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文檔簡介

1、習(xí)題巧拓寬,探究促開展原文 蔡利明,趙旭昌,周友全摘要本文詳細(xì)闡述了一堂生動(dòng)的數(shù)學(xué)教學(xué)課:從一道動(dòng)手操作題出發(fā),討論了圓繞著直線、三角形、四邊形、圓等滾動(dòng)一圈,滾圓自身轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù),并給予了點(diǎn)評.關(guān)鍵詞習(xí)題拓展;教學(xué)實(shí)錄;教學(xué)評析;探究意識;探究才能北師大數(shù)學(xué)九年級下冊第三章?圓?第6節(jié)?圓與圓的位置關(guān)系?問題解決第3題是一道動(dòng)手操作題.問題如下:如圖1,取兩枚大小一樣的硬幣,將其中一枚固定在桌上,另一枚沿著固定硬幣的邊緣滾動(dòng)一周,那么滾動(dòng)的硬幣自身轉(zhuǎn)了多少圈?完成該問題的教學(xué)前,四川宣漢縣華景中學(xué)蔡利明教師在部分教師中做了調(diào)查:在未動(dòng)手操作前的直觀猜想中,均認(rèn)為自身轉(zhuǎn)了一圈,實(shí)際操作后對滾動(dòng)的

2、硬幣自身轉(zhuǎn)了兩圈感到不理解,更不知如何分析該問題.為此,蔡利明教師制作了課件,設(shè)計(jì)從簡單到復(fù)雜的相關(guān)問題,用60分鐘的時(shí)間對?圓的滾動(dòng)?做了專題研究,讓學(xué)生對該問題有了較為明晰的理解和認(rèn)識,獲得較好的教學(xué)效果.本次教學(xué)過程實(shí)錄如下.學(xué)生猜想師:同學(xué)們,?圓與圓的位置關(guān)系?這節(jié)教材后面有一道練習(xí)題,是一個(gè)動(dòng)手操作題.對這道題進(jìn)展深化研究可以培養(yǎng)同學(xué)們分析問題、解決問題的才能.本節(jié)課我們以這個(gè)問題為契機(jī)做?圓的滾動(dòng)?專題研究.請翻到課本137頁,閱讀問題解決中的第3題.學(xué)生仔細(xì)閱讀問題稍后師:憑你的直觀感覺,給問題一個(gè)答案,你認(rèn)為滾圓本身自轉(zhuǎn)了多少圈?學(xué)生陳萬舉手,教師示意答復(fù)生陳萬:2圈.師:板

3、書:2圈陳萬同學(xué)認(rèn)為轉(zhuǎn)了兩圈.好,還有沒有其他答案?學(xué)生有人小聲嘀咕:錯(cuò)了師:有的同學(xué)說錯(cuò)了.既然錯(cuò)了,那你認(rèn)為是多少圈?學(xué)生羅小平舉手師:羅小平同學(xué),你說.生羅小平:1圈.師:板書:1圈羅小平同學(xué)認(rèn)為轉(zhuǎn)了1圈,還有其他答案嗎?學(xué)生無語師:認(rèn)為是1圈的請舉手,看一下贊成量有多大.學(xué)生有很多人舉手大概有80%的同學(xué)認(rèn)為轉(zhuǎn)了1圈.好,手放下.認(rèn)為是2圈的同學(xué)請舉手.只有幾人舉手你們有點(diǎn)勢單力薄.好,請放下.師:那么,你能否給你的判斷說個(gè)理由呢?請大膽地說出你的想法.師:1圈的同學(xué)請舉手.前述部分學(xué)生舉手,教師示意其中一位同學(xué)好,這位同學(xué),說說你的想法.生1:這兩個(gè)圓的周長相等,滾圓繞固定圓的周長轉(zhuǎn)

