9. 如图,用两根长度均为 $ l(\mathrm{cm}) $ 的绳子分别围成一个正方形和一个圆。

(1)完成下列表格(结果保留 $ π $):
| 周长/cm | μlticolumn{2}{c}{正方形} | μlticolumn{2}{c}{圆} |
|---------|----------------|----------------|---------------|----------------|
| | 边长/cm | 面积/cm² | 半径/cm | 面积/cm² |
| 8 | |
| | |
| 12 | | | | |
| $ l $ | | | | |
(2)当周长发生变化时,正方形和圆的面积哪个大?改变 $ l $ 的取值再试一试,由此你能得到什么猜想?
(1)完成下列表格(结果保留 $ π $):
| 周长/cm | μlticolumn{2}{c}{正方形} | μlticolumn{2}{c}{圆} |
|---------|----------------|----------------|---------------|----------------|
| | 边长/cm | 面积/cm² | 半径/cm | 面积/cm² |
| 8 | |
| 12 | | | | |
| $ l $ | | | | |
(2)当周长发生变化时,正方形和圆的面积哪个大?改变 $ l $ 的取值再试一试,由此你能得到什么猜想?
答案
9. 当周长为8 cm时,正方形的边长为2 cm,面积为4 $\mathrm{cm}^2$;圆的半径为$\dfrac{4}{π}$ cm,面积为$\dfrac{16}{π}\mathrm{cm}^2$,圆的面积大;当周长为12 cm时,正方形的边长为3 cm,面积为9 $\mathrm{cm}^2$;圆的半径为$\dfrac{6}{π}$ cm,面积为$\dfrac{36}{π}\mathrm{cm}^2$,圆的面积大;当周长为$l$(cm)时,正方形的边长为$\dfrac{l}{4}$ cm,面积为$\dfrac{l^2}{16}\mathrm{cm}^2$;圆的半径为$\dfrac{l}{2π}$ cm,面积为$\dfrac{l^2}{4π}\mathrm{cm}^2$,圆的面积大。
猜想:相同长度的绳子围成的圆的面积比正方形的面积大。
猜想:相同长度的绳子围成的圆的面积比正方形的面积大。
解析
【分析】
解题时先明确正方形、圆的周长和面积计算公式,第一问根据给出的周长,分别代入公式计算对应正方形的边长、面积,圆的半径、面积即可;第二问先推导周长为$l$时正方形和圆的面积表达式,通过比较两个代数式的大小判断面积大小关系,再通过特殊值验证后归纳出普遍规律即可。
【解析】
(1)按表格要求依次计算:
①周长为$8\mathrm{cm}$时:
正方形边长$=8÷4=2\mathrm{cm}$,面积$=2^2=4\mathrm{cm}^2$;
圆的半径$=8÷(2π)=\dfrac{4}{π}\mathrm{cm}$,面积$=π×(\dfrac{4}{π})^2=\dfrac{16}{π}\mathrm{cm}^2$。
②周长为$12\mathrm{cm}$时:
正方形边长$=12÷4=3\mathrm{cm}$,面积$=3^2=9\mathrm{cm}^2$;
圆的半径$=12÷(2π)=\dfrac{6}{π}\mathrm{cm}$,面积$=π×(\dfrac{6}{π})^2=\dfrac{36}{π}\mathrm{cm}^2$。
③周长为$l\mathrm{cm}$时:
正方形边长$=l÷4=\dfrac{l}{4}\mathrm{cm}$,面积$=(\dfrac{l}{4})^2=\dfrac{l^2}{16}\mathrm{cm}^2$;
圆的半径$=l÷(2π)=\dfrac{l}{2π}\mathrm{cm}$,面积$=π×(\dfrac{l}{2π})^2=\dfrac{l^2}{4π}\mathrm{cm}^2$。
(2)比较周长为$l$时两者的面积:因为$4π\approx12.56<16$,分子为正数的分数中,分母越小分数值越大,因此$\dfrac{l^2}{4π}>\dfrac{l^2}{16}$,说明无论$l$取任意正数值,圆的面积始终大于正方形的面积。
【答案】
(1)表格依次填入:$2$,$4$,$\dfrac{4}{π}$,$\dfrac{16}{π}$;$3$,$9$,$\dfrac{6}{π}$,$\dfrac{36}{π}$;$\dfrac{l}{4}$,$\dfrac{l^2}{16}$,$\dfrac{l}{2π}$,$\dfrac{l^2}{4π}$。
(2)当周长发生变化时,圆的面积更大;猜想:相同长度的绳子围成的圆的面积比正方形的面积大。
【知识点】
正方形周长面积计算;圆的周长面积计算;代数式大小比较
【点评】
本题通过计算不同周长下正方形和圆的面积,引导学生经历从特殊到一般的探究过程,既巩固了几何图形基本公式的应用,也锻炼了归纳猜想的逻辑思维能力。
【难度系数】
0.8
解题时先明确正方形、圆的周长和面积计算公式,第一问根据给出的周长,分别代入公式计算对应正方形的边长、面积,圆的半径、面积即可;第二问先推导周长为$l$时正方形和圆的面积表达式,通过比较两个代数式的大小判断面积大小关系,再通过特殊值验证后归纳出普遍规律即可。
【解析】
(1)按表格要求依次计算:
①周长为$8\mathrm{cm}$时:
正方形边长$=8÷4=2\mathrm{cm}$,面积$=2^2=4\mathrm{cm}^2$;
圆的半径$=8÷(2π)=\dfrac{4}{π}\mathrm{cm}$,面积$=π×(\dfrac{4}{π})^2=\dfrac{16}{π}\mathrm{cm}^2$。
②周长为$12\mathrm{cm}$时:
正方形边长$=12÷4=3\mathrm{cm}$,面积$=3^2=9\mathrm{cm}^2$;
圆的半径$=12÷(2π)=\dfrac{6}{π}\mathrm{cm}$,面积$=π×(\dfrac{6}{π})^2=\dfrac{36}{π}\mathrm{cm}^2$。
③周长为$l\mathrm{cm}$时:
正方形边长$=l÷4=\dfrac{l}{4}\mathrm{cm}$,面积$=(\dfrac{l}{4})^2=\dfrac{l^2}{16}\mathrm{cm}^2$;
圆的半径$=l÷(2π)=\dfrac{l}{2π}\mathrm{cm}$,面积$=π×(\dfrac{l}{2π})^2=\dfrac{l^2}{4π}\mathrm{cm}^2$。
(2)比较周长为$l$时两者的面积:因为$4π\approx12.56<16$,分子为正数的分数中,分母越小分数值越大,因此$\dfrac{l^2}{4π}>\dfrac{l^2}{16}$,说明无论$l$取任意正数值,圆的面积始终大于正方形的面积。
【答案】
(1)表格依次填入:$2$,$4$,$\dfrac{4}{π}$,$\dfrac{16}{π}$;$3$,$9$,$\dfrac{6}{π}$,$\dfrac{36}{π}$;$\dfrac{l}{4}$,$\dfrac{l^2}{16}$,$\dfrac{l}{2π}$,$\dfrac{l^2}{4π}$。
(2)当周长发生变化时,圆的面积更大;猜想:相同长度的绳子围成的圆的面积比正方形的面积大。
【知识点】
正方形周长面积计算;圆的周长面积计算;代数式大小比较
【点评】
本题通过计算不同周长下正方形和圆的面积,引导学生经历从特殊到一般的探究过程,既巩固了几何图形基本公式的应用,也锻炼了归纳猜想的逻辑思维能力。
【难度系数】
0.8
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