你有沒(méi)有遇到過(guò)這樣的場(chǎng)景?在設(shè)計(jì)一款手工藝品時(shí),想要根據(jù)一段弧形的長(zhǎng)度和它對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng),反推出圓的半徑——比如做手工燈籠、定制相框,或者給孩子的美術(shù)作業(yè)找靈感。別急,今天我們就用一個(gè)真實(shí)案例來(lái)聊聊:如何通過(guò)弧長(zhǎng)與弦長(zhǎng)求半徑?
Q:我有一段彎曲的木條,測(cè)得弧長(zhǎng)是15厘米,它兩端拉直的距離(也就是弦長(zhǎng))是12厘米,怎么算出這個(gè)弧形所在的圓的半徑?
A:這個(gè)問(wèn)題其實(shí)藏著一個(gè)巧妙的幾何關(guān)系!我們先畫(huà)個(gè)圖:設(shè)圓心角為θ(單位:弧度),半徑為r,那么:
弧長(zhǎng)公式:l = rθ
弦長(zhǎng)公式:c = 2r·sin(θ/2)
把你的數(shù)據(jù)代入:l=15,c=12。
從第一個(gè)公式得:θ = l/r = 15/r。
代入第二個(gè)公式:12 = 2r·sin(15/(2r))。
這時(shí)候問(wèn)題來(lái)了——這是一個(gè)超越方程,沒(méi)法直接解!但別慌,我們可以用“試錯(cuò)法”或借助計(jì)算器迭代逼近。比如試試r=8,算出θ≈1.875,再算弦長(zhǎng)≈12.03,非常接近12!說(shuō)明半徑大約是8厘米。
真實(shí)案例分享:我朋友小林是個(gè)陶藝愛(ài)好者,她要做一個(gè)帶弧形邊的陶罐,但只量了弧長(zhǎng)和弦長(zhǎng)。她一開(kāi)始以為要靠經(jīng)驗(yàn)估,后來(lái)用了這個(gè)方法,居然精準(zhǔn)復(fù)刻了原設(shè)計(jì)圖案,還發(fā)到小紅書(shū)上被點(diǎn)贊上千!她說(shuō):“原來(lái)數(shù)學(xué)不是用來(lái)考試的,是用來(lái)造美的?!?/p>
??小貼士:如果不想手動(dòng)算,可以下載一個(gè)叫“Geometry Calculator”的APP,輸入弧長(zhǎng)和弦長(zhǎng),秒出半徑!適合拍照記錄、快速驗(yàn)證。
所以你看,生活中的美,往往藏在看似復(fù)雜的公式里。下次你看到一段彎彎的曲線,不妨停下來(lái)想一想:它的背后,可能正藏著一個(gè)完整的圓呢~
??轉(zhuǎn)發(fā)給正在做手工的朋友吧!讓數(shù)學(xué)不再冰冷,而是溫暖你指尖的靈感。

