圆的周长公式,直径乘以3.14等于圆的面积吗 。发迹号带你了解更多相关信息 。
圆是古人最早认知的几何图形之一 , 他们使用绳子在丈量土地时 , 发现只要一个人拿着绳子一端原地不动 , 一人拉着绳子另一端移动 , 就会画出一个圆形 。因而意识到圆有两个核心要素:圆心和半径 。
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圆的定义:在同一平面内到一个定点(O)的距离(R)点的集合叫做圆 , 这个定点叫做圆的圆心(O) 。
需要注意的是 , 我们通常说的圆是指圆周 , 就是到圆心距离相等的点的集合 , 并不包含圆心 。这些点组成了圆形 。在一些几何题中的圆也不会给出圆心 , 如:一个三角形的外接圆或内切圆 , 但只要给出了圆 , 就可以很容易获得圆心 。
圆的半径:
连接圆上任意一点和圆心的线段叫做半径(AO) , 一般用r(radius)表示 。
圆的直径:
初中教科书上说 , 连接圆上任意两点的线段叫做弦 , 经过圆心的弦叫做直径 。其实我们可以这样理解 , 一条经过圆心的直线与圆相交两点 , 连接这两点的线段叫做直径(AB) , 一般用字母d(diameter)表示 。由于圆心O到点A和点B的线段均等于半径 , 所以直径的长度是2倍的半径长度 , 即d=2r 。
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圆的周长:
古代数学家将大小不同的圆环沿着直尺滚动一周后发现 , 圆的周长总是以圆的直径乘以某个常数 , 这个常数就是我们现在熟知的圆周率(π) 。然而当时的人们却发现π不是一个整数 , 似乎无论如何都无法得到π的准确值 , 这个困扰了人们上千年之久 , 直到1761年德国数学家约翰·海因里希·兰伯特使用连分数法证明了π是无理数(无限不循环小数) 。在1844年法国数学家刘维尔证明了超越数的存在性之后的1882年 , 德国数学家林德曼证明了圆周率是超越数 。圆周率π的神秘面纱才被真正揭开了 。
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既然圆的周长是某个常数乘以直径 , 我们就先获得了圆的周长的公式:
C=πd 或 C=2πr 。
周长用字母C(circumference)表示
圆周率π的计算:
现在很多人都理所当然认为π是常数 , 但并没有想过π为什么是常数?如果π不是常数 , 且是无限不循环小数 , 那么我们禅精竭虑计算出π的值将没有任何意义 。
首先 , 证明π是常数的过程:(没学过“相似三角形”可以直接看结论)
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作两个以O点为圆心 , 半径为R1和R2的同心圆 。再分别作两个圆的内接正n边形( n= 10) , 且保证正两个正多边形过圆心的对角线重合 。两个正多边形的边长分别为K1和K2 。
我们通过:
从而我们获得结论:
圆的周长(πd 或2πr)只跟半径相关 , 则π为常数 。
π的计算:
与证明π为常数的方法一样 , 人们在计算π的值同样使用圆内接正n边形 , n越大 , 正n边形的周长越接近圆的周长 , 从而计算出更加精确的π值 。这就是“割圆法” 。
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上图是古希腊数学家阿基米德(公元前287年—公元前212年)通过正96边形获得的π值 。我国的数学家祖冲之(公元429年—公元500年)在公元460年进一步得出精确到3.1415926和3.1415927之间 , 这个则达到了正24000边形 。这个在之后的800年都是最精确的π值 。
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细心的同学会发现“割圆法”中的正n边形 , n都是6的倍数 。
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这是因为利用直角三角形性质 , 我们可以比较容易计算出
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