内容正文:
第五单元专项:方中圆和圆中方的面积问题
知识点梳理
方中圆(正方形内最大的圆)
1. 圆的直径 = 正方形的边长,设正方形边长为 a。
2. 正方形面积: = a²;圆面积: = 3.14 × ()² = 0.785 a²。
3. 正方形与圆之间阴影(边角料)面积: = − = 0.215 a²。
4. 面积倍数关系:圆面积是正方形面积的(即 0.785 倍)。
圆中方(圆内最大的正方形)
1. 正方形对角线 = 圆的直径,设圆半径为 r。
2. 正方形可沿对角线分成 2 个完全一样的三角形:三角形底 = 2r,高 = r。
3. 正方形面积: = 2 × ( × 2r × r) = 2r²;圆面积: = 3.14 r²。
4. 圆与正方形之间阴影面积: = − = 1.14 r²。
5. 面积倍数关系:正方形面积是圆面积的 。
重要提醒:看清条件给的是边长、直径还是半径;区分"方中圆"和"圆中方",不要混淆公式。
专项练习
考点1:方中圆的面积问题
1.如图中圆的直径是4cm,阴影部分的面积是( )cm2。
2.在一个周长为40厘米的正方形中画一个最大的圆(如图),圆和正方形之间部分的面积是( )平方厘米。
3.如图所示,在周长为25.12cm的圆外画一个最小的正方形这个圆的半径是( )cm,正方形的面积是( )cm2。
4.剪纸是中国的一项存在于民间的技艺,每逢佳节,人们会剪出各种图案寓意生活的美好,如图,这张剪纸中圆的面积为15.7平方厘米,那么外面正方形的面积至少是( )平方厘米。
5.求阴影部分面积。
6.计算下图中阴影部分的面积。(单位:cm)(图:正方形边长8cm,中间有一个最大的圆)。
考点2:圆中方的面积问题
7.如图所示,圆的面积是( )cm2,阴影部分的面积是( )cm2。
8.如图,已知正方形的面积是,则圆的面积是( )。
9.如图,大正方形的边长是4dm,在大正方形里画一个最大的圆,又在圆里面再画一个最大的正方形。大正方形的面积比圆的面积多( )dm2,小正方形的面积是( )dm2。
10.求阴影部分的面积。(单位:cm)
11.求阴影部分的面积。
12.如图中阴影部分的面积是多少?
计算逻辑强化应用
13.工人师傅把一块周长是48分米的正方形木板裁成一个最大的圆,裁去部分的面积是多少?
14.当雨点落到池水中的时候,水面上就出现了一个个音符,这些音符是雨点在水面上击出的圆形波纹。在一个正方形水池中,当水波的波纹波及池边时,所形成的最大整圆的面积是50.24平方米,此时池面剩余部分的面积是多少平方米?
15.接着来到李叔叔的家,门上一个大大的“福”映入眼帘。“福”字指福气、福运,寄托了人们对幸福生活的向往,也是对美好未来的祝愿。这幅圆形“福”字中,圆的直径是20厘米,“福”字所在的正方形与圆之间的部分面积是多少平方厘米?
16.中国环境标志(俗称“十环”),图形由中心的青山、绿水、太阳及周围的十个环组成。其寓意为全民联合起来,共同保护人类赖以生存的环境。学校为宣传环境保护在一张直径为20厘米的圆形纸上画出一个最大的正方形,用于绘画环境标志图案,那么除正方形以外的部分的面积是多少平方厘米?
17.某办公楼前有一块边长是30米的正方形空地,要在这块空地上修建一个面积最大的圆形喷水池,这个喷水池的面积是多少平方米?
18.如图,小明做手工时,在一张边长为10厘米的正方形纸上画了个最大的圆,再从这个圆里画了一个最大的正方形,则画的新正方形的面积是多少平方厘米?
19.2025年城市智慧停车系统升级,某超市新增圆形智能车位(如图),车位为圆形,内部规划了一块正方形防滑停车区,已知该圆形车位的直径为6米,请计算这块正方形防滑停车区的实际面积是多少平方米?
20.一张可折叠的圆桌,折叠后形成一个正方形桌面。已知圆形桌面的直径是2米。(π取3.14)
(1)圆形桌面的面积是多少平方米?折叠后正方形桌面的面积是多少平方米?
(2)如果一个人需要0.5米宽的位置就餐,这张圆桌大约能坐多少人?
