潘火街道东南小学海晏路校区507班 张语晴
2026-07-24
暑假,为一睹雄伟壮观的北京故宫,我和爸爸妈妈、表弟踏上了前往北京的旅程。一走进故宫,气势恢宏的古建筑深深吸引了我。正当我驻足观赏时,表弟指着两组精致的窗花好奇发问:“大家快看,这两个窗花是什么图案?”
我笑着回答:“古人讲究天圆地方,这就是外方内圆和外圆内方!”
妈妈来了兴致:“说得不错,两个图案里圆的半径都是2米,你们试着算一算正方形与圆形之间空白部分的面积吧。”
我稍加思考,很快找到解题思路:用大图形面积减去小图形面积,就能求出空白区域。我们先计算外方内圆。
直径:2×2=4(m)
正方形面积:4×4=16(m²)
圆的面积:3.14×2²=12.56(m²)
“在外方内圆中,正方形边长等于圆的直径。算出正方形和圆的面积后,两者相减,16-12.56=3.44(m²),就是中间空白部分的面积。”听完我的讲解,爸爸妈妈连连称赞。
表弟却一脸发愁:“我研究外圆内方,可怎么也找不到里面小正方形的边长。”
妈妈耐心提示:“你想一想,圆内的正方形能不能分成两个相同的三角形?”
表弟豁然开朗:“我懂了!三角形的底是圆的直径,高是圆的半径,不用算出正方形边长也能求出面积!”
他立刻写下算式:
(4×2÷2)×2=8(m²)
空白面积:12.56-8=4.56(m²)
这时我心中生出一个猜想:外方内圆的面积差是0.86r²,外圆内方的面积差是1.14r²。只要圆半径相等,这个规律会一直成立吗?
我们用字母r推导通用公式:
外方内圆:4r²-3.14r²=0.86r²
外圆内方:3.14r²-(2r×r÷2)×2=1.14r²
我向家人讲解公式含义,表弟补充道:“假如半径r=1米,空白面积就分别是0.86平方米和1.14平方米!”
夕阳西下,霞光笼罩紫禁城。故宫窗棂上简单的方圆纹样,蕴藏着巧妙的数学知识,折射出古人的无限智慧,让人沉浸这魅力无限的故宫!