圆的周长为什么这样算
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/27 11:06:13
圆的周长为什么这样算
圆的周长为什么这样算
圆的周长为什么这样算
在古代这个问题几乎是依赖于对实验的归纳.人们在经验中发现圆的周长与直径有着一个常数的比,并把这个常数叫做圆周率（西方记做π）.于是自然地,圆周长就是
C = π * d
其中d是圆的直径.
后来的古代数学家们就想办法算出这个π的具体值来,早期数学家都用的是类似“割圆术”的方法,也就是用圆的内接正多边形和外切正多边形的周长逼近圆周长,以期求得圆周率的近似解.
割圆术的大致方法在中学的数学教材上就有.然而必须看到,它很大程度上只是计算圆周率的方法,而圆周长是C = π * d似乎已经是事实了,这一方法仅仅是定出π的值来.我们仔细想想就知道这样做有问题,因为他们并没有从逻辑上证明圆的周长确实正比于直径,更进一步说他们甚至对周长的概念也仅是直观上的、非理性的.
真正从理论上严密推导圆的周长必须依赖近代的分析数学,包括微积分的使用才行.
现在推导圆周长最简洁的办法是用积分.
在平面直角坐标下圆的方程是x^2 + y^2 = r^2
这可以写成参数方程
x = r * Cos t
y = r * Sin t
t∈[0, 2π]
于是圆周长就是
C = ∫√( (x'(t))^2 + (y'(t))^2 ) dt,t从0积到2π.
结果自然就是
C = 2π * r
（注：三角函数一般的定义是依赖于圆的周长或面积的,为了避免逻辑上的循环论证,可以把三角函数按收敛的幂级数或积分来定义而不依赖于几何,此时圆周率就不是由圆定义的常数,而是由三角函数周期性得到的常数）
如果不需要更多的理论讨论,上面的做法就足够了.当然更确切地,我们或许还需要知道在数学上曲线的周长是如何定义的,以及圆的周长的存在性问题.这里就一时之间说不清了.
哪问你，为什么一个半径长的绳，绕一圈会得到一个圆。自己人们发现圆的存在，自然有了半径，进而人们了解到圆的周长！自用周长与半径的关系，得出圆周率。既然有了规率就得出公式了！
因为周长与直径之比就等于常数3.14，所以周长就是按照这样出来的。
这是自然规律，因为圆的周长和圆的直径有固定的比例。