圆的面积

圆的历史

圆形,是一个看来简单,实际上是十分奇妙的形状。古代人最早是从太阳、阴历十五的月亮得到圆的概念的。在一万八千年前的山顶洞人曾经在兽牙、砾石和石珠上钻孔,那些孔有的就很圆。到了陶器时代,许多陶器都是圆的。圆的陶器是将泥土放在一个转盘上制成的。当人们开始纺线,又制出了圆形的石纺锤或陶纺锤。古代人还发现搬运圆的木头时滚着走比较省劲。后来他们在搬运重物的时候,就把几段圆木垫在大树、大石头下面滚着走,这样当然比扛着走省劲得多。
约在6000年前,美索不达米亚人,做出了世界上第一个轮子——圆的木盘。大约在4000多年前,人们将圆的木盘固定在木架下,这就成了最初的车子。
会作圆,但不一定就懂得圆的性质。古代埃及人就认为:圆,是神赐给人的神圣图形。一直到两千多年前我国的墨子(约公元前468-前376年)才给圆下了一个定义:圆,一中同长也。意思是说:圆有一个圆心,圆心到圆周的长都相等。这个定义比希腊数学家欧几里得(约公元前330-前275年)给圆下定义要早100年。
任意一个圆的周长与它直径的比值是一个固定的数,我们把它叫做圆周率,用字母π(pai)表示。它是一个无限不循环小数,π=3.1415926535……但在实际运用中一般只取它的近似值,即π≈3.14.如果用C表示圆的周长:C=πd或C=2πr.《周髀算经》上说"周三径一",把圆周率看成3,但是这只是一个近似值。美索不达来亚人在作第一个轮子的时候,也只知道圆周率是3。魏晋时期的刘徽于公元263年给《九章算术》作注时,发现"周三径一"只是圆内接正六边形周长和直径的比值。他创立了割圆术,认为圆内接正多连形边数无限增加时,周长就越逼近圆周长。他算到圆内接正3072边形的圆周率,π= 3927/1250。刘徽把极限的概念运用于解决实际的数学问题之中,这在世界数学史上也是一项重大的成就。 祖冲之(公元429-500年)在前人的计算基础上继续推算,求出圆周率在3.1415926与3.1415927之间,是世界上最早的七位小数精确值,他还用两个分数值来表示圆周率:22/7称为约率,355/113称为密率。 在欧洲,直到1000年后的十六世纪,德国人鄂图(公元1573年)和安托尼兹才得到这个数值。现在有了电子计算机,圆周率已经算到了小数点后12400亿位了。

㎡圆的概念

1.1 到定点的距离等于定长的点的集合叫做圆(circle).这个定点叫做圆的圆心.

1.2 连接圆心和圆上的任意一点的线段叫做半径(r)。

1.3 通过圆心并且两端都在圆上的线段叫做直径(d)。

1.4 连接圆上任意两点的线段叫做弦(chord). 最长的弦是直径.

1.5 圆上任意两点间的部分叫做圆弧,简称弧(arc).大于半圆的弧称为优弧,优弧是用三个字母表示。小于半圆的弧称为劣弧,劣弧用两个字母表示。。.半圆既不是优弧,也不是劣弧.

字母表示

圆—⊙ ; 半径—r或R(在环形圆中外环半径表示的字母); 弧—⌒ ; 直径—d ;
扇形弧长—L ; 周长—C ; 面积—S。

圆的性质

⑴圆是轴对称图形,其对称轴是任意一条通过圆心的直线。圆也是中心对称图形,其对称中心是圆心。 垂径定理:垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的2条弧。逆定理:平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的2条弧。
⑵有关圆周角和圆心角的性质和定理
① 在同圆或等圆中,如果两个圆心角,两个圆周角,两组弧,两条弦,两条弦心距中有一组量相等,那么他们所对应的其余各组量都分别相等。
②一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半。
直径所对的圆周角是直角。90度的圆周角所对的弦是直径。
圆心角计算公式: θ=(L/2πr)×360°=180°L/πr=L/r(弧度)
即圆心角的度数等于它所对的弧的度数;圆周角的度数等于它所对的弧的度数的一半。
③ 如果一条弧的长是另一条弧的2倍,那么其所对的圆周角和圆心角是另一条弧的4倍。
⑶有关外接圆和内切圆的性质和定理
①一个三角形有唯一确定的外接      

