在周长相等的平面图形中,面积最大的是哪个?

如题所述

常用的平面图形为正方形、长方形、圆形。

(1)先比较正方形和圆形:设周长为C,正方形边长为a,圆半径为r
①根据正方形周长公式C=4a,则正方形边长a=C/4
根据正方形面积公式S1=边长²,则正方形面积S1=(C/4)²=C²/16=0.0625C²
②根据圆周长公式C=2πr,则圆半径r=C/2π
根据圆面积公式S2=πr²,则圆面积为S2=π×(C/2π)²=C²/4π≈0.08C²
因为0.08C²>0.0625C²
所以S2>S1
即周长相等的圆和正方形,圆的面积大于正方形的面积。
(2)再比较正方形和长方形:设周长为C,正方形边长为a,长方形长为b、宽为c。
①根据正方形周长公式C=4a,则正方形边长a=C/4
根据正方形面积公式S1=边长²,则正方形面积S1=(C/4)²=C²/16
②根据长方形周长公式C=(b+c)×2,则b+c=C/2
根据长方形面积公式得S3=bc
因为a=C/4,所以a=C/2×1/2=(b+c)×1/2=(b+c)/2
则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
因为b≠c,所以(b-c)²>0
则(b-c)²/4>0
即S1-S3>0
所以S1>S3
所以周长相等的长方形和正方形,正方形的面积大于长方形的面积
(3)根据以上计算可得,S2>S1>S3,所以在周长相等的情况下,面积最大的图形为圆形。
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第1个回答  2017-12-26
当边长为一定值时,圆的面积是最大。
首先证明在边数相等的情况下正多边形的面积最大;然后证明边数越大面积越大,而圆则是可以看做边数为无穷多个的正多边形。
第一步,用具体数字来证明:假设三角形、正方形、圆在周长均为12 则由
1.三角形(拿等边三角形为例):3X=12,则边长为4,高为2倍根号3,面积为4倍根号3
2.正方形:边长为3,面积为9
3.圆:2∏R=12,则R=∏分之6,则面积为=∏分之36
故:周长相等的情况下:圆面积>正方形面积>三角形面积

第二步,将正多边形像切蛋糕那样从中心点切成一片一片三角形,每一个三角形的面积等于边长乘以中心到边的距离除以2,于是整个多边形的面积等于周长乘以中心到边的距离除以2,周长一定时,中心到边的距离越长,面积越大。可证,边长越多时中心到边的距离越大,因为中心到边的距离为cot2PI/2N * C/2N,分别代入N和N'后相除比较大小即可,当边长趋于无穷时,中心到边的距离趋近于中心到顶点的距离,这时候面积是最大的。

楼主还可以参考:http://tieba.baidu.com/f?kz=171534470
第2个回答  2020-09-14
面积最大的是——圆形
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