圆的面积和半径成正比例?图解正反比例易错题:典型例题精讲
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六年级
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最近更新
2025-12-20
🧭 正反比例深度解题指南:别被“表面”关系骗了!
💡 阿星解密:为什么公式长这样?
很多同学觉得,圆的面积公式 \(S = \pi r^2\) 里有个“r”,所以面积 S 应该和半径 r 成正比例。这是一个典型的“只看字母,不看关系”的陷阱。正比例关系的核心是:两个量“同时扩大或缩小相同的倍数”。 让我们用一个“铺地砖”的物理场景来理解:
- 把半径 r 想象成地砖的边长。
- 圆的面积 S 想象成铺满这个圆需要的地砖数量。
当边长(半径)扩大 2 倍时,铺满一行需要的地砖数量也扩大 2 倍。但是,铺满整个面需要的地砖,是“行数 × 列数”,所以总数会扩大 2 × 2 = 4 倍。这就是“平方”的直观意义——面积是二维的,它的变化是边长(一维)变化的平方倍。因此,面积 S 是与 \(r^2\)(半径的平方)成正比例,而不是与 r 成正比例。
👀 看图说话:半径变2倍,面积变几倍?
关键点拨:
看图里的两个方块。小圆的面积对应1份小方块。当半径扩大到2倍(从r到2r)时,大圆的面积对应4份同样的小方块。这清晰地表明:面积扩大的倍数(4倍)等于半径扩大倍数的平方(2²)。那个容易被忽略的“隐形数字”就是指数2。它告诉我们,面积是由两个半径相乘得到的,所以变化时是“翻倍再翻倍”。
🔥 三级跳挑战:从陷阱到精通
【母题演示】已知圆的半径 r = 2厘米,面积 S = 4π 平方厘米。如果半径变成 r = 4厘米,面积是多少?面积和半径成正比例吗?
阿星的显微镜
半径从 2 变成 4,扩大了 4 ÷ 2 = 2倍。
如果面积和半径成正比例,面积也应扩大 2 倍:4π × 2 = 8π。
但实际计算:新面积 S' = π × 4² = 16π。
面积实际扩大了 16π ÷ 4π = 4倍。
4倍恰好是 2倍 的平方 (2²)。所以,面积是和半径的平方成正比例。
标准算式:判断两个量是否成正比例,看它们的比值是否恒定。
计算 S 与 r² 的比值:\( \frac{S}{r^2} = \frac{\pi r^2}{r^2} = \pi \)(恒定)。
计算 S 与 r 的比值:\( \frac{S}{r} = \frac{\pi r^2}{r} = \pi r \)(会随着 r 变化)。
✅ 结论:S 与 r² 的比值恒定,成正比例;S 与 r 的比值不恒定,不成正比例。
【易错陷阱】判断题:圆的周长和直径成正比例,圆的面积和半径也成正比例。( )
阿星的避雷针:
大多数人会怎么错:看到前半句“周长和直径成正比例”(正确),会顺理成章地认为后半句“面积和半径成正比例”也是正确的,于是打“√”。
图解陷阱:回顾上面的SVG图。周长(C=2πr)就像测量圆的“边框长度”,半径扩大2倍,边框长度也扩大2倍,这是一维的线性关系。而面积是填充整个圆,半径扩大2倍,填充物需要扩大4倍,这是二维的平方关系。把两种不同维度的关系混为一谈,就会掉坑。
正确思路:严格套用定义。判断两个量是否成正比例,就看它们的商(比值)是不是一个固定的数。
① 周长÷直径 = 2πr ÷ 2r = π(固定),✅成正比例。
② 面积÷半径 = πr² ÷ r = πr(不是固定数,它会随着r变化!),❌不成正比例。
面积÷(半径的平方) = πr² ÷ r² = π(固定),这才是正比例关系。
【高手进阶】一家披萨店,6英寸披萨卖30元。12英寸披萨的合理价格应该是多少?(提示:披萨价格通常与面积成正比,1英寸=2.54厘米)
思维迁移:这不再是抽象的圆,而是生活中的“圆面积”问题。关键在于识别“价格与面积成正比”。而面积又与直径(或半径)的平方成正比。
6英寸和12英寸指的是披萨的直径。直径扩大倍数为:12 ÷ 6 = 2倍。
因此,面积扩大倍数为:2² = 4倍。
既然价格与面积成正比,那么价格也应扩大4倍。
合理价格应为:30元 × 4 = 120元。
💡 这下你明白,为什么大披萨看起来贵很多,但其实单价(每平方英寸的价格)可能更划算了吧!这就是“平方关系”在生活中的力量。
📝 阿星的定海神针(口诀):
判断正比看比值,恒定不变是真理。
半径面积像铺砖,一变(倍)一平方(倍)要牢记!
🚀 举一反三:巩固练习
正方体的表面积和它的棱长成正比例吗?为什么?(提示:表面积公式 S = 6a²)
判断题:圆柱的底面积一定时,它的体积和高成正比例。( )
在比例尺为1:1000的图纸上,一个圆形花坛的图纸面积是3.14平方厘米。这个花坛的实际占地面积是多少平方米?
📚 答案与解析
【答案速查】
练习一:不成正比例。因为表面积S与棱长a的比值是6a,不是定值;S与a²的比值6才是定值,所以S与a²成正比例。
练习二:✅正确。因为圆柱体积 V = 底面积 × 高,底面积固定,则 V ÷ 高 = 底面积(定值),符合正比例定义。
练习三:314平方米。解析:图纸比例尺1:1000是长度比,因此实际半径是图上半径的1000倍。面积比是长度比的平方(1000²)。实际面积 = 3.14 × 1000² = 3,140,000 平方厘米 = 314 平方米。
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