弧長與扇形|14–15 歲(中三)
劉徽割圓術
周界 ÷ 直徑 ≈ π,邊數越多越準確。
劉徽割圓術的方法
方法
周界 ÷ 直徑 ≈ π,邊數越多越準確
正六邊形:
另一種做法
用面積:十二邊形 3r²
6 × (1 × 1 ÷ 2) = 3
詳細講解
魏晉時的劉徽把正多邊形放在圓內,邊數一倍一倍地加(6、12、24、48……),多邊形就越來越貼近圓:「割之彌細,所失彌少」。半徑 1 的圓內的正六邊形,六條邊都等於半徑,周界 6;圓周 2π 比它長,所以 π 比 3 大。正十二邊形可以拆成 6 個箏形,每個的對角線是半徑 1 和六邊形的邊 1,面積 1 × 1 ÷ 2,共 6 × 12 = 3 = 3r²。所以 n 邊形的周界 ÷ 直徑、或 2n 邊形的面積 ÷ r²,都是 π 的估計值,邊數越多越準確。邊數加倍時,新的邊長可以用畢氏定理由舊的邊長求出:半徑 1、十二邊形的邊長約 0.5176,周界約 6.2117,π ≈ 6.2117 ÷ 2 ≈ 3.1058。另一種做法:用圓外的正多邊形,得到比 π 大的估計值,π 就夾在兩者中間。
例題
先自己想一想,再打開看答案和步驟。
例題 1
圖中圓的半徑是 16 cm。圓內正六邊形的周界是 cm,周界 ÷ 直徑 = ,這就是用正六邊形估計的 π。
填上每個空格
看答案和步驟
答案:96,3
每條邊等於半徑:6 × 16 = 96;96 ÷ 32 = 3。
例題 2
半徑 9 cm 的圓內有一個正 24 邊形,每條邊約長 2.3499 cm。劉徽用它來估計圓周:它的周界約是多少 cm?
看答案和步驟
答案:56.3976 cm
周界 = 24 × 2.3499 = 56.3976 cm,比圓周 2π × 9 短一點點;邊數越多,越接近。
例題 3
用某個正 6 邊形的周界 ÷ 圓的直徑,得到 π 的估計值 3.4641。π 比 3.4641 大。
判斷對錯
看答案和步驟
答案:錯
π ≈ 3.1416:圓內的正多邊形周界較短,估計值比 π 小;圓外的較長,比 π 大。
試做練習題
先試做 5 題,答案在最後。想要整份練習卷,看下面的 VIP 練習卷。
1.圖中圓的半徑是 25 cm,圓內有一個正六邊形,它的六隻角都在圓上。正六邊形的周界是多少 cm?
答:
2.半徑 4 cm 的圓內有一個正 12 邊形,每條邊約長 2.0704 cm。劉徽用它來估計圓周:它的周界約是多少 cm?
答:
3.圖中圓的半徑是 2 cm,圓內有一個正十二邊形。它可以拆成 6 個箏形,每個箏形的兩條對角線都長 2 cm(一條是半徑,一條是正六邊形的邊)。正十二邊形的面積是多少 cm²?
答:
4.用某個正 48 邊形的周界 ÷ 圓的直徑,得到 π 的估計值 3.1461。π 比 3.1461 大。
判斷對錯
答:
5.半徑 7 cm 的圓內正十二邊形每邊約長 3.6232 cm。劉徽說:正二十四邊形的面積 = 12 × 半徑 × 十二邊形的邊長 ÷ 2。準確至一位小數,正二十四邊形的面積約是多少 cm²?
答:
全部答案
- 1. 150 cm
- 2. 24.8448 cm
- 3. 12 cm²
- 4. 錯
- 5. 152.2 cm²
VIP 練習筆記及模擬測驗
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