4、一圈,所以自轉(zhuǎn)了1圈.師:示意學(xué)生坐下,有意強(qiáng)化學(xué)生這一認(rèn)識想來也是這樣.兩個(gè)圓在這一點(diǎn)接觸指出接觸點(diǎn),滾一圈后還是這兩個(gè)點(diǎn)接觸,所以滾一圈.很好,這位同學(xué)英勇地說出了他的想法.那么,認(rèn)為轉(zhuǎn)2圈的同學(xué),能不能說出你的理由?你們?nèi)藬?shù)少些,勢單力薄,理由必需要強(qiáng)大才行啰.教師示意陳萬答復(fù)生陳萬:未表述清楚師:示意學(xué)生坐下估計(jì)是沒有想清楚,請坐下.那么,終究是轉(zhuǎn)1圈還是轉(zhuǎn)2圈,我們可以通過實(shí)驗(yàn)來研究.課前我讓同學(xué)們準(zhǔn)備了2個(gè)大小一樣的瓶蓋來代替硬幣做實(shí)驗(yàn).學(xué)生躁動(dòng),準(zhǔn)備動(dòng)手同學(xué)們先不要忙,實(shí)驗(yàn)之前我們先要明白滾動(dòng)的要求和圓自轉(zhuǎn)1圈的意義.屏顯圓滾動(dòng),如圖2滾動(dòng)的要求就是這樣:滾動(dòng)中不能有滑動(dòng),什么意

5、思呢?我這兒再給同學(xué)們演示一下.師:教師用準(zhǔn)備的大紙版圓演示說明滾動(dòng)的要求,如圖2滾動(dòng)時(shí):這就是拖長音生齊:滾動(dòng).論文網(wǎng)師:很好,這就是滾動(dòng).又進(jìn)展滑動(dòng)這就是滑動(dòng).滾動(dòng)當(dāng)中不能有滑動(dòng).那么滾動(dòng)1圈又是什么意思呢?重新屏顯圖2,未滾動(dòng)同學(xué)們看箭頭方向朝下,這個(gè)圓與直線有什么位置關(guān)系?生齊:垂直.師:笑圓與直線會垂直嗎?生齊:也笑相切.師:對,圓與直線相切.動(dòng)畫顯示圓滾動(dòng)圓由箭頭方向朝下與直線相切滾動(dòng)到再次箭頭方向朝下與直線相切,為圓本身自轉(zhuǎn)1圈.明白了滾動(dòng)的要求和圓自身轉(zhuǎn)動(dòng)1圈的意義,下面我們就可以動(dòng)手實(shí)驗(yàn)探究.動(dòng)手試驗(yàn)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),教師巡視中發(fā)現(xiàn),學(xué)生未做好接觸點(diǎn)的標(biāo)記,教師提示學(xué)生師:同學(xué)們

6、先不要?jiǎng)邮郑灰つ繉?shí)驗(yàn),我們先來分析一下實(shí)驗(yàn)的做法.轉(zhuǎn)動(dòng)之前先要做好標(biāo)記,想一想,先要做好哪些標(biāo)記呢?生齊:接觸點(diǎn).師:對,只有標(biāo)記了接觸點(diǎn),才知道什么時(shí)候滾了1圈.還要標(biāo)記什么呢?生齊:箭頭的方向.師:不是箭頭的方向,而是滾圓哪一點(diǎn)朝上.只有這樣,你才知道滾圓自身轉(zhuǎn)了多少圈.下面同學(xué)們就可以動(dòng)手實(shí)驗(yàn).注意,同排兩位同學(xué)要配合.?搖學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),教師巡視,不時(shí)根據(jù)情況提示學(xué)生:可以一個(gè)同學(xué)固定圓,一個(gè)同學(xué)轉(zhuǎn)動(dòng).注意換手的時(shí)候不要滑動(dòng).教師詢問部分小組情況,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)小組完成實(shí)驗(yàn)后,繼續(xù)師:同學(xué)們停下了,很多小組成功地完成了實(shí)驗(yàn),教師這兒的成功是說他們得出了結(jié)果.下面我們交流一下實(shí)驗(yàn)的結(jié)果.這