21.晓晓家有一张半径为米的可折叠式圆形桌子,如果将桌面四边折下去,就变成了一张正方形桌子(如图,涂色部分为可折叠桌面)。圆形桌面的面积比正方形桌面大多少?
22.如图1,研究正方形中最大的圆,我们可以叫“外方内圆”;如图2,研究圆内最大的正方形,我们可以叫“外圆内方”。如果把这两个图形重合,可以得到下图3,有人说,大正方形的面积是小正方形的2倍。你觉得有道理吗?请说明理由。
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参考答案
1.3.44
【分析】由题图可知正方形的边长为圆的直径,阴影部分的面积=正方形的面积-圆的面积。由正方形的面积=边长×边长,圆的半径=直径÷2,圆的面积=πr2,代入计算即可。
【详解】4×4-3.14×(4÷2)2
=4×4-3.14×22
=4×4-3.14×4
=16-12.56
=3.44(cm2)
所以阴影部分的面积是3.44cm2。
2.21.5
【分析】由图可知,以正方形的边长为直径的圆是正方形里面最大的圆,先根据“”求出正方形的边长,再利用“”求出正方形的面积,并利用“”求出圆的面积,圆和正方形之间部分的面积=正方形的面积-圆的面积,据此解答。
【详解】40÷4=10(厘米)
10×10-3.14×(10÷2)2
=10×10-3.14×52
=10×10-3.14×25
=100-78.5
=21.5(平方厘米)
所以,圆和正方形之间部分的面积是21.5平方厘米。
3. 4 64
【分析】根据d=C÷π,求出圆的直径, 直径再除以2就得到半径,圆内直径等于正方形的边长,正方形的面积=边长×边长,据此解答。
【详解】25.12÷3.14=8(cm)
8÷2=4(cm)
8×8=64(cm2)
在周长为25.12cm的圆外画一个最小的正方形这个圆的半径是4cm,正方形的面积是64cm2。
4.20
【分析】沿正方形边的中点,把图中的正方形分成4个面积相等的小正方形,每个小正方形的边长至少等于圆的半径。根据正方形的面积=边长×边长,算出一个小正方形的面积,再乘4即可算出大正方形的面积至少是多少。圆的面积S=πr2,r2=S÷π。
【详解】
如图:
15.7÷3.14=5(平方厘米)
5×4=20(平方厘米)
所以,外面正方形的面积至少是20平方厘米。
5.
3.44平方厘米
【分析】阴影部分的面积=正方形的面积-圆的面积,正方形的面积=边长×边长,圆的面积=。
【详解】正方形面积:(平方厘米)
圆面积:3.14×22=3.14×4=12.56(平方厘米)
阴影面积:(平方厘米)
6.13.76cm2
【分析】用正方形的面积减去圆的面积,即可求出阴影部分的面积。这个正方形的边长为8cm,根据正方形的面积=边长×边长即可求出正方形的面积;这个圆的直径为8cm,根据圆的面积=即可求出圆的面积,作差即可求出阴影部分的面积。
【详解】8×8=64(cm2)
3.14×(8÷2)2
=3.14×42
=3.14×16
=50.24(cm2)
64-50.24=13.76(cm2)
即阴影部分面积为13.76cm2。
7. 1256 456
【分析】观察图形发现正方形的面积可以看作是两个三角形的面积,三角形的底是圆的直径,三角形的高是圆的半径,根据直径=半径×2,求出三角形的底,再根据三角形的面积S=底×高×,再乘2,求出正方形的面积;根据圆的面积公式:S=πr2,代入数据求出圆的面积;阴影部分的面积=圆的面积-正方形的面积,代入数据计算即可。
【详解】20×2=40(cm)
×20×40×2
=10×40×2
=400×2
=800(cm2)
3.14×202
=3.14×400
=1256(cm2)
1256-800=456(cm2)
圆的面积是1256cm2,阴影部分的面积是456cm2。
8.31.4
【分析】这个正方形的两条对角线正好是圆的两条互相垂直的直径,我们可以把正方形拆成4个完全相同的等腰直角三角形,每个三角形的两条直角边就是圆的半径r,以此根据正方形的面积求出圆的半径平方,再根据圆的面积公式πr2计算即可。
【详解】1个小三角形的面积:
4个小三角形(正方形)的面积:
3.14×10=31.4(cm2)。
9. 3.44 8
