关于用割圆术推导圆周率的计算公式的方法 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/5 5:43:49星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

假设组成正多边形的一个三角形为ΔAOB,垂足点为D。边长AB=S,正多边形的周长为L,圆心角为α。依题意,有:

OD=R

α的大小和分割的线段(直径)n有关联,n越大,正多边形的边就越多,α就越小;反之,意然。它们的关系式如下:

??360180? 2nn在ΔOAD中,根据三角函数关系,可列出如下关系式: AD= ∠AOD=

?2S?= R* tg() 22?S= 2*R* tg()

2?2S2AD=OD*tg()

正多边形的周长L为: L=2*n*S

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=2*

180?* 2*R* tg()

?24.1、圆周率以正多边形的圆心角α为变量的计算形式

如果分割圆的线段(直径)n越多,圆周就被分割得越细,组成的正多边形的边就越多。那么正多边形的周长就越接近于圆的周长,因此,依此就可得出圆周率的计算公式,为:

??L2R180?2**2*R*tg?2 ?2R360*tg??2?4.2、圆周率以正多边形的割边数n为变量的计算形式 将??180代入上式,可得到以线段(直径)n为变量的另一种形式n的计算式子:

360*tg?2???180360*tgn2 ?180n90?2*n*tgn

5、圆周率的取值及祖冲之密率证明 将以上推导的圆周率的计算公式整理如下:

??n*2*(1?cos180) 1 n○

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??2*n*sin90 2 n90??2*n*tg 3

n○○

或:

??180*2*(1?cos?)?360*sin ○4

?2 5

???360*tg○

?2 6

???○

公式○1和○4、○2和○5、○3和○6是等价的,可以相互转换,转换因子为??180。 n(用公式计算圆周率时,理论分析上,n只能取正整数,a为能被360整除并且结果为偶数的值,这样,才能和题意所说的条件相符合,也只有这样,计算出的圆周率值才能越准确。)

以上是用直径分割圆周来推导圆周率计算公式,也可以用半径来分割圆周,推导出圆周率的计算式子。在此就不一一叙述了,有兴趣的朋友可以做一做。

大概在2000年或2001年,我就推导出这些圆周率计算公式。我曾经将公式给我的数学老师(梁春崇先生)看,他试图用洛必达法则来证明,因进入一个循环,未果。

历史上,祖冲之算出了圆周率在3.1415926和3.1415927之间。

22,这是可以证明的。在以上有a的式子里,将721.97722a=7代入公式,在内切圆中,Π≈≈,在外切圆中,Π

77他还得出圆的密率为

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22.01822180≈。由此可知,祖冲之用了n==25.7≈26,用了26根777棍子(直径)去分割圆,才算出了圆周的这个密率。

如果将Π=3.1415926代入○1式,整理后,得: 2*n2-2*n2*cos

180 - 3.1415926*3.1415926=0 n这个式子我不知道怎样解,如果哪位朋友如果知道解法,麻烦就请解一下,将n值求出来,就可知道祖冲之当时用了多少根棍子去分割圆,才算出了这个圆周率。不过,当我用数字代入n值后计算时,我发现,只有当n=5000时,派=3.14159260,也就是说,用了5000根棍子(直径)去分割圆周。

6、圆周率的其他计算形式 当用??*1360(k为任意正数 )代入上面的公式,可得到圆周率kn的另一种计算公式。这个公式依然可以计算出圆周率的值。

比如说:当k=1时,??*代入○1式得

??n*2*(1?cos?360180)n180) 3601360360?,代入上式: 1nn?*2*(1?cos360*2*(1?cos)2????代入○2式得

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??2*n*sin90n36090 ?2**sin360??720*sin??4?代入○5式得

360*sin?2???360360*sinn2 ?360n180?n*sinn(这就是用半径分割圆周推导的圆周率的计算公式)

用以上式子计算时,要记注n和a的取值范围,n→∞,而a→0,并且,n要取整数,a要取能被360整除的数,这样,计算出来的圆周率就越准确。

***完***

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