1. 阅读材料,解决下面的问题:
在综合实践课上,老师让同学们测量圆形物体来计算圆周率的近似值.
【测量准备】
小明选择了一个圆形的铁盘作为测量对象. 他使用一根长为 100 cm 的软尺,测量铁盘的周长. 在测量时,他将软尺紧紧地贴合铁盘的边缘绕了一圈,读取软尺与起点重合处的刻度,测量得到铁盘的周长 C 为 314.2 cm(测量误差允许在 0.5 cm 以内). 接着,他用游标卡尺测量铁盘的直径 d,多次测量取平均值后,得到直径 d 为 100.1 cm.(测量误差允许在 0.2 cm 以内)
【计算过程】
(1)根据圆周率的定义公式 $π=\frac{C}{d}$,请你帮助小明计算出此次测量得到的圆周率 $π$ 的近似值.(结果保留两位小数)
【误差分析】
(2)已知圆周率的精确值约为 3.141 59,计算小明测量结果的相对误差.
$(\mathrm{相对误差公式}:\mathrm{相对误差}=\frac{|\mathrm{测量值}-\mathrm{真实值}|}{\mathrm{真实值}}×100\%,\mathrm{结果保留两位小数})$
在综合实践课上,老师让同学们测量圆形物体来计算圆周率的近似值.
【测量准备】
小明选择了一个圆形的铁盘作为测量对象. 他使用一根长为 100 cm 的软尺,测量铁盘的周长. 在测量时,他将软尺紧紧地贴合铁盘的边缘绕了一圈,读取软尺与起点重合处的刻度,测量得到铁盘的周长 C 为 314.2 cm(测量误差允许在 0.5 cm 以内). 接着,他用游标卡尺测量铁盘的直径 d,多次测量取平均值后,得到直径 d 为 100.1 cm.(测量误差允许在 0.2 cm 以内)
【计算过程】
(1)根据圆周率的定义公式 $π=\frac{C}{d}$,请你帮助小明计算出此次测量得到的圆周率 $π$ 的近似值.(结果保留两位小数)
【误差分析】
(2)已知圆周率的精确值约为 3.141 59,计算小明测量结果的相对误差.
$(\mathrm{相对误差公式}:\mathrm{相对误差}=\frac{|\mathrm{测量值}-\mathrm{真实值}|}{\mathrm{真实值}}×100\%,\mathrm{结果保留两位小数})$
答案
(1) $π\approx\frac{314.2}{100.1}\approx3.14$
(2) $\mathrm{相对误差}=\frac{|3.14-3.14159|}{3.14159}×100\%=\frac{0.00159}{3.14159}×100\%\approx0.05\%$
(2) $\mathrm{相对误差}=\frac{|3.14-3.14159|}{3.14159}×100\%=\frac{0.00159}{3.14159}×100\%\approx0.05\%$
解析
【分析】
本题分为两小问,解题思路如下:(1)第一问直接根据题目给出的圆周率定义公式$π=\frac{C}{d}$,将测量得到的周长C和直径d的数值代入公式,进行除法运算后按要求保留两位小数即可,注意保留小数时要遵循四舍五入规则。(2)第二问直接套用相对误差的计算公式,先确定测量值为第一问算出的π近似值,真实值为题目给出的3.14159,代入后先计算绝对差值,再除以真实值并转化为百分数,最后保留两位小数即可。
【解析】
(1) 已知铁盘周长$C=314.2\ \mathrm{cm}$,直径$d=100.1\ \mathrm{cm}$,代入圆周率公式:
$π=\frac{C}{d}=\frac{314.2}{100.1}\approx3.14$
(2) 由题可知,圆周率测量值为3.14,真实值约为3.14159,代入相对误差公式:
$\mathrm{相对误差}=\frac{|\mathrm{测量值}-\mathrm{真实值}|}{\mathrm{真实值}}×100\%$
$=\frac{|3.14-3.14159|}{3.14159}×100\%$
$=\frac{0.00159}{3.14159}×100\%$
$\approx0.05\%$
【答案】
(1) $π\approx3.14$
(2) 相对误差约为$0.05\%$
【知识点】
圆周率的定义;近似数的处理;相对误差计算
【点评】
本题结合实际测量的生活场景,考查公式代入运算能力和近似数的保留规则,题目已经直接给出所需公式,只需找准对应数据代入计算即可,同时能让学生了解实际测量中误差的计算方式,体会数学的实际应用价值。
【难度系数】
0.9
本题分为两小问,解题思路如下:(1)第一问直接根据题目给出的圆周率定义公式$π=\frac{C}{d}$,将测量得到的周长C和直径d的数值代入公式,进行除法运算后按要求保留两位小数即可,注意保留小数时要遵循四舍五入规则。(2)第二问直接套用相对误差的计算公式,先确定测量值为第一问算出的π近似值,真实值为题目给出的3.14159,代入后先计算绝对差值,再除以真实值并转化为百分数,最后保留两位小数即可。
【解析】
(1) 已知铁盘周长$C=314.2\ \mathrm{cm}$,直径$d=100.1\ \mathrm{cm}$,代入圆周率公式:
$π=\frac{C}{d}=\frac{314.2}{100.1}\approx3.14$
(2) 由题可知,圆周率测量值为3.14,真实值约为3.14159,代入相对误差公式:
$\mathrm{相对误差}=\frac{|\mathrm{测量值}-\mathrm{真实值}|}{\mathrm{真实值}}×100\%$
$=\frac{|3.14-3.14159|}{3.14159}×100\%$
$=\frac{0.00159}{3.14159}×100\%$
$\approx0.05\%$
【答案】
(1) $π\approx3.14$
(2) 相对误差约为$0.05\%$
【知识点】
圆周率的定义;近似数的处理;相对误差计算
【点评】
本题结合实际测量的生活场景,考查公式代入运算能力和近似数的保留规则,题目已经直接给出所需公式,只需找准对应数据代入计算即可,同时能让学生了解实际测量中误差的计算方式,体会数学的实际应用价值。
【难度系数】
0.9
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