【分析】第①空:大正方形里画最大的圆,圆的直径等于大正方形的边长,依据直径是半径的两倍求出半径,再依据圆的面积公式求出圆的面积,用正方形的面积减去圆的面积即可。
第②空:圆里画最大的正方形,小正方形的对角线长度等于圆的直径(即大正方形的边长),可以把小正方形的面积看作是两个底是直径,高是半径的三角形,依据三角形的面积公式求出一个三角形的面积,最后再让这个三角形的面积乘2即可求出小正方形的面积。
【详解】第①空:4×4=16(dm2)
r=4÷2=2(dm)。
(dm2)
16-12.56=3.44(dm2)
第②空:==(dm2)
【点睛】关键点是理清大正方形、圆、小正方形之间的边长关系,分别利用对应公式计算面积。
10.4.56cm2
【分析】图中圆的直径是4cm,根据圆的面积公式S=πr2,求出圆的面积。
圆内的正方形用对角线平均分成2个三角形,三角形的底等于圆的直径,三角形的高等于圆的半径;根据三角形的面积=底×高÷2,求出一个三角形的面积,再乘2,即是正方形的面积。
用圆的面积减去正方形的面积,即可求出阴影部分的面积。
【详解】圆的半径:4÷2=2(cm)
圆的面积:
3.14×22
=3.14×4
=12.56(cm2)
正方形的面积:4×2÷2×2=8(cm2)
阴影部分的面积:12.56-8=4.56(cm2)
11.28.5cm2
【分析】阴影部分面积=圆的面积-正方形面积;圆的面积=π×半径2,正方形面积=直径×半径,据此解答。
【详解】3.14×52-(5×2)×5
=3.14×25-10×5
=78.5-50
=28.5(cm2)
12.114
【分析】观察图形可知,阴影部分的面积=圆的面积-圆内正方形的面积;
已知圆的直径是20,则圆的半径是(20÷2),根据圆的面积公式S=πr2,求出圆的面积;
用一条对角线把圆内正方形平均分成2个三角形,三角形的底等于圆的直径20,高等于圆的半径(20÷2);根据三角形的面积=底×高÷2,求出一个三角形的面积,再乘2,就是圆内正方形的面积;
最后用圆的面积减去圆内正方形的面积,即可求出阴影部分的面积。
【详解】3.14×(20÷2)2-20×(20÷2)÷2×2
=3.14×102-20×10÷2×2
=3.14×100-200÷2×2
=314-200
=114
阴影部分的面积是114。
13.30.96平方分米
【分析】将一块正方形木板裁成一个最大的圆,那么这个圆的直径等于正方形的边长。先根据正方形边长=周长÷4,求出边长,也就是正方形内最大圆的直径,进而求出圆的半径,再根据圆的面积公式S=πr2,求出这个圆的面积;最后用正方形的面积减去圆的面积,即是裁去部分的面积。
【详解】正方形的边长:48÷4=12(分米)
圆的半径:12÷2=6(分米)
正方形的面积:12×12=144(平方分米)
圆的面积:
3.14×62
=3.14×36
=113.04(平方分米)
裁去部分的面积:
144-113.04=30.96(平方分米)
答:裁去部分的面积是30.96平方分米。
14.
13.76平方米
【分析】正方形水池中最大的整圆是正方形的内接圆,直径等于正方形的边长。先根据圆的面积公式的逆运算,求出半径,半径乘2可得直径,即正方形的边长,再根据计算正方形面积,最后用正方形面积减去圆的面积得到剩余面积。
【详解】(平方米)
因为,所以圆的半径是4米。
(米)
(平方米)
(平方米)
答:此时池面剩余部分的面积是13.76平方米。
15.114平方厘米
【分析】用圆的面积减去正方形的面积就能得到结果;已知圆的直径是20厘米,半径就是20÷2=10厘米,根据圆面积公式,把数据代入计算得出圆的面积。
这个正方形的四个顶点都在圆上,它的两条对角线刚好就是圆的直径(长20厘米)。可以把正方形沿一条对角线分成2个完全一样的三角形,每个三角形的底是20厘米,高是圆的半径10厘米,根据三角形面积公式:面积=底×高÷2,把数据代入计算后再乘2得出正方形面积,再用圆的面积减正方形面积即可。
【详解】20÷2=10(厘米)
=3.14×100
=314(平方厘米)
20×10÷2×2=200(平方厘米)
(平方厘米)
答:“福”字所在的正方形与圆之间的部分面积是114平方厘米。
16.114平方厘米
