圆的公式

圆的几何——面积、周长、扇形、弧、方程

[email protected], Geometry Calculator Developer & Online Math Educator 审核 最后更新于 May 8, 2026

圆的面积 = π × r² (A = πr²),其中 r 是半径。圆的周长 = 2π × r = π × d,其中 d 是直径。这两个公式加上 d = 2r 是所有圆问题归结的三个公式。以下是您需要的全部 13 个圆公式:面积、周长、半径、直径、弧长、扇形面积、弦长、弓形面积、圆周角定理以及圆的解析几何方程。每个公式都附有例题。

公式

名称 公式 说明
面积(由半径求) A = π × r² r = 半径。经典的“圆面积公式”。
面积(由直径求) A = π × d² / 4 当只知道直径时使用。由 A = πr² 和 r = d/2 推导得出。
周长 C = 2π × r = π × d 有时称为圆周长公式——两个名称均指此。
圆的周长 P = 2π × r 与 circumference 相同。对于圆,“perimeter”和“circumference”是同义词。
直径 d = 2 × r 半径的两倍。如果知道周长,也有 d = C/π。
半径(由面积求) r = √(A / π) A = πr² 的逆运算。当已知面积时有用。
半径(由周长求) r = C / (2π) C = 2πr 的逆运算。在实际测量中常见。
扇形面积 A_s = ½ × r² × θ θ 以弧度为单位。对于角度:A_s = (θ°/360) × πr²。
弧长 L = r × θ θ 为弧度。度数时:L = (θ°/360) × 2πr。
弦长 c = 2r × sin(θ/2) θ = 弦所对的圆心角。对内接图形有用。
弓形面积 A_seg = ½ × r² × (θ − sin θ) θ 以弧度为单位。弦与弧之间的区域。
圆周角 ∠inscribed = ½ × ∠central 圆周角等于同弧所对圆心角的一半。
圆的方程 (x − h)² + (y − k)² = r² 圆心在 (h, k),半径为 r。解析几何的标准形式。

解题示例

示例 1:求半径 5 cm 圆的面积 + 周长

  1. Area: A = π × 5² = 25π ≈ 78.54 cm²
  2. Circumference (= perimeter): C = 2π × 5 = 10π ≈ 31.42 cm
  3. Diameter: d = 2 × 5 = 10 cm

示例 2:由面积 = 50 cm² 求半径

  1. Start from A = π × r² → r² = A / π = 50 / π ≈ 15.915
  2. r = √15.915 ≈ 3.99 cm
  3. Then diameter = 2 × 3.99 ≈ 7.98 cm, and circumference = 2π × 3.99 ≈ 25.07 cm

示例 3:当只知道直径(d = 12 cm)时求面积

  1. Use the diameter formula A = π × d² / 4
  2. A = π × 12² / 4 = π × 144 / 4 = 36π
  3. A ≈ 113.10 cm²

示例 4:求半径为 10 cm 的圆中 60° 扇形的弧长和扇形面积

  1. Convert to radians: θ = 60° × (π/180) = π/3 ≈ 1.0472 rad
  2. Arc length: L = r × θ = 10 × π/3 ≈ 10.47 cm
  3. Sector area: A_s = ½ × r² × θ = ½ × 100 × π/3 ≈ 52.36 cm²
  4. Cross-check via degrees: A_s = (60/360) × π × 10² = (1/6) × 100π ≈ 52.36 cm² ✓

常见问题

圆的面积公式是什么?
圆的面积是 A = π × r²,其中 r 是半径。如果只知道直径 d,则使用等价形式 A = π × d² / 4。π 约等于 3.14159。
圆的周长和 circumference 是一样的吗?
是的。对于圆,“perimeter”和“circumference”意思相同——外部的距离。两者都等于 2π × r(或 π × d)。在教科书里“perimeter”更常见;“circumference”是几何学中使用的专业术语。
如何从周长求圆的半径?
将周长除以 2π:r = C / (2π)。例如,周长为 31.42 cm 的圆,半径 ≈ 31.42 / 6.2832 ≈ 5 cm。
如何从直径求圆的面积?
使用 A = π × d² / 4。直径平方后乘以 π 再除以 4。或者将直径除以 2 得到半径,再用 A = πr²。两个公式结果相同。
π(圆周率)在圆公式中是什么意思?
π 是任意圆的周长与直径之比(π = C/d ≈ 3.14159)。无论圆的大小,这个比值都相同,这就是为什么每个圆公式都包含 π。
如何求圆的扇形面积?
扇形面积 = (θ/360) × π × r²,其中 θ 是以度为单位圆心角;或 A_s = ½ × r² × θ,其中 θ 以弧度为单位。例如,半径为 4 的圆中 90° 扇形的面积 = (90/360) × π × 16 = 4π ≈ 12.57。

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