7、位同學(xué)示意,說一說,你們組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果.生2:看另一位同學(xué)一眼,笑說1圈.有同學(xué)喊1圈師:還有沒有也是1圈的?注意啊,要成功地做出實(shí)驗(yàn)的.很多學(xué)生舉手,教師示意不同的同學(xué)這位同學(xué),你說.生3:1圈.師:你們這一組?生4:1圈.師:你們這一組也是1圈?生5:1圈.無答復(fù)2圈的師:你們這是成功地做出了實(shí)驗(yàn)嗎?生齊:是!師:注意,你們這是偽成功,偽,假的意思.?搖停頓那么是多少圈呢?同學(xué)們看教師的實(shí)驗(yàn).教師課件展示硬幣轉(zhuǎn)動(dòng),圖3師:為了便于觀察,教師圓中畫了3條直徑.同學(xué)們觀察在不同空白位置時(shí),滾圓與硬幣的接觸點(diǎn),看看滾圓終究自轉(zhuǎn)了幾圈.教師演示完好個(gè)過程師:同學(xué)們觀察,最后轉(zhuǎn)了幾圈?生齊:2圈.師:

8、因此,剛剛同學(xué)們的結(jié)果確實(shí)是“偽成功.陳萬同學(xué)這個(gè)集體雖然勢單力薄,但是感覺良好.生笑我們很多同學(xué)感覺欠佳.課件云圖接連變換以下文字:確實(shí)是2圈.怎么與想的不一樣?這終究是怎么回事呢?師:要解決這個(gè)問題,我們要從最根本的問題開始研究.探究分析環(huán)節(jié)一師:請同學(xué)們翻到課本127頁,解答隨堂練習(xí)第2題.如圖4,一枚半徑為r的硬幣沿直線滾動(dòng)一圈,圓心經(jīng)過的間隔 d是多少?學(xué)生稍事考慮后師:這道題很簡單,可以大膽地說,多少?生齊:d.師:嗯,d,d是什么?生齊:直徑.師:直徑,假設(shè)用半徑說呢?生齊:2r.師:演示滾動(dòng)對,2r.圓心挪動(dòng)的間隔 為什么是2r,你能不能做出解釋?學(xué)生沉默圖上出示滾動(dòng)前后圓心連

9、線,如圖5文德美同學(xué),你能不能說一說?文德美站立,無語教師提示師:圖5中,圖形1ab2是什么圖形?生齊:長方形.師:長方形,對,也叫矩形.為什么是一個(gè)長方形呢?學(xué)生稍事考慮文德美同學(xué),你能不能說明理由?生文德美:略作考慮因?yàn)閳A與直線相切,所以圖形是矩形.師:很好,不過沒有陳述清楚.師:兩圓與直線相切,a,b與ab有什么關(guān)系?生齊:垂直.師:因此,a,b有什么關(guān)系?生齊:平行.師:很好,它們除了平行,大小還有什么關(guān)系?生齊:相等.師:對,它們都是圓的半徑,因此相等.它們既相等又平行,所以這個(gè)圖形是生齊:平行四邊形.師:對,一組對邊平行且相等的四邊形是平行四邊形.又由于這個(gè)角是直角指角ab,因此這

10、個(gè)圖形是生齊:矩形.師:矩形的對邊相等,所以,等于ab.ab又等于什么?生齊:圓的周長.師:為什么呢?生齊:因?yàn)閳A滾了1圈.師:好,所以說,圓心經(jīng)過的間隔 d=2r.這是根底,有這個(gè)認(rèn)識,我們就可以解決前面提出的問題.當(dāng)然,中間的過程很奇妙.把這個(gè)問題變換一下,看下面的問題:如圖5,線段ab=2r,一個(gè)半徑為r的圓從a滾動(dòng)到b,圓自身轉(zhuǎn)了幾圈?圓心經(jīng)過的間隔 d是多少?搖板書:圈數(shù)、道路長零星聲音:1圈師:1圈,同學(xué)們答復(fù)得不理直氣壯.下面,我們同樣可以動(dòng)手探究一下.學(xué)生準(zhǔn)備動(dòng)手同學(xué)們先不要?jiǎng)邮郑嚷牻處煼治?師:先要得到什么?生齊:直線.師:得到一條直線?生齊自糾:線段.師:對,得到一條線段