圆和内切圆。外接圆圆心是三角形各边垂直平分线的交点,到三角形三个顶点距离相等;
②内切圆的圆心是三角形各内角平分线的交点,到三角形三边距离相等。
③R=2S△÷L(R:内切圆半径,S:三角形面积,L:三角形周长)
④两相切圆的连心线过切点(连心线:两个圆心相连的直线)
⑤圆O中的弦PQ的中点M,过点M任作两弦AB,CD,弦AD与BC分别交PQ于X,Y,则M为XY之中点。
(4)如果两圆相交,那么连接两圆圆心的线段(直线也可)垂直平分公共弦。
(5)弦切角的度数等于它所夹的弧的度数的一半。
(6)圆内角的度数等于这个角所对的弧的度数之和的一半。
(7)圆外角的度数等于这个角所截两段弧的度数之差的一半。
(8)周长相等,圆面积比长方形、正方形、三角形的面积大。

与切线有关的定理

垂直于过切点的半径;经过半径的一端,并且垂直于这条半径的直线,是这个圆的切线。
切线的判定方法:经过半径外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线。
切线的性质:(1)经过切点垂直于过切点的半径的直线是圆的切线。(2)经过切点垂直于切线的直线必经过圆心。(3)圆的切线垂直于经过切点的半径。
切线长定理:从圆外一点到圆的两条切线的长相等,那点与圆心的连线平分切线的夹角。
切割线定理 圆的一条切线与一条割线相交于p点,切线交圆于C点,割线交圆于A B两点 , 则有pC^2=pA·pB
割线定理 与切割线定理相似 两条割线交于p点,割线m交圆于A1 B1两点,割线n交圆于A2 B2两点
则pA1·pB1=pA2·pB2

位置关系

点和圆位置关系

①P在圆O外,则 PO>r.
②P在圆O上,则 PO=r.
③P在圆O内,则 0≤PO<r.
反之亦然.

直线和圆位置关系

①直线和圆无公共点,称相离。 AB圆与圆O相离,d>r。
②直线和圆有两个公共点,称相交,这条直线叫做圆的割线。AB与⊙O相交,d<r。
③直线和圆有且只有一公共点,称相切,这条直线叫做圆的切线,这个唯一的公共点叫做切点。AB与⊙O相切,d=r。(d为圆心到直线的距离)
平面内,直线Ax+By+C=0与圆x^2+y^2+Dx+Ey+F=0的位置关系判断一般方法是: 
1.由Ax+By+C=0,可得y=(-C-Ax)/B,(其中B不等于0),代入x^2+y^2+Dx+Ey+F=0,即成为一个关于x的方程
如果b^2-4ac>0,则圆与直线有2交点,即圆与直线相交。
如果b^2-4ac=0,则圆与直线有1交点,即圆与直线相切。
如果b^2-4ac<0,则圆与直线有0交点,即圆与直线相离。
2.如果B=0即直线为Ax+C=0,即x=-C/A,它平行于y轴(或垂直于x轴),将x^2+y^2+Dx+Ey+F=0化为(x-a)^2+(y-b)^2=r^2。令y=b,求出此时的两个x值x1、x2,并且规定x1<x2,那么:
当x=-C/A<x1或x=-C/A>x2时,直线与圆相离;
当x1<x=-C/A<x2时,直线与圆相交;

圆和圆位置关系

①无公共点,一圆在另一圆之外叫外离,在之内叫内含。
②有唯一公共点的,一圆在另一圆之外叫外切,在之内叫内切。
③有两个公共点的叫相交。两圆圆心之间的距离叫做圆心距。
设两圆的半径分别为R和r,且R〉r,圆心距为P,则结论:外离P>R+r;外切P=R+r;内含P<R-r;
内切P=R-r;相交R-r<P<R+r

