相同的周長,圓的面積最大,如何證明?使用者40590522641413482020-02-16 04:13:30

先比較正方形和圓形:設周長為C,正方形邊長為a,圓半徑為r

①根據正方形周長公式C=4a,則正方形邊長a=C/4

根據正方形面積公式S1=邊長2,則正方形面積S1=(C/4)2=C2/16=0。0625C2

②根據圓周長公式C=2πr,則圓半徑r=C/2π

根據圓面積公式S2=πr2,則圓面積為S2=π×(C/2π)2=C2/4π≈0。08C2

因為0。08C2>0。0625C2

所以S2>S1

即周長相等的圓和正方形,圓的面積大於正方形的面積。

(2)再比較正方形和長方形:設周長為C,正方形邊長為a,長方形長為b、寬為c。

①根據正方形周長公式C=4a,則正方形邊長a=C/4

根據正方形面積公式S1=邊長2,則正方形面積S1=(C/4)2=C2/16

②根據長方形周長公式C=(b+c)×2,則b+c=C/2

根據長方形面積公式得S3=bc

因為a=C/4,所以a=C/2×1/2=(b+c)×1/2=(b+c)/2

則S1-S3

=a2-bc

=(b+c)2/4-bc

=(b+c)2/4-4bc/4

=【(b+c)2-4bc】/4

=(b2+2bc+c2-4bc)/4

=(b2-2bc+c2)/4

=(b-c)2/4

因為b≠c,所以(b-c)2>0

則(b-c)2/4>0

即S1-S3>0

所以S1>S3

所以周長相等的長方形和正方形,正方形的面積大於長方形的面積

(3)根據以上計算可得,S2>S1>S3,所以在周長相等的情況下,面積最大的圖形為圓形。