11、ab,ab多長?生齊:2r.師:那么怎樣得到一條長為2r的線段呢?略停頓當(dāng)然,這個(gè)2r是針對你的圓而言.生齊:計(jì)算.師:計(jì)算行嗎?部分學(xué)生喊不行可以,量出直徑,就可以計(jì)算出周長.但,還有更快的方法,怎么辦?下面一位學(xué)生在說方法好,這位同學(xué)在喊示意,肯定有他的方法.說一說你的方法.生6:可以讓圓在直線上滾1圈.師:很好,讓半徑為r的圓在直線上滾動(dòng)1圈,就可以得到長為2r的線段.教師黑板上演示,提醒圓必須與直線相切,提示圓滾動(dòng)時(shí)用三角板與直線相靠,演示完后同學(xué)們按教師的方法操作.學(xué)生動(dòng)手畫長為2r的線段ab,教師巡視,提醒學(xué)生圓不要滑動(dòng),要畫準(zhǔn)確,過一會還要用.師:畫好后,同學(xué)們再研究剛剛的問題.

12、教師繼續(xù)巡視,觀察學(xué)生動(dòng)手,詢問經(jīng)過,大多數(shù)同學(xué)完畢后,繼續(xù)師:好,同學(xué)們注意了,我們交流一下結(jié)果.圓滾了幾圈?生齊:1圈.師:很好,只轉(zhuǎn)了1圈.這個(gè)問題很簡單,根據(jù)我們剛剛畫長為2r的線段的過程,也可以看出.屏顯滾動(dòng)過程那么,圓心經(jīng)過的間隔 是多少呢?生齊:2r.師:為什么?生齊:圓心挪動(dòng)的間隔 與ab一樣長.屏顯圓心挪動(dòng)的軌跡師:對的,圓心挪動(dòng)的間隔 為2r.教師板書:?搖1圈,2r環(huán)節(jié)二師:好,下面我們再把這個(gè)圖形做一個(gè)變化.屏顯:如圖6,線段ab=2r,把它折為相等的兩段,并且垂直.一個(gè)半徑為r的圓從a滾動(dòng)到b,圓自身轉(zhuǎn)了幾圈?圓心經(jīng)過的道路長是多少?師邊讀題邊說明還是先自己猜一猜,看

13、哪些同學(xué)的感覺好一些.學(xué)生私下議論師:這位同學(xué)示意,你來說一說.生7:1圈.師:好,你說示意被問同學(xué)生8:1圈.師:為什么是1圈呢?有同學(xué)回應(yīng)因?yàn)閍b還是一樣長對,ab還是長為2r.那么,終究是不是還是滾1圈呢?同學(xué)們還是先動(dòng)手實(shí)驗(yàn).師:部分學(xué)生準(zhǔn)備動(dòng)手,教師提醒同學(xué)們先不要?jiǎng)邮郑确治鲆幌略鯓拥玫秸劬€ab?黑板上演示先量出ab的生:長度.師:對,先量出ab的長度,再找到ab的中點(diǎn)標(biāo)上,然后把這一段擦去指線段,再畫b與a垂直,且與原來的b相等.同學(xué)們按教師的方法,先畫出折線ab,再動(dòng)手實(shí)驗(yàn).學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),教師巡視,提醒學(xué)生折線的長度不能畫錯(cuò),大多數(shù)小組畫完后師:同學(xué)們停下,滾圓如何滾,教師教同

14、學(xué)們一個(gè)方法黑板演示,用三角板的直角對準(zhǔn)這個(gè)角,兩直角邊與折線重合,滾圓靠在三角板的邊緣滾動(dòng).下面自己動(dòng)手操作.學(xué)生兩人配合,用三角板靠線進(jìn)展?jié)L動(dòng)實(shí)驗(yàn),教師巡視,提醒:原箭頭朝下,滾完畢后,箭頭又朝向哪個(gè)方向.學(xué)生大致滾完后師:還是不是1圈?生齊:不是.師:1圈多一點(diǎn)?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖生齊:對.師:1圈半?生齊:不是.師:那終究是比1圈多多少?生齊:多點(diǎn)點(diǎn).師:點(diǎn)點(diǎn)是多少?好,請同學(xué)們觀察教師的演示.實(shí)物展示圓的滾動(dòng)過程,邊滾邊互動(dòng),如圖7師:圓滾到這兒與a相切于點(diǎn)時(shí),滾了幾圈?生齊:半圈.師:很好,因?yàn)閍等于r,為半圓長,所以滾了半圈

