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arctan 计算圆周率近似值(砰圆周弹开GeoGebra轻松制作)

arctan 计算圆周率近似值(砰圆周弹开GeoGebra轻松制作)圆弧( <圆心> <点1> <点2> )那么:那么,问题来了——怎么让圆周弹开呢?下面来看看如何用动态数学软件GeoGebra进行制作吧!化曲为直的过程中,圆周长肯定不变。而当圆心B与圆上一点A距离越来越大时,可以看到圆弧弯曲得越来越不明显,当圆心B离A足够远时,圆弧就“不弯”了。

砰!圆周弹开!

arctan 计算圆周率近似值(砰圆周弹开GeoGebra轻松制作)(1)

这种展开效果有点眼熟?

加上等分的扇形再看看!

arctan 计算圆周率近似值(砰圆周弹开GeoGebra轻松制作)(2)

嘿!这不就是圆面积公式推导过程的直观可视化嘛!

那么,问题来了——怎么让圆周弹开呢?

下面来看看如何用动态数学软件GeoGebra进行制作吧!

制作思路

arctan 计算圆周率近似值(砰圆周弹开GeoGebra轻松制作)(3)

化曲为直的过程中,圆周长肯定不变。而当圆心B与圆上一点A距离越来越大时,可以看到圆弧弯曲得越来越不明显,当圆心B离A足够远时,圆弧就“不弯”了。

那么:

  1. 演示过程中,A不动——这个可以做到。
  2. 让点B不断地远离点A——点B的横坐标与点A的一样,而纵坐标最小应为圆的半径大小,再不断变大到正无穷大——构造方法较多,比如让B = A (0 r * tan(α)),而α的范围为45°到90°。
  3. 化曲为直的过程中,圆弧长不变——由圆心角公式,得到圆弧的另一端点:旋转(A 2π r / 距离(B A) B);由此,可用圆弧(B A 旋转(A 2π r / 距离(B A) B))作出圆弧。

arctan 计算圆周率近似值(砰圆周弹开GeoGebra轻松制作)(4)

圆弧( <圆心> <点1> <点2> )

制作过程

只需输入以下指令,就有文章开头的效果:

A = (0 0)

r = 1

α = 滑动条(45.0001° 89.9999°)

B = A (0 r tan(α))

圆弧(B A 旋转(A 2π r / 距离(B A) B))

arctan 计算圆周率近似值(砰圆周弹开GeoGebra轻松制作)(5)

当然,点A也可以在其他位置上,半径r也可以是其他数值。

拓展一:α的取值范围为什么是由45.0001°到89.9999°呢?

arctan 计算圆周率近似值(砰圆周弹开GeoGebra轻松制作)(6)

  • 若α为45°,那么,B=A (0 r),即,点B在初始状态时的圆的圆心上;此时,圆弧的另一端点即为旋转(A 2π B),与点A重合,自然,就看不到圆弧了——所以,就让α的最小值比45°大一点点,使得圆弧存在,而且肉眼所见的圆弧是一个圆。
  • 若α为90°时,tan α不存在,那么点B和圆弧也就不存在了——那就让α比90°小一点点,就可以让圆弧存在,而且肉眼所见的圆弧是“直”的。

arctan 计算圆周率近似值(砰圆周弹开GeoGebra轻松制作)(7)

拓展二:α的取值范围可以是由45°到90°吗?

可以,不过——

需要再作出两个对象:当α为45°时,显示圆;当α为90°时,显示直线(线段)。

拓展三:让B不断远离A,还可以怎么构造B

上面是让B = A (0 r * tan(α)),其中,α = 滑动条(45.0001° 89.9999°)

还可以是B = (0 r * 1 / (1 - a)),而a = 滑动条(0.0001 0.9999)

结语

关于“化曲为直”,还有“滚开”的方式:

arctan 计算圆周率近似值(砰圆周弹开GeoGebra轻松制作)(8)

教程直达:《九条指令搞定圆周展开》

“打开”的方式:

arctan 计算圆周率近似值(砰圆周弹开GeoGebra轻松制作)(9)

如何“打开”,可以仿照“弹开”来做哦!

另外,再想一想:搞定了圆周弹开后,怎么让圆的面积公式推导过程可视化!

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