Окружность и круг: задачи на длину, радиус и площадь

В задачах на окружность сначала определите, что требуется найти: длину окружности, радиус или площадь круга. Для длины используют формулу C = 2πr, для площади — S = πr², где r — радиус.

Во всех ответах этого практикума число π остаётся в точной записи, без округления. Сначала разберём четыре задачи на длину, затем найдём площадь по диаметру и по известной длине окружности.

Какие величины не стоит путать

Окружность — граница круга, а круг — часть плоскости, ограниченная окружностью. Длина окружности измеряется в единицах длины, например в сантиметрах; площадь круга — в квадратных сантиметрах. Формулы для этих величин приведены в учебном материале OpenStax.

Радиус r — расстояние от центра до окружности. Диаметр d вдвое больше радиуса: d = 2r. Поэтому, если известен диаметр, сначала можно найти радиус делением на два: r = d / 2.

В формуле S = πr² квадрат относится к радиусу: сначала нужно умножить r на себя, а затем результат на π. Запись 4π см² означает «четыре умножить на π квадратных сантиметров»; это точное выражение, а не требование заменить π десятичным числом.

Разобранные примеры: длина по радиусу

Пример 1. Радиус 3 см

Условие. Радиус окружности 3 см. Найдите её длину, сохранив π в ответе.

Подставляем r = 3 см в формулу длины:

C = 2πr = 2 · π · 3 = 6π см.

Проверка обратным действием: 6π / (2π) = 3 см. Получился радиус из условия.

Ответ: 6π см.

Пример 2. Радиус 5 см

Условие. Радиус окружности 5 см. Найдите её длину, сохранив π в ответе.

Умножаем радиус на 2 и сохраняем множитель π:

C = 2πr = 2 · π · 5 = 10π см.

Проверка: 10π / (2π) = 5 см.

Ответ: 10π см.

Это длина границы, поэтому в ответе стоят сантиметры, а не квадратные сантиметры.

Пример 3. Радиус 7 см

Условие. Радиус окружности 7 см. Найдите её длину, сохранив π в ответе.

Подставляем значение радиуса:

C = 2πr = 2 · π · 7 = 14π см.

Проверка: 14π / (2π) = 7 см.

Ответ: 14π см.

Не возводите 7 в квадрат: для длины окружности в этой формуле радиус умножается на 2π.

Пример 4. Радиус 9 см

Условие. Радиус окружности 9 см. Найдите её длину, сохранив π в ответе.

Вычисляем числовой множитель перед π:

C = 2πr = 2 · π · 9 = 18π см.

Проверка: 18π / (2π) = 9 см.

Ответ: 18π см.

Запись 18π уже содержит множитель π. При проверке делим всё выражение 18π на 2π, а не только число 18 на π.

Как найти площадь по диаметру

Если дан диаметр d, найдите половину этой длины: r = d / 2. Затем возведите найденный радиус в квадрат и умножьте на π:

S = π · (d / 2)².

Например, при подстановке диаметра сначала нужно разделить число на два, а не возводить весь диаметр в квадрат как радиус. Ответ запишите в квадратных единицах. В задачах ниже диаметр дан в сантиметрах, поэтому площадь будет выражена в см².

Проверьте результат в два шага: удвоенный радиус должен равняться данному диаметру, а значение πr² — найденной площади. Так можно отдельно проверить переход от диаметра к радиусу и вычисление площади.

Как найти радиус по длине окружности

Из равенства C = 2πr получаем:

r = C / (2π).

Если длина записана как число, умноженное на π, подставьте всё выражение вместо C. Множитель π в числителе и знаменателе сократится. Найденный радиус используйте в формуле площади S = πr²: для него нужны сантиметры, а для площади — квадратные сантиметры.

Обратная проверка состоит в подстановке радиуса в 2πr. Если получается исходная длина, переход к радиусу выполнен верно; после этого отдельно проверьте квадрат радиуса в формуле площади.

Задачи для самостоятельного решения

В задачах 1–4 найдите площадь по диаметру. Сохраняйте π в ответе.

  1. Диаметр круга 8 см. Найдите площадь, сохранив π.
  2. Диаметр круга 12 см. Найдите площадь, сохранив π.
  3. Диаметр круга 16 см. Найдите площадь, сохранив π.
  4. Диаметр круга 20 см. Найдите площадь, сохранив π.

В задачах 5–8 найдите радиус и площадь по длине окружности. Сохраняйте π в ответах для площади.

  1. Длина окружности 8π см. Найдите радиус и площадь ограниченного ею круга.
  2. Длина окружности 12π см. Найдите радиус и площадь ограниченного ею круга.
  3. Длина окружности 16π см. Найдите радиус и площадь ограниченного ею круга.
  4. Длина окружности 20π см. Найдите радиус и площадь ограниченного ею круга.

Ответы и проверка

1. 16π см². r = 8 / 2 = 4 см; S = π · 4² = 16π см². Проверка диаметра: 2 · 4 = 8 см.

2. 36π см². r = 12 / 2 = 6 см; S = π · 6² = 36π см². Проверка диаметра: 2 · 6 = 12 см.

3. 64π см². r = 16 / 2 = 8 см; S = π · 8² = 64π см². Проверка диаметра: 2 · 8 = 16 см.

4. 100π см². r = 20 / 2 = 10 см; S = π · 10² = 100π см². Проверка диаметра: 2 · 10 = 20 см.

5. r = 4 см; S = 16π см². r = 8π / (2π) = 4 см; S = π · 4² = 16π см². Проверка длины: 2π · 4 = 8π см.

6. r = 6 см; S = 36π см². r = 12π / (2π) = 6 см; S = π · 6² = 36π см². Проверка длины: 2π · 6 = 12π см.

7. r = 8 см; S = 64π см². r = 16π / (2π) = 8 см; S = π · 8² = 64π см². Проверка длины: 2π · 8 = 16π см.

8. r = 10 см; S = 100π см². r = 20π / (2π) = 10 см; S = π · 10² = 100π см². Проверка длины: 2π · 10 = 20π см.

Чтобы ещё раз различить единицы длины и площади, обратитесь к материалу о том, как объяснить ребёнку разницу между периметром и площадью.