圆环面积公式图解:一招“大圆减小圆”,永久避开(R-r)²陷阱 | 小学数学深度指南:典型例题精讲
适用年级
五年级
难度等级
⭐⭐⭐
资料格式
PDF 可打印
最近更新
2025-12-20
圆环面积:避开陷阱,掌握“大圆减小圆”的数学之美
💡 阿星解密:为什么公式长这样?
想象一下,你有一个圆环饼干(甜甜圈)。你想要知道饼干“圈”的部分有多大面积。你肯定不会直接测量那个“圈”,对吧?聪明的办法是:先算出整个大饼干(包括中间的空洞)的面积,再减去中间那个被挖掉的小洞的面积。剩下的,不就是你手里那个“圈”的面积了吗?
这就是圆环面积的核心思想:大圆面积 减去 小圆面积。
公式就是:大圆面积 πR² - 小圆面积 πr² = π(R² - r²)。
⚠️ 超级大坑预警: 很多人会想当然地认为,既然环宽是(R - r),那面积可能就是π(R - r)²。这大错特错!面积是“平方相减”,不是“半径相减再平方”。你可以想象一下,一个环宽很薄但半径很大的巨型游泳圈,它的面积会非常大,绝不可能是(R - r)²算出来的那么一点点。
👀 看图说话:圆环的诞生
关键点拨: 动画展示了圆环是如何从“一个大圆”中“挖去一个小圆”而形成的。那个被挖去的、看不见的小圆面积(πr²),就是计算中必须减去的“隐形数字”。如果你只盯着环看,很容易忽略它,但我们的公式正是通过“先加后减”(想象完整的圆,再减去空洞)的逻辑,巧妙地抓住了它。
🔥 三级跳挑战:从陷阱到精通
【母题演示】一个圆环,外圆半径是3厘米,内圆半径是2厘米。求圆环面积。
阿星的显微镜(画图验证):
我们用字符画来感受一下大小:
大圆边界: ○○○○○○○
○ ○
小圆边界: ○○○○○ (内部实心部分)
○ ○
大圆边界: ○○○○○○○
直观上,圆环就是大圆(○)和小圆(内部实心)之间的“一圈”。
标准算式:
大圆面积:π × 3² = 9π (平方厘米)
小圆面积:π × 2² = 4π (平方厘米)
圆环面积:9π - 4π = 5π (平方厘米)
合并公式:S = π(3² - 2²) = π(9 - 4) = 5π (平方厘米)
【易错陷阱】一个圆环形铁片,外直径是10米,内直径是6米。求铁片的面积。
阿星的避雷针:
大多数人会怎么错:
错误1(掉进大坑):直接用直径计算 (10 - 6)² × π = 4² × π = 16π (平方米)
错误2(半路掉坑):(10÷2 - 6÷2)² × π = (5-3)² × π = 4π (平方米)
图解陷阱:
题目给的是直径,不是半径!错误1完全混淆了半径和直径。错误2虽然意识到了要算半径,但最后一步又掉进了“(R-r)²”的陷阱。从图上看,环的面积是一整个“圈”,而 (R-r)² 只是一个以环宽为边长的小正方形的面积,这比真正的环面积小得多!
正确思路:
回到核心隐喻“大圆减小圆”。
1. 先求半径:外半径 R = 10 ÷ 2 = 5 (米);内半径 r = 6 ÷ 2 = 3 (米)。
2. 再代入公式:S = π(R² - r²) = π(5² - 3²) = π(25 - 9) = 16π (平方米)。
看,正确结果是16π,而错误1的“16π”只是数字巧合,过程和思路完全错误!
【高手进阶】学校操场的环形跑道,直道部分忽略不计,内侧圆形跑道半径为36米,跑道宽1.2米。铺设塑胶,每平方米造价150元,求铺设跑道需要多少钱?
思维迁移:
这本质上还是一个圆环面积问题!
1. 识别模型:“跑道”就是内侧圆和外侧圆之间的环。
内圆半径 r = 36米。
外圆半径 R = 内半径 + 环宽 = 36 + 1.2 = 37.2米。
2. 计算圆环面积:S = π(R² - r²) = π(37.2² - 36²)。这里可以巧算:平方差公式 (37.2+36)×(37.2-36) = 73.2 × 1.2。
所以 S ≈ 3.14 × (73.2 × 1.2) = 3.14 × 87.84 ≈ 275.82 (平方米)。
3. 计算总价:275.82 × 150 ≈ 41373 (元)。
关键: 把“跑道宽度”识别为“环的宽度 (R - r)”,是解决问题的第一步。生活问题就这样被转化成了我们熟悉的数学模型。
📝 阿星的定海神针(口诀):
圆环像块大饼干,外圆内圆要分清。
面积相减别忘记,半径平方不能省。
🚀 举一反三:巩固练习
一个圆环,外半径8分米,内半径5分米,求它的面积。
一个圆环,外直径是12厘米,环宽是2厘米。许多同学会算错,你敢挑战吗?
一个圆形花园中心有一个圆形喷泉,花园直径20米,喷泉直径4米。求可以种花的面积是多少?
📚 答案与解析
【答案速查】
练习一: S = π(8² - 5²) = π(64 - 25) = 39π (平方分米)。
练习二: 【易错点】环宽2厘米是R-r,不是直径差。外半径R=12÷2=6厘米,内半径r= R - 环宽 = 6-2=4厘米。面积S=π(6² - 4²)=π(36-16)=20π(平方厘米)。
练习三: 这就是“大圆(花园)减小圆(喷泉)”模型。外半径10米,内半径2米。面积S=π(10² - 2²)=π(100-4)=96π(平方米)。
PDF 典型例题打印版
为了节省资源,点击后将为您即时生成 PDF