【分析】直径为20厘米的圆除正方形以外的部分的面积就是题中图上阴影部分的面积,由题意在圆形纸上画出一个最大的正方形,圆的直径是正方形的对角线的长度,此时把正方形看作四个直角边为圆半径的等腰直角三角形,由此求出正方形的面积,最后用圆的面积减正方形面积即可。()
【详解】圆的半径:20÷2=10(厘米)
圆的面积:(平方厘米)
正方形的面积:4×直角边为圆半径的等腰直角三角形的面积
4×(10×10÷2)=4×50=200(平方厘米)
除正方形以外的部分的面积:314-200=114(平方厘米)
答:除正方形以外的部分的面积是114平方厘米。
17.706.5平方米
【分析】在正方形空地上修建面积最大的圆形喷水池,圆的直径等于正方形的边长,即30米,先求出圆的半径(r=d÷2),再代入圆的面积公式S=πr2计算即可。
【详解】圆的半径:(米)
圆的面积:3.14×152
=3.14×225
=706.5(平方米)
答:这个喷水池的面积是706.5平方米。
18.50平方厘米
【分析】从一张正方形的纸上剪下一个最大的圆,圆的直径等于正方形的边长,再从这个圆里剪下一个最大的正方形,正方形的对角线的长等于圆的直径,据此可知,这个正方形的面积可以看成是两个底为圆的直径、高为圆的半径的三角形的面积之和,根据三角形的面积公式列式计算即可。
【详解】10×(10÷2)÷2×2
=10×5÷2×2
=50÷2×2
=50(平方厘米)
答:画的新正方形的面积是50平方厘米。
19.18平方米
【分析】正方形的四个顶点都在圆上,它的对角线长度等于圆的直径。把正方形沿一条对角线分成两个完全相同的三角形,三角形的底是正方形的对角线,高是圆的半径,用“底×高÷2”算得一个三角形面积,即正方形面积的一半,得数乘2可算得正方形的面积。
【详解】(米)
(平方米)
(平方米)
答:这块正方形防滑停车区的实际面积是18平方米。
20.(1)3.14平方米;2平方米
(2)12人
【分析】(1)圆的面积公式:S=πr2(r是半径),已知直径2米,可以求出半径再代入公式求出面积。正方形对角线即为圆的直径,把正方形看成2个以对角线为底、对角线一半为高的三角形,因此正方形面积为对角线乘一半的对角线除以2再乘2。
(2)圆的周长公式:C=πd,代入直径求出周长,每人需要0.5米宽的位置,人数=周长÷每人所需宽度,不够1人坐的位置需舍弃,因此人数需向下取整数。
【详解】(1)半径:2÷2=1(米)
3.14×12
=3.14×1
=3.14(平方米)
(2×1÷2)×2
=1×2
=2(平方米)
答:圆形桌面的面积是3.14平方米,折叠后正方形桌面的面积是2平方米。
(2)3.14×2=6.28(米)
6.28÷0.5=12.56(人)
向下取整为12人。
答:这张圆桌大约能坐12人。
21.0.9234平方米
【分析】正方形的对角线长度等于圆的直径米,把正方形沿对角线分成两个完全相同的等腰直角三角形,三角形的底是圆的直径,高是圆的半径,由此可快速计算正方形面积。然后用圆的面积减去正方形的面积即可求解。
圆的面积公式:(为半径)
三角形的面积公式:
【详解】
(平方米)
(米)
(平方米)
(平方米)
答:圆形桌面的面积比正方形桌面大0.9234平方米。
22.有道理;设圆的半径是r,则大正方形的边长是2r。大正方形的面积是4r2,小正方形的面积是2r2。大正方形的面积是小正方形的2倍。
【分析】“外方内圆”中,大正方形的边长等于圆的直径;设圆的半径是r,则圆的直径是2r,大正方形的边长是2r;根据正方形的面积=边长×边长,求出大正方形的面积;
“外圆内方”中,连接小正方形的一条对角线,把正方形平均分成两个三角形,这个三角形的底等于圆的直径,高等于圆的半径;根据三角形的面积=底×高÷2,求出一个三角形的面积,再乘2,即是小正方形的面积;
用大正方形的面积除以小正方形的面积,求出大正方形的面积是小正方形的几倍,据此解答。
【详解】我觉得有道理。理由如下:
如图:
设圆的半径是r,则圆的直径是2r,大正方形的边长是2r;
大正方形的面积:2r×2r=4r2
小正方形的面积:2r×r÷2×2=2r2
4r2÷2r2=2
答:大正方形的面积是小正方形的2倍。
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