15、.演示圓翻直角這時(shí)接觸點(diǎn)不變,圓自身在轉(zhuǎn)沒有?生齊:在轉(zhuǎn).師:轉(zhuǎn)到這兒與b相切于點(diǎn)時(shí),圓自身已經(jīng)轉(zhuǎn)了多少圈?生齊:圈.師:繼續(xù)演示滾動(dòng),當(dāng)箭頭朝下時(shí)圓滾到這兒,已經(jīng)滾了多少圈?生齊:1圈.師:但是折線ab滾完沒?生齊:沒有.師:繼續(xù)演示滾動(dòng)到與b相切于b時(shí)這時(shí)箭頭朝哪個(gè)方向?生齊:朝左.師:圓滾動(dòng)了多少圈?生齊:一又四分之一圈.師:對,1.25圈.板書:1.25那么,圓心經(jīng)過的道路長是多少?注意教師的措辭,不是圓心挪動(dòng)的間隔 ,而是道路長.圓心挪動(dòng)的道路長是多少?敢不敢猜一猜?師:某生喊:我來猜好,你來猜.生:2.5圈.師:道路長會是2.5圈?生竊語:錯(cuò)錯(cuò),那你說是多少?示意剛剛竊語者生:2r

16、+2r.師:2r是怎樣得來的?生:a+b的長.師:對,a和b的和是2r.那么,2r呢?拖長音,暗示不對再加2r對不對?屏顯圖8要知道圓心挪動(dòng)的道路長,關(guān)鍵要知道圓心挪動(dòng)的道路.指屏幕圓心挪動(dòng)的道路是不是這一條線?生齊:是.師:它是2r加多少?是不是這一段圓弧的長?指向圓弧生齊:是.師:那是多少?生竊語:r同學(xué)們記不記得弧長的計(jì)算公式?生齊:.師:對,這兒n是多少?生齊:90.師:對,這是個(gè)直角,n為90.板書計(jì)算過程:=r因此,圓心挪動(dòng)的道路長為生齊:2.5r.師:2r加r等于2.5r教師板書:2.5r.環(huán)節(jié)三師:課件出示圖9同學(xué)們再來研究下面這種情況:線段ab=2r,把它折為相等的四段,圍成

17、一個(gè)正方形.一個(gè)半徑為r的圓從a滾動(dòng)再回到原來的位置,圓自身轉(zhuǎn)了幾圈?圓心經(jīng)過的道路長是多少?教師邊讀題邊屏顯線段ab圍成四邊形的過程同學(xué)們先自主分析,可以不通過操作,剛剛教師已經(jīng)講過方法.當(dāng)然,你不會分析的話,也可以先操作再分析.學(xué)生分析研究,教師巡視,部分小組得出結(jié)論師:圓自身轉(zhuǎn)了幾圈?生:自由答復(fù)1圈多,2圈.師:是2圈的同學(xué)舉手.有10余位學(xué)生舉手很好,你們很能干.2圈是正確的板書:2圈.好,我們再觀察一下圓的滾動(dòng).屏顯圓的滾動(dòng)過程,如圖10,邊滾邊說明滾過線段和角時(shí)師:轉(zhuǎn)了幾圈?生齊:圈.師:又轉(zhuǎn)了幾圈?搖?搖?搖生齊:圈.師:又轉(zhuǎn)了幾圈?生齊:圈.師:又轉(zhuǎn)過幾圈?生齊:圈.師:合起

18、來幾圈?生齊:1圈.師:屏顯滾完又轉(zhuǎn)了幾圈?生齊:1圈.師:共轉(zhuǎn)了幾圈?生齊:2圈.師:好,圓自身轉(zhuǎn)了2圈.那么,圓心挪動(dòng)的道路長是多少?重音生齊:4r.師:對,4r.怎樣計(jì)算,關(guān)鍵是找出什么?生齊:公式.師:公式?不認(rèn)可語氣生齊:規(guī)律.師:規(guī)律.嗯,這兒要求圓心轉(zhuǎn)過的道路長,就要知道圓心轉(zhuǎn)過的拖長音道路.屏顯圓心轉(zhuǎn)過的道路,圖11師:圓心轉(zhuǎn)過的道路是不是這一條道路?生齊:是.師:直的部分合起來是多少?生齊:2r.師:圓弧部分合起來是多少?生齊:2r.師:因?yàn)樗鼈兒铣闪艘粋€(gè)生齊:圓.師:一個(gè)半徑為多大的圓?生齊:r.師:所以說圓心挪動(dòng)的道路長為生齊:4r.板書:4r環(huán)節(jié)四師:離我們最后解決問題

