【原创】圆的面积公式证明

余年寄山水
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2021年02月10日 03:06
最佳经验
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2021年2月10日发(作者:很短但深入人心的句子)


圆的面积公式的证明



山东省莱芜市陈毅中学初四八班郑康杰作




f(x)=



r


2



x


2


(r>0)



f(x)=



r


2



x


2


( r>0)


的图形一定是一个半径为


r


π


r


2


2


证明之 前,我们需要明确


问题你们就自己考虑吧。



我们只需要证明


|


< br>r



r


半圆,为什么是个半圆? 这么基础的


f



x



dx|


=


即可


(为什么积分的上下限分别为


r< /p>



-r



想想这 个函数与


x


轴的两个交点的


r


坐标)


,我们想要计算定积分




r



x=rsint


f



x



dx


,就必须要计算出


F(x)

< p>
,


使得



F



(x)=f(x)


,


怎么 计算呢?用不定积分去计算即可,计算过程:




f



x



dx


=



< /p>


r


2



x


2


dx


=




r


2




rsint



2


d(rsint)


=




r



1




sint



2


d(rsint)



=




rcost


d



rsint



=



r



cost



rcost dt


=



r


2




cost



2


dt


=


r


2





cost



2


dt



2< /p>


2


1


+


cos 2t


r


r


=


r


2




dt


=




1


+


cos2t dt


=




1


dt


+



cos2t dt




2


2


2


r

2


sin


2t


r

< br>2


t


r


2



sin


2t


=



t


+



=


+


(为了计算简便,我省去了常数< /p>


C




2


2


2


4


< p>
x=rsint



sint=

< br>r




t=arcsin(


r


)



t=ar csin(


)


代入


r

< br>x


x


x


r


2


t


2


+


r


2



sin


2 t


4


得,



x



sin2



arcsin(


)


r


r




F



x



=


+


2


4


r


接下来,再 用微积分基本定理计算



f



x



dx


即可。




r


r


2


r< /p>


x


2


r


arcs in(


)



f



x



dx


=


F



r




F




r





r


r


r



r



r


r


2


arcsin




r


2



sin


2



arc sin




r


2


arcsin



< br>r


2



sin

< br>2



arcsin




r


+


r





r


+


r




=



2


4


2


4

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