關(guān)于圓周率這個(gè)問(wèn)題涉汲數(shù)學(xué)分析中的一些知識(shí),數(shù)學(xué)分析中幾乎所有的概念都離不開(kāi)極限。因此,極限概念是數(shù)學(xué)分析的重要概念,極限理論是數(shù)學(xué)分析的基礎(chǔ)理論。 在中學(xué)《幾何》中,甚至在小學(xué)《算術(shù)》中,都知道半徑為R的圓的周長(zhǎng)C=2?R,其中?是圓周率,是常數(shù)。那么這個(gè)圓的周長(zhǎng)公式是怎樣得到的呢? 我們會(huì)用直尺度量線段的長(zhǎng),從而也就會(huì)度量多邊形的周長(zhǎng),因而多邊形的周長(zhǎng)是己知的。 但是在圓中圓周是一條封閉曲線,無(wú)法用直尺直接度量它的長(zhǎng)。 這樣就出現(xiàn)了一個(gè)新問(wèn)題:何謂圓的周長(zhǎng)?也就是,怎樣定義圓的周長(zhǎng)?這是計(jì)算圓的周長(zhǎng)的基礎(chǔ)。 圓的周長(zhǎng)是個(gè)未知的新概念。我們知道,未知新概念必須建立在己知概念的基礎(chǔ)之上。 那么怎樣借助于已知的多邊形的周長(zhǎng)定義圓的周長(zhǎng)呢? 我國(guó)古代杰出的數(shù)學(xué)家劉徽創(chuàng)立了的“割圓術(shù)”,就是借助于圓的一串內(nèi)接正多邊形的周長(zhǎng)數(shù)列定義了圓的周長(zhǎng)。 (其作法不在敖術(shù),“圓周率”已術(shù)其作法。) 劉徽說(shuō):“割之彌細(xì),所失彌少。割之又割,以至于不可割,則與圓合體而無(wú)所失矣?!?/p> 很明顯,當(dāng)圓的內(nèi)接正多邊形的邊數(shù)成倍無(wú)限增加時(shí),這一串圓的內(nèi)接正多邊形將無(wú)限地趨近于該圓周,即它們的極限位置就是該圓周,只有在無(wú)限的過(guò)程中,才能真正作到“無(wú)所失矣”。 根據(jù)上述分析: 圓的周長(zhǎng)可以這樣定義:若圓的內(nèi)接正多邊形的周長(zhǎng)數(shù)列穩(wěn)定于某個(gè)數(shù)“L”(當(dāng)n無(wú)限增大時(shí)),則稱“L”是該圓的周長(zhǎng)。 因此在無(wú)限過(guò)程中,由直邊形的周長(zhǎng)數(shù)列得到了曲邊形的周長(zhǎng)。 這就是極限的思想和方法在定義圓的周長(zhǎng)上的應(yīng)用。 所以用一個(gè)整數(shù)的線段做個(gè)圓,“圓周率”是個(gè)無(wú)理數(shù)。 1、當(dāng)n=6時(shí),圓的內(nèi)接正六邊形的直徑恰是正六邊形邊長(zhǎng)的2倍,這時(shí)直徑就是個(gè)有理數(shù)了! 2、當(dāng)n→∞時(shí),由圓周長(zhǎng)公式C=2?R,可得2R=C/?,直徑是個(gè)無(wú)理數(shù)。 所以直徑的長(zhǎng)度可能是有理數(shù)也可能是無(wú)理數(shù)。
解直角三角形。多邊形邊長(zhǎng)為a/n;圓心角度數(shù)為2?/n;孤長(zhǎng)公式:L=n?r/180 這里不在計(jì)算n→∞直徑的長(zhǎng)度計(jì)算公式了! |
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