展开指令搞定一个圆周的展开,问题也随之而来——需要多个圆周的展开,同样需要输入多条指令!

有解决的办法吗?肯定是有的!

我们知道在Excel中,一拉下来,就可以快速填充数据或公式。而在GeoGebra的表格区中,也可以做到!

圆面积公式的推导过程动画演示(圆的面积公式推导)(6)

使用GeoGebra的表格区

原本,我们需要手动输入圆周展开(A (0, 0.1), r - 0.1, k)圆周展开(A (0, 0.2), r - 0.2, k),……,这其中,在发生变化的是0.1,0.2,0.3,……,0.9,所以,可以在表格区这么操作:

  1. 在A1中输入0.1,在A2中输入0.2,下拉填充。
  2. 在B1中输入圆周展开(A (0, A1), r - A1, k),下拉填充。

圆面积公式的推导过程动画演示(圆的面积公式推导)(7)

这就完成了多个同心圆的圆周同时展开

让作品更完整

要更加清楚地表示这是圆的面积公式推导过程,自然还需要输入:

D = A (0, r)

g = 如果(k ≟ 1, 折线(A, B, D, A))

这是为了显示直角三角形,另外,再加上文本的显示(这里不再赘述),就可以完成作品了。


所以,整个作品的完成,其实只有三个步骤:

  1. 制作一个圆周的展开,并将其做成自定义工具
  2. 结合表格区使用
  3. 文本等的显示
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