六年级数学期末急救:正方形里的圆易错题合集与避坑指南 | 星火网:典型例题精讲
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六年级
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2025-12-22
💡 阿星精讲:正方形里的圆 的核心避坑原理
- 概念重塑:“最大利用率”就像用一个正方形纸板剪出一个最大的圆盘。关键不是“正方形很大”,而是“圆要最大”!怎么做到最大?—— 让圆的直径“撑满”正方形的边长。阿星提示里的例子,边长是 \( 10 \),最大圆的直径就是 \( 10 \),所以半径是 \( 5 \)。最容易理解错的就是把边长直接当半径(面积立刻翻4倍!),或者用正方形面积去乘 \( 78.5\% \) 来求边长(这是两个方向的陷阱)。记住:“最大圆”的直径等于正方形边长,这是一个锁定条件。
- 避坑口诀:“方圆一家亲,直径是中心,边长等于它,半径折半拿,面积乘方加,别忘 \( \pi \) 老人家。”
⚠️ 90%的学生都会踩的3大“陷阱”
- ❌ 陷阱一(概念混淆型):看到“正方形里画一个最大的圆”,想都不想就认为“圆的直径等于正方形的边长”是题目一定会给的直接条件。如果题目给的是“正方形面积”,很多同学就懵了,找不到边长,也就找不到直径和半径。✅ 正解:无论题目给的是周长还是面积,第一步永远是求出正方形的边长。因为“最大圆”的逻辑基石是 \( d_{圆} = a_{方形} \)。给面积 \( S \),边长就是 \( \sqrt{S} \) 。
- ❌ 陷阱二(视觉误导型):当正方形里画的不是单个最大圆,而是多个并列的小圆(例如两个并排)时,学生会下意识地认为每个小圆的直径还是等于正方形边长,从而得出错误半径。✅ 正解:画草图!分析图形的分割关系。两个圆并排,那么正方形的边长就被两个圆的直径“平分”了。此时,每个圆的直径是正方形边长的一半。
- ❌ 陷阱三(计算粗心型):算圆面积公式 \( S=\pi r^2 \),正确算出了半径 \( r=5 \),但在计算 \( 5^2 \) 时写成 \( 5\times 2=10 \),或者用 \( 3.14 \times 5^2 \) 时先算 \( 3.14\times5=15.7 \) 再平方。还有,题目要求保留 \( \pi \) 时,结果写成了具体小数。✅ 正解:牢记运算顺序:先平方,再乘 \( \pi \) 。同时,紧盯题目要求,明确答案是“\( 25\pi \) cm²”还是“\( 78.5 \) cm²”。
🔥 经典易错题精讲(附 SVG 图解)
【易错题1:概念陷阱】 在一个面积为 \( 64 \text{ cm}^2 \) 的正方形内,剪下一个最大的圆。这个圆的周长是多少厘米?
💀 错误率:85%
❌ 常见错误: \( 64 \div 2 = 32 \),认为半径是 \( 32 \) 或类似的无逻辑计算。或者直接用 \( 64 \) 去套圆面积公式。
✅ 阿星解析: 第一步:求正方形边长。因为正方形面积 \( S = a^2 = 64 \),所以边长 \( a = \sqrt{64} = 8 \) (cm)。
第二步:找最大圆。其直径 \( d = a = 8 \) cm,所以半径 \( r = d \div 2 = 4 \) cm。
第三步:求圆周长。公式 \( C = 2\pi r = 2 \times \pi \times 4 = 8\pi \) (cm)。若取 \( \pi \approx 3.14 \),则 \( C \approx 25.12 \) cm。关键在于从面积倒推边长。
【易错题2:思维陷阱】 在一个边长为 \( 12 \) cm 的正方形硬纸板上,要剪出两个同样大的、尽可能大的圆形纸片(不考虑拼接)。每个圆形纸片的半径是多少厘米?
💀 错误率:90%
❌ 常见错误: 认为每个圆的直径还是 \( 12 \) cm,所以半径是 \( 6 \) cm。
✅ 阿星解析: “尽可能大”且“两个同样大”,意味着两个圆需要并排紧挨着,且紧贴正方形上下边。此时,正方形的边长 \( 12 \) cm 被两个圆的直径平均占用。因此,每个圆的直径 \( d = 12 \div 2 = 6 \) (cm)。那么,每个圆的半径 \( r = d \div 2 = 3 \) (cm)。陷阱在于把“单个最大圆”的结论生搬硬套到“多个圆”的情境中。
【易错题3:大题陷阱】 李师傅有一块边长为 \( 2 \) 米的正方形不锈钢板。他要从中切割出一个最大的圆形作为桌面,剩下的部分(阴影部分)要回收。请问:
- 圆形桌面的面积是多少平方米?(保留 \( \pi \))
- 阴影部分的面积是多少平方米?(保留 \( \pi \))
- 若每平方米废料回收价为 \( 15 \) 元,李师傅卖废料可得多少钱?(\( \pi \) 取 \( 3.14 \))
💀 错误率:95%
❌ 常见错误:
- 第1问:忽略单位“米”,用 \( 2 \) 作为半径计算面积。
- 第2问:用正方形面积减圆面积时,计算顺序混乱,或者忘记保留 \( \pi \)。
- 第3问:最致命!用第2问中“保留 \( \pi \) ”的代数式结果直接代入计算。或者最后一步单位换算出错(平方米到元)。
✅ 阿星解析:
- 正方形边长 \( a = 2 \) m,最大圆直径 \( d = 2 \) m,半径 \( r = 1 \) m。桌面面积 \( S_{圆} = \pi \times 1^2 = \pi \) (m²)。
- 正方形面积 \( S_{方} = 2 \times 2 = 4 \) (m²)。阴影面积 \( S_{阴} = S_{方} - S_{圆} = 4 - \pi \) (m²)。
- 这里需要数值计算。先计算阴影部分的具体数值:\( S_{阴} \approx 4 - 3.14 = 0.86 \) (m²)。再计算废料价值:\( 0.86 \times 15 = 12.9 \) (元)。陷阱在于混淆“保留π的代数式”和“需要代入π具体值计算”的不同步骤要求。
🚀 易错专项训练(你能全对吗?)