圆的方程

1、圆的标准方程:在平面直角坐标系中,以点O(a,b)为圆心,以r为半径的圆的标准方程是(x-a)^2+(y-b)^2=r^2。
特别地,以原点为圆心,半径为r(r>0)的圆的标准方程为x^2+y^2=r^2。
2、圆的一般方程:方程x^2+y^2+Dx+Ey+F=0可变形为(x+D/2)^2+(y+E/2)^2=(D^2+E^2-4F)/4.故有:
(1)、当D^2+E^2-4F>0时,方程表示以(-D/2,-E/2)为圆心,以(√D^2+E^2-4F)/2为半径的圆;
(2)、当D^2+E^2-4F=0时,方程表示一个点(-D/2,-E/2);
(3)、当D^2+E^2-4F<0时,方程不表示任何图形。
3、圆的参数方程:以点O(a,b)为圆心,以r为半径的圆的参数方程是 x=a+r*cosθ, y=b+r*sinθ, (其中θ为参数)
圆的端点式:若已知两点A(a1,b1),B(a2,b2),则以线段AB为直径的圆的方程为 (x-a1)(x-a2)+(y-b1)(y-b2)=0
圆的离心率e=0,在圆上任意一点的曲率半径都是r。
经过圆 x^2+y^2=r^2上一点M(a0,b0)的切线方程为 a0*x+b0*y=r^2
在圆(x^2+y^2=r^2)外一点M(a0,b0)引该圆的两条切线,且两切点为A,B,则A,B两点所在直线的方程也为 a0*x+b0*y=r^2

面积公式

圆的面积:S=πr²=πd²/4

扇形弧长:L=圆心角(弧度制) * r = n°πr/180°(n为圆心角)

扇形面积:S=nπ r²/360=Lr/2(L为扇形的弧长)

圆的直径: d=2r

圆锥侧面积: S=πrl(l为母线长)

圆锥底面半径: r=n°/360°L(L为母线长)(r为底面半径)

周长公式

圆的周长:C=2πr  或  C=πd

圆的周长公式推导(此方面涉及到弧微分)

设圆的参数方程为:X = Rcost;y = Rsint

圆在一周内周长的积分:

公式说明

π是等于3.141592653589397......,现简化为3.14,r是圆的半径

应用实例

一个环形内圆的半径是3米,外圆周长是37.68米,这个环形的面积是多少平方米?

解:

外圆周长是37.68m
外圆半径=37.68÷2π=6m
环形的面积S=外圆面积-内圆面积=6²π-3²π=27π≈84.78m²

绘制方法

一般情况下可用圆规画出圆形,或用一段绳子,一头固定在地上,一头转,就能转出圈,绳子越长,圈越大。等等。

用AutoCAD绘圆

在AutoCAD“绘图”下拉菜单中,列出了6种“圆”的绘制方法,简述如下:
(1)利用圆心和半径绘圆:用鼠标点取绘图命令,然后根据提示操作;
(2)利用圆心和直径绘圆:用鼠标点取绘图命令,然后根据提示操作;
(3)以两点确定直径绘圆:用鼠标点取绘图命令,然后根据提示操作;
(4)以三点确定直径绘圆:用鼠标点取绘图命令,然后根据提示操作;
(5)以确定半径与两个图形对象相切绘圆:用鼠标点取绘图命令,然后根据提示操作;
(6)利用圆心和半径绘圆:用鼠标点取绘图命令,然后根据提示操作。

richtext控件绘圆

定义一个数组,该数组用来存储一个或多个坐标(Point)
然后按照以下步骤来实现
1 生成一个控件(如Label),并调整相应的属性
2 在内存中建立一张临时的图像作为画布,使用GDI+等各种绘图,将图像绘制到画布上
3 将生成的控件Image或BackGroundImage属性值设定为步骤2生成的图像
4 使用RichTextBox1.Controls.Add方法,将控件添加进去(您可以指定它的坐标)
5 将当前已经添加的控件的坐标记录在数组中(如对应第1个数据)
6 添加RichTextBox1.Scroll事件代码,在该代码中,通过获取滚动条的值来计算已添加控件应该所在的位置
说明:
控件可以通过代码生成(推荐)
该方法与网上流传的QQ聊天窗口内RichTextBox方法不同,属于简单型
您务必要定义一个数组,用来参与ScrollBar滚动时,将目标控件重新定位

相关新闻

词条信息

  • 浏览次数: 10517 次

  • 更新时间: 2015-01-08