圓的周長公式中π值的推算過程

2021-01-17 衛建峰


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你好,朋友!


今天要分享的主題是:圓的周長公式中π值是如何推算出來的?


大家都知道,圓的周長公式是:周長=2πr。


那麼,這個公式中的π值是如何推算出來的呢?


接下來,就來分析一下π值的推算方法和過程


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用測量法測算圓的π值



🌱滾動法


在一個圓環上做一個標記,把圓環上的這個標記與刻度尺上的某一刻度對齊,然後滾動圓環。


當圓環上的這個標記再次與刻度尺上的另一個刻度重合時,就測量出了圓的周長。


🌱繞線法


用軟的細線與圓重合在一起,然後把細線展開,用尺子就可以測量出圓的周長。



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用割圓法推導圓的周長公式中的π值


🌱遞推法

先求內接外切正六邊形的邊長,然後再求十二邊形的邊長,再求二十四邊形的邊長,依此遞推。求的n邊形的邊長,除以圓的直徑,就求得了圓周率π的值。



在推導過程中,需要反覆使用勾股定理。關於勾股定理的推導過程,需要另寫一篇文章專門論述。


在這裡只說明勾股定理的內容:直角三角形的兩個直角邊的平方和等於斜邊的平方。


🌱三角函數法


把一個圓均分成若干分,每一份對應的等腰三角形的角已知,圓半徑也已知,所對應的邊長就可以通過三角函數計算出來。把每個等腰三角形的對邊相加,就可以近似為圓的周長。


這裡就需要解決一個問題,如何計算任意角度的三角函數的值。由於這個問題相對複雜一些,所以以後專門寫一篇文章來論述。



🌱微積分推導法



當上圖中的n趨近無窮大時,就可以得出圓的周長和半徑的關係式,這就是圓的周長公式。


這種方法的難點問題,在於n趨近無窮大時,這個關係式中的n如何消除掉。


這就涉及到了微積分中的一些問題,比如極限問題等。


由於三角函數的微積分也是一個比較複雜的問題,所以以後會有專門的文章對其進行分析論述。


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以上就是推算圓的周長公式中π值的時候,所用的一些方法。這些方法涉及的數學問題都比較多,在這裡只是簡單了解一下就可以了。


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