19、只有一步之遙了,為了加深理解,下面我們再變一下.課件出示圖12、圖13,教師讀題線段ab=2r,把它折為相等的三段,圍成一個(gè)等邊三角形;把它折為相等的六段,圍成一個(gè)正六邊形;一個(gè)半徑為r的圓從a滾動(dòng)再回到原來的位置,圓自身轉(zhuǎn)了幾圈?圓心經(jīng)過的道路長是多少?女同學(xué)研究圍成三角形的情況,男同學(xué)研究圍成六邊形的情況,過一會我們再交流,看男同學(xué)能干還是女同學(xué)能干.學(xué)生分析研究,教師巡視,發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)不會分析師:好,很多同學(xué)不知道如何分析,教師再引導(dǎo)同學(xué)們一下.屏顯繞三角形圓的滾動(dòng)過程圓自身轉(zhuǎn)了幾圈?生齊:2圈.師:屏顯圓心挪動(dòng)的軌跡圓心轉(zhuǎn)過的道路長是生齊:4r.師:我們再來看看滾六邊形的情況.屏顯分析

20、繞六邊形時(shí)圓的滾動(dòng)過程圓自身轉(zhuǎn)了幾圈?生齊:2圈.師:屏顯圓心挪動(dòng)的軌跡圓心轉(zhuǎn)過的道路長是生齊:4r.師:好,再把六邊形變成圓.屏顯問題:假設(shè)線段ab=2r,把它圍成一個(gè)圓.一個(gè)半徑為r的圓從a滾動(dòng)再回到原來的位置,圓自身轉(zhuǎn)了多少圈?如圖14師:轉(zhuǎn)了幾圈?大聲說.生齊:2圈.師:為什么是2圈呢?我們來分析.前面的問題中,變化中有一個(gè)不變性,什么沒有變化?生齊遲疑:ab的長.師:對,ab圍成的圖形在變,但周長沒有變化.這兒圓的周長還是生齊:2r.師:所以滾圓還是滾了生齊:2圈.板書:2圈,4r規(guī)律總結(jié)師:先出示最初問題:如圖1通過前面的分析,同學(xué)們應(yīng)該很容易解決這個(gè)問題了.轉(zhuǎn)了幾圈?生齊:2圈.

21、師:當(dāng)然,這不是計(jì)算解決,而是與前面的問題比較直接得出的結(jié)論.那么終究如何計(jì)算解決這個(gè)問題呢?同學(xué)們根據(jù)教師的板書分析一下,前面的例子中,圓自身轉(zhuǎn)的圈數(shù)與圓心經(jīng)過的道路長d有什么關(guān)系?學(xué)生根據(jù)教師的板書分析,稍后師:教師示意這位同學(xué),說說你的看法.生:圓自身轉(zhuǎn)的圈數(shù)越多,圓心經(jīng)過的道路長也就越大.師:是不是這樣?生齊:是.師:很好,那么它們之間有什么明確的數(shù)量關(guān)系呢?生齊:圓滾動(dòng)的圈數(shù)等于圓心經(jīng)過的道路長d除以2r.師:2r是什么?生齊:滾圓的周長.師:總結(jié)得很好,也就是說,圓滾動(dòng)的圈數(shù)等于圓心經(jīng)過的道路長d除以滾圓的周長.為什么是這個(gè)關(guān)系,同學(xué)們下來可以繼續(xù)考慮.有了這個(gè)認(rèn)識,我們就可以計(jì)算并解決前面的問題了.問題解決師:同學(xué)們觀察,滾圓圓心挪動(dòng)的道路是怎樣一個(gè)圖形?搖生齊:圓.師:圖上添加圓心字母,半徑r怎樣一個(gè)圓呢?生齊:以為圓心、r為半徑的圓.師:是以r為半徑的圓嗎?生齊:是以為圓心、2r為半徑的圓.師:好,

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