عنوان فعالیت: فعالیت مساحت و محیط دایره و مفهوم تابع ریاضی دهم انسانی
میدانیم مساحت دایره از تساوی $\mathbf{S = \pi r^2}$ به دست میآید. در این رابطه $\mathbf{\pi}$ عددی ثابت که تقریباً $\mathbf{3/14}$ در نظر گرفته میشود و $\mathbf{r}$ شعاع دایره است.
۱. آیا متغیر $\mathbf{S}$ تابعی از شعاع دایره است؟
۲. آیا محیط دایره نیز تابعی از شعاع است؟
۳. کدام متغیر، مستقل و کدام متغیر، وابسته است؟
۴. جدول زیر را کامل کنید.
| $\mathbf{r}$ بر حسب سانتیمتر (شعاع) | ۱ | ۱/۵ | ۲ | ۳ | ۴ |
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |
| $\mathbf{S}$ بر حسب سانتیمتر مربع (مساحت) | $\mathbf{\pi}$ | $\mathbf{\dots}$ | $\mathbf{4\pi}$ | $\mathbf{\dots}$ | $\mathbf{\dots}$ |
| $\mathbf{P}$ بر حسب سانتیمتر (محیط) | $\mathbf{\dots}$ | $\mathbf{\dots}$ | $\mathbf{\dots}$ | $\mathbf{6\pi}$ | $\mathbf{\dots}$ |
پاسخ تشریحی و گام به گام فعالیت مساحت و محیط دایره و مفهوم تابع صفحه 42 ریاضی دهم انسانی
سلام دانشآموزان!
این فعالیت اولین قدم ما برای ورود به مفهوم بسیار مهم **تابع** است. تابع، رابطهای است که در آن برای هر ورودی، **فقط یک خروجی** وجود دارد. در اینجا ورودی ما **شعاع ($athbf{r}$)** است.
---
### ۱. آیا $\mathbf{S}$ تابعی از شعاع است؟
**فرمول:** $\mathbf{S = \pi r^2}$
* **پاسخ:** بله.
* **توضیح مفهومی:** اگر شما یک شعاع مشخص ($athbf{r}$) برای دایره انتخاب کنید (مثلاً $\mathbf{r=2}$)، مساحت آن دایره **فقط یک مقدار** مشخص خواهد بود ($athbf{S = 4\pi}$). به ازای هر $\mathbf{r}$، یک و فقط یک $\mathbf{S}$ به دست میآید. بنابراین، مساحت ($athbf{S}$) **تابعی از شعاع ($athbf{r}$)** است.
### ۲. آیا محیط دایره نیز تابعی از شعاع است؟
**فرمول محیط دایره ($athbf{P}$):** $\mathbf{P = 2 \pi r}$
* **پاسخ:** بله.
* **توضیح مفهومی:** درست مثل مساحت، اگر شما مقدار مشخصی برای شعاع ($athbf{r}$) انتخاب کنید، محیط دایره نیز **فقط یک مقدار** خواهد داشت. به عنوان مثال، اگر $\mathbf{r=1}$ باشد، $\mathbf{P = 2\pi}$ خواهد بود و این مقدار، ثابت است. پس محیط ($athbf{P}$) هم **تابعی از شعاع ($athbf{r}$)** است.
### ۳. کدام متغیر، مستقل و کدام متغیر، وابسته است؟
در هر رابطهی تابعی، متغیری که مقدار آن را **آزادانه** انتخاب میکنیم، **مستقل** و متغیری که مقدارش **به انتخاب ما وابسته** است، **وابسته** نامیده میشود.
* **متغیر مستقل (ورودی):** $\mathbf{r}$ (شعاع دایره). ما میتوانیم هر شعاعی را انتخاب کنیم.
* **متغیر وابسته (خروجی):** $\mathbf{S}$ (مساحت) و $\mathbf{P}$ (محیط). مقدار مساحت و محیط **بستگی دارد** به اینکه شعاع چقدر باشد.
### ۴. جدول کامل شده
از فرمولهای $\mathbf{S = \pi r^2}$ و $\mathbf{P = 2\pi r}$ استفاده میکنیم:
| $\mathbf{r}$ بر حسب سانتیمتر (شعاع) | ۱ | ۱/۵ | ۲ | ۳ | ۴ |
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |
| $\mathbf{S = \pi r^2}$ (مساحت) | $\mathbf{\pi}$ | $\mathbf{2.25\pi}$ | $\mathbf{4\pi}$ | $\mathbf{9\pi}$ | $\mathbf{16\pi}$ |
| $\mathbf{P = 2\pi r}$ (محیط) | $\mathbf{2\pi}$ | $\mathbf{3\pi}$ | $\mathbf{4\pi}$ | $\mathbf{6\pi}$ | $\mathbf{8\pi}$ |
**محاسبات:**
* $\mathbf{r = 1.5}$: $\mathbf{S = \pi(1.5)^2 = 2.25\pi}$ و $\mathbf{P = 2\pi(1.5) = 3\pi}$
* $\mathbf{r = 2}$: $\mathbf{P = 2\pi(2) = 4\pi}$
* $\mathbf{r = 3}$: $\mathbf{S = \pi(3)^2 = 9\pi}$
* $\mathbf{r = 4}$: $\mathbf{S = \pi(4)^2 = 16\pi}$ و $\mathbf{P = 2\pi(4) = 8\pi}$