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健身运动

某小区计划在由半圆形和正方形组成的草坪外围铺设一条宽2m的健身步道,求铺设的健身步道的面积。

3 篇解答
为了计算健身步道的面积,我们需要知道半圆形草坪的半径和正方形草坪的边长。假设半圆形草坪的半径为r,正方形草坪的边长为s。那么,健身步道的面积可以通过计算半圆形草坪的面积加上正方形草坪的面积,再减去原始草坪(半圆形加正方形)的面积得到。

ANSWER & EXPLANATION

解答与说明

健身步道面积计算方案

📌 已知条件

  • 场地形状:由半圆形 + 正方形组成的组合图形
  • 步道宽度:统一向外延伸2米
  • 目标:计算这条环形步道的总铺设面积

💡 解题思路

由于原图未标注具体尺寸,我们采用代数法求解: 设正方形边长为 a 米,则其直径等于半圆的直径也为 a 米(即半径 r = a/2)

1️⃣ 原始总面积 S₁

= 正方形面积 + 半圆面积
= a² + (πr²)/2
= a² + [π×(a/2)²]/2
= a² + (π·a²/4)/2
= a² + π·a²/8
≈ a² + 0.3927a²
= 1.3927a² ㎡

2️⃣ 包含步道后的新轮廓尺寸变化

▸ 正方形变为边长增加4米的更大正方形(两侧各扩2米)→ 新边长 = a+4
▸ 半圆半径相应增加2米 → 新半径 R = (a/2)+2 = (a+4)/2

3️⃣ 扩展后总面积 S₂

= (a+4)² + [πR²]/2
= (a²+8a+16) + [π×((a+4)/2)²]/2
= a²+8a+16 + [π×(a+4)²/4]/2
= a²+8a+16 + π×(a+4)²/8

4️⃣ 步道面积 = S₂ - S₁

展开并整理得:
ΔS = [a²+8a+16 + π×(a+4)²/8] - [a² + π·a²/8]
= 8a + 16 + π·[(a+4)² - a²]/8
= 8a + 16 + π·(8a+16)/8
= 8a + 16 + π·(a + 2)

⚠️ 关键发现

当题目未给出具体数值时,最终表达式为:
步道面积 = 8a + 16 + π(a + 2) 平方米
其中 a 代表原正方形的边长。

📏 示例演示(若假设 a=10m)

代入计算:
ΔS = 8×10 + 16 + 3.14×(10+2)
= 80 + 16 + 37.68
= 133.68 平方米

✅ 提示:实际工程中需根据现场测量的具体尺寸代入公式计算。若题目提供图纸比例或CAD数据,可进一步精确到小数点后两位。

首先,我们需要知道半圆形和正方形的面积。

半圆形的面积公式为:A = πr²/2,其中r是半径。

正方形的面积公式为:A = a²,其中a是边长。

然后,我们需要知道半圆形和正方形的尺寸。假设半圆形的半径为r,正方形的边长为a。

接下来,我们可以计算半圆形和正方形的面积:

半圆形面积:A1 = πr²/2 正方形面积:A2 = a²

最后,我们计算铺设的健身步道的总面积:

总面积 = A1 + A2

所以,我们需要知道半圆形的半径r和正方形的边长a才能计算出健身步道的总面积。

首先,我们需要计算半圆形草坪的面积。半圆形的面积公式为:A1 = (π * r^2) / 2。接下来,我们计算正方形草坪的面积:A2 = s^2。然后,我们计算原始草坪的面积:A3 = A1 + A2。最后,我们计算健身步道的面积:A4 = A1 + A2 - A3。由于健身步道的宽度为2m,所以半圆形草坪的半径r等于正方形草坪的边长s加上2m。因此,我们可以将r表示为:r = s + 2。将r代入半圆形草坪的面积公式,得到:A1 = ((π * (s + 2)^2) / 2)。现在,我们可以将A1、A2和A3的表达式代入A4的公式,得到:A4 = ((π * (s + 2)^2) / 2) + s^2 - ((π * s^2) / 2 + s^2)。简化这个表达式,我们可以得到健身步道的面积的公式:A4 = πs^2 + 4πs + 4 - πs^2 - 2s^2。进一步简化,得到:A4 = 2πs + 4 - 2s^2。这就是我们需要计算的健身步道的面积公式。

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