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圆的周长怎么算(你会背圆的周长和面积公式)
正多边形,圆周,面积圆的周长怎么算(你会背圆的周长和面积公式)
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
因此,对每一个圆来说,该比值都是相等的。通常,我们使用希腊字母 pi 或 π来表示该比值。π对于圆的意义,正与4对于正方形的意义相同。
要对π的取值做一些近似并不是很困难。例如,假定我们在圆中放入一个内接正六边形。
此正六边形的周长正好是圆的直径的三倍。由于圆周比此正六边形的周长要长一些,因此,我们得出π的取值要比 3大一些。如果使用边数更多的正多边形,那么我们将会得到精确程度更高的近似值。阿基米德(生活于公元前 250年左右)就曾使用正 96边形,得出了π≈22/7。许多人都有这样的错觉,以为这是一个严格的等式,但实际上它并不是。π的真实取值要稍微小一点,一个相对精确的近似值是π≈3.1416,一个更精确的近似值π≈355/113,这个近似值由五世纪时的中国人(祖冲之,小编注)给出。
但是, π的精确取值到底是多少呢?很遗憾,关于该取值的消息相当糟糕。由于 π是无理数(该性质由兰伯特于 1768年证明),因此,我们不可能将它表示为两个整数的比值。特别是,想要将直径和圆周都表示为同一个计量单位的整数倍,则是绝对不可能的。
实际上,我们面临的情况要比处理正方形的对角线时所遇到的情况更糟。虽然√2也是无理数,但我们至少可以这样表述它,即“其平方为2的数”。换句话说,我们可以使用整数的算术来表达√2所满足的关系式,即它是这样的一个数 x,满足 x² = 2。我们虽然也不知道√2的取值到底是多少,但我们知道它的性质。
结果表明,π有着不同的情况。它不仅不能够用分数表示,事实上,它也不能满足任何的代数关系。π有什么用呢?除了表示圆周率之外,其实它并没有什么别的作用。π就是π。像π这样的数,我们称之为超越数(transcendental,拉丁语“超出”的意思)。超越数(它们的数目有很多)根本就超出了代数所具有的表达能力。林德曼于 1882年证明了 π是一个超越数。这真的很神奇,我们居然还能够知道像超越数这样的数。
然而,另一方面,数学家们也发现了不少π的其他表示方法。比如莱布尼茨于 1674年发现了如下的公式:
这里的想法是,随着公式右边相加项数的增多,其相加之和也会越来越接近公式左边的数值。因此, π可以表示为无穷项之和。该公式至少向我们提供了 π的纯数值表示,而且在哲学上它也非常的有趣。更重要的是,这样的表示就是我们所能得出的全部。
以上就是故事的全部。圆周和直径的比值是 π。然而,对于这样的比值,我们却无能为力。我们所能做的,只能是将它加入从而扩展我们的语言。
特别地,半径为 1的圆,其直径为 2,因此其圆周为 2π。该圆的面积是半径与圆周乘积的一半,亦即正好是π。将该圆按比例 r放大,由此我们得到一个半径为 r的圆,其圆周和面积可由下列公式得出:
C=2πr
A=πr²
值得注意的是,上述第一个公式实际上并无实质内容,它只不过是π的定义的重新表述。第二个公式才真正地有深刻的内容,它和我们在前一节中所得的结果等价,即圆的面积等于其半径与圆周乘积的一半。
本文到此结束,希望对大家有所帮助呢。
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