第一关:火眼金睛(判断对错 5题)
- 边长为 \( 6 \) cm 的正方形里最大的圆,其面积是正方形面积的 \( 78.5\% \)。( )
- 一个圆的直径是 \( 8 \) dm,那么把它放进一个最小的正方形里,这个正方形的边长也是 \( 8 \) dm。( )
- 知道正方形内最大圆的面积,可以唯一确定正方形的边长。( )
- 在一个正方形内画一个圆,这个圆的周长最大时,它的直径等于正方形的对角线。( )
- 用同一根铁丝围成一个正方形和一个圆,圆的面积一定比正方形大。( )
第二关:防坑演练(填空 5题)
- 一个正方形内最大圆的周长是 \( 12.56 \) 厘米,正方形的面积是 ______ 平方厘米。(\( \pi \) 取 \( 3.14 \))
- 将一张面积为 \( 36\pi \) 平方厘米的圆形纸片,放在一个最小的正方形框里正好装下。这个正方形框的周长是 ______ 厘米。
- 在一个周长为 \( 20 \) 分米的正方形中,剪一个最大的圆,圆的半径是 ______ 分米。
- 右图是一个边长为 \( 10 \)cm 的正方形,里面画了四个同样大小的圆。每个圆的半径是 ______ cm。
- 从一个边长 \( 4 \) 分米的正方形木板上锯下一个最大的圆,这个圆的面积是 ______ dm²。剩下的木板面积占原正方形面积的 ______ \( \% \)。(\( \pi \) 取 \( 3.14 \))
答案与详细解析
第一关:火眼金睛
- ×。比例 \( \frac{\pi}{4} \approx 78.5\% \) 是一个固定值,与具体大小无关。但说“是”不严谨,应该说“约等于”。
- √。正方形要最小,圆必须是最大的内切圆,所以正方形边长等于圆的直径。
- √。圆面积 \( S_{圆} = \pi r^2 \),可求出 \( r \),则正方形边长 \( a = 2r \) 唯一确定。
- ×。圆的周长最大时,圆应该是正方形内最大的内切圆,此时直径等于正方形边长,而非更长的对角线。
- √。设铁丝长 \( L \),正方形面积 \( \left(\frac{L}{4}\right)^2 = \frac{L^2}{16} \),圆面积 \( \pi \left(\frac{L}{2\pi}\right)^2 = \frac{L^2}{4\pi} \)。因为 \( 4\pi \approx 12.56 < 16 \),所以圆的面积更大。
第二关:防坑演练
- \( 16 \)。由圆周长 \( 2\pi r = 12.56 \) 得 \( r = 2 \) cm。正方形边长 \( a = d_{圆} = 2r = 4 \) cm。正方形面积 \( 4^2 = 16 \) cm²。
- \( 24\sqrt{\pi} \) 或 \( 24\sqrt{\pi} \)。圆形面积 \( \pi R^2 = 36\pi \),解得圆半径 \( R = 6 \) cm。则最小正方形边长 \( a = d = 2R = 12 \) cm。正方形周长 \( 4a = 48 \) cm。注意:此处原答案有笔误,应为48厘米。若圆面积为 \( 36\pi \),则半径为6,直径为12,正方形边长12,周长48。若题目意图为面积 \( 36\pi \) 平方厘米,正方形周长固定为48厘米。保留原解析过程以示陷阱:审题时需明确“面积为 \( 36\pi \)”的含义。若理解为面积是 \( 36\pi \) 这个数值,则半径为6,答案48。若理解为面积是 \( 36 \times \pi \) 平方厘米,则半径是 \( \sqrt{36} = 6 \) 厘米,答案仍是48厘米。因此,无论哪种理解,只要正确计算,答案都是48。此处原解析中的 \( 24\sqrt{\pi} \) 是错误推导,正确为48。
- \( 2.5 \)。正方形边长 \( a = 20 \div 4 = 5 \) dm。最大圆半径 \( r = a \div 2 = 2.5 \) dm。
- \( 2.5 \)。观察图形,四个圆的圆心构成一个小正方形。大正方形边长被两条直径和一个小圆半径间隔占据?更准确分析:四个圆并排两行两列。大正方形边长 \( 10 \) cm 等于两个圆的直径。所以 \( 2d = 10 \), \( d = 5 \) cm, \( r = 2.5 \) cm。
- \( 12.56 \), \( 21.5 \)。圆半径 \( r = 4 \div 2 = 2 \) dm,面积 \( 3.14 \times 2^2 = 12.56 \) dm²。正方形面积 \( 4^2=16 \) dm²。剩余面积 \( 16 - 12.56 = 3.44 \) dm²。占比 \( \frac{3.44}{16} \times 100\% = 21.5\% \)。
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